A asma é uma doença heterogênea caracterizada por inflamação crônica das vias aéreas. A prevalência de asma tem aumentado nas últimas décadas principalmente em países ocidentais, sobrecarregando os sistemas de saúde. A teoria da higiene sugere que a exposição a infecções na infância pode proteger contra o desenvolvimento de asma e outras doenças alérgicas. Estudos prévios demonstram que o tratamento com Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 protegeu camundongos contra infecções intestinais, preveniu translocação bacteriana e aumentou a produção de IL-10. Em um modelo animal de asma, a S. cerevisiae UFMG A-905 atenuou as principais características da asma reduzindo a hiper-responsividade brônquica (HRB), eosinofilia no lavado broncoalveolar (LBA), a inflamação peribrônquica, a produção de muco e os níveis de IL-4, IL-5 e IL-13. Paraprobióticos são microrganismos inativados que conferem benefícios a saúde do hospedeiro. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos da administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG 905 na prevenção da asma e os mecanismos envolvidos. Camundongos Balb/c machos de 6 a 8 semanas foram sensibilizados com injeções de ovalbumina (OVA), com uma semana de intervalo, e desafiados com OVA intranasal diariamente por três dias consecutivos. A levedura foi inativada por calor a 121°C por 20 minutos. Os camundongos receberam S. cerevisiae UFMG A-905 inativadas por gavagem diariamente, iniciando dez dias antes da primeira sensibilização, seguindo continuamente até o último desafio. Vinte e quatro horas após o último desafio, os animais foram anestesiados, ventilados com um ventilador para pequenos animais FlexVent® (Sicreq, Montreal, Canadá) e realizadas medidas in vivo da HRB na condição basal e após a administração de concentrações crescentes de um broncoconstritor (metacolina). Após, a inflamação foi avaliada no lavado broncoalveolar (LBA) pela contagem total e diferencial de células, dosagem das citocinas IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, IL-17A e INF-y no LBA e homogenato pulmonar, por avaliação histológica do tecido pulmonar, produção de muco, e pela avaliação dos níveis de IgE. O grupo OVA, quando comparado ao grupo SAL, apresentou um aumento significativo na HRB (p<0,001), número total de células (p<0,001) e eosinófilos (p<0,001) no LBA, nos níveis de IgE (p<0,001), inflamação peribrônquica (p<0,001) e produção de muco (p<0,001). Quando comparado ao grupo OVA, a administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG A-905 reduziu significativamente a quantidade de eosinófilos (p<0,001) no LBA, os níveis de IL-5 (p<0,05), IL-13 (p<0,05), e IgE (p<0,001) e a produção de muco (p<0,01), além disso, a administração aumentou os níveis de IL-17A (p<0,001), e não alterou a HRB. Conclui-se que a administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG A-905 atenuou a inflamação das vias aéreas em modelo animal de asma. / Asthma is a heterogeneous disease characterized by chronic inflammation of the airways. The prevalence of asthma has increased in the last decades mainly in western countries, overloading health systems. Hygiene theory suggests that exposure to infections can protect against the development of asthma and other allergic diseases.. Studies have shown that treatment with S. cerevisiae UFMG A-905 protected mice against intestinal infections, prevented bacterial translocation and increased IL-10 production. In an animal model of asthma Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 attenuated the main characteristics of asthma reducing bronchial hyperresponsiveness (BHR), eosinophilis in bronchoalveolar lavage (BAL), peribronchial inflammation, mucus production, important inflammatory cytokines in asthma such IL-4, IL-5 and IL-13. Paraprobiotics are inactivated microorganisms that confer benefits to host health. The objectives of this study were to evaluate the effects of the administration of paraprobiotic S. cerevisiae UFMG 905 on the prevention of asthma and the mechanisms involved. Male Balb/c from 6 to 8 weeks were sensitized twice with ovalbumin (OVA), with one week apart between applications, and challenged intranasally with OVA daily for three consecutive days. The yeast was heatinactivated at 121°C for 20 minutes. Mice received by gavage S. cerevisiae UFMG A- 905 inactivated daily, starting ten days prior to the first sensitization, continuously until the last challenge. Twenty-four hours after the last challenge, the animals were anesthetized, ventilated with a ventilator for small animals FlexVent® (Sicreq, Montreal, Canada) and measurements were performed in vivo HRB at baseline and after administration of increasing concentration of a brochoconstrictor (methacholine). The inflammation was assessed by couting total and differential cells present in BAL analysis of the cytockines IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, IL-17 e INF-y in BAL and pulmonary homogenate by ELISA, by histological assessment of lung tissue, mucus production and levels of IgE. There was significant increase in BHR between the OVA/PBS and SAL/PBS (p<0,001), total number of cells (p<0,001) and eosinophils (p<0,001), peribronchial inflammation (p<0, 001) and mucus production (p<0,001). When compared to the OVA/PBS group, administration of paraprobiotic Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 significantly reduced the amount of eosinophils (p<0,001) in BAL, IL-5 (p<0,001) and IL-13 (p<0,01) cytokines, levels of IgE (p<0,01) and mucus production (p<0,01), also increased levels of IL-17A (p<0,001), and did not change the BHR. In conclusion, oral administration of paraprobiotic S. cerevisiae UFMG A-905 attenuated the inflammation of the airways in an animal model of asthma.

A prevalência de asma tem aumentado em crianças e nas comunidades que adotam um estilo de vida ocidental e se tornam mais urbanizadas. A teoria da higiene sugere que a exposição a infecções e contato não higiênicos na infância pode proteger contra o desenvolvimento de asma. Probióticos são micro-organismos vivos que conferem um benefício à saúde do hospedeiro. O tratamento com Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 protegeu camundongos contra infecções intestinais, preveniu a translocação bacteriana e aumentou a produção de IL-10. Até o momento, não há descrição do uso de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 na prevenção e/ou tratamento da asma. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos da administração de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 na prevenção da asma e os mecanismos envolvidos. Camundongos Balbc machos de 6 a 8 semanas foram sensibilizados duas vezes com ovalbumina (OVA), com uma semana de intervalo, e desafiados com OVA diariamente por três dias consecutivos. Os camundongos receberam por gavagem Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 diariamente, dez dias antes da primeira sensibilização e durante todo o período de sensibilização e desafios, totalizando 27 administrações. O grupo controle recebeu apenas salina ou PBS. Assim quatro grupos, de 6 a 8 camundongos, foram estudados: Prev. SAL/PBS, Prev. OVA/PBS, Prev. SAL/Sac e Prev. OVA/Sac. Após a sensibilização e desafios, os animais foram anestesiados, ventilados com um pequeno ventilador para animais FlexiVent® (Scireq, Montreal, QC, Canadá) e submetidos a medidas in vivo da mecânica pulmonar na condição basal e após a administração de concentrações crescentes de aerossóis com metacolina. Após, o lavado broncoalveolar (LBA) foi coletado para contagem total e diferencial de células. As citocinas IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 e IFN- foram dosadas no LBA e homogenato pulmonar. Foi realizada histoquímica para visualização e quantificação de inflamação e colágeno. Observamos que o grupo Prev. OVA/PBS apresentou aumento significativo na hiper-responsividade brônquica (RRS: p<0,0001; RN: p<0,01 e G: p<0,05), o número total de células (p<0,0001), número de eosinófilos (p<0,001), e nos níveis de IL-4 (p<0,05) e IL-13 (p<0,05) quando comparado ao grupo Prev. SAL/PBS. O grupo Prev. OVA/Sac, em comparação ao grupo Prev. OVA/PBS apresentou redução na hiper-responsividade brônquica (RRS: p<0,001; RN: p<0,01; G: p<0,05), no número total de células (p<0,05), número de eosinófilos (p< 0,001) e níveis de IL-4 (p<0,05) no LBA. Em comparação com o grupo Prev. OVA/PBS, a administração de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 reduziu os níveis de IL-5 (p<0,05) e IL-13 (p<0,05) no homogenato do pulmão, e as células inflamatórias no pulmão (p<0,001). Adicionalmente, houve aumento nos níveis de IL-10 (p<0,05) no tecido pulmonar do grupo OVA/Sac em comparação ao grupo Prev. OVA/PBS. Conclui-se que a Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 atenuou as principais características da asma em um modelo animal e, consequentemente, pode ter um efeito benéfico na prevenção da asma. / The prevalence of asthma has increased in children and communities that adopt a Western lifestyle and become more urbanized. The hygiene hypothesis suggests that exposure to infections early in life can reduce the risk of asthma and other allergic diseases. Probiotics are live micro-organisms that confer a health benefit to the host. Treatment with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 protected mice against intestinal infections, prevented bacterial translocation and increased IL-10 production. There is no study of Saccharomyces cerevisiae in the prevention or treatment of asthma. The objective of this study was to evaluate the effects of viable Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 administration in the prevention and treatment of asthma and the mechanisms involved. Male Balb/c mice were sensitized twice with ovalbumin (OVA) intraperitoneally, one week apart, and challenged with OVA intranasally for three days. Mice were treated by gavage with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 10 days before OVA sensitization and during challenges. Control mice received saline or PBS on the same days. After challenge, mice were ventilated with a small animal ventilator (FlexiVent®) and in vivo measurements of bronchial hyperresponsiveness were performed with increasing concentrations of methacoline aerosol (6.25, 12.5, 25 and 50 mg/ml). Bronchoalveolar lavage(BAL) was collected to quantify total and differential cell counts. Levels IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 and IFN- in BAL and lung homogenate were measured by ELISA. Inflammatory cell number and collagen deposition were assed in lung tissues. Oral treatment with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 significantly decreased airway hyperresponsiveness, measured by total resistance (p<0,0001), central airway resistance(p<0,001) and tissue resistance (p<0,05). Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 significantly attenuated total cell number (p<0,05) and the influx of eosinophil (p<0,001) to the airway lumen. Furthermore, inflammatory cell number in lung peripheral (p<0,001 and levels of IL-4 (p<0,05) in BAL and IL-5 (p<0,05) and IL-13 (p<0,05) in lung homogenate were significantly diminished by Saccharomyces cerevisiae UFMG 905.Of note, Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 restored IL-10 (p<0,05) levels in lung tissue. In conclusion, oral administration of Saccharomyces cerevisiae 905 UFMG attenuated major asthma-like characteristics in a mouse model. These results showed that Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 might have potential for prevention of asthma.

A asma é uma doença inflamatória crônica das vias aéreas responsável por considerável morbimortalidade em todo o mundo. O tratamento atualmente disponível que inclui broncodilatadores e corticosteróides, apresenta respostas variáveis e alguns pacientes não atingem o controle preconizado. Além disso, esses medicamentos apresentam efeitos colaterais indesejáveis. Assim, é necessário o desenvolvimento de novas drogas para o tratamento da asma. A Pyrostegi venusta (KerGahl.) Miers (\"cipó-de-são-joão\", Bignoniaceae), uma trepadeira amplamente distribuída no mundo inteiro e no Brasil principalmente no cerrado brasileiro, apresenta atividade anti-inflamatória e antioxidativa. Até o momento, não há descrição de estudos de P. venusta no tratamento da asma. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da administração de dois extratos de P. venusta nas doses de 100 e 300mg/kg no tratamento da asma em um modelo animal e os mecanismos envolvidos. Foram realizados dois protocolos com períodos de tratamento e doses diferentes. No protocolo 1, camundongos Balb/c foram sensibilizados duas vezes com ovalbumina (OVA) intraperitoneal (ip), com uma semana cada de intervalo; após uma semana, foram desafiados com OVA intranasal (in) por três dias consecutivos, os camundongos receberam tratamento com extrato aquoso ou extrato hidroetanólico de P. venusta (100 mg/kg) por via ip, também por três dias consecutivos, durante os desafios com OVA. No protocolo 2, camundongos Balb/c foram sensibilizados duas vezes com OVA ip, com uma semana de intervalo e, após uma semana, desafiados com OVA in por quatro dias alternados. Os animais foram tratados com os extratos aquoso ou extrato hidroetanólico de P. venusta (300 mg/kg), ip, por sete dias consecutivos. Camundongos controles receberam salina nos mesmos dias. Após a sensibilização e desafios, os animais foram ventilados e foram realizadas medidas in vivo da hiper-responsividade brônquica com concentrações crescentes de metacolina. Após, foi coletado lavado broncoalveolar para contagem total e diferencial de células. O sangue foi coletado para dosagem de IgE específica para OVA e os pulmões foram retirados para dosagem de citocinas e capacidade antioxidante no homogenato pulmonar e análise histológica. No protocolo 1, houve redução de células totais, eosinófilos e da hiper- responsividade brônquica no grupo tratado com extrato aquoso quando comparado ao grupo controle. O extrato hidroetanólico não reduziu a inflamação das vias aéreas. Em relação ao protocolo 2, o grupo asmático que recebeu tratamento com extrato aquoso apresentou diminuição de células inflamatórias totais, eosinofílicas e no tecido pulmonar, além de diminuição da hiper-responsividade brônquica e aumento da capacidade antioxidante. O grupo tratado com extrato hidroetanólico apresentou redução apenas de células totais e de eosinófilos. Os extratos aquoso e hidroetanólico da P. venusta não reduziram os níveis de citocinas inflamatórias. Conclui-se que a administração do extrato aquoso de P. venusta na dose de 300mg/kg atenuou as principais características da asma em um modelo animal, provavelmente por um mecanismo antioxidante. / Asthma is a chronic inflammatory disease of the airways responsible for considerable morbidity and mortality worldwide. With the currently available treatment, including bronchodilators and corticosteroids, some patients do not reach the recommended control. Furthermore, these drugs have undesirable side effects. Thus, the development of new drugs for the treatment of asthma is needed. P. venusta (KerGahl.) Miers (\"liana-of St. John,\" Bignoniaceae), a widely distributed climbing worldwide and in Brazil mainly in the Brazilian cerrado, has anti-inflammatory and antioxidative activity. To date, there is no study of P. venusta in the treatment of asthma. The aim of the study was to evaluate the effects of administration of two extracts of P. venusta with different doses (100 and 300 mg/kg) in the treatment of asthma in an animal model and the mechanisms involved. Two protocols were conducted with different period of treatment. In protocol 1, Balb/c mice were sensitized twice with ovalbumin (OVA) intraperitoneally (ip) one week apart. After one week, mice were challenged with intranasal OVA for three consecutive days and treated with aqueous extract or hydroethanolic extract of P. venusta (100mg/kg) ip for three consecutive days, during OVA challenges. In protocol 2, Balb/c mice were sensitized ip with OVA twice with an interval of one week and after one week challenged four times with OVA intranasally in alternate days. The animals were treated with the aqueous extract or hydroethanolic extract of P. venusta (300 mg/kg) ip for seven consecutive days. Control mice received saline on the same days. After sensitization and challenge, the animals were ventilated and in vivo measurement of bronchial hyperresponsiveness was performed wiht increasing concentrations of methacholine. After, bronchoalveolar lavage was collected for total and differential cell count. The blood was collected to measure OVA specific IgE and lungs were removed for cytokines quantification in the pulmonary homogenates and histological analysis. In protocol 1, aqueous extract administration significantly reduced total and differential cells number, and bronchial hyperresponsiveness compared to the group that received no treatment. Hydroethanolic extract did not significant reduce airway inflammation. In relation to Protocol 2, the asthmatic group treated with aqueous extract had a significant decrease in total and differential inflammatory cells, lung inflammation, and bronchial hyperresponsiveness. Moreover, aqueous extract administration increased significantly antioxidant capacity. The hydroethanol extract decreased significantly only total cells and eosinophils. The aqueous and hydroethanolic extracts of P. venusta did not reduce the levels of inflammatory cytokines. We conclude that the administration P. venusta aqueous extract at a dose of 300mg/kg attenuated the main features of asthma in an animal model, probably via an antioxidant mechanism.

Perfluorinated compounds, non-degradable xenobiotics in many consumer products, can cause developmental toxicity in animals, and human exposure is associated with asthma symptoms. We tested the hypothesis that sustained chronic exposure to perfluorooctanoic acid (PFOA), fluorotelomer alcohol (FTOH) or perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) induces lung dysfunction that exacerbates allergen-induced airway hyperresponsiveness (AHR) and inflammation. Mice were exposed to the chemicals from early gestation day to adulthood. Some pups were sensitized and challenged with ovalbumin. Serum PFOA was analyzed by liquid chromatograph-tandem mass spectrometry. Lung function was measured using a small animal ventilator. We assayed inflammatory cells in the lung, performed PCR for lung cytokines, and examined bronchial goblet cell hyperplasia by histology. Here we show that either PFOA or FTOH exposure can induce AHR, but neither one predisposes for exaggerated allergic lung inflammation or AHR. FTOH or PFOS exposure appears to suppress allergic lung inflammation, but does not affect allergic lung dysfunction.

Research Doctorate - Doctor of Philosophy (PhD) / Airway inflammation is a key feature of asthma. Currently, airway inflammation can be detected through both invasive and non- invasive methods. Non invasive methods are safe, feasible and a potentially useful way to assess airway inflammatory markers in both healthy children and children with asthma. In this thesis, a variety of non-invasive markers (induced sputum, exhaled nitric oxide, and exhaled breath condensate) was used to investigate childhood asthma. The aim of the first study was to compare and contrast the different airway markers between healthy children and children with asthma. The second study described the different airway inflammatory phenotypes in children with asthma, and examined clinical predictors of these phenotypes; whereas the third study investigated the effects of environmental tobacco smoke (ETS) exposure on airway inflammation in childhood asthma. The final study assessed the knowledge and attitudes of parents of children with asthma towards passive smoking. The studies used both cross- sectional and longitudinal designs. Children with stable asthma aged between 7 - 17 years underwent clinical assessment, spirometry, exhaled nitric oxide (FeNO), exhaled breath condensate and sputum induction. Urinary cotinine was assayed to assess tobacco smoke exposure. These studies have found that children with asthma show differences in both clinical pattern and pathological pattern compared to healthy children. These differences were apparent with elevated FeNO and sputum eosinophils. In children with asthma, there was heterogeneity of airway inflammation. There were 2 stable inflammatory patterns: eosinophilic asthma and paucigranulocytic asthma. Unlike adult asthma, these phenotypes have different clinical features, which may facilitate detection of the phenotypes in clinical practice. ETS exposure in children with asthma was common and associated with a non- eosinophilic pattern of airway inflammation. In children who had a change in ETS exposure, sputum eosinophils were decreased whereas sputum neutrophils were increased during ETS exposure compared to a non- ETS exposure period. Fractional exhaled nitric oxide levels were decreased after exposure to ETS compared to those at the time of non- ETS exposure. The severity of asthma was increased in children living with parents who smoked. As a result, parents of children with asthma, especially smoking parents should be more aware about the harmful effects of smoking on their children’s health and themselves. Health risk awareness about tobacco smoke helps parental smokers alter their smoking behavior as well as protecting children from ETS exposure. In conclusion, the important findings of this thesis are the description of the inflammatory phenotypes in childhood asthma, the identification of clinical predictors of these phenotypes and the determination of the effects of ETS exposure on airway inflammatory patterns in childhood asthma. These results should facilitate understanding and management of childhood asthma and prompt treatment studies based on markers of airway inflammation.

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A asma é uma doença inflamatória crônica das vias aéreas responsável por considerável morbimortalidade em todo o mundo. O tratamento atualmente disponível que inclui broncodilatadores e corticosteróides, apresenta respostas variáveis e alguns pacientes não atingem o controle preconizado. Além disso, esses medicamentos apresentam efeitos colaterais indesejáveis. Assim, é necessário o desenvolvimento de novas drogas para o tratamento da asma. A Pyrostegi venusta (KerGahl.) Miers (\"cipó-de-são-joão\", Bignoniaceae), uma trepadeira amplamente distribuída no mundo inteiro e no Brasil principalmente no cerrado brasileiro, apresenta atividade anti-inflamatória e antioxidativa. Até o momento, não há descrição de estudos de P. venusta no tratamento da asma. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da administração de dois extratos de P. venusta nas doses de 100 e 300mg/kg no tratamento da asma em um modelo animal e os mecanismos envolvidos. Foram realizados dois protocolos com períodos de tratamento e doses diferentes. No protocolo 1, camundongos Balb/c foram sensibilizados duas vezes com ovalbumina (OVA) intraperitoneal (ip), com uma semana cada de intervalo; após uma semana, foram desafiados com OVA intranasal (in) por três dias consecutivos, os camundongos receberam tratamento com extrato aquoso ou extrato hidroetanólico de P. venusta (100 mg/kg) por via ip, também por três dias consecutivos, durante os desafios com OVA. No protocolo 2, camundongos Balb/c foram sensibilizados duas vezes com OVA ip, com uma semana de intervalo e, após uma semana, desafiados com OVA in por quatro dias alternados. Os animais foram tratados com os extratos aquoso ou extrato hidroetanólico de P. venusta (300 mg/kg), ip, por sete dias consecutivos. Camundongos controles receberam salina nos mesmos dias. Após a sensibilização e desafios, os animais foram ventilados e foram realizadas medidas in vivo da hiper-responsividade brônquica com concentrações crescentes de metacolina. Após, foi coletado lavado broncoalveolar para contagem total e diferencial de células. O sangue foi coletado para dosagem de IgE específica para OVA e os pulmões foram retirados para dosagem de citocinas e capacidade antioxidante no homogenato pulmonar e análise histológica. No protocolo 1, houve redução de células totais, eosinófilos e da hiper- responsividade brônquica no grupo tratado com extrato aquoso quando comparado ao grupo controle. O extrato hidroetanólico não reduziu a inflamação das vias aéreas. Em relação ao protocolo 2, o grupo asmático que recebeu tratamento com extrato aquoso apresentou diminuição de células inflamatórias totais, eosinofílicas e no tecido pulmonar, além de diminuição da hiper-responsividade brônquica e aumento da capacidade antioxidante. O grupo tratado com extrato hidroetanólico apresentou redução apenas de células totais e de eosinófilos. Os extratos aquoso e hidroetanólico da P. venusta não reduziram os níveis de citocinas inflamatórias. Conclui-se que a administração do extrato aquoso de P. venusta na dose de 300mg/kg atenuou as principais características da asma em um modelo animal, provavelmente por um mecanismo antioxidante. / Asthma is a chronic inflammatory disease of the airways responsible for considerable morbidity and mortality worldwide. With the currently available treatment, including bronchodilators and corticosteroids, some patients do not reach the recommended control. Furthermore, these drugs have undesirable side effects. Thus, the development of new drugs for the treatment of asthma is needed. P. venusta (KerGahl.) Miers (\"liana-of St. John,\" Bignoniaceae), a widely distributed climbing worldwide and in Brazil mainly in the Brazilian cerrado, has anti-inflammatory and antioxidative activity. To date, there is no study of P. venusta in the treatment of asthma. The aim of the study was to evaluate the effects of administration of two extracts of P. venusta with different doses (100 and 300 mg/kg) in the treatment of asthma in an animal model and the mechanisms involved. Two protocols were conducted with different period of treatment. In protocol 1, Balb/c mice were sensitized twice with ovalbumin (OVA) intraperitoneally (ip) one week apart. After one week, mice were challenged with intranasal OVA for three consecutive days and treated with aqueous extract or hydroethanolic extract of P. venusta (100mg/kg) ip for three consecutive days, during OVA challenges. In protocol 2, Balb/c mice were sensitized ip with OVA twice with an interval of one week and after one week challenged four times with OVA intranasally in alternate days. The animals were treated with the aqueous extract or hydroethanolic extract of P. venusta (300 mg/kg) ip for seven consecutive days. Control mice received saline on the same days. After sensitization and challenge, the animals were ventilated and in vivo measurement of bronchial hyperresponsiveness was performed wiht increasing concentrations of methacholine. After, bronchoalveolar lavage was collected for total and differential cell count. The blood was collected to measure OVA specific IgE and lungs were removed for cytokines quantification in the pulmonary homogenates and histological analysis. In protocol 1, aqueous extract administration significantly reduced total and differential cells number, and bronchial hyperresponsiveness compared to the group that received no treatment. Hydroethanolic extract did not significant reduce airway inflammation. In relation to Protocol 2, the asthmatic group treated with aqueous extract had a significant decrease in total and differential inflammatory cells, lung inflammation, and bronchial hyperresponsiveness. Moreover, aqueous extract administration increased significantly antioxidant capacity. The hydroethanol extract decreased significantly only total cells and eosinophils. The aqueous and hydroethanolic extracts of P. venusta did not reduce the levels of inflammatory cytokines. We conclude that the administration P. venusta aqueous extract at a dose of 300mg/kg attenuated the main features of asthma in an animal model, probably via an antioxidant mechanism.

A prevalência de asma tem aumentado em crianças e nas comunidades que adotam um estilo de vida ocidental e se tornam mais urbanizadas. A teoria da higiene sugere que a exposição a infecções e contato não higiênicos na infância pode proteger contra o desenvolvimento de asma. Probióticos são micro-organismos vivos que conferem um benefício à saúde do hospedeiro. O tratamento com Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 protegeu camundongos contra infecções intestinais, preveniu a translocação bacteriana e aumentou a produção de IL-10. Até o momento, não há descrição do uso de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 na prevenção e/ou tratamento da asma. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos da administração de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 na prevenção da asma e os mecanismos envolvidos. Camundongos Balbc machos de 6 a 8 semanas foram sensibilizados duas vezes com ovalbumina (OVA), com uma semana de intervalo, e desafiados com OVA diariamente por três dias consecutivos. Os camundongos receberam por gavagem Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 diariamente, dez dias antes da primeira sensibilização e durante todo o período de sensibilização e desafios, totalizando 27 administrações. O grupo controle recebeu apenas salina ou PBS. Assim quatro grupos, de 6 a 8 camundongos, foram estudados: Prev. SAL/PBS, Prev. OVA/PBS, Prev. SAL/Sac e Prev. OVA/Sac. Após a sensibilização e desafios, os animais foram anestesiados, ventilados com um pequeno ventilador para animais FlexiVent® (Scireq, Montreal, QC, Canadá) e submetidos a medidas in vivo da mecânica pulmonar na condição basal e após a administração de concentrações crescentes de aerossóis com metacolina. Após, o lavado broncoalveolar (LBA) foi coletado para contagem total e diferencial de células. As citocinas IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 e IFN- foram dosadas no LBA e homogenato pulmonar. Foi realizada histoquímica para visualização e quantificação de inflamação e colágeno. Observamos que o grupo Prev. OVA/PBS apresentou aumento significativo na hiper-responsividade brônquica (RRS: p<0,0001; RN: p<0,01 e G: p<0,05), o número total de células (p<0,0001), número de eosinófilos (p<0,001), e nos níveis de IL-4 (p<0,05) e IL-13 (p<0,05) quando comparado ao grupo Prev. SAL/PBS. O grupo Prev. OVA/Sac, em comparação ao grupo Prev. OVA/PBS apresentou redução na hiper-responsividade brônquica (RRS: p<0,001; RN: p<0,01; G: p<0,05), no número total de células (p<0,05), número de eosinófilos (p< 0,001) e níveis de IL-4 (p<0,05) no LBA. Em comparação com o grupo Prev. OVA/PBS, a administração de Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 reduziu os níveis de IL-5 (p<0,05) e IL-13 (p<0,05) no homogenato do pulmão, e as células inflamatórias no pulmão (p<0,001). Adicionalmente, houve aumento nos níveis de IL-10 (p<0,05) no tecido pulmonar do grupo OVA/Sac em comparação ao grupo Prev. OVA/PBS. Conclui-se que a Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 atenuou as principais características da asma em um modelo animal e, consequentemente, pode ter um efeito benéfico na prevenção da asma. / The prevalence of asthma has increased in children and communities that adopt a Western lifestyle and become more urbanized. The hygiene hypothesis suggests that exposure to infections early in life can reduce the risk of asthma and other allergic diseases. Probiotics are live micro-organisms that confer a health benefit to the host. Treatment with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 protected mice against intestinal infections, prevented bacterial translocation and increased IL-10 production. There is no study of Saccharomyces cerevisiae in the prevention or treatment of asthma. The objective of this study was to evaluate the effects of viable Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 administration in the prevention and treatment of asthma and the mechanisms involved. Male Balb/c mice were sensitized twice with ovalbumin (OVA) intraperitoneally, one week apart, and challenged with OVA intranasally for three days. Mice were treated by gavage with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 10 days before OVA sensitization and during challenges. Control mice received saline or PBS on the same days. After challenge, mice were ventilated with a small animal ventilator (FlexiVent®) and in vivo measurements of bronchial hyperresponsiveness were performed with increasing concentrations of methacoline aerosol (6.25, 12.5, 25 and 50 mg/ml). Bronchoalveolar lavage(BAL) was collected to quantify total and differential cell counts. Levels IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 and IFN- in BAL and lung homogenate were measured by ELISA. Inflammatory cell number and collagen deposition were assed in lung tissues. Oral treatment with Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 significantly decreased airway hyperresponsiveness, measured by total resistance (p<0,0001), central airway resistance(p<0,001) and tissue resistance (p<0,05). Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 significantly attenuated total cell number (p<0,05) and the influx of eosinophil (p<0,001) to the airway lumen. Furthermore, inflammatory cell number in lung peripheral (p<0,001 and levels of IL-4 (p<0,05) in BAL and IL-5 (p<0,05) and IL-13 (p<0,05) in lung homogenate were significantly diminished by Saccharomyces cerevisiae UFMG 905.Of note, Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 restored IL-10 (p<0,05) levels in lung tissue. In conclusion, oral administration of Saccharomyces cerevisiae 905 UFMG attenuated major asthma-like characteristics in a mouse model. These results showed that Saccharomyces cerevisiae UFMG 905 might have potential for prevention of asthma.

A asma é uma doença heterogênea caracterizada por inflamação crônica das vias aéreas. A prevalência de asma tem aumentado nas últimas décadas principalmente em países ocidentais, sobrecarregando os sistemas de saúde. A teoria da higiene sugere que a exposição a infecções na infância pode proteger contra o desenvolvimento de asma e outras doenças alérgicas. Estudos prévios demonstram que o tratamento com Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 protegeu camundongos contra infecções intestinais, preveniu translocação bacteriana e aumentou a produção de IL-10. Em um modelo animal de asma, a S. cerevisiae UFMG A-905 atenuou as principais características da asma reduzindo a hiper-responsividade brônquica (HRB), eosinofilia no lavado broncoalveolar (LBA), a inflamação peribrônquica, a produção de muco e os níveis de IL-4, IL-5 e IL-13. Paraprobióticos são microrganismos inativados que conferem benefícios a saúde do hospedeiro. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos da administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG 905 na prevenção da asma e os mecanismos envolvidos. Camundongos Balb/c machos de 6 a 8 semanas foram sensibilizados com injeções de ovalbumina (OVA), com uma semana de intervalo, e desafiados com OVA intranasal diariamente por três dias consecutivos. A levedura foi inativada por calor a 121°C por 20 minutos. Os camundongos receberam S. cerevisiae UFMG A-905 inativadas por gavagem diariamente, iniciando dez dias antes da primeira sensibilização, seguindo continuamente até o último desafio. Vinte e quatro horas após o último desafio, os animais foram anestesiados, ventilados com um ventilador para pequenos animais FlexVent® (Sicreq, Montreal, Canadá) e realizadas medidas in vivo da HRB na condição basal e após a administração de concentrações crescentes de um broncoconstritor (metacolina). Após, a inflamação foi avaliada no lavado broncoalveolar (LBA) pela contagem total e diferencial de células, dosagem das citocinas IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, IL-17A e INF-y no LBA e homogenato pulmonar, por avaliação histológica do tecido pulmonar, produção de muco, e pela avaliação dos níveis de IgE. O grupo OVA, quando comparado ao grupo SAL, apresentou um aumento significativo na HRB (p<0,001), número total de células (p<0,001) e eosinófilos (p<0,001) no LBA, nos níveis de IgE (p<0,001), inflamação peribrônquica (p<0,001) e produção de muco (p<0,001). Quando comparado ao grupo OVA, a administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG A-905 reduziu significativamente a quantidade de eosinófilos (p<0,001) no LBA, os níveis de IL-5 (p<0,05), IL-13 (p<0,05), e IgE (p<0,001) e a produção de muco (p<0,01), além disso, a administração aumentou os níveis de IL-17A (p<0,001), e não alterou a HRB. Conclui-se que a administração do paraprobiótico S. cerevisiae UFMG A-905 atenuou a inflamação das vias aéreas em modelo animal de asma. / Asthma is a heterogeneous disease characterized by chronic inflammation of the airways. The prevalence of asthma has increased in the last decades mainly in western countries, overloading health systems. Hygiene theory suggests that exposure to infections can protect against the development of asthma and other allergic diseases.. Studies have shown that treatment with S. cerevisiae UFMG A-905 protected mice against intestinal infections, prevented bacterial translocation and increased IL-10 production. In an animal model of asthma Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 attenuated the main characteristics of asthma reducing bronchial hyperresponsiveness (BHR), eosinophilis in bronchoalveolar lavage (BAL), peribronchial inflammation, mucus production, important inflammatory cytokines in asthma such IL-4, IL-5 and IL-13. Paraprobiotics are inactivated microorganisms that confer benefits to host health. The objectives of this study were to evaluate the effects of the administration of paraprobiotic S. cerevisiae UFMG 905 on the prevention of asthma and the mechanisms involved. Male Balb/c from 6 to 8 weeks were sensitized twice with ovalbumin (OVA), with one week apart between applications, and challenged intranasally with OVA daily for three consecutive days. The yeast was heatinactivated at 121°C for 20 minutes. Mice received by gavage S. cerevisiae UFMG A- 905 inactivated daily, starting ten days prior to the first sensitization, continuously until the last challenge. Twenty-four hours after the last challenge, the animals were anesthetized, ventilated with a ventilator for small animals FlexVent® (Sicreq, Montreal, Canada) and measurements were performed in vivo HRB at baseline and after administration of increasing concentration of a brochoconstrictor (methacholine). The inflammation was assessed by couting total and differential cells present in BAL analysis of the cytockines IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, IL-17 e INF-y in BAL and pulmonary homogenate by ELISA, by histological assessment of lung tissue, mucus production and levels of IgE. There was significant increase in BHR between the OVA/PBS and SAL/PBS (p<0,001), total number of cells (p<0,001) and eosinophils (p<0,001), peribronchial inflammation (p<0, 001) and mucus production (p<0,001). When compared to the OVA/PBS group, administration of paraprobiotic Saccharomyces cerevisiae UFMG A-905 significantly reduced the amount of eosinophils (p<0,001) in BAL, IL-5 (p<0,001) and IL-13 (p<0,01) cytokines, levels of IgE (p<0,01) and mucus production (p<0,01), also increased levels of IL-17A (p<0,001), and did not change the BHR. In conclusion, oral administration of paraprobiotic S. cerevisiae UFMG A-905 attenuated the inflammation of the airways in an animal model of asthma.

Mast cell progenitors originate from the bone marrow and migrate to the lungs via the blood. During maturation, these cells acquire granules that contain a potent array of bronchoconstrictive mediators. The number of pulmonary mast cells is augmented in asthmatic patients and in mice with allergic airway inflammation, possibly contributing to airway hyperreactivity. An increase in mast cells is likely due to an increased recruitment of committed mast cell progenitors from the blood. However, until now a committed mast cell progenitor population has not been found in adult peripheral blood. We isolated Lin- c-kithi ST2+ integrin β7hi CD16/32hi progenitors from murine blood and showed that these cells were committed to the mast cell lineage. Based on the expression of FcεRI, these cells were less mature in Th1-prone C57BL/6 mice than in Th2-prone BALB/c mice. Asthma is associated with elevated levels of IgE. Upon exposure to allergens, IgE immune complexes are formed. In a mouse model of allergic airway inflammation, we showed that intranasal administration of IgE immune complexes to antigen-sensitized mice resulted in an increased number of mast cell progenitors compared with antigen administration alone. The increase in mast cell progenitors was independent of the low-affinity IgE receptor CD23. Rather, signaling through the common FcRγ-chain was required to enhance the number of lung mast cell progenitors. Signaling through FcεRI was likely responsible for the increase. However a role for FcγRIV could not be excluded. CD11c+ cells, such as dendritic cells, are important for antigen sensitization. In a mouse model of allergic airway inflammation, these cells are also important for the development of airway hyperreactivity, eosinophilia and Th2 cytokine production in response to antigen challenge. We showed that CD11c+ cells are critical for the recruitment of lung mast cell progenitors and the subsequent increase in mast cells. These CD11c+ cells were needed for the upregulation of endothelial vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), which is a prerequisite for the antigen-induced recruitment of lung mast cell progenitors.