Existe uma relação entre o uso abrangente de inibidores da bomba de prótons (IBPs), como o omeprazol, e o aumento de risco cardiovascular. Essa relação está associada ao efeito dos IBPs de interferir na síntese e biodisponibilidade do óxido nítrico (NO), um fator importante na homeostase vascular. Também foi evidenciado que o omeprazol causa disfunção endotelial junto a um desequilíbrio redox em aortas, mediado pela ativação da enzima xantina oxidoredutase (XOR), responsável pelo catabolismo das purinas e geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). As ERO decorrentes da atividade da XOR, podem aumentar a expressão e a atividade de metaloproteinases de matriz (MMPs), principalmente a MMP-2, que são promotoras de remodelamento tecidual. Assim, nosso objetivo foi analisar se o omeprazol causa remodelamento vascular em aorta de ratos, frente ao seu efeito de aumento do estresse oxidativo via XOR promovendo ativação de MMPs. Foram utilizados ratos wistar com peso entre 180-200 g (n=40), separados em 4 grupos de tratamento onde cada animal foi tratado com 0,5 mL de solução das drogas nas seguintes especificações: o grupo Controle (C) foi tratado com solução veículo tween 2% (vol./vol.) 1 vez ao dia por gavagem, o grupo Alopurinol (A) recebeu uma solução deste inibidor de XOR por gavagem (50 mg/kg/dia), o grupo Omeprazol (O) que recebeu uma solução de omeprazol diluída em tween 2% por via intraperitoneal (10 mg/kg/dia) e por fim, o grupo Omeprazol+Alopurinol (O+A) que recebeu as duas drogas concomitantemente. O protocolo experimental durou 4 semanas, durante as quais foram realizadas aferições da pressão arterial sistólica por pletismografia de cauda. Ao fim do tratamento, os animais foram submetidos à eutanásia, onde foi aferido o pH do lavado gástrico e foi coletada a aorta torácica para a análise de reatividade vascular, análise bioquímica de ERO, a análise morfométrica, e ensaio de atividade de MMPs. Não houve variação de pressão arterial em nenhum dos grupos. O tratamento com alopurinol não alterou nenhum dos parâmetros analisados em relação ao grupo controle neste estudo. O pH gástrico aumentou nos grupos tratados com omeprazol. Na reatividade vascular, observamos que o omeprazol diminuiu o efeito máximo da resposta vasodilatadora dos anéis de aorta à acetilcolina, mas que o tratamento associado ao alopurinol (O+A) preveniu essa diminuição. Em relação ao pD2, foi constatado que o tratamento com omeprazol resulta na diminuição da potência da acetilcolina em causar relaxamento vascular, e que a associação do tratamento com alopurinol, não foi capaz de prevenir essa diminuição. O grupo O também apresentou aumento de espécies reativas de oxigênio no leito vascular, observados no ensaio DHE e o tratamento com alopurinol preveniu este efeito. No ensaio de atividade gelatinolítica in situ observamos um aumento da atividade de MMPs no grupo O, e o tratamento com alopurinol também preveniu esse efeito. Na análise morfométrica observamos que o grupo O apresentou aumento dos parâmetros de remodelamento vascular, denotando um remodelamento hipertrófico, que foi prevenido pela associação com alopurinol. Com base nos resultados, é possível concluir que o tratamento com omeprazol causou remodelamento em aortas de ratos, e que esse efeito ocorreu paralelamente a outros prejuízos, como a diminuição da função vascular avaliada pela resposta à acetilcolina, aumento de espécies reativas de oxigênio e aumento de atividade de MMPs. Como todos esses efeitos resultantes do uso do omeprazol foram prevenidos pela associação do tratamento com alopurinol, é viável inferir que a XOR participe da via pela qual o omeprazol causa efeitos deletérios sobre a vasculatura / There is a relationship between the use of proton pump inhibitors (PPIs), such as omeprazole, and the increase of cardiovascular risk. This relation is associated with the effect of PPIs on nitric oxide synthesis and bioavailability, which is an important factor to vascular homeostasis. It also clear that omeprazole causes endothelial dysfunction by mechanisms involving xanthine oxidoreductase (XOR) mediated redox imbalance in aortas, which is responsible for purines catabolism, and generates reactive oxygen species (ROS). ROS derived from XOR activity, may increase matrix metalloproteinases expression and activity, mainly MMP-2 that are promoters of tissue remodeling. Thus, our aim was to analyze if omeprazole entails vascular remodeling in rat\'s aorta, with its effect of causing oxidative stress via XOR, promoting MMPs activation. Male rats weighing between 180-200g (n=40) were assigned to 4 groups with different treatments, where each animal was treated with 0.5 mL of drug solution, following the specification per group: Control group (C) was treated with the vehicle tween 2% (vol./vol.) 1 time a day by gavage; Allopurinol group (A) that received a solution of this XOR inhibitor by gavage (50mg/kg/day), Omeprazole group (O) which was treated by intraperitoneal route with a solution of omeprazole diluted at tween 2% (10 mg/kg/day) and at last, the Omeprazole+Allopurinol group (O+A), that received both drugs concomitantly. The experimental protocol lasted 4 weeks, during which, were performed systolic blood pressure measurements by tail cuff plethysmography. By the end of treatments, the animals were submitted to euthanasia, then the pH of the gastric washing was measured, and the thoracic aorta was collected to study vascular reactivity, biochemical analysis of ROS, morphometric analysis and MMPs activity assay. There was no blood pressure variation in any of the treatment groups. Treatment with allopurinol did not alter any of the parameters that were analyzed in the present study, in comparison to control group. Gastric washing pH increased in groups treated with omeprazole. In vascular reactivity, it was noticed that omeprazole decreased the maximum effect of the aortic ring\'s vasodilator response to acetylcholine, while the omeprazole treatment associated with allopurinol (O+A) prevented this decrease. Regarding to pD2, it was observed that omeprazole treatment results in decreased acetylcholine potency to cause vascular relaxation, and the association to allopurinol treatment was not capable of preventing this decrease. The O group also presented increased reactive oxygen species levels in the vascular bed, according to DHE assay, and the treatment with allopurinol prevented this effect. With respect to in situ gelatinolytic activity assay, we noticed an increase in MMPs activity in the O group, and the treatment with allopurinol prevented that. The morphometric analysis showed the O group with increased vascular remodeling parameters, denoting a hypertrophic remodeling, which was prevented by the association with allopurinol. Based on these results, is possible to conclude that the treatment with omeprazole caused aortic remodeling in rats, and combined to this effect, some other were observed, such as the vascular function impairment evaluated by the response to acetylcholine, the increase of ROS and increase in MMPs activity. As the effects of omeprazole treatment were prevented by the association of treatment with allopurinol, it is reasonable to infer that XOR participates of the pathway by which omeprazole exerts its deleterious effects on the vasculature

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de investigar o papel dos derivados da guanina na nocicepção e compreender os mecanismos responsáveis pelos efeitos extracelulares desses compostos. Os resultados desta tese estão divididos em três partes, de acordo com sua natureza, em revisão da literatura (parte um), experimental (parte dois) e clínica (parte três). Para o desenvolvimento da primeira parte, uma extensa revisão da literatura em relação ao papel extracelular das purinas foi realizada e um novo sistema guanosinérgico foi proposto. Na segunda parte desta tese, procedimentos experimentais em animais demonstraram que a guanosina é antinociceptiva em diversos modelos de dor. A administração sistêmica de guanosina causou um aumento significativo nos níveis de guanosina no líquido cefalorraquiano (LCR), demonstrando que este composto penetra ativamente no sistema nervoso central. Diversos testes comportamentais e neuroquímicos demonstraram o baixo potencial de toxicidade apresentado pela guanosina. A seguir, os mecanismos de ação envolvidos nos efeitos antinociceptivos da guanosina foram investigados através de métodos neuroquímicos e farmacológicos. Guanosina foi escolhida porque tem demonstrado interagir com o sistema glutamatérgico - sabidamente envolvido na transmissão da dor - por estimular a recaptação de glutamato. Guanosina atenuou o comportamento doloroso induzido pela injeção intratecal de glutamato e seus agonistas (AMPA, cainato, trans-ACPD) e hiperalgesia induzida por altas doses de MK-801, um efeito provavelmente relacionado à diminuição das concentrações de glutamato e aspartato no LCR. Guanosina também foi testada em um método para avaliar a captação de glutamato em fatias de cérebro e medula. Nossos resultados demonstraram que a guanosina não alterou a captação basal de glutamato. Entretanto, a guanosina atenuou os efeitos da dor sobre a captação de glutamato. Baseado nestes dados, não é possível estabelecer uma relação causal entre os dados da captação e o comportamento doloroso. Entretanto, podemos argumentar que os efeitos da guanosina sobre a captação de glutamato foram provavelmente produzidos pela modulação do estímulo doloroso e não correspondem a um mecanismo de ação responsável por estas alterações. Também demonstramos que o alopurinol, um derivado das purinas e inibidor da xantina oxidase normalmente utilizado para o tratamento de hiperuricemia, também produziu efeitos antinociceptivos em camundongos. Este efeito está provavelmente relacionado ao acúmulo de adenosina e guanosina no meio extracelular. Apesar da utilização clínica das purinas ser demasiadamente precoce, podemos inferir que a utilização de alopurinol poderia ser uma excelente estratégia para testar nossas hipóteses, pois demonstra a vantagem de estar aprovado para uso comercial, apresentar boa tolerabilidade e baixo custo. A terceira parte desta tese demonstra trabalhos sobre o sistema purinérgico em humanos. Estes estudos investigaram a correlação entre a concentração de purinas no LCR e dor aguda ou crônica em humanos. Os resultados demonstram que adenosina, guanosina e inosina correlacionaram-se significativamente com a dor em humanos. Os resultados apresentados nesta tese ratificam o papel das purinas nos mecanismos de transmissão da dor e um novo papel para a guanosina é proposto: a modulação da dor. Guanosina e outras purinas são alvos para desenvolvimento de novos fármacos e podem ser úteis no tratamento de dor relacionada a hiperestimulação do sistema glutamatérgico. / The main aims of this work were the investigation of the role of guanine-based purines on nociception and the understanding of the mechanism of action leading to extracellular effects of these compounds. The results obtained are presented in three distinct parts based on their nature, namely, literature review (part one), experimental (part two) and clinical (part three). For the development of the first part, an extensive review of the literature regarding the extracellular roles for the purinergic system was performed and a guanine-based purinergic system was proposed. In the second part, experimental procedures in animals demonstrated that guanosine is antinociceptive in several acute or chronic pain models in rodents. Systemic administration of guanosine significantly increased cerebrospinal fluid (CSF) guanosine levels, showing that this compound actively penetrates in the central nervous system. Several behavioral tasks and neurochemical approaches demonstrated that guanosine presents minimal toxic effects. After that, the mechanisms of action underlying the antinociceptive effects of guanosine were investigated, by using pharmacological and neurochemical means. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system - which is known to be involved in the mechanisms of pain transmission - by promoting astrocytic glutamate reuptake. Guanosine attenuated nociceptive behavior induced by intrathecal administration of glutamate and its receptor agonists (AMPA, kainate, trans-ACPD) and hyperalgesia induced by high-dose MK-801, an effect that seems to be related with the reduction of glutamate and aspartate accumulation in the CSF. Guanosine was tested in a model of glutamate uptake by brain and spinal cord slices from rats and mice. Our results demonstrated that guanosine did not alter basal glutamate uptake at both brain and spinal cord. However, guanosine attenuated effects on glutamate uptake induced by pain behavior in animals. It is not possible to establish whether the changes in the spinal cord glutamate uptake were responsible for nociceptive behavior or it caused the changes. However, we may argue that the changes in the glutamate uptake induced guanosine were probably produced by modulation of nociceptive stimuli rather than an underlying mechanism of action. In the second part of this work, we demonstrated that allopurinol, a purine derivative and xanthine oxidase inhibitor commonly used to treat hyperuricemia, also produced consistent antinociception in mice. This effect was probably related to the accumulation of extracellular adenosine and guanosine. It was therefore concluded that, although is early to propose the use of purines in a clinical setting, allopurinol could be an excellent alternative to test this hypothesis since shows the advantage of be already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost. The third part of this work presents some results derived from the human models of pain. These studies investigated the correlation between the CSF concentration of purines and acute or chronic pain in humans. Our results show that adenosine, guanosine and inosine were significantly correlated with pain in humans. Altogether these results further demonstrate the role of purines in pain mechanisms and provide a new role for guanosine: pain modulation. Guanosine and other purines presents as a new target for future drug development and might be useful for treat pain related to overstimulation of the glutamatergic system.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-27Bitstream added on 2014-08-13T17:59:57Z : No. of bitstreams: 1 000768450.pdf: 1184816 bytes, checksum: e886476cdb0b475588f7d34c64f593e9 (MD5) / Lesão renal por isquemia e reperfusão estão envolvidas em muitas condições clínicas. A lesão de reperfusão leva a formação de espécies reativas de oxigênio e o alopurinol apresenta o potencial de diminuí-las. Os novos biomarcadores podem realizar o diagnóstico da lesão de maneira precoce. O objetivo desse estudo foi investigar se o alopurinol tem efeito protetor sobre os rins utilizando os novos biomarcadores de dano (NGALp, NGALu,KIM-1e IL-18), a função renal e a histologia renal durante lesão de isquemia e reperfusão (I/R) em ratos uninefrectomizados. Trinta e dois ratos Wistar foram randomizados em 4 grupos: Sham (S): laparotomia e nefrectomia direita. Controle (C): laparotomia e nefrectomia direita, I/R em rim esquerdo. Controle Alopurinol (CA): laparotomia e nefrectomia direita, alopurinol na dose de 100 mg.kg-1.d-1. Alopurinol (A): laparotomia e nefrectomia direita, I/R em rim esquerdo, alopurinol na dose de 100mg.kg-1.d-1. Foram analisados NGALp, NGALu, IL-18, KIM-1, creatinina e histologia. Nível de significância considerado quando p<0,05. Todos grupos aumentam a creatinina ao longo do experimento com A≈C>S≈CA. A NGALp e IL-18 aumentaram em todos os grupos, porém todos evoluem de forma semelhante. A NGALu aumentou no grupo C, porém todos os grupos evoluem de forma semelhante. KIM-1 foi maior no grupo A em relação ao C e intermediário nos grupos S e CA. Em relação aos achados histológicos, os grupos C e A apresentaram grau de lesão no lado esquerdo significativamente maior que os grupos S e CA. Não existiu diferença histológica entre C e A e nem entre S e CA. O alopurinol na dose de 100 mg.kg-1.dia-1 não exerceu efeito protetor ou danoso aos rins submetidos a lesão de I/R na avaliação da função, da histologia renal e dos biomarcadores novos / Ischemic and reperfusion kidney injury are involved in many clinical conditions. The reperfusion injury leads to reactive oxygen species formation and allopurinol has the potential to inhibit this process. The novel biomarkers can perform early diagnosis of acute kidney injury. The purpose of this study was to investigate whether allopurinol had a renal protective effect measuring renal function, novel biomarkers levels (pNGAL, uNGAL and IL-18) and studying histopathologic features during renal ischemia–reperfusion (I/R) injury in uninephrectomized rats. 32 Wistar Rats were randomized in 4 groups: Sham (S): laparotomy and right nefrectomy. Control (C): laparotomy and right nefrectomy, I/R maneuvers in left kidney. Allopurinol Control (AC): laparotomy and right nefrectomy, pretreated with allopurinol 100mg.kg-1.d-1. Allopurinol (A): laparotomy and right nefrectomy, I/R maneuvers in left kidney, pretreated with allopurinol 100mg.kg-1.d-1. pNGAL, uNGAL, IL-18, KIM-1, serum creatinine and histopathologic features were analysed. Differences in the mean values were deemed significant at P<0.05. All groups showed a significant rise in serum creatinine throughout the experiment being A≈C>S≈AC. pNGAL and IL-18 showed a significant rise in all groups too, however all of them evolve in a similar way. uNGAL showed signifcantly rise in group C, but all of them evolve in a similar way. KIM-1 was higher in group A than C and had intermediate values in groups S and AC. With regard to histopathologic features, C and A groups showed left kidney injury signifcantly higher than S and AC groups. There were no difference in histopathologic features between groups C and A neither between S and AC. Allopurinol given 100mg.kg-1.d-1 did not seem to exert protective or harmful effects in kidneys that underwent I/R injury under functional, novel biomarkers levels and histopathologic features evaluation

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de investigar o papel dos derivados da guanina na nocicepção e compreender os mecanismos responsáveis pelos efeitos extracelulares desses compostos. Os resultados desta tese estão divididos em três partes, de acordo com sua natureza, em revisão da literatura (parte um), experimental (parte dois) e clínica (parte três). Para o desenvolvimento da primeira parte, uma extensa revisão da literatura em relação ao papel extracelular das purinas foi realizada e um novo sistema guanosinérgico foi proposto. Na segunda parte desta tese, procedimentos experimentais em animais demonstraram que a guanosina é antinociceptiva em diversos modelos de dor. A administração sistêmica de guanosina causou um aumento significativo nos níveis de guanosina no líquido cefalorraquiano (LCR), demonstrando que este composto penetra ativamente no sistema nervoso central. Diversos testes comportamentais e neuroquímicos demonstraram o baixo potencial de toxicidade apresentado pela guanosina. A seguir, os mecanismos de ação envolvidos nos efeitos antinociceptivos da guanosina foram investigados através de métodos neuroquímicos e farmacológicos. Guanosina foi escolhida porque tem demonstrado interagir com o sistema glutamatérgico - sabidamente envolvido na transmissão da dor - por estimular a recaptação de glutamato. Guanosina atenuou o comportamento doloroso induzido pela injeção intratecal de glutamato e seus agonistas (AMPA, cainato, trans-ACPD) e hiperalgesia induzida por altas doses de MK-801, um efeito provavelmente relacionado à diminuição das concentrações de glutamato e aspartato no LCR. Guanosina também foi testada em um método para avaliar a captação de glutamato em fatias de cérebro e medula. Nossos resultados demonstraram que a guanosina não alterou a captação basal de glutamato. Entretanto, a guanosina atenuou os efeitos da dor sobre a captação de glutamato. Baseado nestes dados, não é possível estabelecer uma relação causal entre os dados da captação e o comportamento doloroso. Entretanto, podemos argumentar que os efeitos da guanosina sobre a captação de glutamato foram provavelmente produzidos pela modulação do estímulo doloroso e não correspondem a um mecanismo de ação responsável por estas alterações. Também demonstramos que o alopurinol, um derivado das purinas e inibidor da xantina oxidase normalmente utilizado para o tratamento de hiperuricemia, também produziu efeitos antinociceptivos em camundongos. Este efeito está provavelmente relacionado ao acúmulo de adenosina e guanosina no meio extracelular. Apesar da utilização clínica das purinas ser demasiadamente precoce, podemos inferir que a utilização de alopurinol poderia ser uma excelente estratégia para testar nossas hipóteses, pois demonstra a vantagem de estar aprovado para uso comercial, apresentar boa tolerabilidade e baixo custo. A terceira parte desta tese demonstra trabalhos sobre o sistema purinérgico em humanos. Estes estudos investigaram a correlação entre a concentração de purinas no LCR e dor aguda ou crônica em humanos. Os resultados demonstram que adenosina, guanosina e inosina correlacionaram-se significativamente com a dor em humanos. Os resultados apresentados nesta tese ratificam o papel das purinas nos mecanismos de transmissão da dor e um novo papel para a guanosina é proposto: a modulação da dor. Guanosina e outras purinas são alvos para desenvolvimento de novos fármacos e podem ser úteis no tratamento de dor relacionada a hiperestimulação do sistema glutamatérgico. / The main aims of this work were the investigation of the role of guanine-based purines on nociception and the understanding of the mechanism of action leading to extracellular effects of these compounds. The results obtained are presented in three distinct parts based on their nature, namely, literature review (part one), experimental (part two) and clinical (part three). For the development of the first part, an extensive review of the literature regarding the extracellular roles for the purinergic system was performed and a guanine-based purinergic system was proposed. In the second part, experimental procedures in animals demonstrated that guanosine is antinociceptive in several acute or chronic pain models in rodents. Systemic administration of guanosine significantly increased cerebrospinal fluid (CSF) guanosine levels, showing that this compound actively penetrates in the central nervous system. Several behavioral tasks and neurochemical approaches demonstrated that guanosine presents minimal toxic effects. After that, the mechanisms of action underlying the antinociceptive effects of guanosine were investigated, by using pharmacological and neurochemical means. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system - which is known to be involved in the mechanisms of pain transmission - by promoting astrocytic glutamate reuptake. Guanosine attenuated nociceptive behavior induced by intrathecal administration of glutamate and its receptor agonists (AMPA, kainate, trans-ACPD) and hyperalgesia induced by high-dose MK-801, an effect that seems to be related with the reduction of glutamate and aspartate accumulation in the CSF. Guanosine was tested in a model of glutamate uptake by brain and spinal cord slices from rats and mice. Our results demonstrated that guanosine did not alter basal glutamate uptake at both brain and spinal cord. However, guanosine attenuated effects on glutamate uptake induced by pain behavior in animals. It is not possible to establish whether the changes in the spinal cord glutamate uptake were responsible for nociceptive behavior or it caused the changes. However, we may argue that the changes in the glutamate uptake induced guanosine were probably produced by modulation of nociceptive stimuli rather than an underlying mechanism of action. In the second part of this work, we demonstrated that allopurinol, a purine derivative and xanthine oxidase inhibitor commonly used to treat hyperuricemia, also produced consistent antinociception in mice. This effect was probably related to the accumulation of extracellular adenosine and guanosine. It was therefore concluded that, although is early to propose the use of purines in a clinical setting, allopurinol could be an excellent alternative to test this hypothesis since shows the advantage of be already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost. The third part of this work presents some results derived from the human models of pain. These studies investigated the correlation between the CSF concentration of purines and acute or chronic pain in humans. Our results show that adenosine, guanosine and inosine were significantly correlated with pain in humans. Altogether these results further demonstrate the role of purines in pain mechanisms and provide a new role for guanosine: pain modulation. Guanosine and other purines presents as a new target for future drug development and might be useful for treat pain related to overstimulation of the glutamatergic system.

Orientador: Norma Sueli Pinheiro Módolo / Banca: / Resumo: Lesão renal por isquemia e reperfusão estão envolvidas em muitas condições clínicas. A lesão de reperfusão leva a formação de espécies reativas de oxigênio e o alopurinol apresenta o potencial de diminuí-las. Os novos biomarcadores podem realizar o diagnóstico da lesão de maneira precoce. O objetivo desse estudo foi investigar se o alopurinol tem efeito protetor sobre os rins utilizando os novos biomarcadores de dano (NGALp, NGALu,KIM-1e IL-18), a função renal e a histologia renal durante lesão de isquemia e reperfusão (I/R) em ratos uninefrectomizados. Trinta e dois ratos Wistar foram randomizados em 4 grupos: Sham (S): laparotomia e nefrectomia direita. Controle (C): laparotomia e nefrectomia direita, I/R em rim esquerdo. Controle Alopurinol (CA): laparotomia e nefrectomia direita, alopurinol na dose de 100 mg.kg-1.d-1. Alopurinol (A): laparotomia e nefrectomia direita, I/R em rim esquerdo, alopurinol na dose de 100mg.kg-1.d-1. Foram analisados NGALp, NGALu, IL-18, KIM-1, creatinina e histologia. Nível de significância considerado quando p<0,05. Todos grupos aumentam a creatinina ao longo do experimento com A≈C>S≈CA. A NGALp e IL-18 aumentaram em todos os grupos, porém todos evoluem de forma semelhante. A NGALu aumentou no grupo C, porém todos os grupos evoluem de forma semelhante. KIM-1 foi maior no grupo A em relação ao C e intermediário nos grupos S e CA. Em relação aos achados histológicos, os grupos C e A apresentaram grau de lesão no lado esquerdo significativamente maior que os grupos S e CA. Não existiu diferença histológica entre C e A e nem entre S e CA. O alopurinol na dose de 100 mg.kg-1.dia-1 não exerceu efeito protetor ou danoso aos rins submetidos a lesão de I/R na avaliação da função, da histologia renal e dos biomarcadores novos / Abstract: Ischemic and reperfusion kidney injury are involved in many clinical conditions. The reperfusion injury leads to reactive oxygen species formation and allopurinol has the potential to inhibit this process. The novel biomarkers can perform early diagnosis of acute kidney injury. The purpose of this study was to investigate whether allopurinol had a renal protective effect measuring renal function, novel biomarkers levels (pNGAL, uNGAL and IL-18) and studying histopathologic features during renal ischemia-reperfusion (I/R) injury in uninephrectomized rats. 32 Wistar Rats were randomized in 4 groups: Sham (S): laparotomy and right nefrectomy. Control (C): laparotomy and right nefrectomy, I/R maneuvers in left kidney. Allopurinol Control (AC): laparotomy and right nefrectomy, pretreated with allopurinol 100mg.kg-1.d-1. Allopurinol (A): laparotomy and right nefrectomy, I/R maneuvers in left kidney, pretreated with allopurinol 100mg.kg-1.d-1. pNGAL, uNGAL, IL-18, KIM-1, serum creatinine and histopathologic features were analysed. Differences in the mean values were deemed significant at P<0.05. All groups showed a significant rise in serum creatinine throughout the experiment being A≈C>S≈AC. pNGAL and IL-18 showed a significant rise in all groups too, however all of them evolve in a similar way. uNGAL showed signifcantly rise in group C, but all of them evolve in a similar way. KIM-1 was higher in group A than C and had intermediate values in groups S and AC. With regard to histopathologic features, C and A groups showed left kidney injury signifcantly higher than S and AC groups. There were no difference in histopathologic features between groups C and A neither between S and AC. Allopurinol given 100mg.kg-1.d-1 did not seem to exert protective or harmful effects in kidneys that underwent I/R injury under functional, novel biomarkers levels and histopathologic features evaluation / Mestre

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de investigar o papel dos derivados da guanina na nocicepção e compreender os mecanismos responsáveis pelos efeitos extracelulares desses compostos. Os resultados desta tese estão divididos em três partes, de acordo com sua natureza, em revisão da literatura (parte um), experimental (parte dois) e clínica (parte três). Para o desenvolvimento da primeira parte, uma extensa revisão da literatura em relação ao papel extracelular das purinas foi realizada e um novo sistema guanosinérgico foi proposto. Na segunda parte desta tese, procedimentos experimentais em animais demonstraram que a guanosina é antinociceptiva em diversos modelos de dor. A administração sistêmica de guanosina causou um aumento significativo nos níveis de guanosina no líquido cefalorraquiano (LCR), demonstrando que este composto penetra ativamente no sistema nervoso central. Diversos testes comportamentais e neuroquímicos demonstraram o baixo potencial de toxicidade apresentado pela guanosina. A seguir, os mecanismos de ação envolvidos nos efeitos antinociceptivos da guanosina foram investigados através de métodos neuroquímicos e farmacológicos. Guanosina foi escolhida porque tem demonstrado interagir com o sistema glutamatérgico - sabidamente envolvido na transmissão da dor - por estimular a recaptação de glutamato. Guanosina atenuou o comportamento doloroso induzido pela injeção intratecal de glutamato e seus agonistas (AMPA, cainato, trans-ACPD) e hiperalgesia induzida por altas doses de MK-801, um efeito provavelmente relacionado à diminuição das concentrações de glutamato e aspartato no LCR. Guanosina também foi testada em um método para avaliar a captação de glutamato em fatias de cérebro e medula. Nossos resultados demonstraram que a guanosina não alterou a captação basal de glutamato. Entretanto, a guanosina atenuou os efeitos da dor sobre a captação de glutamato. Baseado nestes dados, não é possível estabelecer uma relação causal entre os dados da captação e o comportamento doloroso. Entretanto, podemos argumentar que os efeitos da guanosina sobre a captação de glutamato foram provavelmente produzidos pela modulação do estímulo doloroso e não correspondem a um mecanismo de ação responsável por estas alterações. Também demonstramos que o alopurinol, um derivado das purinas e inibidor da xantina oxidase normalmente utilizado para o tratamento de hiperuricemia, também produziu efeitos antinociceptivos em camundongos. Este efeito está provavelmente relacionado ao acúmulo de adenosina e guanosina no meio extracelular. Apesar da utilização clínica das purinas ser demasiadamente precoce, podemos inferir que a utilização de alopurinol poderia ser uma excelente estratégia para testar nossas hipóteses, pois demonstra a vantagem de estar aprovado para uso comercial, apresentar boa tolerabilidade e baixo custo. A terceira parte desta tese demonstra trabalhos sobre o sistema purinérgico em humanos. Estes estudos investigaram a correlação entre a concentração de purinas no LCR e dor aguda ou crônica em humanos. Os resultados demonstram que adenosina, guanosina e inosina correlacionaram-se significativamente com a dor em humanos. Os resultados apresentados nesta tese ratificam o papel das purinas nos mecanismos de transmissão da dor e um novo papel para a guanosina é proposto: a modulação da dor. Guanosina e outras purinas são alvos para desenvolvimento de novos fármacos e podem ser úteis no tratamento de dor relacionada a hiperestimulação do sistema glutamatérgico. / The main aims of this work were the investigation of the role of guanine-based purines on nociception and the understanding of the mechanism of action leading to extracellular effects of these compounds. The results obtained are presented in three distinct parts based on their nature, namely, literature review (part one), experimental (part two) and clinical (part three). For the development of the first part, an extensive review of the literature regarding the extracellular roles for the purinergic system was performed and a guanine-based purinergic system was proposed. In the second part, experimental procedures in animals demonstrated that guanosine is antinociceptive in several acute or chronic pain models in rodents. Systemic administration of guanosine significantly increased cerebrospinal fluid (CSF) guanosine levels, showing that this compound actively penetrates in the central nervous system. Several behavioral tasks and neurochemical approaches demonstrated that guanosine presents minimal toxic effects. After that, the mechanisms of action underlying the antinociceptive effects of guanosine were investigated, by using pharmacological and neurochemical means. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system - which is known to be involved in the mechanisms of pain transmission - by promoting astrocytic glutamate reuptake. Guanosine attenuated nociceptive behavior induced by intrathecal administration of glutamate and its receptor agonists (AMPA, kainate, trans-ACPD) and hyperalgesia induced by high-dose MK-801, an effect that seems to be related with the reduction of glutamate and aspartate accumulation in the CSF. Guanosine was tested in a model of glutamate uptake by brain and spinal cord slices from rats and mice. Our results demonstrated that guanosine did not alter basal glutamate uptake at both brain and spinal cord. However, guanosine attenuated effects on glutamate uptake induced by pain behavior in animals. It is not possible to establish whether the changes in the spinal cord glutamate uptake were responsible for nociceptive behavior or it caused the changes. However, we may argue that the changes in the glutamate uptake induced guanosine were probably produced by modulation of nociceptive stimuli rather than an underlying mechanism of action. In the second part of this work, we demonstrated that allopurinol, a purine derivative and xanthine oxidase inhibitor commonly used to treat hyperuricemia, also produced consistent antinociception in mice. This effect was probably related to the accumulation of extracellular adenosine and guanosine. It was therefore concluded that, although is early to propose the use of purines in a clinical setting, allopurinol could be an excellent alternative to test this hypothesis since shows the advantage of be already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost. The third part of this work presents some results derived from the human models of pain. These studies investigated the correlation between the CSF concentration of purines and acute or chronic pain in humans. Our results show that adenosine, guanosine and inosine were significantly correlated with pain in humans. Altogether these results further demonstrate the role of purines in pain mechanisms and provide a new role for guanosine: pain modulation. Guanosine and other purines presents as a new target for future drug development and might be useful for treat pain related to overstimulation of the glutamatergic system.

Orientador: Marilda Mazzali / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-08T15:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazali_FernandaCristina_M.pdf: 3384913 bytes, checksum: 0d3a47a884265f3d5949b9aff82161a6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Objetivo: Hiperuricemia é uma complicação freqüente da terapêutica com ciclosporina (CsA). Estudos anteriores demonstraram que a hiperuricemia exacerba a lesão intersticial e vascular no modelo experimental de nefrotoxicidade por CsA (CsA ntx). O presente estudo tem como hipótese que a normalização da uricemia preveniria o desenvolvimento da nefropatia crônica por CsA. Metodologia: A nefropatia crônica por CsA foi induzida em ratos machos, Sprague Dawley, através da injeção subcutânea diária de CsA (15mg/kg/dia), por um período de 7 semanas, em associação com dieta hipossódica (CSA). O efeito do controle da hiperuricemia foi determinado através do tratamento concomitante com um inibidor de xantina oxidase (alopurinol, 15mg/Kg/dia ? CSA/ALP) ou com um agente uricosúrico (benzbromarona, 15mg/Kg/dia, CSA/BENZ), em bebedouro. O grupo-controle incluiu ratos tratados com veículo (VEH, injeções SC diárias de óleo de oliva). Ao sacrifício foram realizadas análises funcionais e histológicas. Resultados: Os animais do grupo CSA desenvolveram hiperuricemia leve (ácido úrico 4.36 vs 2.49 mg/dl, CSA vs VEH, p<0.05), com hialinose arteriolar, atrofia tubular, fibrose intersticial em faixa, aumento de proliferação celular e redução da expressão de VEGF. O tratamento com alopurinol ou benzbromarona reduziu a lesão renal, assim como os níveis de ácido úrico e creatinina sérica (ácido úrico 2.03 CSA/ALP e 2.93 mg/dl, CSA/BENZ, p<0.05 vs VEH e CSA). Ambos os tratamentos reduziram a fibrose intersticial, a proliferação celular, infiltrado de macrófagos, expressão de osteopontina e hialinose arteriolar, em associação com restauro da expressão de VEGF, com proteção comparável entre as duas drogas. Conclusão: A hiperuricemia exacerba a nefropatia pela CsA em ratos. Tratamento concomitante com alopurinol ou benzbromarone reduz a severidade da lesão. Como ambas as drogas promovem proteção semelhante, concluímos que o efeito protetor é associado ao controle da hiperuricemia, mais importante que o efeito antioxidante do alopurinol / Abstract: Aim: Hyperuricemia frequently complicates cyclosporine (CSA) therapy. Previous studies have shown that hyperuricemia increases the interstitial and vascular lesions in the cyclosporine model. We therefore tested the hypothesis that normalization of uric acid could prevent the development of cyclosporine toxicity. Material and Methods: CSA nephropathy was induced by the administration of CSA (15 mg/kg/day) for 7 weeks to rats on a low salt diet (CSA group). The effect of preventing hyperuricemia on CSA nephropathy was determined by concomitant treatment with the xanthine oxidase inhibitor, allopurinol (CSA-ALP), or with the uricosuric, benzbromarone (CSA-BENZ), in the drinking water. Control groups included rats treated with vehicle (VEH). Histological and functional studies were determined at sacrifice. Results:. CSA treated rats developed mild hyperuricemia with arteriolar hyalinosis, tubular atrophy, striped interstitial fibrosis, increased cell proliferation and decreased VEGF expression. Treatment with either allopurinol (CSA-ALP) or benzbromarone (CSA-BENZ) reduced renal injury. Both treatments reduced interstitial fibrosis, cell proliferation, macrophage infiltration, osteopontin expression and arteriolar hyalinosis in association with restoration of VEGF expression. Both drugs provided comparable protection. Conclusions: An increase in uric acid exacerbates CSA nephropathy in the rat. Concomitant treatment with allopurinol or benzbromarone reduced the severity of renal disease. As both drugs promoted similar protection, we can conclude that the protective effect is associated with lowering uric acid levels, more than the antioxidant effect of allopurinol / Mestrado / Ciencias Basicas / Mestre em Clinica Medica

Orientador: Luis Cuadrado Martin / Resumo: Fundamentação: É crescente o número de trabalhos revelando a associação de hiperuricemia assintomática com hipertensão, síndrome metabólica, doenças cardiovasculares e doença renal crônica. Alguns estudos revelam que o tratamento da hiperuricemia assintomática reduz o número de desfechos renais e cardiovasculares. Tal premissa, no entanto, ainda não foi avaliada em uma subpopulação brasileira. Objetivos: Avaliar a associação entre tratamento com alopurinol e ocorrência de desfechos definitivos em portadores de doença renal crônica com hiperuricemia assintomática. Materiais e métodos: Foram avaliados, de forma retrospectiva, pacientes hiperuricêmicos e portadores de doença renal crônica não dialítica, em tratamento no HC-FMB – UNESP, os quais iniciaram acompanhamento no ambulatório de Insuficiência Renal Crônica ou de Nefrologia Geral do HC-UNESP desde janeiro 2002 a dezembro 2017. Com o intuito de avaliar a associação do uso do alopurinol sobre desfechos definitivos (entrada em terapia renal substitutiva, duplicação da creatinina ou morte). Resultados: Foram avaliados 109 pacientes sendo 53 do sexo feminino, cuja média de idade foi de 68 ± 11 anos. Destes, 95 eram brancos, 13 afrodescendentes e um asiático. Vinte e seis pacientes apresentaram o desfecho estudado no período; entre todos os 36 pacientes que iniciaram o uso de alopurinol no primeiro ano seguimento, ocorreram oito desfechos (22%). A proteinúria em 24 h associou-se aos desfechos avaliados Hazzard Ratio de 1,301 (I... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Rationale: There is increasing number of studies revealing an association of hyperuricemia with hypertension, metabolic syndrome, cardiovascular diseases and chronic kidney disease. Some studies have shown that treatment of asymptomatic hyperuricemia reduces the number of renal and cardiovascular outcomes. This premise, however, has not yet been evaluated in a Brazilian subpopulation. Objectives: To evaluate the association between treatment with allopurinol and the occurrence of definitive outcomes in patients with chronic kidney disease with asymptomatic hyperuricemia. Materials and methods: Hyperuricemic patients with chronic non-dialytic kidney disease under treatment at HC-FMB - UNESP who began follow-up at the Chronic Kidney Insufficiency or General Nephrology outpatient clinic at HC-UNESP, were retrospectively evaluated, from January 2002 to December 2017. In order to evaluate the association of the use of allopurinol on definitive outcomes (renal replacement therapy, creatinine doubling or death). Results: A total of 109 patients were evaluated, of which 53 were females, whose mean age was 68 ± 11 years. Of these, 95 were white, 13 Afro-descendants and one Asian. Twenty-six patients presented the outcome studied in the period; among all 36 patients who started using allopurinol in the first year of follow-up, eight outcomes (22%) occurred. Proteinuria at 24 h was associated with the Hazzard Ratio of 1.301 (95% CI: 1.122 -1.508), p: 0.011. In univariate analysis, phosp... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edison Iglesias de Oliveira Vidal / Resumo: O acidente vascular cerebral (AVC) é uma das mais importantes afecções clínicas atualmente. A Organização Mundial de Saúde (OMS) define o AVC como sendo um comprometimento neurológico focal ou global que subitamente ocorre com sintomas persistindo para além de 24 horas, ou levando à morte, com provável origem vascular. O AVC agudo é responsável por uma carga substancial de morbidade e mortalidade no mundo representando a segunda causa global de anos de vida perdidos por incapacidade e respondendo por cerca de 10% de todas as mortes. No Brasil e nos Estados Unidos, o risco estimado de AVC ao longo da vida foi de 19,1% e 23,7%, respectivamente. A doença pode gerar sequelas e incapacidades resultando em grande impacto econômico e social. O alopurinol é uma droga inibidora da xantina oxidase (XO), a enzima que catalisa a conversão da hipoxantina em xantina e da xantina em ácido úrico a partir da degradação de purinas. Trata-se de medicamento antigo, seguro, disponível amplamente e com custo baixo utilizado principalmente para a prevenção de crises de gota. Além de seus efeitos sobre a redução dos níveis séricos de ácido úrico, sabe-se que o alopurinol também possui efeitos promissores em condições cardiovasculares. Esses efeitos têm o potencial de contribuírem para o tratamento de pacientes com AVC isquêmico agudo. Atualmente, o alopurinol não faz parte do tratamento padrão de pacientes com esse quadro no SUS ou internacionalmente, porém constitui um medicamento promissor a ser m... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Stroke is one of the most important clinical conditions currently. The World Health Organization (WHO) defines stroke as a focal or global neurological impairment that suddenly occurs with symptoms persisting beyond 24 hours or leading to death with probable vascular origin. Acute stroke accounts for a substantial burden of morbidity and mortality in the world accounting for the second overall cause of Disability-Adjusted Life Year and accounting for about 10% of all deaths. In Brazil and the United States, the estimated lifetime risk of stroke was 19.1% and 23.7%, respectively. The disease can generate sequelae and incapacities resulting in great economic and social impact. Allopurinol is a xanthine oxidase (XO) inhibitor, the enzyme that catalyzes the conversion of hypoxanthine to xanthine and xanthine to uric acid from purine degradation. It is an old, safe, widely available and low cost drug used primarily for the prevention of gout attacks. In addition to its effects on the reduction of serum uric acid levels, it is known that allopurinol also has promising effects under cardiovascular conditions. These effects have the potential to contribute to the treatment of patients with acute stroke. Currently, allopurinol is not part of the standard treatment of patients with this condition in Brazilian Public Health System or internationally, but it is a promising drug to be better studied. It is known that the conduct of clinical trials with old medicines to discover new applic... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-17T15:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1302031 bytes, checksum: 9bb84ae976d2683e33dbac1994457636 (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) in the last two decades has been recognized as the most common chronic liver disease in Western countries, paralleling the epidemic of obesity and consumption of high-fructose diet. Researchers suggest that NAFLD may be the hepatic manifestation of metabolic syndrome. Although NAFLD and hyperuricemia are strongly related to metabolic syndrome, few scientists in the literature associated with both diseases. Allopurinol, a potent inhibitor of xanthine oxidase, with anti-inflammatory and antioxidant effects has been shown to prevent the metabolic syndrome induced by fructose. Thus, the main objective of the study is to evaluate the effects of allopurinol in the treatment of nonalcoholic steatohepatitis (NASH) and hyperglycemia in rats fed high-fructose water. Wistar rats were fed along with 20% fructose in drinking water with or without allopurinol (30mg/kg/day) for 14 weeks. A control group received a normal diet. Serum total cholesterol level (P<0,001) and glucose (P<0,05) in fructose group and of triglycerides (P<0,01) and creatinine (P<0,01) in allopurinol group were significantly increased compared to normal control. Significant correlations were found glucose with uric acid (r = 0.51, p <0.001) and creatinine with triglycerides (r = 0.354, p <0.05). Liver histopathology from fructose group showed mild to moderate, steatosis, necroinflammation and fibrosis. Allopurinol treatment decreases macrovesicular steatosis (27%, P<0,01), necroinflammation (72%, P<0,001) and fibrosis (26%, P<0,05) in hepatocytes. Therapy with allopurinol significantly prevented hyperglycemia and increased HDL cholesterol levels in rats and was effective in preventing necroinflammation and fructose-induced hepatic fibrosis. This is the first study to prove the action of a xanthine oxidase inhibitor as a treatment for NASH. / Nas últimas duas décadas a doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) tem sido reconhecida como a doença hepática crônica mais comum nos países ocidentais, em paralelo com a epidemia de obesidade e consumo de dieta com alto teor de frutose. Pesquisadores sugerem que DHGNA possa ser a manifestação hepática da síndrome metabólica. Apesar da EHNA e hiperuricemia estarem fortemente relacionadas com a síndrome metabólica, poucos cientistas na literatura consultada associaram as duas patologias. Alopurinol, um potente inibidor da xantina-oxidase, com efeito anti-inflamatório e antioxidante tem sido utilizado para prevenir a síndrome metabólica induzida por frutose. Assim, o objetivo principal do presente estudo é avaliar os efeitos do alopurinol na prevenção da esteatose hepática não alcoólica (EHNA) e hiperglicemia em ratos alimentados com água rica em frutose. Ratos Wistar foram alimentados com 20% de frutose na água de beber, com ou sem alopurinol (30mg/kg/dia) durante 14 semanas. Um grupo controle recebeu uma dieta normal. Níveis de colesterol total (P <0,001) e glicose (P <0,05) no grupo de frutose e de triglicérides (P <0,01) e creatinina (P <0,01) no grupo alopurinol foram significativamente mais elevados, em comparação com o controle normal. As correlações significativas encontradas foram ácido úrico com glicose (r = 0,51, p<0,001) e creatinina com triglicerídeos (r = 0,354, p<0,05). A análise histopatológica hepática do grupo frutose mostrou esteatose, necroinflamação e fibrose de leve a moderada. O tratamento com alopurinol diminuiu esteatose macrovesicular (27%, P <0,01), necroinflamação (72%, P <0,001) e fibrose (26%, P <0,05) em hepatócitos. A terapia com alopurinol evitou significativamente a hiperglicemia e aumentou os níveis de HDL colesterol nos ratos e foi eficaz na prevenção da necroinflamação e fibrose hepática induzida por frutose. Corresponde assim ao primeiro estudo a provar a ação de um inibidor da xantina oxidase como um tratamento para EHNA.