L’inflammation est un procédé complexe qui vise l’élimination de l’agent causal de dommages tissulaires en vue de faciliter la réparation du tissu affecté. La persistance de l’agent causal ou l’incapacité à résoudre l’inflammation mène à un dérèglement homéostatique chronique qui peut avoir une incidence sur la morbidité et la mortalité. L’athérosclérose est une condition inflammatoire chronique des vaisseaux sanguins dont l’origine est multifactorielle. L’hypertension et l’état infectieux représentent respectivement des facteurs de risque classiques et émergents du développement de cette maladie. Les fondements initiaux de l’inflammation font intervenir l’immunité innée, la première ligne de défense dont disposent les cellules pour répondre à un signal de danger. Le but de cette thèse est d’examiner le rôle pro-inflammatoire d’une famille de kinases essentielles à l’immunité innée, soit celle des kinases de IkappaB (IKK) et des kinases IKK-related. Les kinases IKKalpha et IKKbeta forment le complexe IKK avec la molécule adaptatrice NEMO/IKKgamma. Ce complexe est chargé d’effectuer la phosphorylation de l’inhibiteur de NF-kappaB, IkappaBalpha, ce qui mène à sa dégradation et à la libération du facteur de transcription NF-kappaB. Nous montrons que le peptide vasoactif angiotensine II (AngII) induit l’activité phosphotransférase d’IKKbeta dans les VSMC par immunoprécipitation de NEMO puis essai kinase in vitro. Grâce à une approche ARN interférence (ARNi) dirigée contre IKK, nous montrons que cette kinase est responsable de la phosphorylation de p65/RelA. Nous montrons que le mécanisme d’induction de NF-kappaB par l’AngII est atypique, puisqu’il ne module pas IkappaBalpha, et montrons à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques que l’activation de p65 est indépendante des voies MEK-ERK-RSK, PI3K et de la transactivation du récepteur de l’EGF. Les kinases IKK-related Tank-binding kinase 1 (TBK1) et IKK-i sont quant à elles principalement activées suite à une infection bactérienne ou virale. Ces kinases phosphorylent directement le facteur de transcription interferon regulatory factor (IRF)-3. Nous montrons que le cytomégalovirus humain, un pathogène associé à l’athérosclérose, a la capacité d’induire l’activation de TBK1 dans les VSMC. L’usage d’ARNi dirigé contre TBK1 et IKKi montre que les 2 kinases sont impliquées dans l’activation d’IRF-3. De plus, nous montrons à l’aide d’une lignée de VSMC exprimant une version dominante négative d’IRF-3 que ce dernier est essentiel à la synthèse des chimiokines RANTES et IP-10, tel qu’analysé par RT-PCR. Par ailleurs, il a récemment été montré que les kinases IKK-related étaient étroitement liées à la transformation oncogénique, et que TBK1 était pro-angiogénique. Or, l’angiogenèse est le plus souvent modulée par la réponse hypoxique qui est d’ailleurs commune à la majorité des processus inflammatoires. Le facteur de transcription hypoxia inducible factor (HIF)-1 module l’angiogenèse, l’inflammation et la survie cellulaire. Nous montrons à l’aide de cellules Tbk1 et Ikbke -/- et d’une approche lentivirale que TBK1 est spécifiquement impliquée dans l’induction traductionnelle de HIF-1alpha en condition de stress hypoxique. L’expression de TBK1 est induite sous ces conditions, et cette kinase module la phosphorylation de ERK, RSK, Akt et TSC1. Les résultats originaux présentés dans cette thèse montrent donc que les kinases IKK et IKK-related exercent leurs actions pro-inflammatoires par des mécanismes distincts. / Inflammation is a complex process that allows elimination of tissular damaging agents and thus facilitates wound repair. Persistance of a damaging agent or the incapacity to resolve the inflammatory state leads to chronic homeostatic deregulation with putative incidence on morbidity and mortality. Atherosclerosis is an inflammatory state of blood vessels which origins are multifactorial. Hypertension and the infectious state represent classical and emerging factors of atherosclerosis development, respectively. The innate immune response takes place in the initial steps of inflammation, and represents the first cellular line of defense against danger signals. The goal of this thesis is to examine the pro-inflammatory roles of the IkB kinases (IKK) and the IKK-related kinases, which are essential innate immune response protein kinases. IKKalpha and IKKbeta form, together with NEMO/IKKgamma, the IKK complex. This complex is responsible of the phosphorylation of the inhibitor of NF-kappaB, IkappaBalpha, a process that leads to its degradation and NF-kappaB release. By immunoprecipitation of NEMO and assessment of the IKK complex activity in vitro, we show that the vasoactive peptide angiotensin II (AngII) induces IKKbeta phosphotransferase activity in vascular smooth muscle cells (VSMC). The use of RNA interference (RNAi) against IKKbeta reveals that this kinase is responsible for p65/RelA phosphorylation. AngII modulation of NF-kappaB is atypical since it does not modulate IkappaB. Moreover, the use of pharmacological inhibitors shows that p65 induction is independent of both MEK-ERK-RSK and PI3K pathways, and that it does not involve EGF receptor transactivation. IKK-related kinases Tank-binding kinase 1 (TBK1) and IKK-i are known to be induced by bacterial and viral infections. These kinases are able to phosphorylate directly interferon regulatory factor (IRF)-3 transcription factor. Human cytomegalovirus (HCMV) seropositivity was shown to be linked to atherosclerosis development. We show that TBK1 activity is induced in HCMV-infected VSMC. RNAi directed against TBK1 and IKK-i reveals that both kinases are required for IRF-3 activation. The use of a VSMC line that express a dominant negative version if IRF-3 shows that this transcription factor is involved in the induction of RANTES and IP-10 chemokines, as assessed by RT-PCR. In addition, IKK-related kinases were recently shown to be implicated in oncogenic transformation. TBK1 was also shown to be pro-angiogenic. Angiogenesis is known to be regulated by the hypoxic response, a common condition of inflammatory processes. Hypoxia-inducible factor (HIF)-1 is a transcription factor that modulates angiogenesis, inflammation and cell survival. We show with the use of Tbk1 and Ikbke -/- cells combined with the use of a lentiviral approach that TBK1 is specifically involved in HIF-1alpha translational induction under hypoxic stress. We also show that TBK1 expression is enhanced under theses conditions, and that this kinase modulates the phosphorylation of ERK, RSK, Akt and TSC1. In conclusion, the results presented in this thesis show that the IKK and IKK-related kinases are both pro-inflammatory, and exert their actions by distinct mechanisms.

Le système rénine-angiotensine est impliqué dans le remodelage structurel et électrique caractérisant la fibrillation auriculaire (FA). L’angiotensine II (ANG II) induit le développement de fibrose et d’hypertrophie au niveau des oreillettes, prédisposant à la FA. Or, les mécanismes électrophysiologiques par lesquels l’ANG II pourrait promouvoir la FA sont peu connus. L’objectif de ce projet de recherche est d’évaluer l’effet de l’ANG II sur les courants potassiques et calciques au niveau auriculaire indépendamment du remodelage structurel. Pour ce faire, nous avons utilisé la technique de patch-clamp avec un modèle de souris surexprimant le récepteur de type 1 à l’angiotensine II (AT1R) spécifiquement au niveau cardiaque. Pour distinguer les effets directs de la surexpression d’AT1R des effets induits par le remodelage cardiaque, nous avons étudié des souris âgées de 180 jours, qui présentent du remodelage structurel, et des souris âgées de 50 jours, qui n’en présentent pas. Des études précédentes sur ce modèle ont montré qu’au niveau des myocytes ventriculaires, l’ANG II réduit le courant potassique global (Ipeak) et rectifiant entrant (IK1) ainsi que le courant calcique de type L (ICaL). Ainsi, notre hypothèse est que l’ANG II modulera aussi ces courants au niveau auriculaire, pouvant ainsi augmenter l’hétérogénéité de repolarisation auriculaire et de ce fait le risque de développer et maintenir la FA. Nous avons observé une diminution significative de la densité d’IK1 dans l’oreillette gauche des souris transgéniques sans changement d’Ipeak. De plus, la densité d’ ICaL n’est pas réduite chez les souris transgéniques âgées de 50 jours. En conclusion, l’effet de l’ANG II sur les courants potassiques et calciques semble dépendre de la chambre cardiaque. En effet, nous savions que l’ANGII réduisait Ipeak, IK1 et ICaL au niveau ventriculaire, mais nos résultats ont montré qu’il ne les affectait pas directement au niveau des oreillettes. Ceci suggère des mécanismes de régulation impliquant des voies de signalisation distinctes selon les chambres cardiaques. Enfin, nos résultats montrant l’absence de l’influence directe de la surexpression d’AT1R sur les canaux K+ et Ca2+ au niveau des myocytes auriculaires renforcent l’importance d’approfondir nos connaissances sur les effets de l’angiotensine II sur le développement de la fibrose, sur le remodelage structurel et sur la conduction électrique cardiaque. / The renin-angiotensin-aldosterone system contributes to the structural and electrical remodelling that characterise atrial fibrillation (AF). Angiotensin II (ANG II) induces fibrosis and hypertrophy in the atrium, creating a substrate for AF development. Whether or not ANG II promotes electrophysiological remodelling in the atrium and by which mechanisms is not known. The objective of this research project is to evaluate the effect of ANG II on potassium and calcium currents in atrial myocytes independently of structural remodelling. We used the patch-clamp technique to measure ionic currents in a mouse model overexpressing the angiotensin II type 1 receptor (AT1R) locally in the heart. To differentiate the direct effects of AT1R overexpression with those related to structural remodelling, we studied mice aged of 180 days that are characterised by structural remodelling and mice aged of 50 days that aren’t. Previous studies have shown that this mouse presented with reduced total potassium current (Ipeak) and inward rectifier potassium current (IK1) as well as with a decrease in L-type calcium currents (ICaL) in ventricular myocytes. Therefore, our hypothesis was that ANG II would also regulate those currents at the atrial level, possibly leading to an increase in heterogeneity in atrial repolarisation and to an increase in AF initiation and maintenance. We show in this project a significant reduction of the IK1 in the left atrium of transgenic mice without any changes of the Ipeak. Furthermore, we show no modulation of ICaL density in 50 days old transgenic mice. We conclude that ANG II effect on potassium and calcium currents depends on the cardiac chamber. Indeed, although we already knew ANG II reduced Ipeak, IK1 and ICaL in ventricular myocytes of transgenic mice, in this project we found ANG II did not affect Ipeak and ICaL at the atrial level. These findings suggest distinctive regulation pathways by which ANG II affects the different cardiac chambers. Furthermore, the absence of direct influence of ANG II on potassium and calcium currents in atrial myocytes reinforces the importance to better understand ANG II’s effect on cardiac fibrosis development, structural remodelling and electric conduction.

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NHE3 reabsorve a maior parte de Na+ em túbulos proximais e é agudamente modulado por Ang II de forma bimodal. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos crônicos da Ang II sobre a atividade, expressão e atividade promotora de NHE3. A atividade de NHE3 foi avaliada na presença de veículo, inibidor de NHE1, 2 e 3 e H+ ATPase. Houve redução da recuperação do pHi na presença do inibidor de NHE3. Células foram expostas por 24h a Ang II de 10-7M a 10-12 M e houve aumento de atividade com Ang II 10-11 M. Houve aumento na expressão de NHE3 e no seu RNAm. Actinomicina D não mostrou diferença entre os tempos de ½ vida do RNAm. Transfecções transitórias de fragmentos do promotor de NHE3 de rato mostraram que a atividade do fragmento -65/+31 aumentou na presença de Ang II. Mutações em sítios para a ligação de Sp1/Egr-1 e AP2 mostraram que o sítio Sp1/Egr-1 é fundamental para esse efeito. As vias que envolvem o citocromo P450, PI3K, PKA e MAPK são ativadas, porém, as vias da PLC e JAK/STAT não. Losartan aboliu os efeitos observados. Conclui-se que a exposição crônica à baixa concentração de Ang II promoveu aumento na atividade, expressão, nível de RNAm e atividade promotora do gene NHE3 via AT1R. O sítio de ligação para os fatores de transcrição Sp1/Egr-1 está envolvido nessa resposta. / NHE3 is the major responsible for the sodium reabsorption in proximal tubules and it is Ang II acutely modulated in a bimodal fashion. The aim of this study was to evaluate the chronic effects of Ang II on NHE3 activity, transcription and expression. The NHE3 activity was evaluated in the presence of vehicle, NHE1, 2 and 3 and H+ ATPase inhibitors. Presence of NHE3 inhibitor reduced the rate of pHi recovery. Cells were treated with Ang II 10-7M to 10-12 M for 24h and Ang II 10-11 M increased the pHi recovery rate. NHE3 protein and mRNA were increased in Ang II presence. NHE3 mRNA ½ life in Actinomycin D incubated cells was not affected by Ang II treatment. Transient transfections of fragments of rat NHE3 promoter showed that the activity of -65/+31 was increased in Ang II presence. Mutation at Sp1/Egr-1 and AP2 sites in the -60/+31 fragment showed that Sp1/Egr-1 integrity is required. Cytochrome P450, PI3K, PKA and MAPK signaling pathways are related with this effect, while PLC and JAK/STAT are not. Losartan abolished the observed effects. In conclusion, chronic treatment with low concentration of Ang II resulted in increase of NHE3 activity, protein expression, mRNA levels and promoter activity of NHE3 gene through AT1R. Sp1/Egr-1 site seems to be involved in this effect.

A proteína dissulfeto isomerase (PDI) tem ganhado destaque em processos de sinalização celular. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel da PDI na sinalização redox induzida por TNF-a em células endoteliais e por Angiotensina II (Ang II) em células musculares lisas vasculares (CMLV). Em cultura de células endoteliais isoladas da veia umbilical humana (HUVECs) os dados demonstraram que a PDI e a ERp46 regulam especificamente a fosforilação da ERK 1/2 induzida por TNF-a, possivelmente via alterações redox sobre a GTPase Ras e participa da angiogenese induzida por TNF-a. Em CMLV de artérias de resistência, os dados sugerem a participação da PDI na contração induzida por Ang II, bem como na disfunção vascular associada à hipertensão arterial, através da regulação da expressão e atividade da Nox1. Desta forma, podemos concluir que a PDI apresenta um papel na regulação da sinalização redox induzida por TNF-a e Ang II em células endoteliais e CMLV, respectivamente. Tais resultados apontam para um novo papel da PDI na fisiopatologia do sistema cardiovascular. / Protein disulfide isomerase (PDI), an oxidoreductase of endoplasmic reticulum, has emerged as a key player in cell signaling. The aim of the present study was to investigate the role of PDI in redox signaling induced by TNF-a in endothelial cells and by Angiotensin II (Ang II) in vascular smooth muscle cells (VSMCs). In human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) ERp46 or PDI inhibition reduced specifically TNF-a-induced ERK1/2 phosphorylation, possibly via redox modifications in Ras GTPase and TNF-a-induced angiogenesis. In VSMCs from resistance arteries, our results suggest that PDI positively regulates Nox1 dependent signaling and expression in VSMCs from resistance arteries and could be a new player in the oxidative stress and vascular dysfunction observed in hypertension. Altogether, the results provide evidence for a role for PDI in cardiovascular pathophysiology.

Níveis elevados de hormônios tireoidianos (HTs) são comumente associados à ativação do sistema renina angiotensina local e ao desenvolvimento da hipertrofia cardíaca. O envolvimento do receptor de angiotensina II tipo 1 (AT1R) nos efeitos hipertróficos dos HTs fora descrito previamente. No entanto, os mecanismos subjacentes a essa interação ainda são desconhecidos. O AT1R pertence à família dos receptores acoplados à proteína G e, portanto, promove a transdução de sinal por mecanismos dependentes e independentes de proteína G. Recentemente, a sinalização dependente de beta-arrestinas (independente de proteína G) tem sido descrita por contribuir com a resposta hipertrófica em diferentes modelos experimentais. Assim, no presente estudo investigou-se o envolvimento da sinalização dependente de beta-arrestinas nos efeitos hipertróficos dos HTs, mediados pelo AT1R, bem como a participação de ERK½ nesse processo. Culturas primárias de cardiomiócitos foram estimuladas com T3 (triiodotironina; 15nM) para indução da hipertrofia. O tratamento dos cardiomiócitos com T3 por tempos rápidos (5-30 min) resultou na ativação transiente de ERK½, a qual foi parcialmente atenuada quando da administração de Losartan (1µM), antagonista do AT1R. A contribuição de ERK½ na hipertrofia dos cardiomiócitos foi verificada através do uso de PD98059 (20µM), inibidor de MEK½, o qual preveniu a transcrição de marcadores hipertróficos. Ensaios de imunoprecipitação revelaram o aumento da interação entre AT1R e beta-arrestina 2 sob estímulo do T3, sugerindo o recrutamento de beta-arrestina 2 e, possível, internalização do AT1R. Através de ensaios de imunofluorescência e fracionamento subcelular, foi demonstrado que o T3 estimula a translocação do AT1R, amentando sua expressão no núcleo dos cardiomiócitos. Além disso, tanto a ativação de ERK½ quanto a hipertrofia cardiomiocítica mostraram-se sensíveis à inibição da endocitose, a qual foi avaliada através de Concanavalina A (0,5µg/ml). Ensaios de silenciamento gênico por RNA de interferência foram eficientes em demonstrar o envolvimento de beta-arrestina 2 na ativação de ERK½ e na hipertrofia cardiomiocítica induzida por T3. Desta forma, os resultados evidenciam o envolvimento da sinalização dependente de beta-arrestina 2 na ativação de ERK½, através do AT1R, a qual contribui com a hipertrofia cardiomiocítica promovida pelo T3. / Elevated levels of thyroid hormones (THs) are commonly associated with activation of the local renin angiotensin system and the development of cardiac hypertrophy. The involvement of the angiotensin II receptor type 1 (AT1R) in the hypertrophic effects of the THs was previously described. However, the mechanisms underlying this interaction are still unknown. AT1R belongs to the G-protein coupled receptor family and promotes its signal transduction by G-protein dependent and independent mechanisms. Recently, beta-arrestin signaling (G-protein independent) has been described as contributing to the hypertrophic response in different experimental models. Thus, the present study investigated the involvement of beta-arrestin signaling in the hypertrophic effects of THs mediated by AT1R, as well as the participation of ERK½ in this process. Primary cardiomyocytes cultures were stimulated with T3 (triiodothyronine; 15nM) for the induction of hypertrophy. Cardiomyocytes acutely treated with T3 (5-30 min) resulted in transient activation of ERK½, which was partially attenuated upon Losartan (1µM) administration, an AT1R antagonist. The contribution of ERK½ to cardiomyocyte hypertrophy was verified by using PD98059 (20µM), a MEK½ inhibitor, which prevented the transcription of hypertrophic markers. Immunoprecipitation assays revealed increased interaction between AT1R and beta-arrestin 2 under T3 stimulation, suggesting the recruitment of beta-arrestin 2 and, possibly, the internalization of AT1R. Through immunofluorescence and subcellular fractionation assays, T3 has been shown to stimulate AT1R translocation, enhancing its expression in the cardiomyocyte nucleus. In addition, both ERK½ activation and cardiomyocyte hypertrophy were sensitive to the inhibition of endocytosis, which was assessed by Concanavalin A (0.5µg/ml). Interfering RNA assays were efficient in demonstrating the involvement of beta-arrestin 2 in ERK½ activation and in T3-induced cardiomyocyte hypertrophy. Therefore, the results evidenced the involvement of beta-arrestin-2-dependent signaling in the activation of ERK½, through the AT1R, which contributes to the cardiomyocyte hypertrophy promoted by T3.

O uso de esteróide anabolizante é cada vez maior por pessoas que praticam exercícios como forma de lazer, sem se importarem com os possíveis efeitos colaterais, o que vem se tornando um importante problema de saúde pública. Dentre os seus principais efeitos colaterais, destacamos a hipertrofia cardíaca, que parece ser ainda mais pronunciada quando associado ao treinamento físico, sendo esta relacionada a maior atividade da enzima conversora de angiotensina cardíaca. Tendo em vista esse cenário, o presente trabalho visa verificar a participação do sistema renina angiotensina aldosterona sobre a hipertrofia cardíaca e síntese de colágeno induzida pelo esteróide anabolizante, associado ao treinamento físico por natação em ratos, por meio do bloqueio de receptores AT1 com Losartan e dos receptores de mineralocorticóides com Espironolactona. Resultados mostram que a administração de esteróide anabolizante aumenta a ativação do sistema renina angiotensina aldosterona cardíaco, o qual está diretamente relacionado aos seus efeitos colaterais, visto que o bloqueio dos receptores AT1 ou dos RM inibiu esses efeitos. Sendo mostrado pela primeira vez, os efeitos do esteróide anabolizante sobre o aumento na expressão do gene da aldosterona sintase e da enzima 11-HSD2, sugerindo os efeitos dos esteróides anabolizantes sobre o aumento da síntese e atividade da aldosterona cardíaca / The anabolic steroid use is growing by recreational exercise practitioners, without worried about the possible collateral effects, becoming an important problem of public health. Among its deleterious effects we detach the cardiac hypertrophy, that looks to be still bigger when the swimming training was associated, being is related to bigger activity of the cardiac angiotensin converter enzime. With that, the present work is going to verify the renin angiotensin aldosteron system participation about the cardiac hypertrophy and collagen synthesis prompted by the anabolic steroid and the association with the swimming training in rat by means of the AT1 receivers blockade with Losartan and of the mineralocorticoids receivers blockade with Espironolacton. Our results show that the anabolic steroid administration increased the cardiac rennin angiotensin aldosteron system activity, that is straightly related to its deleterious effects, seen that the AT1 receivers blockade or the mineracorticoids receivers blockade inhibited those effects. Being shown by the first time the anabolic steroids effects about the increase of the aldosterone sintase gene expression and of the 11-HSD2 enzyme, suggesting the anabolic steroids effects about the cardiac aldosterone synthesis and activity increase

O estresse crônico ou agudo pode alterar diversas funções relacionadas ao sistema cardiovascular, ocasionando doenças cardíacas. O sistema renina-angiotensina (SRA), importante participante do controle dessas funções, é profundamente afetado em resposta ao estresse. A angiotensina II (Ang II) é reconhecida como hormônio multifuncional que influencia diversos processos celulares importantes para a regulação da função vascular, incluindo regulação do tônus vascular, crescimento celular, dentre outros. Outro componente do SRA é a angiotensina 1-7 (Ang 1-7), suas ações vasculares envolvem aumento na produção de prostanóides vasodilatadores, óxido nítrico e fator hiperpolarizante derivado do endotélio. O objetivo do presente trabalho foi avaliar as conseqüências do estresse, agudo ou crônico, sobre as atividades vasomotoras da Ang II e da Ang 1-7, os mecanismos envolvidos na contração e relaxamento induzidos, respectivamente, por estes peptídeos e as modificações na expressão dos receptores AT1, AT2 e Mas, em carótida de ratos. O estresse crônico levou à diminuição do ganho de peso corpóreo dos animais, promoveu remodelamento das artérias carótidas, com significativo aumento da camada média acompanhada de redução da resposta de relaxamento da Ang 1-7, embora a expressão de seus receptores, do tipo Mas, estivesse aumentada. A maior expressão de receptores de Ang II, AT1 e AT2, desencadeada pelo estresse agudo não alterou a resposta contrátil deste peptídeo. Em carótidas de animais submetidos ao estresse crônico observa-se redução do Emax da Ang II e da Ang 1-7 após incubação com indometacina, sugerindo que prostanóides estão envolvidos na resposta vascular tanto da Ang II quanto da Ang 1-7 em situações de exposição prolongada ao estresse. A maior expressão de nitrotirosina em carótidas de animais expostos tanto ao estresse agudo quanto crônico, demonstra que o óxido nítrico e estresse oxidativo parecem estar relacionados às alterações vasomotoras, em resposta aos peptídeos Ang II e Ang 1-7. Foi evidenciado que o estresse agudo eleva significativamente os níveis plasmáticos de corticosterona e a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Estes dados sugerem que os estresses agudo e crônico, por imobilização, alteram a expressão de receptores do SRA e a vasoatividade de carótidas em resposta à Ang II e Ang 1-7 em função de diferentes mecanismos celulares. / The chronic or acute stress can alter various functions of the cardiovascular system, causing heart disease. The renin-angiotensin system (RAS), a major participant in control of these functions, is profoundly affected in response to stress. Angiotensin II (Ang II) is recognized as a multifunctional hormone that influences many cellular processes important for the regulation of vascular function, including regulation of vascular tone, cell growth, among others. Another component of the RAS is angiotensin 1-7 (Ang 1-7), their actions involve an increase in vascular production of prostanoid vasodilators, nitric oxide and endothelium-derived hyperpolarizing factor. The aim of this study was to evaluate the consequences of chronic or acute stress on vasomotor activity of Ang II and Ang 1-7, the mechanisms involved in contraction and relaxation induced, respectively, by these peptides and the changes in the expression of AT1, AT2 and Mas in rat carotid artery. Chronic stress has led to decreased body weight gain of animals, promoted remodeling of carotid arteries with a significant increase in the medial layer accompanied by a reduction of the relaxation response to Ang 1-7, although the expression of their receptors (Mas) was increased. The highest expression of Ang II receptors, AT1 and AT2, triggered by acute stress did not alter the contractile response of this peptide. In carotid arteries of animals subjected to chronic stress is observed reduction of Emax of Ang II and Ang 1-7 after incubation with indomethacin, suggesting that prostanoids are involved in the vascular response of both Ang II and Ang 1-7 in exposed situations prolonged stress. The greater expression of nitrotyrosine in carotids from animals exposed to both acute or chronic stress, demonstrates that nitric oxide and oxidative stress appear to be related to vasomotor changes in response to peptides Ang II and Ang 1-7. It was shown that acute stress increases plasma levels of corticosterone and the production of reactive oxygen species (ROS). These data suggest that acute and chronic stress by immobilization, alter the expression of receptors of RAS and vasomotor activity in carotid artery in response to Ang II and Ang 1-7 by different cellular mechanisms.

Os receptores medeiam a maioria das respostas fisiológicas em resposta a diversidade de estímulos. A ativação da sinalização mediada pelo receptor de angiotensina II tipo 1 é o principal responsável pelos efeitos do hormônio angiotensina II (Ang II) nos tecidos alvo. No rim concentrações fisiológicas de Ang II aumentam a atividade no túbulo proximal da isoforma 3 do trocador de Na+/H+ (NHE3). Este efeito é crucial para a manutenção do volume extracelular e pressão arterial. Evidências recentes mostraram que a ativação seletiva da sinalização enviesada da beta-arrestina/ receptor AT1 induz diurese e natriurese independentemente da sinalização via proteína G. Neste estudo testamos a hipótese de que a sinalização enviesada do receptor AT1/ beta-arrestina inibe a atividade do NHE3 no túbulo proximal, bem como investigar os possíveis mecanismos moleculares que medeio este efeito. Para tal, nós determinamos os efeitos do composto TRV120023, que se liga ao receptor AT1, bloqueando o acoplamento da proteína G e estimulando a sinalização da beta-arrestina, na função do NHE3 in vivo e in vitro. A atividade do NHE3 foi medida quer em túbulo proximal nativo, por meio de microperfusão estacionária, bem como em uma linha celular de túbulo proximal de gamba (OKP), por meio de recuperação de pH intracelular dependente de Na+. Os nossos resultados mostram que o TRV120023 na concentração de 10-7 M inibe marcadamente a atividade do NHE3 em túbulo proximal quer in vivo quer in vitro, sendo que este efeito é completamente abolido nas células silenciadas para a beta-arrestina 1 e 2 através de RNA de interferência. Adicionalmente, a estimulação do NHE3 pela Ang II é completamente suprimida pelo TRV120023 quer in vivo quer in vitro. A inibição do NHE3 pelo TRV120023 foi associada com a diminuição do NHE3 expresso na superfície da membrana plasmática em células OKP e com a redistribuição entre o corpo e a base das microvilosidades em túbulo proximal de rato. A diminuição do NHE3 na superfície da membrana plasmática em células OKP estava associado com um aumento na internalização do NHE via endocitose mediada por clatrina. A inibição do NHE3 mediada pela beta-arrestina não envolve a sinalização do receptor AT2, cAMP/ PKA, Akt e ERK1/2. Estes achados indicam que a sinalização enviesada do receptor AT1/beta-arretina inibe a atividade do NHE3 em túbulo proximal, pelo menos em parte, devido a alterações na localização subcelular do NHE3 / Cell surface receptors mediate most of our physiological responses to an array of stimulus. The triggering of the angiotensin II type I (AT1) receptor signaling is the major control point in the regulation of the ultimate effects of the peptide hormone angiotensin II (Ang II) on its target tissue. In the kidney physiological concentrations of Ang II upregulate the activity of proximal tubule Na+/H+ exchanger isoform 3 (NHE3). This effect is crucial for maintenance of extracellular fluid volume homeostasis and blood pressure. Recent findings have shown that selective activation of the betaarrestin-biased AT1 receptor signalingpathway induces diuresis and natriuresis independent of G-protein mediated signaling. This study tested the hypothesis that activation of this AT1 receptor/beta-arrestin signaling inhibits NHE3 activity in proximal tubule as well as investigate the underlying molecular mechanisms mediating this effect. To this end, we determined the effects of the compound TRV120023, which binds to the AT1R, blocks G protein coupling, and stimulates beta-arrestin signaling, on NHE3 function in vivo and in vitro. NHE3 activity was measured in both native proximal tubules, by stationary microperfusion, and in opossum proximal tubule (OKP) cells, by Na+-dependent intracellular pH recovery. Our results showed that 10-7 MTRV120023 remarkably inhibited proximal tubule NHE3 activity both in vivo and in vitro, and the effect was completely abolished in OKP cells silenced for beta-arrestin 1 and 2 by small interference RNA. Additionally, stimulation of NHE3 by Ang II was completely suppressed by TRV120023 both in vivo as well as in vitro. Inhibition of NHE3 activity by TRV120023 was associated with a decrease in NHE3 surface expression in OKP cells and with a redistribution from the body to the base of the microvilli in the rat proximal tubule. The decreased surface NHE3 in OKP cells was associated with an increase in NHE3 internalization via clathrin mediated endocytic. Beta-arrestin mediated NHE3 inhibition did not involve AT2 receptor, cAMP/ PKA, Akt and ERK1/2 signaling. These findings indicate that biased signaling of the AT1 receptor/beta-arrestin pathway inhibits NHE3 activity in the proximal tubule at least in part due to changes in NHE3 subcellular localization

O sistema renina-angiotensina (SRA) circulante é um sistema endócrino que promove a produção de angiotensina (Ang) II, a qual exerce seus efeitos pela interação com receptores específicos. O conceito clássico do SRA circulante está sendo modificado, pois tem sido demonstrada a existência de sistemas locais capazes de gerar angiotensinas de forma independente do SRA circulante em vários tecidos e órgãos. Trabalhos recentes sugerem a existência de alguns componentes do SRA em tecido gengival e fibroblastos gengivais de diferentes espécies. Porém, não são encontrados na literatura achados inequívocos sobre a presença de importantes componentes do SRA, tais como renina e angiotensinogênio, no tecido gengival de rato. Portanto, os objetivos do presente trabalho foram: 1) estudar a expressão e localização de componentes do SRA no tecido gengival de rato e 2) estudar in vitro a funcionalidade do SRA local em homogenato de tecido gengival de rato quanto à formação de Ang II e outros peptídeos vasoativos a partir de precursores de Ang II. Transcrição reversa seguida de reação em cadeia da polimerase (RTPCR) foi utilizada para avaliar a expressão de RNAm. Análise imunohistoquímica foi utilizada para detecção e localização de renina no tecido gengival de rato. Um método fluorimétrico padronizado com o tripeptídeo Hipuril-Histidina-Leucina (Hip-His-Leu) foi usado para medir a atividade da ECA em homogenatos de tecido gengival de rato. A técnica de cromatografia líqüida de alto desempenho (HPLC) foi usada para analisar os produtos formados após a incubação de homogenatos de tecido gengival de rato com Ang I ou tetradecapeptídeo substrato de renina (TDP). RT-PCR revelou a expressão de RNAm para renina, angiotensinogênio, ECA e receptores de Ang II (AT1a, AT1b e AT2) em tecido gengival; em fibroblastos cultivados de tecido gengival foi observada expressão de RNAm para renina, angiotensinogênio e receptor AT1a. A técnica de imunohistoquímica demonstrou a existência de renina em vasos de tecido gengival de rato. Atividade da ECA foi detectada por meio do ensaio fluorimétrico (4,95±0,89 nmol His-Leu/g.min). Quando Ang I foi usada como substrato, análises de HPLC mostraram a formação de Ang 1-9 (0,576±0,128 nmol/mg.min), Ang II (0,066±0,008 nmol/mg.min) e Ang 1-7 (0,111±0,017 nmol/mg.min), enquanto que os mesmos peptídeos (0,139±0,031; 0,206±0,046 e 0,039±0,007 nmol/mg.min, respectivamente) e Ang I (0,973±0,139 nmol/mg.min) foram formados quando TDP foi usado como substrato. Adicionalmente, análises de HPLC revelaram a ausência de enzimas que degradam Ang II em homogenatos de tecido gengival de rato. Em conclusão, os resultados apresentados neste trabalho mostram claramente a existência de um SRA local em tecido gengival de rato, que é capaz de gerar Ang II e outros peptídeos vasoativos in vitro. Estudos adicionais são necessários para elucidar o papel deste sistema local no tecido gengival de rato. / Systemic renin-angiotensin system (RAS) promotes the plasmatic production of angiotensin (Ang) II, which acts through the interaction with specific receptors. The concept of this classic circulating RAS has been modified since there is growing evidence that local systems in various tissues and organs are capable of generating angiotensins independently of the circulating RAS. Recent works suggest the existence of some RAS components in the gingival tissue and cultured gingival fibroblasts of different species, but there is paucity of data in the literature regarding the unequivocal existence of crucial RAS components, such as renin and angiotensinogen, in the rat gingival tissue. Therefore, the aims of the present work were to: 1) study the expression and localization of RAS components in the rat gingival tissue and 2) evaluate the in vitro production of Ang II and other peptides catalyzed by rat gingival tissue homogenates incubated with different precursors of Ang II. Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to assess mRNA expression. Immunohistochemical (IHC) analysis aimed to detect and localize renin in the rat gingival tissue. A standardized fluorimetric method with the tripeptide Hippuryl-Histidyl-Leucine (Hip-His-Leu) was used to measure tissue ACE activity in rat gingival tissue homogenates. High performance liquid chromatography (HLPC) was used to analyze the products formed after the incubation of rat gingival tissue homogenates with Ang I or tetradecapeptide renin substrate (TDP). RT-PCR revealed the mRNA expression for renin, angiotensinogen, ACE and Ang II receptors (AT1a, AT1b and AT2) in the rat gingival tissue; cultured gingival fibroblasts expressed renin, angiotensinogen and AT1a receptor. IHC demonstrated the existence of renin in vessels of the rat gingival tissue. ACE activity was detected by the fluorimetric assay (4.95±0.89 nmol His-Leu/g.min). When Ang I was used as the substrate, HPLC analyses showed the formation of Ang 1-9 (0.576±0.128 nmol/mg.min), Ang II (0.066±0.008 nmol/mg.min) and Ang 1-7 (0.111±0.017 nmol/mg.min) whereas these same peptides (0.139±0.031; 0.206±0.046 and 0.039±0.007 nmol/mg.min, respectively) and Ang I (0.973±0.139 nmol/mg.min) were formed when TDP was the substrate. Additionally, HPLC revealed absence of Ang II degrading enzymes in rat gingival tissue homogenates. In conclusion, the results presented here clearly show the existence of a local RAS in the rat gingival tissue, which is capable of generating Ang II and other vasoactive peptides in vitro. Further studies are required to elucidate the role of this system in the rat gingival tissue.