A presente tese trata da síntese e a análise conformacional de algumas N-metóxi-N-metil-amidas α-heterossubstituídas (amidas de Weinreb) Z-C(O)-N(OMe)Me (Z= CH2F (1), CH2OMe (2), CH2OPh (3), CH2Cl (4), CH2Br (5), CH2SEt (6) e Me2CSEt (7). A análise da banda da carbonila no infravermelho apoiada por cálculos teóricos B3LYP/6311++G(3df, 3pd), juntamente com a análise de NBO indicou a existência de um equilíbrio conformacional cis/gauche, isto é, (c) e (g) para (1) e (3), (c1, c2) e (g1, g2) para (2), (c) e (g1, g2) para (4-6) e (g1, g2) para (7). Em fase gasosa a população do confôrmero gauche prevalece ligeiramente sobre a população do confôrmero cis para os compostos (1) e (3); a população de (c1 + c2) prevalece sobre a população de (g1 + g2) para o composto (2) e a soma das populações de (g1 + g2) é mais abundante que a população de (c) para os compostos (4), (5) e (6). Já para o composto (7) a população do confôrmero g1 prevalece sobre a do g2. Nos compostos (4), (5) e (6), em solução de n-hexano, a ocorrência da ressonância de Fermi na região da vibração de estiramento da carbonila (VCO), impede qualquer estimativa das populações relativas dos confôrmeros (c, g1 e g2). Já, no composto (7) constata-se, em n-hexano, somente a presença do confôrmero (g1). Os resultados dos espectros da banda do composto (7), que contém duas metilas ligadas ao carbono α exclui a possibilidade da ocorrência da ressonância de Fermi. Os cálculos SCI-PCM concordam com o efeito do solvente sobre a intensidade relativa dos componentes da banda da carbonila para os compostos (1-3). A análise de NBO mostrou que a interação orbitalar nN→π*CO é o principal fator que estabiliza o confôrmero gauche (g, g1,e g2) em maior extensão do que o confôrmero cis (c, c1 e c2) para os compostos de (1-6). As interações orbitalares nY→π*CO, σC-Y→π*CO, πCO→σ*C-Y e π*CO→σ*C-Y também contribuem para a estabilização do confôrmero gauche (g, g1, g2) em relação ao confôrmero cis (c, c1, c2), porém em menor extensão. A existência de uma piramidalização no átomo de nitrogênio das amidas de Weinreb é responsável pela ocorrência dos contatos curtos entre Yδ-(4)…Oδ-(9) e Yδ-(4)…Nδ-(7) nos confôrmeros gauche (g, g1, g2), que origina uma forte interação coulombica repulsiva, agindo fortemente em oposição à estabilização dos confôrmeros gauche (g, g1, g2) em relação aos confôrmeros cis (c, c1, c2). Portanto, um delicado equilíbrio entre as interações Coulômbicas e as interações orbitalares, pode ser responsável pela estabilização observada nos confôrmeros cis (c, c1, c2) em relação aos confôrmeros gauche (g, g1, g2), tanto em fase gasosa, quanto em solução. Contrariamente ao que seria esperado, a predominância do confôrmero cis (em solução de n-hexano e tetracloreto de carbono) para as N-metóxi-N-metil amidas α-heterossubstituídas (1-3), contendo em α-átomos da primeira fila (flúor e oxigênio) está em direção oposta à preferência do confôrmero gauche para as N-metóxi-N-metil amidas α-heterossubstituídas remanescentes (4-6) contendo em α átomos da segunda e terceira filas (cloro, enxofre, bromo), onde os confôrmeros g1 e g2 são preponderantes ou exclusivos no caso de (7). / This thesis deals with the synthesis and conformational analysis of some α-heterosubstituted N-methoxy-N-methyl-amides (Weinreb amides) Z-C(O)-N(OMe)Me (Z= CH2F (1), CH2OMe (2), CH2OPh (3), CH2Cl (4), CH2Br (5), CH2SEt (6) and Me2CSEt (7). The analysis of the carbonyl band in the IR spectra supported by B3LYP/6 311++G(3df, 3pd calculations along with the NBO analysis indicated the existence of a cis-gauche conformational equilibrium i.e. (c) and (g) for (1) and (3), (c1, c2) and (g1, g2) for (2), (c) and (g1, g2) for (4-6) and (g1, g2) for (7). In the gas phase the g conformer population prevails slightly over the c one for (1) and (3); the (c1 + c2) population prevails over the (g1 + g2) for (2), and the (g1 + g2) conformer population is more abundant than the population (c) for (4), (5) and (6). In n-hexane solution the cis conformer is more abundant for (1-3). The occurrence of Fermi resonance in the VCO region, in n-hexane, precludes the estimative of relative populations of the (c, g1, g2) conformers for (4-6). The SCI-PCM calculations agree with the solvent effect on the VCO band component relative intensities for (1-3). NBO analysis showed that the nN→π*CO orbital interaction is the main factor which stabilizes the gauche (g, g1, g2) conformers for (1-6) into a larger extent relative to the cis (c, c1, c2) ones. The nY→π*CO, σC-Y→π*CO, πCO→σ*C-Y and π*CO→σ*C-Y orbital interactions still contribute, but into a minor extent for the stabilization of the gauche conformers relative to the cis ones. The existence of some pyramidalization at the nitrogen atom of the Weinreb amides (1-6) is responsible for the occurrence of Yδ-(4)…Oδ-(9) and Yδ-(4)…Nδ-(7) short contacts in the gauche (g, g1, g2) conformers, which originates strong repulsive Coulombic interactions, acting in opposition to the large orbital stabilization of the gauche conformer with respect to the cis one. The same effects are responsible for the larger stabilization of the (g1, g2) conformers of (7) which in turn precludes the existence of the c conformer. Therefore, a delicate balance of the Coulombic and orbital interactions seems to be responsible for the observed stabilization of the gauche (g, g1, g2) and cis (c, c1, c2) conformers, both in the gas phase and in the solution for (1-6) and (7). However, the cis conformer predominance, in non polar solvents, for the α-substituted N-methoxy-N-methyl acetamides (1-3), bearing in α first row (fluorine and oxygen) atoms, is in the opposite direction to the gauche conformer preference for the remaining α-substituted N-methoxy-N-methyl acetamides (4-6), bearing in α second and third rows (chlorine, sulfur, bromine) atoms. However the g1 and g2 conformers are the only ones present for (7).

O carcinoma hepatocelular (HCC) é a sexta neoplasia mais comum e a terceira causa de mortalidade por câncer no mundo. Está relacionado, principalmente, à exposição a diversos fatores de risco, como a doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD). O HCC apresenta mau prognóstico; neste sentido, é importante a adoção de medidas de controle, como a quimioprevenção. A quimioprevenção é o método mais apropriado para se evitar o câncer e consiste na prevenção, inibição ou reversão das etapas iniciais da carcinogênese, pela administração de um ou mais compostos químicos sintéticos ou naturais. Diversos compostos presentes nos alimentos podem apresentar atividade quimiopreventiva, dentre esses, a tributirina (TB), pró-fármaco do ácido butírico. Dessa forma, propôs-se avaliar o efeito quimiopreventivo da TB nas etapas de iniciação/promoção inicial, em ratos submetidos ao modelo de hepatocarcinogênese do hepatócito resistente (RH) associado à NAFLD. Ratos Wistar machos foram distribuídos em Grupo dos animais não tratados (NT), e dois outros grupos experimentais, o grupo RH + NAFLD + maltodextrina (grupo controle isocalórico, CI), e o grupo RH + NAFLD + tributirina (grupo TB). Os animais do grupo CI foram tratados diariamente, por gavagem, com emulsão hiperlipídica [1 mL/100 g de peso corpóreo (p. c)], e maltodextrina (300 mg/ 100 g p.c.), enquanto que os animais do Grupo TB foram tratados diariamente, por gavagem, com emulsão hiperlipídica [1 mL/100 g de p. c.], e TB (200 mg/ 100 g de p.c.), durante 13 semanas consecutivas quando foram eutanasiados. Após esse período, a análise por cromatografia a gás revelou que o grupo dos animais tratados com a tributirina apresentou uma concentração de AB 2.118 vezes superior (p < 0.05) às concentrações de AB constatadas no grupo controle. Em relação aos dados de morfometria de LPNs [lesões pré-neoplásicas persistentes (pLPN) ou em remodelação (rLPN)], a atividade quimiopreventiva da tributirina foi observada a partir da redução (p < 0,05) significativa do número de lesões pré-neoplásicas persistentes (pLPN) em comparação ao grupo controle. A área das pLPNs, contudo, foi maior (p < 0,05) no Grupo TB quando comparada à do grupo controle isocalórico. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas (p >= 0,05) no número e na área de rLPN, bem como na % da área do corte do fígado ocupada por LPNs entre os dois grupos experimentais. A quantificação da apoptose por H&E revelou maior (p < 0,05) índice apoptótico em pLPN e em rLPN nos animais tratados com TB, quando comparados aos animais do grupo 6 controle. Nesse sentido, observou-se que os animais tratados com a tributirina apresentaram maior (p < 0,05) ativação de Caspase 3 do que os ratos do grupo controle isocalórico. Em relação à avaliação da proliferação celular, o Grupo TB apresentou redução (p < 0,05) do índice de proliferação tanto em pLPNs como em rLPNs, quando comparado ao do grupo controle isocalórico. Não foi observada diferença estatisticamente significativa (p > 0,05) entre os surroundings dos dois grupos experimentais. A determinação do perfil lipídico sérico revelou que os animais tratados com a tributirina apresentaram menores (p < 0,05) concentrações séricas de LDL-colesterol e maiores (p < 0,05) concentrações séricas de HDL-colesterol, quando comparados às do grupo controle. Além disso, foram observadas menores (p < 0,05) concentrações hepáticas de colesterol no Grupo TB quando comparadas às do Grupo CI. Em relação a análise por PAS, embora, o presente estudo não tenha revelado diferença estatisticamente significativa (p >= 0,05) entre os dois grupos experimentais, o score entre os graus de marcação por PAS apresentou tendência (p = 0,07) a ser maior nos animais tratados com a tributirina quando comparados aos ratos do grupo controle. Em relação à expressão gênica de FGF-21, o Grupo TB apresentou maior (p < 0,05) expressão em comparação a seu grupo controle (Grupo CI). Além disso, esses dados são corroborados por meio da marcação imunoistoquímica de FGF-21, que revelou que os animais tratados com a tributirina apresentaram maior (p < 0,05) score desta marcação quando comparados aos ratos do grupo controle isocalórico. A análise de expressão em nível proteico de PPAR-&#945; revelou que o Grupo TB apresentou maior (p < 0,05) expressão em comparação ao Grupo CI. O presente estudo demonstrou que o tratamento com a tributirina apresentou um efeito quimiopreventivo quando administrada nas etapas de iniciação/promoção inicial em modelo de hepatocarcinogênese associado à NAFLD. Adicionalmente, sugere-se que a atividade como HDACi da TB poderia modular a expressão de genes supressores de tumor, bem como a daqueles relacionados ao metabolismo lipídico, atenuando os fatores de risco relacionados à NAFLD. / Hepatocellular carcinoma (HCC) is the sixth most common neoplasm and the third leading cause of cancer mortality in the world. It is mainly related to exposure to several risk factors, such as non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). HCC presents poor prognosis; In this sense, it is important to adopt control measures, such as chemoprevention. Chemoprevention is the most appropriate method to avoid cancer and consists in the prevention, inhibition or reversal of the early stages of carcinogenesis by the administration of one or more synthetic or natural chemical compounds. Several compounds present in foods may present chemopreventive activity, among them, tributyrin (TB), a prodrug of butyric acid. Thus, it was proposed to evaluate the chemopreventive effect of TB in the initiation / initial promotion stages in rats submitted to the hepatocyte-resistant hepatocyte model (HR) associated with NAFLD. Male Wistar rats were divided into two groups: RH + NAFLD + maltodextrin (isocaloric control group, CI), and RH + NAFLD + tributyrin group (TB group). The animals of the CI group were treated daily with gavage with hyperlipid emulsion [1 mL / 100 g body weight (wt.)], and maltodextrin (300 mg / 100 g body wt.), while the animals of the TB Group were treated daily by gavage with hyperlipid emulsion [1 mL / 100 g of body wt.], and TB (200 mg / 100 g body wt.) for 13 consecutive weeks when they were euthanized. After this period, the gas chromatographic analysis revealed that the group of animals treated with tributyrin had a concentration of AB 2184 times higher (p < 0.05) than the concentrations of AB found in the control group. Regarding the morphometry data of PNLs [persistent pre-neoplastic lesions (pPNL) or remodeling (rPNL)], the chemopreventive activity of tributyrin was observed from a significant (p < 0.05) reduction in the number of pPNL compared to the control group. The area of the pPNLs, however, was higher (p < 0.05) in the TB Group when compared to the isocaloric control group. There were no statistically significant differences (p >= 0.05) in the number and area of rPNL, as well as in the area of the cut of the liver occupied by LPNs between the two experimental groups. The quantification of apoptosis by H&E revealed a higher (p < 0.05) apoptotic index in pPNL and rPNL in the TB treated animals, when compared to the animals in the control group. In this sense, animals treated with tributyrin showed greater (p < 0.05) activation of Caspase 3 than the rats of the isocaloric control group. In relation to the evaluation of cell proliferation, the TB group presented a reduction (p < 0.05) in the proliferation index in both pPNLs and rPNLs, when compared to the isocaloric control group. No statistically significant difference (p> 0.05) was observed between the two experimental groups. The determination of serum lipid profile revealed that the animals treated with tributyrin showed lower (p < 0.05) serum LDL-cholesterol concentrations and higher (p < 0.05) serum HDL-cholesterol concentrations when compared to those in the group control. In addition, lower hepatic concentrations (p < 0.05) of cholesterol were observed in the TB Group when compared to those in the CI Group. Regarding the SBP analysis, although the present study did not reveal a statistically significant difference (p >= 0.05) between the two experimental groups, the score between the PAS presented a tendency (p = 0.07) to be greater in animals 8 treated with tributyrin compared to the rats in the control group. In relation to the gene expression of FGF-21, the TB Group presented higher (p <0.05) expression in comparison to its control group (CI Group). In addition, these data are corroborated by FGF-21 immunohistochemical labeling, which revealed that animals treated with tributyrin showed a higher (p <0.05) score for this marker when compared to the isocaloric control rats. Analysis of protein-level expression of PPAR-&#945; revealed that the TB Group had higher (p <0.05) expression compared to the CI Group. The present study demonstrated that treatment with tributyrin had a chemopreventive effect when administered in the initiation / initial promotion steps in a hepatocarcinogenesis model associated with NAFLD. In addition, it is suggested that the activity as HDACi of TB could modulate the expression of tumor suppressor genes, as well as those related to lipid metabolism, attenuating the risk factors related to NAFLD.

A desnutrição é uma condição nutricional que ainda constitui um grande problema de saúde publica e acomete grande parte da população mundial. Atualmente, sabe-se que vários aspectos da resposta imunológica podem estar alterados na decorrência da desnutrição, dentre eles alterações funcionais como redução da migração celular, fagocitose, atividade bactericida, bem como alterações na produção de espécies reativas do oxigênio e nitrogênio, além de comprometimento da expressão de importantes receptores de reconhecimento de patógenos e alteração na produção de citocinas pró-inflamatórias, dentre elas o TNF-&#945;. O TNF-&#945; é uma citocina, produzida principalmente por macrófagos, que participa de uma ampla gama de atividades biológicas, incluindo os processos de inflamação, crescimento, diferenciação e apoptose, essa citocina exerce seus efeitos através da ligação a dois receptores distintos, TNFR-I e TNFR-II. A ativação via receptor TNFR-I, no entanto, é responsável pela maioria dos efeitos do TNF-&#945;, e desencadeia uma série de eventos intracelulares que resultam, principalmente, na ativação do fator de transcrição NF&#954;B. Considerando a relevância dessa via de sinalização mediada por TNF-&#945;, avaliamos em um modelo de desnutrição protéica a via de sinalização de ativação do fator de transcrição NF&#954;B mediada pelo TNF-&#945; via TNFR-I. Sendo assim, utilizamos camundongos Balb/c, machos adultos, submetidos à desnutrição protéica, após perda de aproximadamente 20% do peso corpóreo, foram coletadas macrófagos peritoneais e cultivados ou não com TNF-&#945;, o sobrenadante foi utilizado para avaliação da produção de citocinas (IL-1&#945;, IL-1&#946;, IL-6, IL-12, IL-10) e as células utilizadas para avaliação da expressão do TNFR-I, bem como a expressão de proteínas da via de sinalização (TRADD, TRAF, RIP, IKK, IKB&#945;, p IKB&#945;, NF&#954;B e p NF&#954;B). Os resultados obtidos mostraram que os animais desnutridos apresentaram anemia, leucopenia, diminuição da celularidade medular e da cavidade peritoneal. Os resultados demonstraram redução da expressão de TNFR-I, além de diminuição da expressão das porções fosforiladas de IKB&#945; e NF&#954;B, associado a uma diminuição na produção de IL-1&#946; e IL-12. Nesse trabalho compreendemos aspectos relacionados a resposta imune inata e nosso dados permitem inferir que o estado nutricional interfere no estado de ativação de macrófagos e na capacidade de resposta dessas células. / Malnutrition is a nutritional condition that consists in a major public health issue and affects a considerable part of the global population. Currently, It is known that many aspects of the immunological response can be altered due to the malnutrition impairment, among them functional changes, for instance, cell migration reduction, phagocytosis, bactericidal response, as well as changes in the reactive oxygen and nitrogen species production, besides, substantially cell receptors expression impaired, responsible for the recognition of pathogens and changes in the production of proinflammatory cytokines, such as TNF-&#945;. This cytokine is primarily produced by macrophages, and it is associated to a wide range of biological activities, including the inflammation processes, growing, differentiation, and apoptosis. The TNF-&#945; act through the linkage to distinct receptors, TNFR-I and TNFR-II. The TNFR-I receptor activation, however, is responsible for most TNF-&#945; effects, and triggers a series of intracellular events that mainly result in the activation of the NF&#954;B transcription factor. Regarding the relevance of this signaling pathway mediated by the TNF-&#945;, we evaluated through a protein malnutrition model the signaling pathway for the NF&#954;B transcription factor mediated by the TNF-&#945; through TNFR-I. Adult male Balb/c mice, were submitted to a protein malnutrition and after a loss of nearly 20% body weight, peritoneal macrophages were collected and cultivated, or not with TNF-&#945;. The supernatant was collected for cytokine production evaluation (IL-1&#945;, IL-1&#946;, IL-6, IL-12, and IL-10) and the cell for TNFR-I expression evaluation, as well as the proteins of the signaling pathway (TRADD, TRAF, RIP, IKK, IKB&#945;, p IKB&#945;, NF&#954;B, and p NF&#954;B). The compiled results highlights that the malnourished animals present signs of anemia, leukopenia, and decrease of bone marrow cellularity and peritoneal cavity. The results presented reduction of the TNFR-I expression, in addition to the phosphorylated portions of the IKB&#945; and the NF&#954;B expression, associated to a decrease in the production of IL-1&#946; and IL-12. In this essay we perceive the aspects related to the innate immune response, and the outcome data allowed us to conclude that the nutritional status interferes on the macrophages activation and the response capabilities of these cells.

Diversos estudos têm demonstrado que a atividade coordenada das células epiteliais com o estroma é fundamental no crescimento e diferenciação em situações fisiológicas e patológicas, inclusive no câncer. Vários relatos acentuam a importância do compartimento estromal nos tumores malignos e indicam fortemente que interações contínuas entre o carcinoma e as células estromais (resultando em regulamento e modulação recíproca) são condições prévias para desenvolvimento e progressão de carcinomas. Comparativamente, pouca informação está disponível sobre as características e o papel do estroma durante o processo carcinogênico e a maioria dos dados são baseados em estudos isolados. Nos animais tratados com o carcinógeno Dimetilhidrazina foi identificado na mucosa colônica o aparececimento de “Focos de Estroma Ativado" (FEA) que diferem do foco inflamatório esporádico encontrado na mucosa normal dos animais controles devido à imuno-expressão aumentada de células CD34, CD68, &#945;-actina de músculo liso (ASMA), COX-2 positivas e densidade microvascular. Além disso, o FEA cercou um número aumentado de criptas colônicas em fissão que freqüentemente apresentavam células epiteliais com núcleos hipercromáticos. Este último achado pode sugerir correlação entre as alterações estromais e epiteliais dentro dos FEA. Embora esses achados sejam novos, são consistentes com observações prévias que o estroma tem um papel significante na carcinogênese. Juntamente com dados da literatura, este trabalho sugere que, no cólon, a “field cancerization" epitelial pode ser acompanhada através de alterações estromais e isto pode apontar novos marcadores de transformação neoplásica. / There has been considerable that the activity of epithelial cells with their stroma is fundamental in controlling growth and differentiation in normal and pathological situations, including cancer. A number of reports stress the importance of the stromal compartment in malignant tumors and strongly indicate that continuous interactions between the carcinoma and stromal cells (resulting in their reciprocal regulation and modulation) are prerequisites for carcinoma development and progression. Comparatively, less information is available about the features and role of the stroma for the carcinogenic process. In animals treated with the carcinogen Dimethyl-hydrazine we identified the appearing of mucosal “Activated Stromal Foci" (ASF) that differ from the sporadic inflammatory foci found in the normal mucosa of the control animals because of the presence of increased immune-expression of CD34, CD68, &#945;-smooth muscle actin (ASMA), COX-2 positive cells and microvessel density. Furthermore, the ASF surrounded a increased number of colonic crypts in fission when compared to areas of normal stroma. This last finding suggests that stromal activation and epithelial changes may be correlated. These findings are novel but expected and consistent with previous observations that the stroma has a significant role in carcinogenesis. Taken together with literature data, our findings suggest that in the colon, the epithelial field cancerization may be accompanied by stromal changes and this may point to the finding of new markers of neoplastic transformation.

Compostos &#945;-aminocarbonilícos como ácido 5-aminolevulínico (ALA) e aminoacetona (AA) apresentam um grande potencial pró-oxidante, pois sofrem reações de enolização e subseqüente oxidação aeróbica, com a formação de espécies radicalares de oxigênio, íons NH4+ e &#945;-oxoaldeídos potencialmente citotóxicos. A &#945;-aminocetona 1,4-diamino-2-butanona (DAB), um análogo da putrescina, é um agente microbicida de vários parasitas incluindo Trypanosoma cruzi. Acredita-se que o mecanismo de morte desencadeado por DAB nos parasitas seja por meio da inibição competitiva da ornitina descarboxilase (ODC), importante enzima do metabolismo de poliaminas, muito embora tenha sido observado de igual forma danos oxidativos nestes parasitas quando tratados com DAB. O objetivo deste trabalho é esclarecer o mecanismo de oxidação química de DAB e sua ação pró-oxidante à cultura de células de mamíferos (LLC-MK2 e RKO), assim como sua atividade microbicida contra tripomastigotas de Trypanosoma cruzi. Demonstramos aqui que DAB, quimicamente similar ao ALA e AA, sofre reação de oxidação catalisada por íons fosfato, e por íons de metais de transição como Fe(II) e Cu(II), resultando na formação de radicais de oxigênio, H2O2, NH4+, 2-oxo-4-aminobutanal como produto principal da oxidação de DAB e de compostos ciclicos de caracter pirrólico. Danos oxidativos observados em ferritina, apotransferrina e liposomos de cardiolipina e fosfatidilcolina (20:80) contribuem para a nossa hipótese de ação pró-oxidante de DAB. O tratamento de células de mamíferos das linhagens LLC-MK2 (IC50 1,5 mM, tratamento de 24 h) e RKO (IC50 0,3 mM, tratamento de 24 h) com DAB levou à alteração do balanço redox celular, à ativação de resposta antioxidante e ao desencadeamento de morte celular via apoptose e parada de ciclo celular. Em culturas de tripomastigotas de T. cruzi o tratamento com DAB culminou na redução da motilitidade e viabilidade destes parasitas (IC50 0,2 mM, tratamento de 4 h), assim como depleção do conteúdo tiólico acompanhado pelo aumento da atividade de TcSOD. Além do mais, DAB mostrou-se eficiente em limitar a invasão de tripomastigotas às células hospedeiras (LLC-MK2) e reduzir a proliferação de amastigotas intracelulares, contudo fortemente relacionada à necrose das células hospedeiras infectadas, uma vez que são alvos mais susceptíveis de ação oxidativa. Estes resultados suportam nossa hipótese que DAB exerce ação pró-oxidante e contribui deste modo com o mecanismo já descrito de morte celular associada à inibição da biossíntese de poliaminas em vários microorganismos. / &#945;-Aminocarbonyl componds such as 5-aminolevunilic acid (ALA) and aminoacetone (AA) have been shown to exhibit pro-oxidant properties. These compounds undergo phosphate-catalyzed enolization in physiological pH and subsequent aerobic oxidation, yielding reactive oxygen species, NH4+ ions and an &#945;-oxoaldehyde highly cytotoxic. The &#945-aminoketone 1,4-diamino-2-butanone (DAB) is a putrescine analogue and a microbicidal agent to various parasites including Trypanosoma cruzi. The mechanism of DAB toxicity to these parasites is attributed to DAB competitive inhibition of ornithine decarboxylase (ODC), a key enzyme on polyamine biosynthesis, although it has also been shown DAB isto implicated in oxidative damage to these parasites. Our aim is to clarify the mechanism of DAB aerobic oxidation and of its putative pro-oxidant activity to mammalian cell cultures (LLC-MK2 and RKO cell linages) and to Trypanosoma cruzi trypomastigotes. Here we show that, similar to ALA and AA, DAB undergoes aerobic oxidation in presence of phosphate ions and of transition metal ions such as Fe(II) and Cu(II), yielding oxygen radicals, H2O2, NH4+ and 2-oxo-4-aminobutanal accompanied by its condensation cyclic products displaying pyrrolic characteristics. Oxidative alterations to ferritin, apotransferrin and liposomes of cardiolipin and phosphatidylcholine (20:80) were observed under DAB treatment strongly supporting our hypothesis of DAB pro-oxidative activity. DAB treatment of mammalian cultured cells LLC-MK2 (IC50 1.5 mM, 24 h incubation) and RKO (IC50 0.3 mM, 24 h incubation) resulted in redox imbalance, induction of antioxidant response, activation of apoptosis pathway and cell cycle arrest. DAB is shown here to trigger Trypanosoma cruzi trypomastigotes decreased parasite motility and viability (IC50 0.2 mM, 4 h incubation), as well as redox thiol imbalance parallel to increase TcSOD activity. In addition, DAB efficiently hampered host cell (LLC-MK2) invasion by trypomastigotes. In addition, intracellular amastigotes showed to be susceptible to DAB toxicity, although strongly related to necrosis of infected host cells, which are more vulnerable to oxidative stress. Altogether, these data support our hypothesis that oxidative stress contributes to DAB cytotoxicity.

A banana é considerada um bom modelo para o estudo da transformação amido-sacarose, já que acumula um alto teor de amido durante o desenvolvimento que é rapidamente degradado durante o amadurecimento. Várias enzimas e provavelmente mais de uma via metabólica estão envolvidas neste processo. Com isso, o objetivo deste trabalho foi estudar as características estruturais dos grânulos, bem como, a atuação das enzimas envolvidas em sua degradação. Os grânulos de amidos foram isolados de bananas controle (não tratadas) e submetidas a diferentes tratamentos: etileno, 1-MCP, frutos mantidos a 13°C e frutos tratados com etileno e mantidos a 13°C. Os resultados obtidos mostraram alta atividade de enzimas &#945; e &#946;-amilases ligadas ao grânulo tanto por ensaios in vitro como por géis de eletroforese contendo amilopectina como substrato. Os resultados obtidos para Western blot utilizando anticorpos produzidos contra essas enzimas, indicaram que a &#945;-amilase atua no início da degradação enquanto a &#946;-amilase foi encontrada no momento em que o amido estava em pleno processo. de degradação. Nos estudos de imunolocalização observou-se que as proteínas associadas aos grânulos de amido e em cortes do fruto demonstraram que estas enzimas estão localizadas na superfície do grânulo. As técnicas utilizadas para observação dos grânulos de amido foram a de Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de Varredura Confocal a Laser. Os grânulos apresentaram um padrão de degradação diferenciado para cada tratamento realizado nos frutos. O teor de amilose encontrado para os amidos foi ao redor de 15%, não variando durante a degradação. O padrão de difração de Raios-X foi do tipo B em amidos de banana recém-colhidas e tipos A e B foram encontrados em amidos degradados. O grau de cristalinidade aumentou de 15% para 17% nos amidos em degradação. / Banana fruit is considered a good example for studying the starch-sucrose transformation, accumulating high starch content during the development being rapidly degraded during the ripening. Several enzymes and, probably more then one metabolic way are involved in this processo Then, the aim of this work was to study the structural characteristics of starch granules and the action of the enzymes involved in its degradation. Starch granules were isolated from bananas control (fruits without treatment), and exposed to different treatments, such as: ethylene, 1-MCP, stored fruits to 13°C and stored fruits to 13°C + ethylene. Results obtained showed high activities of enzymes &#945; and &#946;-amylases associated to starch granules, measured by in vitro assay and native PAGE containing amylopectin like substrate. Results obtained by Western blot using antibodies against these enzymes, indicated that &#945;-amylase is responsible for the initial attack on the starch, and &#946;-amylase was localized at moment that starch was in degradation processo Results of the immunolocalization of proteins associated on starch granule and proteins on banana tissue confirmed that these enzymes are localized on granule surface. When techniques of microscopy were used to starch, such as Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Confocal Laser Scanning Microscopy, was observed that granules showed a different degradation pattern, for each treatment made on fruits. Amylose content obtained for starch was around 15%, not changing during degradation. B-type diffraction pattern was found for green banana starch, and A and. B-type patterns for degraded starch. Degree of crystallinity increased from 15% to 17% for starches during degradation.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marinagobbemoschetta_dissert.pdf: 2656918 bytes, checksum: d63acce15a1feb7170b4c9270fd920d9 (MD5) Previous issue date: 2013-09-16 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Introduction: Mammary tumors are the most common type of tumor in dogs, with approximately half of these tumors are malignant. Hypoxia, characterized by oxygen levels below normal, is a known adverse factor to cancer treatment. The transcription factor HIF-1&#945; is the central regulator of pathophysiological response of mammalian cells to low oxygen levels, able to activate transcription of the vascular endothelial growth factor (VEGF), which in turn promotes angiogenesis through its ability to stimulate growth, migration and invasion of endothelial cells, contributing to tumor growth. Objectives: To evaluate the serum concentration and the gene expression of VEGF and HIF-1&#945; linking them with clinicopathological parameters and survival of dogs with mammary tumors in order to infer the possible prognostic value of these factors. Material and Methods: We collected tumor fragments of 30 bitches with mammary tumors to verify protein expression of VEGF and HIF-1&#945; by immunohistochemistry and gene expression by RT-PCR. To determine the serum concentration of VEGF and HIF-1&#945; by ELISA (Enzyme-linked immunosorbent), serum was collected from 50 bitches control (healthy) and 30 bitches with mammary neoplasia (study group). The results were statistically related to clinicopathological features. Results: The comparison between immunohistochemical staining of the two proteins analyzed showed increased intensity of immunostaining of VEGF (p=0.03). By ELISA, we observed relationship between high serum levels of VEGF and abundant vascularization (p=0.02), metastasis (p=0.003), death rate (p=0.007) and low survival (p<0.0001). In addition, increased serum levels of VEGF in the study group compared to the control group (p=0.03). In contrast, the percentage of serum HIF-1&#945; bitches with mammary neoplasia was 20% lower than the control group of female dogs (p=0.0006). However, bitches with a history of recurrent tumor showed a 15% increase in the percentage of serum HIF-1&#945; (p=0.03). Regarding gene expression, there was a relationship between increased gene expression of VEGFA and tumor abundant vascularization (p=0.02), bitches with a history of recurrence (p=0.01) and death (p=0.02). Moreover, we observed a statistically significant increase in gene expression of HIF-1A with moderate vascularization (p=0.01) and bitches that remained alive during the follow-up period (p=0.003). Conclusions: Our results demonstrate a correlation between VEGF and features of poor prognosis, suggesting that this factor plays an important role in tumor progression and can be used as a potential prognostic marker in clinical practice and is useful in predicting tumor progression in dogs with mammary neoplasia. / Introdução: As neoplasias mamárias são o tipo mais comum de tumor na espécie canina, sendo aproximadamente metade desses tumores de caráter maligno. A hipóxia, caraterizada por níveis de oxigênio abaixo do normal, é um conhecido fator adverso ao tratamento do câncer. O fator de transcrição HIF -1&#945; é o regulador central da resposta fisiopatológica das células de mamíferos para baixos níveis de oxigênio, capaz de ativar a transcrição do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), que por sua vez, promove a angiogênese através da sua capacidade de estimular o crescimento, migração e invasão de células endoteliais, contribuindo para o crescimento tumoral. Objetivos: Avaliar a concentração sérica e a expressão gênica do VEGF e do HIF-1&#945; relacionando-os com os parâmetros clínico-patológicos e a sobrevida de cadelas com neoplasia mamária a fim de inferir o possível valor prognóstico desses fatores. Material e Métodos: Foram coletados fragmentos tumorais de 30 cadelas com neoplasia mamária para verificar a expressão protéica do VEGF e do HIF-1&#945; por imuno-histoquímica e a expressão gênica por PCR em Tempo Real. Para determinar a concentração sérica do VEGF e do HIF-1&#945; pelo método de ELISA (Enzyme-linked immunosorbent), foram coletados soro sanguíneo de 50 cadelas controle (saudáveis) e 30 cadelas com neoplasia mamária (grupo de estudo). Os resultados encontrados foram estatisticamente relacionados às características clínico-patológicas. Resultados: A comparação entre a marcação imuno-histoquímica das duas proteínas analisadas demonstrou aumento da intensidade da imunomarcação do VEGF (p=0,03). Por meio da técnica de ELISA, foi possível observar relação entre altos níveis séricos de VEGF com vascularização abundante (p=0,02), metástase (p=0,003), óbito (p=0,007) e baixa taxa de sobrevida (p<0,0001). Além disso, houve aumento dos níveis séricos de VEGF no grupo de estudo quando comparados ao grupo controle (p=0,03). Ao contrário, o percentual sérico de HIF-1&#945; das cadelas com neoplasia mamária foi 20% menor do que das cadelas do grupo controle (p=0,0006). No entanto, cadelas com histórico de recidiva tumoral demonstraram aumento de 15% no percentual sérico de HIF-1&#945; (p=0,03). Quanto à expressão gênica, houve relação entre o aumento da expressão gênica do VEGFA e tumores com vascularização abundante (p=0,02), cadelas com histórico de recidiva tumoral (p=0,01) e óbito (p=0,02). Por outro lado, foi observado aumento estatisticamente significante da expressão gênica do HIF-1A com vascularização moderada (p=0,01) e cadelas que continuaram vivas durante o período de acompanhamento (p=0,003). Conclusões: Nossos resultados demostram correlação entre o VEGF e as características de pior prognóstico, sugerindo que este fator desempenha um importante papel na progressão tumoral, podendo ser utilizado como um potencial marcador prognóstico na rotina clínica, sendo útil na predição da progressão tumoral em cadelas com neoplasia mamária.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O carcinoma epidermoide de esôfago (CEE) representa 90% dos casos de câncer de esôfago no Brasil. O CEE tem detecção tardia, um comportamento extremamente agressivo e baixa sobrevida, sendo, portanto, um alvo interessante para o estudo dos mecanismos envolvidos em sua carcinogênese, a fim de se identificar possíveis alvos terapêuticos ou marcadores moleculares que ajudem na prática clínica. Mudanças no metabolismo energético da célula tumoral parecem ter papel de destaque na transformação maligna. Sabe-se que células tumorais consomem glicose avidamente produzindo ácido lático, mesmo em condições de normóxia. Dentre os fatores que podem contribuir para o estímulo da glicólise em células tumorais destacam-se as alterações em enzimas da via glicolítica tais como: as piruvato-cinases M1 e M2 (PKM1 e PKM2), a hexocinase II (HKII), isofoma 1 do transportador de glicose, GLUT-1, e o fator de transcrição induzido por hipóxia (HIF1&#945;), responsável pela transcrição das proteínas citadas. O objetivo do estudo é avaliar a relação entre a expressão de HIF1&#945;, HK2, PKM2, PKM1 e GLUT-1 e dados clínico-patológicos no CEE. Para tal, foram avaliados tumores conservados em parafina de 44 pacientes com CEE matriculados no INCA e no Hospital das Clínicas de Porto Alegre. Além disso, foram coletadas amostras de biópsia de esôfago em 67 pacientes sem doença esofágica, que foram submetidos à endoscopia no Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE). A expressão das proteínas foi avaliada nos tecidos por imuno-histoquímica, enquanto que a expressão do mRNA de GLUT-1 também foi avaliada nas amostras controle. Foi observado que as amostras controle expressam HK2, PKM1, PKM2, HIF1&#945; nas camadas do epitélio esofágico. Já GLUT-1 e Ki-67 são vistos apenas na camada basal. Além disso, a expressão do mRNA de GLUT-1 não teve correlação com fatores etiológicos da doença. Em CEE a expressão de HK2, PKM2 e GLUT-1 foi vista em todos os tumores, já a expressão de HIF1&#945; e PKM1 foi variável. Além disso, observou-se que maior expressão de HIF-1&#945; apresenta correlação com invasão linfonodal e diferenciação, enquanto que a expressão de HK2 tem relação com sobrevida e PKM1 com diferenciação. As correlações clínicas encontradas sugerem que alterações no metabolismo energético é um alvo de estudo interessante para desenvolvimento de marcadores moleculares que auxiliem a prática clínica. / The esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) represents 90% of cases of esophageal cancer in Brazil. The ESCC has late diagnosis, highly aggressive behavior and poor survival. ESCC is an interesting target to the study of mechanism involved in its carcinogenesis, in order to identify potential drug targets or biomarkers to help clinical practice. Changes in tumor cell energy metabolism appear to have a prominent role in malignant transformation. Tumor cells consume glucose avidly and produce lactic acid, even under normoxia. Among the factors that may contribute to the stimulation of glycolysis in tumor cells, there are changes in the glycolytic pathway enzymes such as: pyruvate kinase M1 and M2 (PKM2 and PKM1), hexokinase II (HKII), glucose transporter isoform 1, GLUT-1, and transcription factor induced by hypoxia (HIF1&#945;), responsible for the transcription of proteins cited. The goal of the study is to evaluate the relationship between the expression of HIF1&#945;, HK2, PKM2, PKM1 and GLUT-1 and clinicopathological data in ESCC. Biopsy of the esophagus in patients without esophageal disease were collected, who underwent endoscopy at University Hospital Pedro Ernesto (HUPE). Tissue samples were collected from 44 patients with a histologically confirmed diagnosis of ESCC recruted from Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE-UERJ), and Instituto Nacional de Câncer (INCA). Tissue samples from healthy individuals submitted to endoscopic routine examination, not related to cancer or esophageal disorders, at HUPE-UERJ were also included in this study. The expression of proteins in tissues was evaluated by immunohistochemistry, while mRNA expression of GLUT-1 was also evaluated in the control samples. It was observed that the control samples express HK2, PKM1, PKM2, HIF1&#945; layers of the esophageal epithelium. GLUT-1 and Ki-67 are seen only in the basal layer. Furthermore, expression of GLUT-1 mRNA did not correlate with disease etiological factors. In ESCC expression of HK2, PKM2 and GLUT-1 was seen in all tumors, and the expression of HIF1&#945; and PKM1 was variable. We found that increased expression of HIF-1&#945; correlates with lymph node invasion and differentiation, whereas the expression of HK2 is related to survival, and differentiation with PKM1. The clinical correlations found suggest that alterations in energy metabolism are an interesting subject of study for development of biomarkers that help clinical practice.

Diversos estudos têm demonstrado que a atividade coordenada das células epiteliais com o estroma é fundamental no crescimento e diferenciação em situações fisiológicas e patológicas, inclusive no câncer. Vários relatos acentuam a importância do compartimento estromal nos tumores malignos e indicam fortemente que interações contínuas entre o carcinoma e as células estromais (resultando em regulamento e modulação recíproca) são condições prévias para desenvolvimento e progressão de carcinomas. Comparativamente, pouca informação está disponível sobre as características e o papel do estroma durante o processo carcinogênico e a maioria dos dados são baseados em estudos isolados. Nos animais tratados com o carcinógeno Dimetilhidrazina foi identificado na mucosa colônica o aparececimento de “Focos de Estroma Ativado” (FEA) que diferem do foco inflamatório esporádico encontrado na mucosa normal dos animais controles devido à imuno-expressão aumentada de células CD34, CD68, &#945;-actina de músculo liso (ASMA), COX-2 positivas e densidade microvascular. Além disso, o FEA cercou um número aumentado de criptas colônicas em fissão que freqüentemente apresentavam células epiteliais com núcleos hipercromáticos. Este último achado pode sugerir correlação entre as alterações estromais e epiteliais dentro dos FEA. Embora esses achados sejam novos, são consistentes com observações prévias que o estroma tem um papel significante na carcinogênese. Juntamente com dados da literatura, este trabalho sugere que, no cólon, a “field cancerization” epitelial pode ser acompanhada através de alterações estromais e isto pode apontar novos marcadores de transformação neoplásica. / There has been considerable that the activity of epithelial cells with their stroma is fundamental in controlling growth and differentiation in normal and pathological situations, including cancer. A number of reports stress the importance of the stromal compartment in malignant tumors and strongly indicate that continuous interactions between the carcinoma and stromal cells (resulting in their reciprocal regulation and modulation) are prerequisites for carcinoma development and progression. Comparatively, less information is available about the features and role of the stroma for the carcinogenic process. In animals treated with the carcinogen Dimethyl-hydrazine we identified the appearing of mucosal “Activated Stromal Foci” (ASF) that differ from the sporadic inflammatory foci found in the normal mucosa of the control animals because of the presence of increased immune-expression of CD34, CD68, &#945;-smooth muscle actin (ASMA), COX-2 positive cells and microvessel density. Furthermore, the ASF surrounded a increased number of colonic crypts in fission when compared to areas of normal stroma. This last finding suggests that stromal activation and epithelial changes may be correlated. These findings are novel but expected and consistent with previous observations that the stroma has a significant role in carcinogenesis. Taken together with literature data, our findings suggest that in the colon, the epithelial field cancerization may be accompanied by stromal changes and this may point to the finding of new markers of neoplastic transformation.

Os estudos da função intestinal foram particularmente estimulados após a conscientização de que o tubo digestivo é uma enorme interface relativamente pouco protegida entre o inseto e o meio ambiente e pode ser usado como alvo para controle de pragas. Neste contexto, nosso trabalho envolve a purificação e caracterização de uma &#945;-manosidase solúvel e a detecção de uma &#945;-manosidase de membrana. As &#945;-manosidases pertencem a uma família de exoglicosidases as quais hidrolisam resíduos de &#945;-D-manosil a partir de terminais não redutores de oligossacarídeos. Estas enzimas são implicadas no catabolismo de carboidratos e na via de N-glicosilação protéica em insetos, mas pouco se sabe sobre a bioquímica destas glicosidases. O Tenebrio molitor é um Coleoptera bastante estudado pelo nosso laboratório devido a sua relevância como praga agrícola e o seu posicionamento em um ponto estratégico da árvore filogenética de insetos. O estudo de distribuição desta enzima mostrou que a &#945;-manosidase encontra-se, principalmente, como uma enzima solúvel no conteúdo anterior e médio do intestino médio, mas também existe uma atividade significante na fração de membrana. Para confirmar a existência desta enzima de membrana, microvilosidades foram purificadas por precipitação diferencial com cálcio. A enzima aminopeptidase foi utilizada como marcadora, uma vez que sabe-se que esta enzima é uma típica de membrana microvilar. Como a &#945;-manosidase solúvel é majoritária demos início a sua purificação e posterior caracterização. A sua purificação foi realizada utilizando uma combinação de quatro passos de cromatografia: Uma de troca iônica em Hitrap Q XL (Amersham/Bioscience), duas filtrações em gel, uma em Superdex 75 e outra em Superdex 200 (Amersham/Bioscience) usando o sistema AKTA, e o último passo é uma hidrofóbica em Phenyl Superose. Nós observamos a presença de dois picos de atividade nomeados de Man 1 e Man 2, sugerindo a existência de duas &#945;- manosidases solúveis, que se diferem quanto a hidrofobicidade. O pH ótimo das &#945;-manosidases é de 5,6 e sua massa molecular, determinada por cromatografia de 8 filtração em gel, é de 123 kDa, e no SDS-PAGE observamos uma única banda de 70 KDa, indicando a existência de duas subunidades. Em um gel nativo revelado com o substrato fluorescente (metilumbelliferil-&#945;-D-manopiranosídeo) nota-se somente uma banda de atividade. A Man 2 possui pI de 3,38. &#945;-manosidases de T. molitor seguem a cinética de Michaelis-Menten com Km para o substrato p-nitrofenil-&#945;-D-manopiranosídeo de 0,84 mM para Man 1 e 0,62 mM para Man 2. Também foram feitos ensaios de inibição com dois inibidores que sabidamente inibem carboidrases, um é o deoximanojirimicina e o outro é a swainsonina. O Ki encontrado para o primeiro inibidor foi de 0,12 mM para Man 1 e 0,15 mM para Man 2 e o Ki para o segundo inibidor foi de 67,8 nM para Man 1 e 63 nM para Man 2, sendo ambos inibidores competitivos. O fato destas enzimas serem inibidas apenas por Swainsonina em concentrações razoáveis, permite a sua classificação como tipo II. Isso sugere que elas são derivadas da forma lisossômica, embora apresente pH ótimo alterado. / Studies of intestinal function were prompted after noticing that the gut is a huge and relatively unprotected interface between the insect and the environment and can thus be used as a target for pest control. In this context, our work involves the purification and characterization of an soluble alpha-mannosidase and detection of a membrane &#945;-mannosidase. &#945;-Mannosidases are a family of exoglycosidases which hydrolyse &#945;-D-mannosyl residues from terminal non-reducing end of oligossacharides. These enzymes are implicated in the catabolism of carbohydrates and N-linked protein glycosylations in insects, but little is known on this biochemistry. T.molitor is a Coleoptera studied in our laboratory because of its relevance as agricultural pest and its position at a strategic point in the phylogenetic tree of insects. &#945;-Mannosidase is more active in the anterior and middle midgut content of T.molitor larvae, although there is a significant activity in the membrane fraction. To confirm the existence of this membrane enzyme, microvilli were purified by differential precipitation with calcium. Aminopeptidase was used as a marker, since it is known that it is a typical microvilar membrane enzyme. Most &#945;-mannosidase activity is soluble. This led us to purify this enzyme for further characterization. The purification of T. molitor &#945;-mannosidase was attained by using a combination of four chromatographic steps: an anion-exchange chromatography in Hitrap Q XL (Amersham/Bioscience), two gel filtration chromatographies, one in Superdex 200 and another in Superdex 75 (Amersham/Bioscience) using an AKTA system, and the last step is a Hydrophobic cromatography in Phenyl Superose. Two peaks of activity were resolved: Man 1 and Man 2, suggesting the existence of two soluble &#945;-mannosidases, differing only in hydrophobicity. The optimum pH of the &#945;- mannosidases is 5.6 and the molecular mass is 123 KDa determined by gel filtration and 70 KDa in the case of SDS PAGE. This suggests that the holoenzyme has two subunits. In a native gel revealed with the fluorescent substrate (methylumbelliferyl-&#945;-D-mannopyranoside) only one band of activity is seen. Man 2 has pI 3.38. T. molitor &#945;-mannosidases followed Michaelis-Menten kinetics with a Km value of 0.84 mM for Man 1 and 0.62 mM for Man 2 using p-nitrophenyl-&#945;-D-mannopyranoside as substrate. Inhibition tests were made with typical inhibitors of &#945;-mannosidases: one is the 1-deoxymannojirimycin and the other is the Swainsonine. The Ki for the first was of 0.12 mM for Man 1 and 0.15 mM for Man 2 and for the second was 67.8 nM for Man 1 and 63 nM for Man 2. Both were competitive inhibitors. The fact that the enzymes are inhibited only by swainsonine in reasonable concentrations, allows us to classify them as type II. This suggests that they are derived from the lysosomal form, although they have an altered optimum pH.