Ractopamine hydrochloride (RAC) is a β-agonist additive that has been used in many countries as a repartitioning agent, redirecting nutrients in order to increase leanness and decrease lipid deposition in pigs. Countries from the European Union and Asia question their safety, while American countries and Australia allow their controlled use as an additive added to the feed of pigs in the finishing phase. In Brazil, the Ministry of Agriculture, Livestock and Food Supply together with the national production sector, developed a Program called \"SplitSystem\" to ensure a safe product without RAC in order to meet international sanitary requirements. However, co-products used in animal feed may contain RAC, such as meat and bone meal (MBM), one of the main feed ingredients used in many countries which can partially replace soybean meal to lower costs. As the level of RAC in this protein source has not been established an experiment was under taken to examine the impact on pig tissues of increasing amounts of meat and bone meal (MBM) in four dietary groups: 0, 7, 14 and 21% w/w of MBM-containing RAC (53.5 µg kg-1) in the diet. The purpose was to verify if ractopamine residues remain in pig tissues (muscle, liver, kidneys, and lungs) and how much is eliminated through urine. To address these concerns, gilts were fed RAC via MBM daily, from weaning until slaughter. RAC was determined in muscle, liver, kidneys, and lungs with a limit of detection (LOD) = 0.15, 0.5, 0.5 and 1.0 µg kg-1, respectively), and no RAC residues were quantified above the limit of quantification (LOQ) = 0.5, 2.5, 2.5 and 2.5 µg kg-1, respectively). In urine, RAC concentration remained below 1.35 µg L-1. These values are below the maximum residue limits (MRLs) established by legislation. Therefore, MBM (53.5 µg kg-1 of RAC) can be used up to 21% in pig diets, however when considering restrictive markets, it is recommended not to use MBM. / O cloridrato de ractopamina (RAC) é um aditivo β-agonista que tem sido usado em muitos países para redirecionar nutrientes a fim de aumentar a deposição de tecido muscular e diminuição de lipídios em suínos. Países da União Européia e Ásia questionam sua segurança, enquanto os países da América e a Austrália permitem seu uso controlado como um aditivo adicionado à ração na fase de terminação em suínos. No Brasil, o Ministério da Agricultura, em conjunto com o setor produtivo nacional, desenvolveu um programa chamado \"SplitSystem\" para garantir um produto seguro sem RAC, a fim de atender aos requisitos sanitários internacionais. No entanto, os co-produtos utilizados na ração animal podem conter RAC, como farinha de carne e ossos (FCO), um dos principais ingredientes utilizados em muitos países para substituir parcialmente o farelo de soja, a fim de reduzir os custos de produção. Como o nível de RAC nessa fonte de proteína não foi estabelecido, um experimento foi conduzido para examinar o impacto sobre os tecidos suínos que receberam níveis crescentes de FCO, divididos em quatro grupos: 0, 7, 14 e 21% de FCO contendo 53,5 µg kg-1 de RAC, na dieta dos animais. O objetivo foi verificar se resíduos de RAC permanecem nos tecidos suínos (lombo, fígado, rim e pulmão) e o quanto é eliminado através da urina. Para atender a essas preocupações, as leitoas foram alimentadas com RAC via FCO diariamente, desde o desmame até o abate. A RAC foi determinada em lombos, rins, fígados e pulmões com um limite de detecção (LOD) = 0,15; 0,5; 0,5 e 1,0 µg kg-1, respectivamente, e nenhum resíduo de RAC foi quantificado acima do limite de quantificação (LOQ) = 0,5; 2,5; 2,5 e 2,5 µg kg-1, respectivamente. Na urina, a concentração de RAC permaneceu abaixo de 1,35 µg L-1. Estes valores são inferiores aos limites máximos residuais (LMRs) estabelecidos pela legislação. Concluindo que a FCO (53.5 µg kg-1 de RAC) pode ser utilizada com até 21% em rações para suínos, entretanto, ao considerar mercados restritivos, recomenda-se não usar a FCO.

Nesta monografia foram desenvolvidas metodologias sintéticas para a funcionalização das 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinonas, utilizando a reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura e a reação de cicloadição azida-acetileno com cobre, através de estratégias simples e eficientes que permitiram a preparação de uma série de compostos com grande diversidade estrutural. Inicialmente descreve-se a síntese da 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinona (S)- 3, a partir da (S)-asparagina enantiomericamente pura 1, um aminoácido barato e de fácil acesso, produzindo na primeira etapa o 2-(S)-isopropil-peridropirimidinona-6- ácido carboxílico (2S,6S)-2, que reagindo com diacetoxiiodo benzeno/iodo e BF3.OEt2, gera a pirimidinona (S)-3. Em seguida, preparou-se uma série de 2-(S)-isopropil-5-aril-pirimidinonas (S)- 6a-q e 2-(S)-isopropil-5-alquinil-pirimidinonas (S)-7a-q, através da reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio, utilizando aril- (4aq) e alquiniltrifluoroboratos de potássio (5a-q), respectivamente. Desta forma sintetizou-se uma variedade de pirimidinonas com alterações programadas de substituintes na posição 5 do anel, com rendimentos de 15% a 95%. Ainda a fim de obter algumas pirimidinonas com substituintes acetilênicos alquílicos 9a-f, utilizou-se a metodologia de acoplamento de Sonogashira. Em todos os casos obtiveram-se bons rendimentos. Dando sequência ao projeto, sintetizou-se as 2-(S)-isopropil-pirimidinonas funcionalizadas na posição C5 com anéis triazólicos substituídos na posição N1 (S)- 11a-k, através da reação de cicloadição azida-acetileno utilizando CuI como fonte de cobre e ondas ultra-sônicas como fonte de energia. Preparou-se diversos compostos, todos com rendimentos variando de 79% a 87% em 5 minutos de reação. Por último, através da redução da dupla ligação endocíclica dos compostos (S)-6a, 6b, 6g, 6l e 6n e posterior hidrólise utilizando radiação microondas proporcionou a obtenção de α-aril β-aminoácidos altamente enantioenriquecidos. / This monograph shows the development of a synthetic methodology for the functionalization of 2-(S)-isopropyl-5-iodo-pyrimidinones using either Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions or cycloaddition reactions of azide-acetylenes with copper, through a simple and efficient pathway enabling the preparation of a series of structurally diverse compounds. This paper begins by describing the synthesis of 2-(S)-isopropyl-5-iodopyrimidinones (S)-3, from enantiomerically pure (S)-asparagine 1. This inexpensive and readily available amino acid forms 2-(S)-isopropyl-perhidropyrimidinone-6- carboxylic acid (2S, 6S)-2, which is reacted with DIB / iodine and BF3·OEt2 to form pyrimidinone (S)-3. Using palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions, a series of 2-(S)-isopropyl-5-arylpyrimidinones (S)-6a-q and 2-(S)-isopropyl-5- alkynylpyrimidinones (S)-7a-q were prepared using potassium aryl- (4a-q) and alkynyltrifluoroborates (5a-q), respectively. With this reaction, a variety of pyrimidinones with different substituents at position 5 of the ring were synthesized, with yields ranging from 15% to 95%. The Sonogashira coupling reaction was used to prepare pyrimidinones with alkyl acetylenic substituents (S)-9a-f, giving good yields in all cases. 2-(S)-Isopropylpyrimidinones were then functionalized in the C5 position with N1 (S)-11a-k substituted triazole rings. These functionalizations were performed by the cycloaddition of azide-acetylenes using CuI and ultrasonic waves, which provided enough energy to reduce the reaction time to only five minutes. Several different variations of this compound were prepared, all with yields between 78% and 87%. Finally, the endocyclic double bonds in compounds (S)-6a, 6b, 6g, 6l and 6n were reduced, followed by a hydrolysis using microwave radiation to afford the highly enantioenriched α-aryl β-amino acids.

As cianobactérias apresentam distribuição variada e podem ocorrer desde as regiões frias do ártico até os trópicos, em corpos dágua doce e no ambiente marinho. Algumas espécies de cianobactérias produzem compostos com conhecida toxidade, podendo causar efeitos deletérios em seres humanos e animais. Entre estes compostos estão os com atividade neurotóxica devido aos mais variados mecanismos de ação. O objetivo geral deste projeto é a obtenção por via sintética de algumas neurotoxinas e variantes, entre elas a β-N-metil-L-alanina (L-BMAA), anatoxina-a e anatoxina-a(s), bem como algumas aplicações. Para a L-BMAA, foi buscada a determinação de rotas sintéticas viáveis para a obtenção deste aminoácido modificado sob a forma racêmica e enantiomericamente pura, além de um possível produto cíclico que pode ser gerado naturalmente a partir da L-BMAA. Algumas rotas estratégicas foram determinadas com êxito para a síntese destes compostos. Entre as aplicações dos produtos obtidos podem ser citados: (i) a determinação de um método analítico para a determinação deste aminoácido por RMN de 1H; (ii) um método analítico por LC-MS utilizando D3-L-BMAA como padrão interno e (iii) a indicação de um possível mecanismo de neurotoxidade ligado a neurodegeneração via um intermediário produzido naturalmente do equilíbrio entre L-BMAA e íons bicarbonato. Duas rotas sintéticas estratégicas foram traçadas para a anatoxina-a. Na primeira, que não foi bem sucedida, partiu-se de um biciclo já formado e em sua etapa chave deveria ocorrer à expansão de um anel tropânico que conduziria ao biciclo 1:2:4. Na segunda, tentou-se a síntese a partir de uma molécula extremamente simples, o 1,5- ciclooctadieno, e após cinco passos reacionais obteve-se a síntese total da anatoxina-a sob a forma racêmica. A etapa mais importante para essa rota foi a ciclização utilizando-se paládio divalente. Entre as possíveis aplicações dos produtos obtidos sugere-se: (i) o desenvolvimento de um método analítico por LC-MS utilizando D3-anatoxina-a como padrão interno e (ii) ensaios biológicos com os análogos para se determinar potencial agonista, antagonista ou agonista parcial de receptores nicotínicos para esses compostos. A anatoxina-a(s) apresentou um grande desafio para a sua síntese total. Por se tratar de um organofosforado com uma parte alquílica heterocíclica, buscou-se primeiramente a sua síntese parcial. Assim, foi possivel a síntese da guanidina cíclica sob a forma racêmica e quiral, além da obtenção de alguns compostos análogos inéditos. Para a síntese da N-hidroxiguanidina cíclica traçou-se duas diferentes rotas, uma enantioseletiva, partindo do aminoácido asparagina, e outra racêmica, com a utilização de álcool benzílico como material de partida. No entanto, apesar da produção de intermediários e análogos, não foi possível a obtenção do produto final. Entre as aplicações dos produtos sintéticos obtidos estão: (i) o desenvolvimento e validação de um método analítico para a quantificação indireta de anatoxina-a(s) utilizando a N-hidroxiguanidina cíclica como padrão e (ii) a utilização destes intermediários sintéticos em ensaios para se determinar os mecanismos de ação tóxicos, especialmente como inibidores de colinesterases. / Cyanobacteria are aquatic and photosynthetic organisms that can be present in cold areas, such as the Arctic, as well as in tropical waters, in both marine and freshwater environment. They are important species for aquatic life and terrestrial ecosystems since they are on the base of the food web. However, some cyanobacterial species can produce toxic secondary metabolites that have deleterious effects for animals and human. These toxic metabolites are also called cyanotoxins and show different mechanisms of action ranging from hepatotoxic to neurotoxic effects. The aim of this study is the organic synthesis of some common neurotoxins, including some analogues, such as β-N-methyl-L-alanine (L-BMAA), anatoxin-a and anatoxin-a(s). Moreover, focus was given for some possible application of these compounds, especially as analytical standards for water monitoring. Some synthetic routes were carried out in order to produce L-BMAA in both racemic and enantiomerically pure forms. Also, it was synthesized a possible cyclic analogue that may be formed in vivo from L-BMAA. The racemate and the pure L-BMAA were successfully obtained. Some possible application of these compounds were suggested: (i) the development of an analytical method based on 1H NMR analyses for the determination of L-BMAA in environmental and biological samples; (ii) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of L-BMAA, using D3-L-BMAA as an internal standard, in different matrices and (iii) the indication of a cyclic derivative formed in vivo that can be involved in the neurotoxicity of L-BMAA. Two strategies were planned in order to produce anatoxin-a. The first one was not successful and was started by using the bicyclic precursor. The crucial step was the expansion of tropanic ring to produce the 1:2:4 byciclic anatoxin-a precursor. The second strategy was initiated with the 1,5 cyclicoctadiene and after five reaction steps anatoxin-a was finally synthesized in its racemic form. The most important step for this route was the use of palladium. Similar applications were suggested for anatoxin-a: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of anatoxin-a using D3-anatoxin-a as an internal standard in different matrices and (ii) the screening of anatoxin-a and analogues in bioassays based on nicotinic receptors in order to determine their agonistic and antagonistic mechanism of action. The total synthesis of anatoxin-a(s) is still a challenge. This cyanotoxin is a natural organophosphate with an alkylic heterocyclic chain. Therefore, the first step was the production of the cyclic guanidine in both racemic and enantiomerically pure forms. Some cyclic guanidine derivatives were prepared via asparagine and/or benzilic alcohol. However, anatoxin-a(s) was not achieved. The use of the cyclic guanidine can be recommended for: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the indirect determination of anatoxin-a(s) using its alkylic chain as a standard after sample alkalinization and (ii) the screening of anatoxin-a(s) derivatives in cholinesterase assays to determine their toxicity and mechanisms of action.

Utilizando uma bibioteca de expressão feita a partir do epitélio do intestino médio da larva de Diatraea saccharalis, nós clonamos e sequenciamos 3 cDNAs completos (DsβglyA, DsβglyB e DsβglyC), além de uma seqüência parcial que teoricamente codificam β-glicosidases. As sequências dos peptídeos obtidos após digestão por tripsina das β-glicosidases βgly1 e βgly2 de D. saccharalis mostraram que DsβglyA codifica a βgly1, caracterizada anteriormente. DsβglyB e DsβglyC provavelmente codificam duas β-glicosidases solúveis com massas moleculares teóricas de, respectivamente, 57,5 KDa e 56,2 KDa. Levando em consideração as semelhanças entre βgly1 e βgly3 e entre DsβglyA e DsβglyC, é razoável supor que DsβglyC codifique a βgly3. Os peptídeos produzidos após a hidrólise de βgly2 por tripsina não são codificados por nenhum dos cDNAs que nós sequenciamos. βgly2 provavelmente é codificada pelo cDNA cuja seqüência ainda está incompleta. A inativação da βgly2 por carbodiimida usando o tio-glicosídeo sinigrina e o O-glicosídeo p-nitrofenil β-D-galactopiranosídeo resulta na mesma constante de inativação, indicando que o mesmo sítio ativo é responsável pela hidrólise dos dois substratos. A mesma conclusão é obtida calculando o Km de βgly2 para os dois substratos e o Ki da inibição que cada um deles causa na hidrólise do outro. Os resultados indicam que uma só enzima é responsável pela hidrólise de sinigrina e p-nitrofenil β-D-glicosídeo com atividade semelhante. Essa propriedade nunca foi descrita para outra tio- ou O-glicosidase. / We used an expression library made from Diatraea saccharalis midgut epithelium and succeeded in cloning and sequencing three complete cDNAs (DsβGlyA; DsβGlyB; DsβGlyC) plus a partial sequence that hypothetically code for β-glycosidases. The sequence of peptides obtained from the purified D. saccharalis β-glycosidases (βGly1 and βGly2) after trypsin digestion shows that DsβGlyA codes for βGly1, an enzyme that had already been characterized. DsβGlyB and DsβGlyC probably code for two soluble β-glycosidases with, respectively, 503 and 493 amino acid residues and theoretical molecular weighs of 57.5 kDa and 56.2 kDa. Taking into account the similarities of βGly1 and βGly3 and of DsβGlyA and DsβGlyC it is reasonable to suppose that DsβGlyC codes for βGly3. The peptides produced after βGly2 hydrolysis by trypsin could not coded by any of the complete sequenced cDNAs, although they might be code by the still partial sequence we have. We determined the chemical inactivation of βGly2 using the thio-glucoside sinigrin and the O-glycoside p-nitrophenyl-β-D-galactoside, and found the same inactivation constant, indicating that the same active site is responsible for the hydrolysis of the two substrates. The same conclusion is reached determining βGly2 Km for both substrates and the Ki for inhibition of the hydrolysis of one substrate using the other as inhibitor. These results indicated that only one enzyme is responsible for the hydrolysis of sinigrin and p-nitrophenyl-β-D-galactoside with similar activities, which is not a property reported before for any O- or S- β-glycosidase.

A Doença de Alzheimer é a causa mais freqüente de demência senil e os gastos com pacientes com demência já supera os de pacientes com câncer ou com doenças cardiovasculares. As lesões características dessa doença são as placas amilóides e os emaranhados neurofibrilares. A neuroinflamação também está presente na maioria dos pacientes com Alzheimer, e parece contribuir para o dano no tecido neuronal. Adicionalmente, estudos vêm demonstrando que pacientes com Alzheimer também apresentam alterações sistêmicas, e, dessas, a mais relatada é o estado pró-inflamatório em tecidos periféricos, permitindo que a Doença de Alzheimer seja estudada em um contexto neuroimunológico. Utilizando um modelo murino para a Doença de Alzheimer, o camundongo 3xTg-AD (que desenvolve ambas as patologias β-amilóide e tau), investigamos se aumento de mediadores inflamatórios também pode ser detectado nesse modelo, tanto no hipocampo (estrutura relevante para os sintomas da doença) como no sangue. Alterações cognitivas e comportamentais e a presença do precursor da proteína amilóide (APP) e/ ou peptídeo β-amilóide em estruturas cerebrais relevantes para a doença (córtex, hipocampo, subículo e amígdala) permitiram validar o camundongo 3xTg-AD como um modelo murino da Doença de Alzheimer. Análises da expressão de mediadores inflamatórios no hipocampo demonstraram que a presença de APP e/ ou peptídeo β-amilóide no cérebro não induz um estado pró-inflamatório no hipocampo ou no sangue, até os 12 meses de idade. Porém, a expressão de APP e/ ou peptídeo β-amilóide no cérebro parece induzir distúrbios sistêmicos, já que algumas alterações periféricas foram encontradas. Como a resposta ao LPS envolve tanto tecidos periféricos, como o Sistema Nervoso Central, avaliou-se os efeitos da administração periférica de LPS nesse camundongo, aos 12 meses de idade. A resposta inflamatória ao LPS diferiu entre camundongos Wild Type (grupo controle) e 3xTg-AD. No sangue, menor aumento de IL-6 e MCP-1 e maior aumento de IFN-γ foram encontrados nos camundongos 3xTg-AD. As conseqüências deste perfil de citocinas séricas no Sistema Nervoso Central foram distintas, dependendo da resposta avaliada: enquanto que a ativação do eixo HPA foi semelhante, a produção de citocinas inflamatórias no hipocampo foi atenuada. Portanto, no camundongo 3xTg-AD, a diferente resposta inflamatória ao LPS no sangue promoveu menor produção de mediadores inflamatórios no hipocampo. / Alzheimer\'s Disease is the most frequent cause of senil dementia and the costs with demented patients already exceeds that of patients with cancer or cardiovascular diseases. The characteristic lesions of this disease are amyloid plaques and neurofibrillary tangles. Neuroinflammation is also present in most of Alzheimer\'s patients, and seems to contribute to neuronal tissue damage. In addition, studies have demonstrated that patients with Alzheimer also display systemic alterations, and of those, the most reported is the pro-inflammatory state in peripheral tissues, allowing Alzheimer\'s Disease to be studied in a neuroimmunology context. Using a murine model of Alzheimer\'s Disease, the 3xTg-AD mice (which develops both amyloid-βand tau pathologies), we investigated whether enhancement of inflammatory mediators can also be detected in this model, in both hippocampus (a relevant structure for the symptoms of the disease) and in blood. Cognitive and behavioral alterations and the presence of amyloid precursor protein (APP) and/ or amyloid-β peptide in relevant brain structures for the disease (cortex, hippocampus, subiculum and amigdala) allowed the validation of 3xTg-AD mice as a murine model of Alzheimer\'s Disease. Analysis of inflammatory mediators expression in hippocampus demonstrated that the presence of APP and/ or amyloid-β peptide in the brain does not induce a pro-inflammatory state in hippocampus or in the blood, until 12 months of age. Nevertheless, APP and/or amyloid-β peptide expression in the brain seems to induce systemic disturbances, once peripheral alterations were detected. As LPS response includes both peripheral tissues and the Central Nervous System, we evaluated peripheral administration effects of LPS in these mice, at 12 months of age. The inflammatory response to LPS differed between Wild Type (control group) and 3xTg-AD. In the blood, smaller enhancement of IL-6 and MCP-1 and higher enhancement of IFN-γ were found in 3xTg-AD mice. The consequences of this serum cytokine profile on the Central Nervous System were distinct, depending on the response evaluated: while HPA axis activation was similar, production of inflammatory cytokines in hippocampus was attenuated. Therefore, in the 3xTg-AD mice, a different inflammatory response to LPS in blood promoted lesser inflammatory mediators production in hippocampus.

Devido a necessidade de redução do consumo dos derivados de petróleo, faz-se necessária a procura da substituição destes por outras fontes viáveis no processo de cementação. Este trabalho apresenta um estudo para viabilização da cementação gasosa através da dissociação do álcool etílico diluído com gás nitrogênio. Foram feitos estudos termodinâmicos, com base em análise química das amostras dos gases retiradas do forno, analisados por um infra vermelho. Com análise dos gases CO, CO2, CH4 pode-se determinar as atividades do carbono nos gases (ag) e o coeficiente de velocidade de transporte de carbono da atmosfera para a superfície metálica (&#946), nas temperaturas de 870ºC, 900ºC, 930ºC, sendo que as atmosferas cementantes nestas temperaturas foram diluídas com diferentes porcentagens de gás nitrogênio. Com os resultados foi possível concluir que as diluições não interferiram no potencial de carbono, mas foi a grande responsável na diminuição no tamanho das camadas cementadas. / Nowadays, due to the need of reduction of the consume of petroleum derivative products, the substitution of these products for others sources is really necessary. This work presents a viability study of carburizing dissociation of ethanol diluted in nitrogen study gas. Thermodynamics studies were carried out with chemical analysis of gas samples from furnace using infrared analyser. CO, CO2 and CH4 gas analysis were used to determine the gas carbon activity (ag) and the carbon coefficient of transport velocity from atmosphere to the metallic surface (&#946), for the temperature of 870°C, 900°C and 930°C. The carbuzing atmosphere for these temperatures were diluted with different percentages of nitrogen gas. With carbon potential, but it was the mean responsible for the size reduction of case carburized.

A nefropatia diabética (ND) é uma das complicações microvasculares do diabetes e consiste no dano ao parênquima renal por consequência de uma série de fatores hemodinâmicos e moleculares. A ocorrência de ND e de outras complicações mesmo em indivíduos sob adequado controle glicêmico tem sido associada a um fenômeno conhecido como memória metabólica. Neste trabalho foram investigadas vias bioquímicas e moleculares persistentemente alteradas no rim de animais diabéticos tratados após um período inicial de hiperglicemia, com o propósito de entender os mecanismos envolvidos na memória metabólica. Para tanto, ratos com diabetes induzida por estreptozotocina foram mantidos hiperglicêmicos durante 4 semanas (período curto) ou 12 semanas (período longo) e posteriormente tratados com insulina isoladamente ou combinada com metformina (100mg/kg/dia) durante as 4 (período curto) ou 12 (período longo) semanas seguintes. Todos os animais tratados tiveram os seus níveis glicêmicos e função renal normalizados. Os tratamentos também foram capazes de normalizar os níveis elevados de malonaldeído no rim, bem como a excreção aumentada dos adutos de DNA 8-oxo-2\'-desoxiguanosina (8-oxodG) e N2-carboxietil-2\'- desoxiguanosina (CEdG) na urina observados nos animais diabéticos. Níveis aumentados de 8-oxodG foram detectados em DNA mitocondrial (mtDNA), mas não em DNA nuclear, de animais diabéticos apenas no período curto de estudo e também foram normalizados após o controle glicêmico. Nós identificamos uma via gradualmente alterada durante o curso do diabetes que permanece persistentemente alterada após o controle glicêmico tardio. Essa via compreende um declínio precoce do clearance de ácido úrico e expressão da pAMPK, seguida pelo acúmulo de fumarato, expressão aumentada de TGF-β, expressão reduzida de PGC-1α e redução da metilação e hidroximetilação do mtDNA. A redução persistente do clearance de ácido úrico em animais diabéticos tratados pode sustentar as alterações bioquímicas renais prolongadas observadas após o controle glicêmico, e essa regulação é provavelmente mediada pela redução sustentada da expressão de pAMPK e pela indução de inflamação. Este trabalho propõe a primeira consideração do possível papel da hiperuricemia e das alterações bioquímicas subjacentes como parte da memória metabólica na nefropatia diabética. / Diabetic nephropathy is one of the diabetes microvascular complications, and it consists on the damage to the renal parenchyma due to several hemodynamic and molecular factors. The occurrence of diabetic nephropathy and other complications even in those individuals under tight glycemic control has been associated to a phenomenon known as metabolic memory. Here we investigated biochemical and molecular pathways persistently altered in the kidney of diabetic animals treated after a previous period of hyperglycemia, aiming to understand underlying mechanisms in metabolic memory. Streptozotocin-induced diabetic rats were maintained hyperglycemic during 4 (short period) or 12 weeks (long period), and then they were treated with insulin alone or combined with metformin (100 mg/kg/day) for the following 4 or 12 weeks, respectively. All the treated animals had them glycemic levels and renal function normalized. The treatments were also able to control enhanced kidney malondialdehyde levels, as well as the increased urine excretion of the DNA adducts 8-oxo-2\'- deoxyguanosine (8-oxodG) and N2-carboxyethyl-2\'-deoxyguanosine seen in diabetic animals. Increased levels of 8-oxodG were detected in mitochondrial DNA, but not in nuclear DNA of diabetic animals in the short period, and were also recovered after glycemic control. We have identified a kidney pathway that is gradually altered during the course of diabetes and remains persistently changed after late glycemic control. This pathway comprises an early decline of uric acid clearance and pAMPK expression followed by fumarate accumulation, increased TGF-β expression, reduced PGC-1α expression, and downregulation of methylation and hydroxymethylation of mitochondrial DNA. The sustained decrease of uric acid clearance in treated diabetes may support the prolonged kidney biochemical alterations observed after tight glycemic control, and this regulation is likely mediated by the sustained decrease of AMPK activity and the induction of inflammation. This work proposes the first consideration of the possible role of hyperuricemia and the underlying biochemical changes as part of metabolic memory in diabetic nephropathy.

Embora já tenha sido comprovada a ação adjuvante da SBA-15, pouco se sabe sobre o seu mecanismo molecular que leva a modulação positiva da resposta imunológica. Foi avaliada a ativação do inflamassoma NLRP3, sobre estímulos de SBA-15, em macrófagos de camundongos C57BL/6. Como parâmetro dessa ativação, foi analisada a produção de IL-1β por ELISA. A SBA-15 foi capaz de induzir a produção de IL-1β a níveis semelhantes quando comparado com um agonista de NLRP3 (Nano-SiO2), sugerindo a ativação do inflamassoma. Para avaliar o envolvimento da caspase-1, nos resultados obtidos com a SBA-15, os macrófagos foram estimulados com sílica na presença do inibidor de caspase-1, e como esperado, a produção de IL-1β foi restaurada para o seu nível basal. A ativação do inflamassoma, por estímulos da SBA-15, parece ser parcialmente dependente da fagocitose e da produção das espécies reativas do oxigênio. Além disso, foi visto que a SBA-15 não induz a produção de IL-6, confirmando que essa sílica está envolvida na via do inflamassoma e não em outras vias, como por exemplo, NF-κB. / Although it has already been proven adjuvant action of SBA-15, little is known about its molecular mechanism leading to positive modulation of the immune response. NLRP3 inflammasome activation was evaluated on SBA-15 stimulation in C57BL/6 mice macrophages. As this parameter activation, it analyzed the production of IL-1β by ELISA. The SBA-15 was able to induce the production of IL-1β at levels similar when compared to an agonist of NLRP3 (Nano-SiO2), suggesting the activation of the inflammasome. To assess the involvement of caspase-1, the results obtained with SBA-15, the macrophages were stimulated with silica in the presence of caspase-1 inhibitor, and as expected, IL-1β production was restored to its baseline level. Activation of the inflammasome, by stimuli of SBA-15, appears to be partly dependent on phagocytosis and production of reactive oxygen species. In addition, it was seen that the SBA-15 does not induce IL-6 production, confirming that silica is involved inflammasome the path of and not in other ways, eg, NF-κB.

A desnutrição proteica (DP) pode ocasionar alterações na matriz extracelular (MEC) de diferentes órgãos e tecidos, inclusive o hematopoético, com comprometimento funcional. Estudos do nosso laboratório demonstraram, em modelo murino de DP, aumento da expressão proteica de fibronectina (FN) no estroma medular ósseo in vivo, principalmente na região subendosteal (local de fixação da célula tronco progenitora hemopoética). Já in vitro, no estroma medular ósseo, observou-se tanto o aumento quanto a diminuição de FN e a presença de suas isoformas. Essas alterações de FN parecem estar envolvidas com a hipoplasia da medula óssea (MO) em camundongos desnutridos. As modificações quantitativas de FN podem ser devidas: (i) à ação das metaloproteinases de matriz (MMP) responsáveis pela degradação das proteínas da MEC; (ii) aos inibidores de metaloproteinases (TIMP) que regulam a degradação da MEC; (iii) às alterações transcricionais, reguladas pela via de AKT/mTOR, que controla os splicing alternativos na FN, resultando em isoformas dessa proteína; (iv) a processos pós-transcricionais modulados por LC3, que aumenta a tradução do RNAm de FN. Assim, o objetivo deste estudo foi elucidar os mecanismos que alteram o turnover de FN no estroma medular ósseo em modelo murino de DP. Utilizamos camundongos, C57BL/6J machos, adultos, separados em dois grupos: controle e desnutrido, alimentados, ad libitum, com ração contendo 12% e 2% de proteína, respectivamente. Após cinco semanas de indução à desnutrição os camundongos foram eutanasiados, e coletado o material biológico. Avaliamos: o estado nutricional, o hematológico, a histologia da MO femoral bem como a determinação imunohistoquímica da FN, MMP-2 e MMP-9, determinação da expressão de FN e suas isoformas em células totais da MO, o estabelecimento do estroma medular ósseo in vitro, por 28 e 35 dias de cultivo. A partir das culturas foram avaliadas a expressão de RNAm de FN e suas isoformas, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, AKT, mTOR e LC3α e β, quantificação de MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2,TNFα, TGFβ e IL-1β e determinação de LC3β e proteínas da via de AKT/mTOR. Não observamos alterações na expressão do RNAm de FN e suas isoformas ex vivo e in vitro, mas um aumento da deposição de FN na MO.Também não observamos modificações na imunolocalização de MMP-2 e MMP-9 na MO e na atividade dessas proteínas no sobrenadante de culturas de células estromais in vitro, mas houve aumento da expressão do RNAm de MMP-9 em 28 dias de cultivo. Não detectamos alterações na expressão de RNAm e na concentração de TIMP-1 e TIMP-2 no sobrenadante das culturas. Houve redução significativa de TNFα e TGFβ no sobrenadante das culturas de 28 dias. Observamos aumento da expressão do RNAm de mTOR em culturas de 28 dias e LC3α e LC3β em 35 dias de células estromais. Encontramos menor fosforilação de PI3K, AKT, PTEN, mTOR e mTOR total e aumento de LC3β em culturas de 28 dias, mas redução de LC3β em 35 dias. Em função dos dados inferimos que a DP conduz a alterações da FN que não estão relacionadas à ação de MMPs e TIMPs e sim a modificações de LC3β e da via de AKT/mTOR. / Protein malnutrition (PM) can lead changes in extracellular matrix (ECM) from several organs and tissues, including hematopoietic, with functional impairments. Research from our laboratory demonstrated, in a murine model of protein malnutrition, increase in proteic expression of fibronectin (FN) in vivo bone marrow stroma, principally in subendosteal region (attachment site of hematopoietic stem/progenitor cell - HSPC). It was observed as both an increase and a decrease in the presence of FN and its isoforms in vitro bone marrow stroma. These FN changes seem to be related to bone marrow (BM) hypoplasia in malnourished mice. Quantitative FN changes may be due to: (i) action of matrix metalloproteinases (MMP) responsible for ECM proteins degradation; (ii) tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) that regulate ECM degradation; (iii) transicional changes regulated by AKT/mTOR pathway, which controls alternative splicing in FN, resulting in isoforms from this protein; (iv) post-transcriptional processes modulated by LC3 that increases FN mRNA translation. Therefore, the aim of this study was to elucidade the mechanisms that changes the FN turnover in bone marrow stroma in a murine model of PM. C57BL/6J, adult and male mice were used and divided into two groups: control and malnourished, fed ad libitum with ration containing 12% and 2% of protein, respectively. After five weeks of induction malnutrition, mice were euthanized and the biological material was collected. We evaluated: nutritional and hematologic status, the femoral BM histology, immunohistochemistry determination of FN, MMP-2 and MMP-9, the FN and its isoforms expression determination in total BM cells, establishment of in vitro bone marrow stroma for 28 and 35 days of culture. From the cultures were evaluated FN mRNA expressions and its isoforms, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, AKT, mTOR, LC3α and β, quantification of MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2,TNFα, TGFβ and IL-1β and determination of LC3β and AKT/mTOR proteins. No changes were observed, ex vivo and in vitro, in the expression of FN mRNA and its isoforms, but there was a FN deposition increase in BM. We did not observe modifications in MMP-2 e MMP-9 immunolocalization in BM and in these proteins activity in the supernatant of in vitro stromal cell culture, but there was an increase in MMP-9 mRNA expression after 28 days of culture. We did not detect changes in mRNA and in TIMP-1 and TIMP-2 expressions in the supernatant of cultures. There was significant reduction of TNFα and TGFβ in the cultures supernatant of 28 days. We observed an increase of mTOR RNAm in 28 days cultures and also LC3α and LC3β in stromal cells with 35 days. We found lower phosphorylation of PI3K, AKT, PTEN, mTOR e total mTOR and an LC3β increase in 28 days cultures, yet an LC3β reduction in 35 days. According to the data we conclude that PM leads to FN changes that are not related to MMPs and TIMPs actions, but the LC3β and AKT/mTOR pathway modifications.

As proteína quinases C (PKC) pertencem à família das serina/treonina quinases, que vem sendo apontadas como importantes enzimas para os processos de proliferação e diferenciação das células tronco embrionárias (CTE), todavia, a função exata de cada isoforma dessa família ainda não está clara. Dados anteriores do nosso laboratório indicam que dentre as PKCs expressas em CTE, formas cataliticamente ativas da PKCβI são altamente expressas no núcleo das CTE murinas. Estas ao se diferenciarem expressam essa quinase no seu citoplasma ou deixam de expressar a mesma, e que a maioria dos alvos da PKCβI em CTE indiferenciada estão envolvidos em processos de regulação da transcrição de proteínas envolvidas em processos de proliferação/ diferenciação. Dando continuidade aos resultados anteriores do laboratório, no presente trabalho, com técnicas de proteômica e fosfoproteômica identificamos outros alvos nucleares da PKCβI em CTE indiferenciadas. Vimos que de fato inibindo-se a PKCβI diminuiu-se a fostorilação de fatores envolvidos com a indiferenciação das CTE. Dentre os alvos da PKCβI encontramos a proteína adaptadora, TIF1 que recruta proteínas remodeladoras de cromatina. Essa proteína é essencial para a manutenção do estado indiferenciado das CTE. In vitro a PKCβI foi capaz de fosforilar a TIF1β e inibindo-se a PKCβI por RNAi vimos uma diminuição na expressão da TIF1β e no fator de indiferenciação Nanog cuja expressão já foi demonstrada ser regulada pela TIF1β. Além disso vimos que inibindo-se a PKCβI com o peptídeo inibidor da PKCβI aumentou a expressão de proteínas reguladas pelo c-Myc. E que o RNAi para a PKCβI aumentou a expressão de proteínas que regulam a expressão do c-Myc. Não vimos nenhum efeito na fosforilação ou expressão do c-Myc após a inibição da PKCβI o que sugere que a PKCβI ative proteínas repressoras do c-Myc. Nossos estudos sugerem que a PKCβI regula a manutenção do estado indiferenciado das CTE regulando a expressão e atividade da Tif1β um possível alvo direto da PKCβI. Levando a modificações da cromatina e regulação da expressão de genes que mantém as CTE indiferenciadas. Outro ponto de regulação da PKCβI parece ser a nibição da atividade de c-Myc o que seria importante para a manutenção do estado indiferenciado visto que o c-Myc é um amplificador das vias de sinalização que mantém as células proliferando. Desta forma a PKCβI parece ter um papel central na regulação da expressão gênica de CTE à nível de modificações epigenéticas e a nível transcricional mantendo as CTE indiferenciadas. / The Protein kinase C (PKC) family of serine/treonine kinases, are being described as important enzymes for proliferation and diferentiation of embryonic stem cells (ESC), however, the exact function of the different isoenzymes of this family still is unclear. Previous data from our laboratory indicates that amongst the PKCs expressed in ESC, catalytically active forms of PKCβI are highly expressed in nucleus of murine ESC. When these cells differentiate this kinase can be found in the cytoplasm or not expressed at all, and that the majority of PKCβI targets in undifferentiated ESC are involved in the regulation of proteins involved in transcription of proteins involved in proliferation/ diferentiation. Continuing our previous work herewith using proteomics and phosphoproteomics techniques we identified other nuclear PKCβI targets in undifferentiated ESC. We indeed saw that inhibiting PKCβI decreased the phosphorylation of factors involved with maintainance of the undifferentiated state of ESC. Amongst the targets of PKCβI we found the adaptor protein, TIF1βI, that recruits cromatin remodeling proteins. This protein is essential for the maintenance of the undifferentiated state of ESC. In vitro PKCβI phosphorylated TIF1β and inhibiting PKCβI with RNAi decreased the expression of TIF1β and of the undifferentiation factor Nanog whose expression has been shown to be regulated by TIF1β. We also saw that inhibiting PKCβI with a peptide inhibitor increased the expression of proteins regulated by c-Myc, and that RNAi for PKCβI increased the expression of proteins that regulate the expression of c-Myc. We did not see any effect on the phosphorylation or expression of c-Myc after inhibition of PKCβI suggesting that PKCβI activates c-Myc repressor proteins. Our studies sugest that PKCβI regulates the maintenance of the undiferentiated state of ESC regulating the expression and activity of Tif1β a possibly a direct target of PKCβI, leading to chromatin modifications and regulation of genes that maintain ESC undiferentiated. Another form of regulation of PKCβI seems to be by inhibiting the activity of c-Myc which is importante to maintain ESC undifferentiated since c-Myc is na an amplifyer of signaling patheways that maintain ESC proliferating. Together PKCβI has a central role in the regulation of the gene expression of ESC at the level of epigenetic modifications and transcriptional regulation