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O conhecimento dos eventos biológicos que ocorrem no periápice dos dentes com necrose pulpar se torna importante para compreender o desenvolvimento das lesões periapicais. Muitas são as moléculas e mediadores que participam na instalação da lesão periapical, a partir da infecção bacteriana que ocorre no interior dos canais radiculares. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar moléculas do sistema imune inato, da osteoclastogênese e metaloproteinases em lesões periapicais (LP) induzidas experimentalmente em camundongos knockout e wild type. Para esse objetivo, o presente estudo foi dividido em dois trabalhos distintos. O primeiro teve como objetivo avaliar a expressão de metaloproteinase 2 (MMP2) e metaloproteinase 9 (MMP9) durante a progressão da LP em camundongos knockout para TLR2 (TLR2 KO) e MyD88 (MyD88 KO), em comparação com camundongos wild type (WT). O segundo estudo avaliou a correlação da expressão gênica e imunomarcação de RANK, RANKL, OPG, TLR2 e MyD88 durante a progressão da LP em camundongos WT. No primeiro estudo lesões periapicais foram induzidas em molares inferiores de 54 camundongos TLR2 KO, MyD88 KO e WT (n=18/grupo). Após 7, 21 e 42 dias, os animais foram eutanaziados e as mandíbulas foram dissecadas e submetidas a processamento histotécnico. Os cortes histológicos foram submetidos a imunohistoquímica e posteriormente foi avaliada presença ou ausência de MMP2 e MMP9 nos diferentes grupos. No segundo estudo, 35 camundongos WT foram utilizados. As lesões periapicais foram induzidas nos primeiros molares inferiores de ambos os lados. Após 0 (G0), 7 (G7), 21 (G21) e 42 (G42) dias, os animais foram anestesiados e eutanasiados para que as mandíbulas fossem dissecadas e divididas ao meio.O lado direito das mandíbulas foi para o processamento histotécnico, para posterior marcação de RANK, RANKL, OPG, TLR2 e MyD88, por meio da imuno-histoquímica do lado esquerdo da mandíbula foi utilizado para a extração de RNA, para a determinação da expressão gênica de RANK (Tnfrsf11a), RANKL (Tnfrsf11), OPG (Tnfrsf11b), TLR2 (Tlr2) e MyD88 (Myd88) utilizando quantificação em Tempo Real da Reação da Polimerase em Cadeia (qRT-PCR). Para ambos os estudos, testes paramétricos e não paramétricos foram realizados com nível de significância de 5%. Foi possível observar, no primeiro estudo, que nos períodos iniciais da progressão da lesão periapical, houve um aumento na imunomarcação de MMP9 nos camundongos TLR2 KO e MyD88 KO, quando comparados aos WT, diferente da MMP2 que não se observou nenhum aumento na imunomarcação. No entanto, aos 42 dias observou-se uma redução da imunomarcação de MMP2 e um aumento da MMP9 nos camundongos TLR2 KO. Adicionalmente, no segundo estudo, foi possível observar um aumento da imunomarcação para RANK, RANKL, OPG, TLR2 e MyD88 durante a progressão da lesão periapical (p<0,05). O aumento da expressão de Tnfrsf11 foi diferente entre os grupos G0 e G42, e G21 e G42 (p=0,006). No entanto, a expressão de Tnfrsf11b foi diferente entre os grupos G0 e G7, G7, G21 e G42, sendo possível observar uma diminuição dessa expressão ao longo do tempo (p<0,001). Tlr2 foi mais expresso entre os grupos G0 e G42 (p=0,03). E a expressão da molécula Myd88 foi estatisticamente significante entre os grupos G0 e G7, G21 e G42 (p=0,01). A razão Tnfrsf11/Tnfrsf11b aumentou durante a progressão da lesão periapical (p=0,002). Também foi possível observar uma correlação moderada entre Myd88 e Rankl (r=0,42; p=0,03) e entre Myd88 e Tlr2 (r=0,48; p<0,0001). Após as metodologias empregadas e os dados analisados, concluímos que a produção de MMP2 e MMP9 foi modulada por TLR2 e Myd88 durante a progressão da lesão periapical. Alem disso, podemos sugerir que existe uma correlação positiva entre o sistema RANK/RANKL/OPG e as proteínas do sistema imune inato, TLR2 e MyD88, durante a perda óssea decorrente da infecção bacteriana dos canais radiculares e posterior progressão da lesão periapical. / Knowledge of the biological events occurring inteeth apex with pulp necrosis becomes important to understand the development of periapical lesions. There are manymolecules and mediators that participate in the installation of the periapical lesion, from the bacterial infection that occurs inside the root canals. Thus, the aim of the present study was to evaluate molecules of the innate immune system, osteoclastogenesis and metalloproteinases in experimentally apical periodontitis (AP) induced in knockout and wild type mice. For this purpose, the present study was divided into two distinct studies. The first one aimed to evaluate the expression of metalloproteinases 2 (MMP2) and metalloproteinases 9 (MMP9) during the progression of AP in TLR2 knockout mice (TLR2 KO) and MyD88 knockout mice (MyD88 KO), compared to wild type mice (WT). The second study evaluated the correlation of gene expression and immunostaining of RANK, RANKL, OPG, TLR2 and MyD88 during LP progression in WT mice. In the first study AP were induced in lower molars of 54 TLR2 KO, MyD88 KO and WT mice (n = 18 / group). After 7, 21 and 42 days, the animals were euthanized and the jaws were dissected and submitted to histotechnical processing. The histological sections were submitted to immunohistochemistry and subsequently the presence or absence of MMP2 and MMP9 in the different groups was evaluated. In the second study, 35 WT mice were used. Periapical lesions were induced in the lower first molars on both sides. After 0 (G0) to 7 (G7), 21 (G21) and 42 (G42) days, the animals were anesthetized and euthanized so that the jaws were dissected and divided in half. The right side of the jaws was for the histotechnic processing, for subsequent imunostaining of RANK, RANKL, OPG, TLR2 and MyD88, through immunohistochemistry and the left side of the jaws was used for the extraction of RNA, for the determination of expression of RANK (Tnfrsf11a), RANKL (Tnfrsf11), OPG (Tnfrsf11b), TLR2 (Tlr2) and MyD88 (Myd88) using Quantification Real Time of Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). For both studies, parametric and non-parametric tests were performed with significance level of 5%. It was possible to observe in the first study that in the initial periods of AP progression there was an increase in MMP9 immunostaining in TLR2 KO and MyD88 KO mice when compared to WT, different from MMP2 that no increase in immunostaining was observed. However, at 42 days there was a reduction in MMP2 immunostaining and an increase of MMP9 in TLR2 KO mice was observed. Additionally, in the second study, it was possible to observe an increase in the immunostaining for RANK, RANKL, OPG, TLR2 and MyD88 during periapical lesion progression (p <0.05). The increase in Tnfrsf11 expression was different between groups G0 and G42, and G21 and G42 (p = 0.006). However, the expression of Tnfrsf11b was different between the G0 and G7, G7, G21 and G42 groups, and a decrease in expression over time (p <0.001) was observed. Tlr2 was more expressed between the G0 and G42 groups (p = 0.03). And the expression of the Myd88 molecule was statistically significant between the G0 and G7, G21 and G42 groups (p = 0.01). The Tnfrsf11 / Tnfrsf11b ratio increased during the AP progression (p = 0.002). It was also possible to observe a moderate correlation between Myd88 and Rankl (r = 0.42, p = 0.03) and between Myd88 and Tlr2 (r = 0.48, p <0.0001). After the methodologies used and the data analyzed, we conclude that the production of MMP2 and MMP9 was modulated by TLR2 and Myd88 during the AP progression. In addition, we can suggest that there is a positive correlation between the RANK / RANKL / OPG system and the proteins of the innate immune system, TLR2 and MyD88, during bone loss due to bacterial infection of the root canals and subsequent progression of the apical periodontitis.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a formação e progressão de lesões periapicais induzidas experimentalmente em dentes de camundongos knockout para receptores toll-like 2 (TLR2 KO) comparados a animais wild-type (WT). As lesões periapicais foram induzidas nos primeiros molares inferiores de 28 camundongos WT e de 27 camundongos TLR2 KO. Decorridos 7, 21 e 42 dias da indução da lesão periapical, os animais foram submetidos à eutanásia em câmara de CO2, as mandíbulas foram removidas e submetidas ao processamento histotécnico. A seguir, cortes representativos foram corados com hematoxilina e eosina (HE), para descrição do tecido pulpar e das regiões apical e periapical, em microscopia óptica convencional, e mensuração da área das lesões periapicais, em microscopia de fluorescência. Espécimes sequenciais foram avaliados por meio de: histoenzimologia para a atividade da TRAP, para identificação de osteoclastos; coloração de Brown & Brenn, para localização de bactérias; e imunoistoquímica, para identificação de marcadores da osteoclastogênese (RANK, RANKL, OPG). Os resultados numéricos obtidos da análise morfométrica da extensão da área das lesões periapicais e do número de osteoclastos foram submetidos à análise estatística por meio dos testes não-paramétricos de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis, utilizando o software SAS (Statistical Analysis System) for Windows versão 9.1.3. O nível de significância adotado foi de 5%. Os resultados da coloração de Brown & Brenn e Imunoistoquímica foram expressos de maneira qualitativa. O grupo de animais WT apresentou diferença significante na extensão da área das lesões periapicais e no número de osteoclastos entre os períodos experimentais de 7 e 42 dias (p<0,05) e entre 21 e 42 dias (p<0.05). Por outro lado, no grupo de animais TLR2 KO, as diferenças para a extensão da área das lesões periapicais e número de osteoclastos foram encontradas entre os períodos experimentais de 7 e 21 dias (p<0,05) e entre 7 e 42 dias (p<0,05). Quando os períodos dos grupos foram comparados entre si, foram encontradas diferenças estatísticas entre todos os períodos experimentais, tanto para a análise morfométrica da extensão da área das lesões periapicais, quanto para o número de ostoclastos (p<0,05). A análise descritiva do tecido pulpar e das regiões apical e periapical, por meio da coloração de HE, bem como da localização das bactérias, por meio da coloração de Brown & Brenn, não mostrou diferenças entre os dois grupos de animais. Com relação à Imunoistoquímica, as marcações foram semelhantes entre os dois grupos de animais, exceto para as marcações de RANK, as quais não foram encontradas nas lesões periapicais do grupo de animais TLR2 KO. A partir das metodologias empregadas e dos resultados obtidos pode-se concluir que na ausência do TLR2, os animais desenvolveram lesões periapicais significantemente maiores (com maior presença de osteoclastos) quando comparados aos animais WT, sugerindo o importante papel desse receptor na resposta imune e inflamatória do organismo no sentido de combater a infecção do sistema de canais radiculares e dos tecidos perirradiculares. / The aim of the present study was to characterize the formation and progression of periapical lesions experimentally induced in the teeth of toll-like receptors 2 knockout (TLR2 KO) mice compared to wild-type (WT) mice. Periapical lesions were induced in the lower first molars of 28 WT and 27 TLR2 KO mice. After 7, 21 and 42 of periapical lesion induction, the animals were euthanized in a CO2 chamber, and the mandibles were removed and subjected to histotechnical processing. Representative histological sections were stained with hematoxylin and eosin (HE) for description of the features of the pulp tissue and the apical and periapical regions under conventional optical microscopy, and for determination of the size of the periapical lesions under fluorescence microscopy. Sequential specimens were evaluated by: TRAP histo-enzymology for identification de osteoclasts; Brown & Brenn staining for localization of bacteria; and immunohistochemistry for identification of osteoclastogenesis markers (RANK, RANKL, OPG). Data from the morphometric evaluation of the size of periapical lesions and the number of osteoclasts were subjected to statistical analysis by the nonparametric Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests, using the SAS (Statistical Analysis System) software for Windows version 9.1.3. A significance level of 5% was set for all analyses. Data from the Brown & Brenn staining and immunohistochemical analysis were displayed qualitatively. The group of WT mice presented statistically significant difference in the periapical lesion size and number of osteoclasts between the 7- and 42-day experimental periods (p<0.05) as well as between 21 and 42 days (p<0.05). On the other hand, in the group of TLR2 KO mice, significant differences in the periapical lesion size and number of osteoclasts were found between the 7- and 21-day experimental periods (p<0.05) as well as between 7 and 42 days (p<0.05). Comparison of the periods within each group revealed statistically significant differences among all experimental periods for the morphometric evaluation of the size of the periapical lesions and number of osteoclasts (p<0.05). Descriptive analysis of pulp tissue and apical and periapical regions by HE staining and localization of bacteria by Brown & Brenn staining did not show significant differences between the two groups of animals. The immunohistochemical results showed similar immunostaining in both groups of animals, except for RANK expression, which was not observed in the periapical lesions of the TLR2 KO mice. Based on the employed methodology and the obtained results it may be concluded that in the silence of TLR2, the animals developed superior size of periapical lesions (with higher presence of osteoclasts) compared to WT animals, suggesting the important role of this receptor during the immune and inflammatory response against the infection of root canal system and periapical tissues.

Estudos recentes têm demonstrado uma participação importante do receptor toll-like 4 (TLR4) na evolução de doenças envolvendo desordens metabólicas, como a doença do fígado gorduroso não-alcoólico (NAFLD). No entanto, as alterações do metabolismo lipídico que poderiam ser influenciadas pela ativação do TLR4 são desconhecidas. Neste estudo propomos caracterizar o papel do receptor TLR4 no metabolismo de lipídios no fígado de camundongos deficientes para o receptor de LDL, um modelo que desenvolve NAFLD quando submetido a uma dieta rica em gordura saturada e colesterol. Camundongos controle (C57 black6), deficientes para o receptor de LDL (LDLrKO), deficientes para o receptor TLR4 (TLR4KO) ou deficientes para ambos (duplo KO) receberam dieta controle ou hiperlipídica por quatro, oito ou doze semanas. Após o tratamento e sacrifício dos animais, avaliamos o perfil de lipídios plasmáticos, o conteúdo de lipídios do fígado e a expressão gênica de enzimas relacionadas à síntese e degradação de triglicerídeos (TG) e colesterol no fígado. O perfil inflamatório no fígado também foi avaliado. A dieta hiperlipídica induziu uma hipertrigliceridemia e hipercolesterolemia nos animais LDLr KO e duplo KO, sendo que o grupo duplo KO apresentou níveis séricos inferiores de triglicérides (TG) e ácidos graxos livres a partir de oito semanas de tratamento em comparação aos animais LDLrKO. A dieta hiperlipídica também induziu um aumento significativo no conteúdo de TG e de colesterol no fígado de todos os grupos. Na análise da expressão gênica não foram encontradas diferenças na expressão de proteínas relacionadas à síntese de triglicérides e colesterol (ApoB100, MTTP, GPAT1 e GPAT4) entre os grupos. Porém houve aumento significativo na expressão de proteínas relacionadas à oxidação de ácidos graxos (CPT1, MTP, ACOX, PBE, tiolase) e à síntese de ácidos biliares (CYP7a1) no grupo duplo KO em comparação ao grupo LDLr KO. No perfil inflamatório, a expressão de F4/80 demonstrou infiltração de macrófagos significativamente elevada no grupo LDLrKO tratado com a dieta hiperlipídica comparada a todos os outros grupos. No entanto, houve maior expressão de IL-6, IL-1beta e TNF-alfa no grupo duplo KO em comparação ao grupo LDLr KO. Nossos dados sugerem que a ativação do TLR4 no fígado de animais alimentados com uma dieta hiperlipídica pode contribuir para o acúmulo de lipídios e início da esteatose hepática. Estratégias para a inativação hepática do TLR4 podem diminuir a NAFLD não somente devido a diminuição da inflamação, mas por aumentar a oxidação de ácidos graxos no fígado / Recent studies have shown an important role of toll-like receptor 4 (TLR4) in the evolution of diseases involving metabolic disorders, such as non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). However, changes in lipid metabolism regulated by TLR4 activation are still unknown. In this study, we characterized the role of TLR4 receptor in hepatic lipid metabolism of mice deficient for the LDL receptor, a model that develops NAFLD when exposed to a diet rich in saturated fat and cholesterol. We investigated the role of TLR4 activation in the pathogenesis of diet-induced NAFLD by crossing LDLr KO mice with the TLR4 knockout mice (double KO). Animals were fed for 4, 8 or 12 weeks with high-fat diet (HFD) containing 18% saturated fat and 1.25% cholesterol. We evaluated plasma lipid profile, hepatic lipid content and gene expression of enzymes related to the synthesis and degradation of triglycerides and cholesterol in the liver. Liver inflammatory status was also investigated. We observed that HFD induced hypertriglyceri-demia and hypercholesterolemia in LDLr KO and double KO mice, but double KO animals presented lower serum levels of triglycerides and free fatty acids after eight weeks of treatment. HFD also induced a significant increase in liver contents of triglycerides (TG) and of cholesterol in all groups. We did not find differences in the expression of proteins related to triglycerides and cholesterol synthesis (ApoB100, MTTP, GPAT1, GPAT4) between the groups. However, we observed a significant increase in the expression of proteins related to fatty acid oxidation (CPT1, MTP, ACOX, PBE, tiolase ) and bile acid synthesis (CYP7a1) in double KO group in comparison to LDLr KO. Regarding the inflammatory process, F4/80 expression was elevated in LDLr KO mice fed HFD when compared to all groups. On the other hand, IL-6, IL-1beta e TNF-alfa expression was induced by HFD only in double KO mice. Taken together, our results show that TLR4 activation in liver from mice fed on a high-fat diet may contribute to lipid accumulation and steatosis onset. Strategies regarding localized TLR4 inactivation may increase the oxidation of fatty acids and improve NAFLD not only due to decreased inflammation

Vários estudos mostram que na doença renal policística autossômica dominante os cistos surgem a partir de um mecanismo de "dois-golpes". A patogênese das manifestações não-císticas, contudo, é pouco compreendida. Neste estudo usamos uma linhagem de camundongos endogâmica com uma mutação nula em Pkd1, onde animais heterozigotos apresentam formação cística renal mínima até 40 semanas de idade. O clearance de inulina e o número de glomérulos foram menores em machos Pkd1+/- que Pkd1+/+, enquanto o volume glomerular médio foi maior em heterozigotos. A excreção urinária de NO2/NO3 não diferiu significantemente entre os dois grupos. Avaliamos a osmolalidade urinária máxima em machos e fêmeas Pkd1+/- and Pkd1+/+, porém não foi detectada diferença significante entre os grupos heterozigoto e selvagem. Nossos resultados oferecem evidência direta de que a haploinsuficiência de Pkd1 resulta em anormalidades anatômicas e funcionais renais e sugerem que o estado haploinsuficiente de Pkd1 possa resultar na redução do número de néfrons por diminuir a ramificação tubular renal durante a nefrogênese / Several studies show that in autosomal dominant polycystic kidney disease cysts arise through a "two-hit" mechanism. The pathogenesis of non-cystic features, however, is poorly understood. In this study we used an inbred mouse line with a null mutation of Pkd1, where heterozygotes had minimal renal cyst formation up to 40 weeks of age. Inulin clearance and the number of glomeruli were lower in Pkd1+/- than in Pkd1+/+ males, while a higher average glomerular volume was observed in heterozygotes. The urinary excretion of NO2/NO3 did not significantly differ between the two groups. Maximal urinary osmolality was evaluated in Pkd1+/- and Pkd1+/+ males and females, but no significant difference was detected between the heterozygous and the wild type groups. Our results provide direct evidence that haploinsufficiency for Pkd1 results in anatomic and functional abnormalities of the kidney and suggest that Pkd1 haploinsufficiency may result in a reduced number of nephrons by diminishing renal tubule branching during nephrogenesis

Mast cells contribute to the activities of innate and adaptive branches of the immune system. They participate in pro-inflammatory responses to a wide range of pathogens, such as parasites, bacteria, and other foreign agents. These beneficial properties are in contrast to the contribution of mast cells to certain pathologies, such as asthma, allergy, autoimmune disorders, anaphylaxis, and systemic mastocytosis. Thorough knowledge of mast cell biology in health and disease is critical for the development of new therapeutic approaches. However, molecular mechanisms that control mast cell development and function are still incompletely defined. Our preliminary data indicate that the transcription factor C/EBP is a key player in mast cell biology. Here, using in vitro and in vivo models, we determine how C/EBP regulates the commitment of hematopoietic progenitors towards mast cells, and modulates mast cells function. These efforts provide novel insights to the role of C/EBP in hematopoiesis, and contribute to a better understanding of the mechanisms governing mast cell biology. Key words Mast cells, C/EBP, transcription factors, bone marrow-derived mast cell cultures, mast cell development, Cebpg conditional knockout mice

Cytochrome c oxidase (COX) represents the terminal enzyme complex of respiratory chain metabolic pathway and it occurs as monomer, dimer or as a part of respiratory supercomplexes in the inner mitochondrial membrane. COX assembly process is complicated, highly regulated and depends on many ancillary proteins. Mutations in COX subunits, which are encoded by mitochondrial and nuclear DNA, or in genes encoding its assembly proteins are frequent cause of very severe mitochondrial disorders. SURF1 assembly protein participates in the first steps of COX assembly, but its exact function is not yet clarified. In humans, mutations of SURF1 gene lead to severe COX defect and fatal neurodegenerative disorder, Leigh syndrome. Knockout of SURF1 gene in mouse causes isolated COX defect as well, but less pronounced and without involvement of CNS. The aim of the thesis was detailed analysis of disturbed COX biogenesis in a condition of SURF1 gene mutations or SURF1 gene knockout, from assembly of COX monomer to interaction of COX into supercomplexes, and to the impact of isolated COX defect on other OXPHOS complexes. Mutations of SURF1 gene in patient's fibroblasts led to marked accumulation of COX assembly intermediates and to a defect in formation of functional COX monomer, which was preferentially built into an...

Cytochrome c oxidase (COX) represents the terminal enzyme complex of respiratory chain metabolic pathway and it occurs as monomer, dimer or as a part of respiratory supercomplexes in the inner mitochondrial membrane. COX assembly process is complicated, highly regulated and depends on many ancillary proteins. Mutations in COX subunits, which are encoded by mitochondrial and nuclear DNA, or in genes encoding its assembly proteins are frequent cause of very severe mitochondrial disorders. SURF1 assembly protein participates in the first steps of COX assembly, but its exact function is not yet clarified. In humans, mutations of SURF1 gene lead to severe COX defect and fatal neurodegenerative disorder, Leigh syndrome. Knockout of SURF1 gene in mouse causes isolated COX defect as well, but less pronounced and without involvement of CNS. The aim of the thesis was detailed analysis of disturbed COX biogenesis in a condition of SURF1 gene mutations or SURF1 gene knockout, from assembly of COX monomer to interaction of COX into supercomplexes, and to the impact of isolated COX defect on other OXPHOS complexes. Mutations of SURF1 gene in patient's fibroblasts led to marked accumulation of COX assembly intermediates and to a defect in formation of functional COX monomer, which was preferentially built into an...

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.