Thesis (Ph.D. in Toxicology) -- University of Colorado Denver, 2007. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 130-174).

Thesis (Ph. D.)--University of Oklahoma. / Bibliography: leaves 135-155.

Cigarette smoking is a complex mixture of many constituents identified, among them reactive substances (reactive oxygen and nitrogen species), which are capable of initiating or promoting oxidative damage. Lungs and brain are affected by cigarette smoke exposure. Exposure to cigarette smoke is related to development of diseases in children and adults. However, children are more susceptible than adults to damage caused by cigarette smoke. Thus, the use of antioxidants is a good alternative to protect tissues of oxidative damage caused by cigarette smoke exposure. Diphenyl diselenide [(PhSe)2] is an organoselenium compound that presents pharmacological effects, among them the antioxidant effect. Nevertheless, the mechanism involved in antioxidant effect of (PhSe)2 was not been elucidated. Therefore, this study was performed to study the effects of cigarette smoke passive exposure in lungs and brain of rat pups in two experimental protocols of oxidative stress. Moreover, the antioxidant effect of (PhSe)2 in these experimental protocols was studied. Besides, the mechanisms involved in the antioxidant effect of (PhSe)2 were investigated. Rat pups that were exposed to two experimental protocols were used. In a first experimental protocol (P1), the effect of exposure to one, two and three cigarettes during the first, second and third weeks of live, respectively, was studied. In a second experimental protocol (P2), the effect of exposure to four, five and six cigarettes during the first, second and third weeks of life, respectively, was carried out. The duration of each exposure was 15 min. Animals were exposed to cigarette smoke during 20 days (3 weeks). Immediately before each exposure, animals that were treated with (PhSe)2 received daily an oral dose of 0.5 mg/kg. At the end of the experimental exposure period (3 weeks), rat pups were euthanized, and lungs and brain were removed for analyses of lipid peroxidation, enzymatic antioxidant defenses (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPx), glutathione S-transferase (GST) activities) and non-enzymatic defenses (non-protein thiols (NPSH) and ascorbic acid levels). Rat pups were daily weighed, before each exposure. The weight of animals was not changed after cigarette smoke exposure neither to P1 nor to P2. In both experimental protocols, animals that were exposed to cigarette smoke showed an increase in lipid peroxidation in lungs. In brain, an increase in thiobarbituric acid reactive species (TBARS) was observed only in P2. Levels of non-enzymatic antioxidant defenses decreased in lungs of animals exposed to P1 and P2. In brain, exposure to P1 increased ascorbic acid levels and exposure to P2 reduced NPSH and ascorbic acid levels. Enzymatic antioxidant defenses changed in P2 in lungs of rat pups. In brain, the activity of CAT was reduced after exposure to P1, while SOD and CAT activities were decreased after exposure to P2. Treatment with (PhSe)2 restored the oxidative damage caused by cigarette smoke exposure in lungs and brain of rat pups. Moreover, NPSH levels, ascorbic acid content and GST activity showed an increase per se in lungs of animals treated with (PhSe)2. The mechanisms involved in antioxidant effect of (PhSe)2 (1 - 50 μM) were studied. To this end, dehydroascorbate (DHA) reductase and GST activities were determined. (PhSe)2 at concentration of 5 μM demonstrated DHA reductase and GST-like activities. Furthermore, the scavenger effect of 2,2 -diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH ) radical and 2,2 -azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS +) radicals, and the protection of Fe2+ autooxidation were studied. However, the compound had no scavenger effect or protected Fe2+ autooxidation, discarding that these mechanisms are involved in the antioxidant effect of (PhSe)2. Synthesis of glutathione (GSH) was also studied as a possible mechanism involved in antioxidant effect of (PhSe)2. For this, buthionine sulfoximine (BSO), a substance that inhibits γ-glutamilcystheine synthase activity, an enzyme involved in the synthesis of GSH was used. BSO blocked the protective effect of (PhSe)2 in reducing NPSH levels caused by cigarette smoke passive exposure in lungs and liver of rat pups. In this study it was concluded that (PhSe)2 had antioxidant effect by different mechanisms. The action of (PhSe)2 to increase NPSH and ascorbic acid levels, and GST activity is one of mechanisms of the antioxidant effect of this compound. (PhSe)2 presented DHA reductase and GST-like activities, demonstrating a new mechanism of antioxidant effect of the compound. Furthermore, the synthesis of GSH is involved in the antioxidant role of (PhSe)2, since blocking the synthesis of GSH, presented the antioxidant effect of this compound. / A fumaça do cigarro é uma mistura complexa de diversos constituintes identificados, entre eles, substâncias reativas (espécies reativas de oxigênio e nitrogênio), as quais podem estar relacionadas com o desenvolvimento de várias doenças em adultos e crianças. Os pulmões e cérebro estão entre os órgãos mais afetados pela exposição à fumaça do cigarro. Entretanto, as crianças são mais suscetíveis aos danos causados pela exposição passiva à fumaça do cigarro do que os adultos. Para proteger os tecidos do dano oxidativo causado por esta exposição são utilizados antioxidantes. O disseleneto de difenila [(PhSe)2] é um composto orgânico de selênio que apresenta diversos efeitos farmacológicos descritos, entre eles, o antioxidante. Entretanto, o mecanismo pelo qual este composto exerce seus efeitos antioxidantes ainda não foi elucidado. Portanto, o presente trabalho visa estudar os efeitos da exposição passiva à fumaça do cigarro nos pulmões e no cérebro de ratos jovens, em dois protocolos experimentais de estresse oxidativo, e verificar o papel protetor do (PhSe)2 nestes protocolos. Além disso, investigaram-se os mecanismos envolvidos no efeito antioxidante desse composto. Para isso, foram utilizados ratos jovens que foram submetidos a dois protocolos experimentais de estresse oxidativo. Em um primeiro protocolo experimental (P1) verificou-se o efeito da exposição passiva à fumaça de um, dois e três cigarros nas primeira, segunda e terceira semanas de vida, respectivamente. Em um segundo protocolo experimental (P2) foi verificado o efeito da exposição passiva à fumaça de quatro, cinco e seis cigarros nas primeira, segunda e terceira semanas de vida, respectivamente. Todos os animais em ambos os protocolos experimentais foram expostos à fumaça do cigarro diariamente, 15 minutos cada exposição, por um período de 20 dias. O animais que foram tratados com o (PhSe)2, receberam diariamente pela via oral a dose de 0,5 mg/kg, imediatamente antes de cada exposição. No 21° dia, os animais foram eutanasiados e os pulmões e cérebro foram retirados para a análise da peroxidação lipídica (níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico TBARS), das defesas antioxidantes enzimáticas (atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa S-transferase (GST)), das defesas antioxidantes não-enzimáticas (níveis de tióis não-protéicos (SHNP) e ácido ascórbico) e da atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D). Os animais foram pesados diariamente, antes de cada exposição. O peso dos animais não alterou após a exposição à fumaça do cigarro em nenhum grupo experimental, em nenhum dos protocolos. Nos P1 e P2, os animais que foram expostos à fumaça do cigarro apresentaram um aumento da peroxidação lipídica no pulmão. Entretanto no cérebro, o aumento no TBARS foi verificado apenas no P2. Em relação às defesas antioxidantes não-enzimáticas, foi observado uma redução nos níveis dos parâmetros estudados nos animais expostos ao P1 e P2. Enquanto no cérebro, a exposição ao P1 aumentou os níveis de ácido ascórbico e a exposição ao P2 reduziu os níveis de SHNP e de ácido ascórbico. Quanto às defesas antioxidantes enzimáticas, elas alteraram no pulmão apenas no P2. No cérebro, a atividade da CAT reduziu após a exposição ao P1, e a exposição ao P2 reduziu a atividade da CAT e da SOD. A atividade da δ-ALA-D foi alterada no P1 no pulmão e no P2 no cérebro. O tratamento com (PhSe)2 restaurou os danos causados pela exposição passiva à fumaça do cigarro nos pulmões e cérebro dos ratos jovens. Além disso, os níveis de SHNP, o conteúdo de ácido ascórbico e a atividade da GST apresentaram um aumento per se nos pulmões dos animais tratados com (PhSe)2. Para estudar o mecanismo pelo qual o (PhSe)2 apresentou efeito antioxidante, verificou-se o efeito mimético in vitro deste composto orgânico de selênio (1 - 50μM) na atividade das enzimas dehidroascobato (DHA) redutase e GST. O (PhSe)2 a partir da concentração de 5μM apresentou efeito mimético da atividade destas enzimas. Além disso, estudou-se o efeito do (PhSe)2 (10 - 50μM) como scavenger dos radicais 1,1-difenil-2-picril-hidrazil (DPPH ) e 2,2 -azino-bis(3-etilbenztiazolina-6-ácido sulfônico) (ABTS +), e na proteção da auto-oxidação do Fe2+. Entretanto, o composto não apresentou efeito scavenger, nem protegeu da auto-oxidação do Fe2+, descartando que esses mecanismos estariam envolvidos na ação antioxidante do composto. O envolvimento na síntese da glutationa (GSH) também foi estudado na tentativa de explicar os mecanismos pelos quais o (PhSe)2 apresenta efeito antioxidante. Para isso, foi utilizado a butionina sulfoximina (BSO), uma substância que inibe a γ-glutamilcisteína sintetase, uma enzima envolvida na síntese da GSH. Verificou-se que o BSO bloqueou o efeito protetor do (PhSe)2 na redução dos níveis de SHNP provocada pela exposição passiva à fumaça do cigarro no pulmão e fígado de ratos jovens. Com o presente trabalho conclui-se que o (PhSe)2 apresenta efeito antioxidante por diferentes mecanismos. A ação do (PhSe)2 em aumentar os níveis de SHNP, ácido ascórbico e a atividade da GST é um dos mecanismos do efeito antioxidante deste composto. O (PhSe)2 apresentou atividade DHA redutase e GST-like, demonstrando um novo mecanismo do efeito antioxidante do composto. Além disso, a síntese da GSH está envolvida no efeito antioxidante do (PhSe)2, uma vez que, bloqueando a síntese da GSH, ocorre um bloqueio no efeito antioxidante do composto.

La détoxication est un processus biochimique présent chez tous les organismes biologiques et qui leur permet d’assurer leur survie face aux xénobiotiques provenant de leur environnement. Les glutathion transférases (GST) représentent une large famille d’enzymes participant à la phase II de détoxication en conjuguant le glutathion au composé à éliminer. Par ailleurs, certaines GST ont un rôle non catalytique et assurent la séquestration ou le transport de molécules d’un compartiment cellulaire à un autre. Alors que l’activité catalytique des GST est étudiée depuis plusieurs décades, l’identification précise des molécules physiologiques ciblées par les GST reste un défi. Chez les organismes fongiques dégradeurs de bois, certaines classes de GST se sont multipliées au niveau génomique. Cette redondance serait le reflet de la diversité des molécules chimiques libérées lors de la dégradation du bois. Dans cette thèse, des approches biochimiques et structurales ont été employées pour caractériser onze isoformes de GST du basidiomycète Trametes versicolor. De plus, une approche utilisant des librairies de molécules a permis d’identifier une famille de ligands reconnus par ces GST : les polyphénols. Les modes d’interaction de ces ligands ont été décrits précisément à partir de la résolution de nombreuses structures cristallographiques. L’identification d’un flavonoïde à partir d’un extrait de bois de merisier (Prunus avium), arbre sur lequel croît T. versicolor, a été permise par une approche de cristallographie d’affinité. Ces données suggèrent que les GST d’organismes fongiques saprotrophes pourraient prendre en charge les polyphénols libérés lors de la décomposition du bois / The ubiquitous biochemical process that enables each organism to cope with xenobiotics from its environment and thus ensures its survival is called detoxification. Glutathione transferases (GSTs) form a large family of enzymes divided into several classes. These enzymes participate in the detoxification phase II by conjugating the tripeptide glutathione to the molecule to be eliminated. Moreover, some GSTs are involved in non-catalytic processes such as sequestration or transport of molecules from one cellular compartment to another. Studies dedicated to the catalytic activity of GSTs have been ongoing for decades, yet precise identification of molecules targeted by GSTs remains challenging. In wood-decaying organisms, some of the GST classes have expanded with an increase of the number of isoforms encoded at the genomic level. This redundancy would reflect the diversity of the small molecules released upon wood enzymatic degradation. Through this thesis work, biochemical and structural approaches were used in order to characterize eleven GST isoforms from the saprotrophic fungus Trametes versicolor. In addition, the use of libraries of molecules helped in identifying polyphenols as a family of ligands that bind these GSTs. The molecular interaction modes were described precisely based on the resolution of numerous crystal structures. The identification of a flavonoid from an extract of the wild-cherry tree (Prunus avium) on which T. versicolor grows, was enabled by using an affinity crystallography approach. These data suggest that fungal GSTs could interact with plant polyphenols released during wood degradation

Objetivos. Avaliar o papel do transplante de células hematopoiéticas (TCH) e da interleucina 6 (IL – 6) sobre vários parâmetros de estresse oxidativo em pacientes com Adrenoleucodistrofia ligada ao cromossomo X (X-ALD). Métodos. A concentração de malondialdeído (MDA), o conteúdo de carbolinas e sulfidrilas e a concentração de ácido hexacosanóico (C26:0) foram quantificados no plasma de pacientes X-ALD antes e após serem submetidos ao TCH. E, a concentração de MDA, a formação de carbonilas e a concentração de IL-6 foram quantificados em plasma e o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foi quantificado em eritrócitos de pacientes X-ALD com fenótipos cerebral infantil (cALD) ou assintomáticos no momento diagnóstico. Resultados. Observamos um aumento significativo na concentração de MDA em plasma de pacientes X-ALD antes e após o TCH em comparação ao grupo controle e uma redução significativa nesses valores após o transplante em comparação aos anteriores ao procedimento. Verificamos uma redução significativa no conteúdo de sulfidrilas no plasma de pacientes X-ALD antes do TCH em comparação ao grupo controle e um aumento significativo desses níveis após o TCH. Não observamos diferenças significativas no conteúdo de carbonilas no plasma de X-ALD antes e após o TCH, em comparação aos controles, apesar de observarmos uma redução significativa nesta determinação nos pacientes após o transplante em relação a antes do TCH. Os pacientes X-ALD apresentam níveis plasmáticos de C26:0 significativamente aumentados antes do TCH em comparação aos controles e, após o TCH, as concentrações de C26:0 foram reduzidas. Observamos uma correlação negativa significativa entre a medida do conteúdo de sulfidrilas e os níveis plasmáticos de C26:0 de indivíduos X-ALD antes do TCH. Também evidenciamos elevados níveis de MDA e da formação de carbonilas no plasma de pacientes cALD e assintomáticos em comparação ao grupo controle. Ainda, observamos redução significativa do conteúdo de GSH nos dois grupos testados comparados aos controles. A quantificação de IL-6 foi significativamente maior nos pacientes cALD, o que não foi observado nos pacientes assintomáticos, apesar destes mostrarem uma tendência de aumento da concentração de IL-6. Conclusões. Os resultados obtidos a partir do plasma de pacientes X-ALD antes e após o TCH demonstram que esta terapia, quando bem indicada e bem sucedida, tem alta efetividade em reduzir a concentração plasmática de C26:0 e é eficaz em reduzir a peroxidação lipídica e o dano oxidativo às proteínas nos pacientes X-ALD. Ainda, é possível relacionar o acúmulo de C26:0 e o dano oxidativo na patogênese da X-ALD. Nossos dados permitem sugerir que a lipoperoxidação e o dano oxidativo às proteínas possam de alguma forma estar envolvidos na fisiopatologia da X-ALD. Além disso, podemos presumir que, nos pacientes X-ALD assintomáticos estudados, o dano oxidativo e os aspectos inflamatórios desempenham papéis importantes na evolução e nas futuras manifestações do fenótipo neuronal. Também podemos supor que a administração de antioxidantes deve ser considerada como uma terapia adjuvante potencial para os pacientes assintomáticos e sintomáticos afetados pela X-ALD, inclusive para aqueles submetidos ao TCH. / Objective. We aimed to evaluate the role of hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) and interleukin 6 (IL – 6) on various parameters of oxidative stress in X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD) patients. Methods. Malondialdehyde (MDA), sulfhydryl, carbonyl and hexacosanoic acid (C26:0) levels were measured in plasma from X-ALD patients before and after HSCT. And, MDA, carbonyl and IL-6 levels were measured in plasma and reduced glutathione (GSH) content was measured in erythrocytes from X-ALD patients with different phenotype (asymptomatic and childhood cerebral (CCER patients) at diagnosis moment. Results. We observed increased levels of MDA in plasma from X-ALD before and after HSCT compared to control group, but there was a significant reduction in MDA values after transplantation compared to levels found before the procedure. We verified a significant decrease in sulfhydryl content in plasma of X-ALD patients before HSCT compared with the control group and we also verified a significant increase in the levels of sulfhydryl content after HSCT. No significant differences were observed in carbonyl content in plasma of X-ALD before and after HSCT, compared to controls. However, we observed a significant reduction of plasma carbonyl content from X-ALD patients after HSCT compared to before HSCT. X-ALD patients presented a significant increase of C26:0 plasma level before HSCT when compared to controls and an important reduction of C26:0 plasma concentration in X-ALD patients after HSCT when compared to before HSCT C26:0 levels. We observed an inverse significant correlation between sulfhydryl content and plasma C26:0 levels of X-ALD individuals before HSCT. We also evidenced high levels of MDA and carbonyl formation in plasma from CCER and asymptomatic patients compared to controls. Still, we observed a significant decrease of GSH content in both groups tested compared to controls. The quantification of IL-6 is significantly higher in CCER patients, which is not observed in asymptomatic patients, despite these patients show a tendency of increased concentration of IL-6. Conclusions. The results obtained from plasma of X-ALD patients before and after HSCT demonstrate that this therapy, when well indicated and successful, has high effectiveness in reducing C26:0 plasma and is effective in reducing lipid peroxidation and oxidative damage to proteins in X-ALD patients. Still, it is possible to relate the accumulation of C26:0 and oxidative damage in the pathogenesis of X-ALD. Our data also suggest that lipid peroxidation and protein damage may somehow be involved in the pathophysiology of X-ALD. Moreover, we can assume that in our asymptomatic X-ALD patients, oxidative damage and inflammatory issues seem to play an important role in the evolution and future manifestations of neuronal phenotype. We can also assume that the administration of antioxidants should be considered as a potential adjuvant therapy for asymptomatic and symptomatic patients affected by X-ALD, including those that are submitted to HSCT.

A hipertensão arterial pulmonar é uma síndrome caracterizada por vasoconstrição e remodelamento vascular pulmonar, levando a um aumento progressivo na resistência vascular pulmonar, que eleva a pós-carga imposta ao ventrículo direito, gerando consequente hipertrofia e insuficiência cardíaca direita. Essa doença acomete duas vezes mais mulheres do que homens. O estresse oxidativo está envolvido na patogênese da hipertensão arterial pulmonar. O hormônio estrogênio, comportando-se como scavenger de radicais livres, é capaz de modular o estresse oxidativo. O modelo experimental de hipertensão arterial pulmonar induzido por monocrotalina vem sendo utilizado por mimetizar as alterações que decorrem desta patologia em humanos. Dessa maneira, o objetivo desse estudo foi testar a hipótese de que o estrogênio poderia atenuar a hipertrofia do ventrículo direito e sua progressão para insuficiência cardíaca, modulando o estresse oxidativo, nos animais que receberam a monocrotalina. Ratas wistar fêmeas com 60 dias foram ovariectomizadas ou sofreram simulação da mesma. Após sete dias, receberam implantação de pellets subcutâneos com 17β-estradiol ou óleo de girassol. Neste momento, foi também administrada injeção intraperitoneal de monocrotalina ou salina. Os grupos experimentais foram: sham (S) - simulação da cirurgia de ovariectomia, não submetidas ao tratamento com MCT; sham + MCT (SM) - simulação da cirurgia de ovariectomia, e tratadas com MCT; ovariectomia (O) - cirurgia de ovariectomia, não submetidas ao tratamento com MCT; ovariectomia + MCT (OM) - cirurgia de ovariectomia, e tratadas com MCT; ovariectomia + MCT + reposição estrogênio (OMR) - cirurgia de ovariectomia, tratadas com MCT e estrogênio. As medidas hemodinâmicas foram realizadas 21 dias após a administração da monocrotalina ou salina nos animais ovariectomizados e, nos outros grupos, na fase do diestro. Foi verificada a pressão diastólica final do ventrículo direito, pressão sistólica do ventrículo direito e frequência cardíaca. Após a análise, as ratas foram mortas por deslocamento cervical e o coração, pulmão, fígado e útero foram coletados. As análises morfométricas foram realizadas após a retirada dos órgãos para avaliar hipertrofia cardíaca, congestão pulmonar e hepática. Amostras de ventrículo direito foram utilizadas para analisar a concentração de peróxido de hidrogênio, a razão da glutationa reduzida/oxidada, lipoperoxidação e defesas antioxidantes enzimáticas. O imunoconteúdo de ANP (peptídeo natriurético atrial) foi também avaliado em homogeneizado cardíaco. Os dados de pressão sistólica, hipertrofia cardíaca, defesa antioxidante enzimática, concentração de peróxido de hidrogênio e lipoperoxidação não mostraram diferença entre os grupos. Houve congestão pulmonar no grupo OM, sendo esta diminuída no grupo OMR. Isto sugere que o estrogênio esteja atenuando a resistência vascular pulmonar. Também houve aumento da pressão diastólica final do ventrículo direito nos grupos OM e OMR. A razão das glutationas se mostrou diminuída nos grupos O, OM e OMR, assim como a glutationa reduzida nos grupos O e OM, sugerindo a influência do estrogênio na modulação do estado redox celular. Os dados sugerem que o estrogênio possa exercer grande influência no equilíbrio redox celular, podendo este efeito contribuir para evitar o surgimento do edema pulmonar, característico deste modelo de hipertensão arterial pulmonar e insuficiência do ventrículo direito. / Pulmonary arterial hypertension is a syndrome characterized by vasoconstriction and pulmonary vascular remodeling, leading to a progressive increase in pulmonary vascular resistance, which increases the afterload imposed on the right ventricle, causing consequent hypertrophy and heart failure. This disease affects twice as many women as men. The oxidative stress is involved in pulmonary artery hypertension, as well as the estrogen hormone modulating the oxidative stress, behaving like scavenger of free radicals. The experimental model of pulmonary hypertension induced by monocrotaline has been used to mimic the changes from this pathology. Thus, the objective of this study was to test the hypothesis that estrogen could attenuate ventricular hypertrophy law and its progression to heart failure, modulating oxidative stress in animals received monocrotaline. Female Wistar rats aged 60 days were ovariectomized or underwent sham same, 7 days after implantation of pellets were subcutaneous 17β-estradiol or sunflower oil more intraperitoneal injection of monocrotaline or saline. The experimental groups (n = 9-13 per group) were: SHAM (S) – sham surgery, ovariectomy, no treated with MCT, MCT + SHAM - simulation of ovariectomy surgical and treated with MCT; OVARIECTOMY (O) – ovariectomy surgical, no treated with MCT, MCT + OVARIECTOMY (OM) –ovariectomy surgical, and treated with MCT; MCT + + OVARIECTOMY ESTROGEN REPLACEMENT (OMR) - surgery, ovariectomy, and treated with MCT estrogen. Hemodynamic measurements were performed 21 days after administration of saline or monocrotaline in ovariectomized animals and other groups in diestrus phase with anesthetized animals. The ventricular end diastolic pressure right ventricular systolic pressure and right heart rate was verified. After analyzing, the rats were killed by cervical dislocation and the heart, lung, liver and uterus were collected. Analyses morphometry were performed after withdrawal of agencies to evaluate cardiac hypertrophy, congestion lung and liver. The right ventricular mass was used to analyze the redox status (hydrogen peroxide and glutathione ratio) antioxidant enzymatic defenses and protein expression of ANP. The Data for systolic blood pressure, cardiac hypertrophy, antioxidant defense enzyme concentration hydrogen peroxide and lipid peroxidation showed no difference between the groups, which may be related with normal distribution. There was congestion pulmonary CO group and decreased in group OMR, suggesting that estrogen is attenuating the pulmonary vascular resistance, as well as increased end-diastolic pressure in the right ventricle OMR and OM groups. The glutathione ratio was shown decreased in groups O, CO and OMR, as well as reduced glutathione in groups O and CO, suggesting the influence of estrogen on modulation of cellular redox state. The data suggest that estrogen can exert great influence on the cellular redox balance and this effect may help to avoid the appearance of pulmonary edema, a characteristic of pulmonary hypertension and right ventricular failure.

This study aimed to investigate the pharmacology of selected pyrrolobenzodiazepine (PBD) compounds shown to have cytotoxic activity with predicted DNA sequence selectivity. Research focused upon the PBD dimer, SJG-136, selected for clinical trials, and the novel PBD monomer compounds D709119, MMY-SJG and SJG-303. SJG-136, a novel sequence-selective DNA minor groove cross-linking agent, was shown to have potent tumour cell type selective cytotoxicity in in vitro assays. Pharmacokinetic studies in mice via both the i.p. and i.v. route (dosed at the maximum tolerated dose (MTD)) showed that SJG-136 reaches concentrations in plasma well in excess of the in vitro IC50 values for 1 h exposure, and was detected in tumour and brain samples also above the in vitro IC50 values. Furthermore, SJG-136 showed linear pharmacokinetics over a 3-fold drug dose range. Metabolism studies showed SJG-136 is readily metabolised in vitro by hepatic microsomes, predominantly to a monodemethylated metabolite; this metabolite could be detected in vivo. Analytical method development work was also conducted for the imminent Phase I clinical trial of SJG-136 resulting in a sensitive and selective bio-analytical detection protocol. Comet analysis showed that SJG-136 dosed at the MTD and ⅓MTD causes significant interstrand DNA cross-linking in lymphocytes in vivo. In vitro studies demonstrated that SJG-136 localises within the cell nucleus, and acts to disrupt cell division via a G2/M block in the cell cycle at realistic concentrations and exposure times that are achievable in vivo. In vivo pharmacokinetic studies of D709119 showed the compound is easily detectable in mouse plasma following i.p. dosing at the MTD, but could not be detected in either tumour or brain samples. In vitro cytotoxicity studies revealed D709119 to have potent activity across a selection of tumour cell lines. SJG-136, D709119, MMY-SJG, SJG-303 and DC-81 demonstrated a non-enzyme-catalysed reactivity with the biologically relevant thiol, reduced glutathione (GSH). Studies demonstrated that reactivity of the PBD compounds toward GSH was dependent on GSH concentrations. At levels of GSH found in plasma, the PBD compounds showed considerably lower reactivity with GSH than at intracellular GSH levels. SJG-136 and D709119 also showed favourable pharmacokinetic profiles in mice, and warrant further study for anti-tumour activity in vivo and progression to use in patients.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-07-20T20:46:00Z No. of bitstreams: 1 Joelma Figueiredo Menezes Estudo de polimorfismos....pdf: 11425878 bytes, checksum: 175372593b635c3bd50b3a10af52fc30 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-20T20:46:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joelma Figueiredo Menezes Estudo de polimorfismos....pdf: 11425878 bytes, checksum: 175372593b635c3bd50b3a10af52fc30 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / Indivíduos com doença falciforme (DF) apresentam estresse oxidativo (EO) constante, que é decorrente da deficiência nos sistemas antioxidantes, caracterizados pela produção de espécies reativas do oxigênio (EROS) de origem multifatorial, principalmente geradas pelo processo hemolítico. Objetivo. Investigar polimorfismos relacionados ao estresse oxidativo nos genes HFE da hemocromatose hereditária (c.282C>Y, c.63H>D e c.65S>C); haptoglobina (HP), glutationa S-transferase (GST) (GSTT1 e GSTM1) e paraoxonase (PON1) (c.55L>M e c.192Q>R), associando-os aos dados hematológicos e bioquímicos, aos níveis séricos de vitamina C, paraoxonase 1 e receptor de transferrina e histórico clínico de pacientes com doença falciforme. Casuística e Métodos. A casuística foi composta por 153 indivíduos com DF (HbSS e HbSC) e 196 crianças saudáveis. O perfil de hemoglobinas foi determinado por HPLC. Os polimorfismos nos genes HFE, HP, GST, PON1, a presença da talassemia alfa 3,7Kb e 4,2Kb e dos haplótipos ligados ao grupo de genes da globina beta foram investigados por PCR e PCR-RFLP. A avaliação do perfil lipídico, hepático, função renal, inflamatório e metabolismo do ferro foram realizadas por técnicas espectrofotométricas. Os níveis séricos de vitamina C, receptor de transferrina solúvel e hemeoxigenase 1 total foram detectados por ELISA. Resultados. O estudo de polimorfismos no gene da GST demostrou que o genótipo Mu nulo foi o mais frequente em ambos os grupos estudados; a análise hematológica , nos indivíduos HbSS revelou diferença significante para os parâmetros de leucócitos (p=0,0452), de segmentados neutrófilos (p=0,0224) e o evento de STA (p=0,0423); nos indivíduos com DF foram encontradas diferenças para a uréia (p=0,0288) e ferritina (p=0,0316). No estudo do gene da Haptoglobina nos indivíduos com DF encontrou-se diferença significativa para contagem de reticulócitos (p=0,0167), ferritina sérica (p=0,0493); contagem de linfócitos típicos (p=0.0422) e LDH (p=0,0181); nos HbSS encontrou-se diferença para creatinina (p=0,0178) e ALT (p=0,0127). Para o gene HFE foi encontrada diferença significativa entre os alelos selvagem e mutante para o polimorfismo c.63H>D e contagem de plaquetas (p=0,0311) em indivíduos com DF; para o polimorfismo c.65S>C observou-se diferenças estatisticamente significativas para hemoglobina (p=0,0044) e hematócrito (p=0,0078). Nos HbSC para o polimorfismo c.63H>D observou-se entre os alelos selvagem e mutante diferenças significativas com o VCM (p=0,0032), HCM (p=0,0010) e linfócitos típicos (p=0,0242). Entre os indivíduos HbSS observou-se diferença significativa entre os alelos estudados e plaquetas (p=0,0078). Para a mutação c.65S>C observou-se diferenças significativas para os parâmetros de hemoglobina (p=0,0265) e hematócrito (p=0,0407) nos indivíduos HbSS e hemoglobina (p=0,0051) e hematócrito (p=0,0060) nos indivíduos HbSC. A análise do histórico clínico dos indivíduos com DF e o polimorfismo c.63H>D demonstrou diferença significativa para esplenomegalia, OR=3,38 (0,93 -12,22) e p=0,0402. Nos indivíduos HbSS foi encontrada diferença significativa entre os alelos c.63H>D e infecção, com OR=0,29 (0.07 -1,18) e p=0,0455. Para o gene PON1, a avaliação da atividade da PON1 nos indivíduos DF entre os alelos selvagem e mutante revelou diferença estatisticamente significativa, tendo o alelo selvagem maior atividade da PON1 que alelo mutante; para o polimorfismo PON1c.192Q>R observou-se entre os alelos selvagem e mutante diferenças significativas para as variáveis bioquímicas VLDL-C (p=0,0267) e triglicérides (p=0,0127). Nos HbSC verificou-se diferença estatística significativa para o PON1c.192Q>R e concentração de hemoglobina (p=0,0459), hematócrito (p=0,0225) e contagem de linfócitos típicos (p=0,0364). Para o PON1c.55L>M observou-se diferença significativa com a idade (p=0,0139), plaquetas (p=0,0109), creatinina (p=0,0329) e PCR (p=0,0141). Observou-se associação entre atividade da PON1 e esplenectomia (p=0,001); para hemeoxigenase e ferro sérico (p=0,023); e para vitamina C observamos correlação com colesterol HDL (p=0,037). Há correlação entre glutationa e vitamina C (p=0,035).Conclusões: Os polimorfismos estudados podem estar agindo sinergicamente com a hemoglobina variante S e assim influenciar na gravidade da doença, necessitando de outros estudos para validar estes resultados, uma vez que algumas destas investigações foram realizadas pela primeira vez neste grupo de indivíduos. / Patients with sickle cell disease (SCD) has continued oxidative stress (OS), which is resulting from ineffective antioxidant systems, characterized by production of reactive oxygen species (ROS) of multifactorial origin, mainly generated by the hemolytic process. Objective: To investigate polymorphism related to oxidative stress in hereditary hemochromatosis HFE gene (c.282C>Y, c.63H>D c.65S and D>C), haptoglobin (HP), glutathione S-transferase (GST) (GSTT1 and GSTM1) and paraoxonase (PON1) (c.55L>M and c.192Q>R), in association with the hematological and biochemical data, serum levels of vitamin C, paraoxonase 1, transferrin receptor and clinical manifestations of SCD patients. Methods. The sample included 153 individuals with SCD (HbSS and HbSC) and 196 healthy children. The profile of hemoglobin was determined by HPLC. The HFE gene polymorphisms, HP, GST, PON1, the presence of alpha thalassemia 3.7 Kb, 4.2 Kb and haplotypes of the beta gene cluster were investigated by PCR and PCR-RFLP. The lipid profile, liver, renal function, inflammation and iron metabolism was performed by spectrophotometric techniques. Serum levels of vitamin C, soluble transferrin receptor and total hemeoxigenase were investigated by ELISA. Results: The GST Mu null genotype was more frequent in both groups and both polymorphisms were in Hardy-Weinberg equilibrium. In the HbSS observed significant differences in the parameters of leukocytes (p = 0.0452) and segmented neutrophils (p = 0.0224) and event STA (p = 0.0423). Individuals with SCD had differences for urea (p = 0.0288) and ferritin (p = 0.0316). Evaluating the Haptoglobin gene in individuals with SCD found a significant difference for reticulocyte count (p = 0.0167), serum ferritin (p = 0.0493); typical lymphocyte count (p = 0.0422) and LDH (p = 0.0181); in the HbSS were found differences for creatinine (p = 0.0178) and ALT (p = 0.0127). For the HFE gene was found significant differences were observed between wild and mutant alleles for the polymorphism c.63H> D and platelet count (p = 0.0311) in individuals with SCD; for polymorphism c.65S> C were differences were statistically significant for hemoglobin (p = 0.0044) and hematocrit (p = 0.0078). In the HBSC observed significant differences in MCV (p = 0.0032), MCH (p= 0.0010) and typical lymphocytes (p = 0.0242). Among subjects HbSS were observed significant differences between alleles and platelets (p = 0.0078). For mutation c.65S> C showed significant differences in the parameters of hemoglobin (p=0.0265) and hematocrit (p=0.0407) in HbSS individuals, and hemoglobin (p=0.0051) and hematocrit (p=0.0060) in subjects HbSC. The analysis of the clinical history of individuals with SCD and polymorphism c.63H> D there was a significant difference for splenomegaly, OR = 3.38 (0.93 -12.22) and p = 0.0402. In HbSS individuals significant difference was found between alleles c.63H> D and infection, with OR = 0.29 (0.07 -1.18) p = 0.0455. For the PON1 gene, The activity assessment of PON1 in the individuals DF with wild and mutant genotypes showed statistically significant differences, the wild-type allele showed higher PON1 activity than the mutant allele; for the biochemical parameters to polymorphism PON1c.192Q> R and the values of VLDL-C (p = 0.0267) and triglycerides (p = 0.0127). In HbSC there was a statistically significant difference for PON1c.192Q> R and hemoglobin (p = 0.0459), hematocrit (p = 0.0225) and typical lymphocyte count (p = 0.0364). For PON1c.55L> M there was significant difference with age (p = 0.0139), platelets (p = 0.0109), creatinine (p = 0.0329) and CRP (p= 0.0141). There was an association between PON1 activity and splenectomy (p = 0.001) for hemeoxigenase and serum iron (p = 0.023), and vitamin C showed a correlation with HDL cholesterol (p = 0.037). There is a correlation between glutathione and vitamin C (p=0.035) Conclusions: The polymorphisms could be acting synergistically with this hemoglobin variant S, and influence the severity of disease, have been necessary further studies to validate these results, since some of these investigations were performed for the first time in this group of individuals.

Les spermatozoïdes acquièrent leur pouvoir fécondant et leur mobilité lors de leur transit le long de l’épididyme. Paradoxalement, cette maturation épididymaire nécessite la présence d’espèces oxygénées réactives (EOR) pour condenser la chromatine spermatique afin de mieux protéger l’ADN de ces mêmes molécules. Nous avons étudié la façon dont l’épididyme parvient à assurer l’équilibre entre un déficit et un excès d’EOR en caractérisant le phénotype épididymaire de souris dont la production de deux enzymes antioxydantes glutathion peroxydases a été invalidée, GPx5 et snGPx4. L’épididyme de ces souris génère une réponse antioxydante élevée et augmente l’activité de pontage disulfure sur les gamètes en modulant l’expression génique d’enzymes antioxydantes (Trx, Prx, GST, SOD3, catalase) et de protéines disulfide isomérases (Pdia). Bien que ce sursaut d’activité soit efficace pour protéger les membranes du tissu et des spermatozoïdes, la chromatine des spermatozoïdes présente un défaut de condensation, laissant l’ADN spermatique vulnérable face aux EOR. Les gamètes présentent alors des dommages oxydants dans le noyau qui s’aggravent avec la diminution de l’activité antioxydante lors du vieillissement. Des approches immunologiques et biochimiques ont montré que les dommages oxydants se produisent préférentiellement sur l’ADN spermatique situé à la périphérie du noyau, qui est enrichi en nucléosomes persistants et qui est associé à la matrice nucléaire. Afin de déterminer s’il est possible de diminuer ces atteintes oxydantes sur les gamètes, nous avons étudié les effets d’une supplémentation orale antioxydante sur des souris sauvages et sur l’un de nos modèles murins mutant. / The spermatozoa acquire their fertilizing ability and their motility through the epididymis. Paradoxically, this epididymal maturation needs reactive oxygen species (ROS) to condense the sperm chromatin permitting to protect the DNA against these molecules. We studied how the epididymis ensure the equilibrium between deficit and excess of ROS by characterizing the epididymal phenotype of mice lacking two antioxidant activities of the glutathione peroxidase family, GPx5 & snGPx4. The epididymis of these mice produce a strong antioxidant response and also increase the disulfide bridging activity by adjusting the gene expression of antioxidant enzymes (Trx, Prx, GST, SOD3, catalase) and disulfide isomerase proteins (Pdia). This protection is efficient for tissue and sperm membranes but not for sperm chromatin which is susceptible to decondensation. The sperm cells show oxidative damage in the nucleus, which worsen with the decrease of the antioxidant activity upon aging. Immunological and biochemical approaches indicated that oxidative damage occurred only on the sperm DNA at the periphery of the nucleus, which is enriched with persisting nucleosomes and associated to the nuclear matrix. Finally, to determine if these oxidative damages on the spermatozoa can be lowered, we studied the effects of an oral antioxidant supplement on wild type and gpx5-/- mice (Chabory et al., 2009).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-18Bitstream added on 2014-06-13T19:20:17Z : No. of bitstreams: 1 gerardi_dg_dr_jabo.pdf: 906206 bytes, checksum: 29e6a477f11cbcccee68cc2a21495f1a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tendo em vista a expressão da proteína associada à resistência a múltiplas drogas (MRP1), da enzima glutationa-S-transferase pi (GSTpi) e da proteína p53 com o desenvolvimento da resistência a múltiplas drogas (RMD) nas células neoplásicas, objetivou-se neste estudo avaliar a expressão desses três marcadores, pela imunoistoquímica, em 68 espécimes de neoplasias caninas, incluindo tumores venéreos transmissíveis (TVTC), mastocitomas, carcinomas mamários e de glândula hepatóides e linfomas. Os espécimes foram subdivididos em: TVT, Tumor venéreo transmissível (n=9); TVTR, TVTs resistentes à quimioterapia (n=5); MASTI, mastocitomas cutâneos grau I (n=8); MASTIII, mastocitomas cutâneos grau III (n=8); CARM, carcinomas mamários (n=14); CARH, carcinomas de glândulas hepatóides (n=8); LINFB, linfomas de células B (n=9); LINFT, linfomas de células T (n=7). Resultados mostraram que as expressões da MRP1, GSTpi e p53 foram observadas em 38 (55%), 43 (62,3%) e 50 (72,4%) espécimes, respectivamente. Em 27 (39,1%) espécimes houve coexpressão dos três marcadores. A expressão da MRP1, GSTpi e p53 isoladas ou associadas pôde ser observada em todos os grupos experimentais, exceto o grupo TVTC que não expressou a MRP1. A localização da marcação nas células tumorais foi citoplasmática para MRP1 e nuclear e/ou citoplasmática para a GSTpi e p53. Não foi observada diferença na expressão dos marcadores de resistência a quimioterapia em relação à resistência a quimioterapia (TVT e TVTR), gradação histológica (MASTI e III) e imunofenótipo (LINFB e T). Há relação direta entre o aumento da expressão da MRP1 e da GSTpi nos linfomas T. / Multidrug resistance in tumors involves the expression of multidrug resistance protein-1 MRP1, enzyme glutathione-S-transferase pi (GSTpi), and p53 protein. Therefore, this study aimed at evaluating the expression of these three markers, by immunohistochemistry, in neoplasic cells. Sixty-eight canine tumor samples, including transmissible venereal tumor (TVTC), cutaneous mast cell tumor, mammary carcinoma, hepatoid gland carcinoma, and lymphoma were studied. Samples were assigned into one of the following subgroups: TVT, transmissible venereal tumor (n=9); TVTR, chemoresistant TVT (n=5), MASTI, grade-I cutaneous mast cell tumor (n=8); MASTIII, grade-III cutaneous mast cell tumor (n=8); CARM, mammary carcinoma (n=14); CARH, hepatoid gland carcinoma (n=8); LINFB, B-cell lymphoma (n=9); LINFT, T-cell lymphoma (n=7). We observed that 38 (55%), 43 (62.3%), and 50 (72.4%) samples expressed MRP1, GSTpi, and p53, respectively. Co-expression of the three markers was present in 27 (39.1%) samples. Expression of MRP1, GSTpi, and p53 alone or associated could be observed in all experimental groups, except for TVT group which did not express MRP1. Staining in the tumor cells was cytoplasmatic to MRP1, and both nuclear and cytoplasmatic to GSTpi and p53. No significant difference in the expression of the markers could be observed with relation to chemoresistance (TVT and TVTR), histological grade (MASTI and MASTIII) and immunophenotype (LINFB and LINFT). A direct relation was present between the raise of the expression of MRP1 and GSTpi in T cells lymphoma.