Autofagia é o processo catabólico que ocorre nos lisossomos, e tem por finalidade degradar os componentes celulares e proteínas que já não são mais funcionantes e, assim manter seu equilíbrio homeostático para sobreviverem adequadamente em condições estressantes. Diante das funções biológicas da autofagia identificadas até hoje, a relação entre autofagia celular e neoplasias está provavelmente entre as mais estudadas, devido ao papel duplo que a autofagia exerce sobre o desenvolvimento do câncer, podendo atuar como um mecanismo supressor de tumor ou, podendo ser um mecanismo fundamental para a sobrevivência de células neoplásicas. No entanto, em lesões potencialmente malignas não se sabe sobre o comportamento do processo autofágico. Dessa forma, nosso estudo se propôs a estudar o comportamento da autofagia em neoplasias e em lesões potencialmente malignas bucais e correlacionar com os parâmetros clínicos e a evolução dessas lesões. Para tal finalidade foi utilizado a técnica de imunoistoquímica para avaliar em amostras de mucosa normal, leucoplasias e carcinomas espinocelulares bucais, o percentual de células positivas para o marcador LC3-II. Foram avaliadas 7 amostras de mucosa bucal normal, 51 leucoplasias e 120 carcinomas espinocelulares. Para a análise de carcinomas espinocelulares foi construído um microarranjo tecidual com 2 cilindros de cada paciente. Observamos o aumento dos níveis de autofagia no carcinoma espinocelular bucal (p<0,001) em relação aos outro grupos, porém sem associação com a evolução e sobrevida desses pacientes. Entre as leucoplasias, observamos maior percentual de células positivas na camada intermediária de leucoplasias 12 displásicas (p=0,0319) e na camada basal de lesões com pior evoluação (p=0,0133). Concluimos que os níveis de autofagia aumentam durante o processo de carcinogênese bucal e estão correlacionados com o pior comportamento das leucoplasias. / Autophagy is a catabolic process to digest the cell components and proteins that are no functional anymore. Autophagy maintains the homeostasis in order to cells survive in stressful conditions. In view of the biological functions of autophagy identified to date, the relationship between cellular autophagy and neoplasia is probably among the most studied, due to the dual role that autophagy exerts on the development of cancer. Cell autophagy can act as a tumor suppressor mechanism, or as a key mechanism for the survival of neoplastic cells. However, it is not known in potentially malignant lesions how the autophagic process is controlled. Therefore, the purpose of this study is to assess the autophagic process in oral cancer and potentially malignant oral lesions and to correlate with clinical parameters and the evolution of these lesions. For this purpose, the immunohistochemical technique was used to evaluate the percentage of cells positive for the LC3-II marker in the normal mucosa, leukoplakia and oral squamous cell carcinoma samples. Seven samples of normal buccal mucosa, 51 leukoplakia and 120 squamous cell carcinomas were evaluated. For the squamous cell carcinomas analysis, a tissue microarray with 2 cylinders of each patient was constructed. We observed increased levels of autophagy in oral squamous cell carcinoma (p <0.001) in relation to the other groups, however no association with the prognosis and survival of these patients was detected. Among the leukoplakias, we observed a higher percentage of positive cells in the intermediate layer of dysplastic leukoplakias (p = 0.0319) and in the basal layer of lesions with worse prognosis (p = 0.0133). We conclude that autophagy levels increase during the process of oral carcinogenesis and are correlated with the worse behavior of leukoplakia

O câncer de pulmão é a principal causa de morte por câncer na população mundial. Muitos estudos vêm demonstrando que em determinados tipos tumorais, algumas drogas quimioterápicas estimulam uma eficiente resposta antitumoral, através da indução de uma forma de apoptose conhecida como morte celular imunogênica, sendo caracterizado por uma série de alterações que ocorrem no processo apoptótico, como a exposição pré-apoptótica da calreticulina (CRT) na superfície celular, a liberação de ATP e HMGB1 para o microambiente tumoral. Objetivo: Avaliar a possível morte celular imunogênica causada pelos principais agentes quimioterápicos combinados utilizados na prática clínica para o tratamento de câncer de pulmão de não-pequenas células (CPNPC). Metodologia: Células da linhagem celular de CPNPC A549, foram plaqueadas com os quimioterápicos para indução da morte celular pelo período de 48 horas. Seguido da determinação da concentração das drogas a ser utilizadas com a quantificação da taxa de apoptose inicial com a marcação de anexina V e a exposição da CRT pela citometria de fluxo. O sobrenadante foi retirado para ser analizado o ATP pelo ensaio de bioluminescência e o HMGB1 pela técnica de Dot Blot. Resultados: As porcentagens de células apoptóticas iniciais encontradas para cada tratamento com quimioterápicos foram: controle: 4 ± 1%, cisplatina 40μM+ etoposide 13,2μM: 42,1± 8,8%, carboplatina 200μM + Paclitaxel 100 nM: 20,8 ± 4,1%. Expressão da CRT: controle: 0,002 ± 0,001%; cisplatina 40μM + etoposide 13,2 μM: 60,7 ± 1,87%, carboplatina 200μM + paclitaxel 100nM: 55,5 ± 4,6%. ATP: controle: 100; cisplatina 40μM + etoposide 13,2μM: 320,4 ± 9,4 e carboplatina 200 μM + paclitaxel 100 nM: 299,6 ± 6,4. HMGB1: controle: 1; cisplatina 40μM + etoposide 13.2 μM: 2,20 ± 0,10; carboplatina 200μM + paclitaxel 100nM: 1,56 ± 0,25. Conclusão: Observamos que, ao contrário de alguns estudos ambos as combinações de quimioterápicos possuem a capacidade de expressar os principais marcadores para desencadear a morte celular imunogênica. Podendo auxiliar no desenvolvimento e melhor direcionamento, dos quimioterápicos sobre a indução da morte imunogênica para o tratamento do CPNPC.

Os éteres difenílicos polibromados (PBDEs) são compostos amplamente utilizados como retardantes de chamas que foram introduzidos por volta da década de 1970, em uma gama de produtos industrializados, especialmente em aparelhos eletrônicos. No entanto, em contrapartida ao seu papel benéfico como dispositivo de segurança, esses compostos apresentam uma estrutura química que proporciona ao homem preocupantes efeitos tóxicos que, de acordo com vários estudos, são responsáveis por desencadearem problemas neurotóxicos e hormonais, assim como influenciarem no desenvolvimento de algumas doenças. Além disso, suas características físico-químicas permitem que eles sejam bioacumulados e persistentes no meio ambiente. Diante desses fatores, tornam-se importantes estudos que melhor caracterizem o mecanismo de ação desses compostos e, portanto, a proposta do projeto foi analisar os efeitos do congênere 2, 2\' ,3, 3\' ,4, 4\' ,5, 5\' ,6, 6\' decabromodifenil éter (BDE-209) em células de hepatocarcinoma humano do tipo HepG2, aplicando como método de análise os ensaios de citotoxicidade durante indução autofágica. Os resultados obtidos mostraram que o BDE-209, como observados em outros estudos do nosso laboratório, não apresentou toxicidade acentuada em comparação aos outros congêneres, pois mostrou resultados significativos apenas nas maiores concentrações. A indução autofágica, por sua vez, não proporcionou efeitos protetivos contra a citotoxicidade do BDE, pelo contrário, ela foi capaz de perturbar ainda mais a homeostasia celular e de causar necrose na presença de 25 µmol.L-1 do congênere. Suplementariamente, foram coletadas amostras de sedimentos provenientes de uma lagoa pertencente à área de recarga do aquífero Guaraní no município de Ribeirão Preto para a quantificação de PBDEs com o objetivo de determinar o nível de contaminação desse ambiente. Estas amostras foram analisadas por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG-ECD), após um processo de extração, clean up e pré-concentração. Os resultados obtidos mostraram a presença de seis BDEs com somatórias de suas concentrações nos valores de 4,03 ng.g-1 e 5,38 ng.g-1 em duas amostras coletas, tendo como congênere em destaque o 2, 2\', 4, 4\' tetrabromodifenil éter (BDE-47). / The polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are compounds widely used as flame retardants, introduced around 1970, in a diversity of industrial products especially electronics. However, in contrast to its beneficial role as a safety device, these compounds have a chemical structure, which provides to humans worrisome toxic effects, because according to several studies, they are responsible for triggering neurotoxic and hormonal problems, as well as influence in the development of some diseases. Moreover, its chemical composition allows them to be bioaccumulated, which gives potential effects, since they are persistent in the environment. Given these factors, studies that can better describe these compounds action mechanism are important. Therefore, the proposal of this project was to analyze the effect of 2, 2\' ,3, 3\' ,4, 4\' ,5, 5\' ,6, 6\'-decabromodiphenyl ether (BDE-209) using as model the human hepatocellular carcinoma cells, HepG2, applying cytotoxicity assays during autophagic induction. The results showed that BDE-209, as observed in other studies of our group, induced no severe toxicity like other congeners as it showed significant results only in higher concentrations. The autophagic induction had no protective effects against the BDEs cytotoxicity, on the contrary, it was able to affect cells homeostasis and cause necrosis in the presence of 25 mol.L-1 of the congener. Additionally, sediment samples were collected from a recharge point of Guaraní aquifer in Ribeirão Preto for quantification of these compounds to determine the level of contamination in this environment. These samples were analyzed by gas chromatography with electron capture detector (CG-ECD) after a process of extraction, clean up and preconcentration. The results showed the presence of six BDEs with total concentration of 4.03 ng.g-1 and 5.38 ng.g-1 in two samples collected, which the main congener was 2, 2\', 4, 4\' tetrabromodiphenyl ether (BDE-47).

O reconhecimento de bactérias invasoras pelas células hospedeiras através do processo autofágico é um fator chave na determinação da infecção bacteriana. Escherichia coli enteroinvasora (EIEC) possui uma proteína, denominada IcsB, que em estudos em Shigella, é responsável pela inativação deste processo de degradação bacteriana. Uma vez que EIEC expressa menos IcsB do que S. flexneri, nos propusemos a investigar o processo autofágico na infecção por EIEC, utilizando as técnicas de mutação gênica por inserção, western-blot, microscopia de fluorescência e eletrônica de transmissão e microarray. Verificamos que a proteína IcsB é um fator de virulência importante na camuflagem de EIEC, pois quando pouco ou nada expresso, há um maior reconhecimento da bactéria pelas células hospedeiras, favorecendo sua menor disseminação. Isto corrobora não somente com a transcrição gênica, mas com a importância da sequência de nucleotídeos deste gene, uma vez que a cepa de E. coli SM124/13 complementada com o icsB de Shigella se mostrou mais eficiente na disseminação dentro da célula hospedeira. De forma interessante, IcsB apresentou um papel inédito na regulação da resposta inflamatória das células HeLa, onde a ausência de IcsB em EIEC promoveu uma intensa perturbação na homeostase da célula hospedeira, com aumento da secreção de IL-6, IL-8 e morte celular. Adicionalmente, ficou evidente que a célula eucariótica responde de maneira distinta frente a infecção por EIEC e Shigella flexneri. EIEC provavelmente ativou o processo autofágico em células humanas de forma não canônica. Nossa hipótese seria de que EIEC é reconhecida pelo processo autofágico, podendo ser este um importante fenômeno de reconhecimento bacteriano que colabore para a menor disseminação intracelular de EIEC, e assim tornar sua doença mais branda, quando comparada com a infecção por Shigella. / The invasive bacteria recognition by host cells through autophagy is a key factor for determining bacterial infection. Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) express a protein IcsB, which in Shigella, is known for inactivating the bacterial degradation process. Once EIEC showed less expression of icsB when compared to S. flexneri, we proposed to investigate the autophagy caused by EIEC infection, using techniques such as gene mutation by insertion, western blot, fluorescence microscopy, transmission electron microscopy and microarray. Our results showed that IcsB protein is an important virulence factor in EIEC because it causes a camouflage of the bacteria in the eukaryotic cell. When there is a low expression of the protein, the cell recognition of the invasive bacteria is high, decreasing the bacteria dissemination. This found confirms the importance of the gene transcription and the gene sequence, since the strain E. coli SM124/13, complemented with icsB from Shigella, showed higher dissemination efficiency inside of the host cell. Interestingly, IcsB showed a new role on regulating the inflammatory response in Hela cells. The absence of IcsB in EIEC generated an intense disturbance of the cell homeostasis, increased the secretion of IL-6 and IL-8, and caused cell death. Additionally, our results revealed that eukaryotic cell infected by EIEC or Shigella flexneri showed distinguish responses. In EIEC infection, the autophagy was activated in human cells, but not in a conventional mode. Our hypothesis is that EIEC is recognized by autophagy, being an important cell process for bacterial recognition. This process can cause a decrease in the intracellular spread of EIEC making the infection less severe when compared to the infection caused by Shigella.

Autofagia e ativação dos inflamassomas são dois processos celulares autônomos, que podem interagir entre si. Estes processos participam ativamente do controle de infecções ocasionadas por diversos patógenos intracelulares. Anteriormente, descrevemos o inflamassoma NLRP3 no controle do T. cruzi, agente causador da Doença de Chagas. Entretanto, o papel da autofagia nesse controle não era conhecido. Neste trabalho, foi demonstrado que o T. cruzi induz aumento da expressão de LC3-II, formação de autofagossomas e autolisossomos em macrófagos peritoneais (MPs) de camundongos C57BL/6 selvagens. Ainda, a manipulação farmacológica da autofagia interferiu com a capacidade dos MPs em controlar a infecção pelo T. cruzi, apontando esse processo como um mecanismo efetor envolvido no controle do protozoário por macrófagos. Nesse contexto, NLRP3 parece funcionar como um modulador do processo autofágico. Na ausência de NLRP3, a manipulação farmacológica da autofagia não interferiu no controle do T. cruzi por MPs. Isso se correlacionou ao fato do fluxo autofágico se encontrar interrompido em MPs de camundongos deficientes para NLRP3 em resposta à infecção, mas não em resposta à rapamicina e starvation. A razão do bloqueio no fluxo autofágico parece ser a incapacidade de MPs deficientes em NLRP3 em formar autolisossomos, fato visualizado em microscopia confocal e eletrônica. Interessante, NLRP3 parece agir independente de caspase-1/11 na regulação da autofagia. Por outro lado, a análise da expressão de genes autofágicos por PCR-array revelou que MPs de animais deficientes em NLRP3 apresentam alta expressão basal de genes relacionados com a formação e maturação de autofagossomas e autolisossomas. Em contrapartida, a infecção pelo T. cruzi inibe a expressão desses genes na ausência de NLRP3, ao contrário da indução observada em MPs selvagens. Juntos, esses dados mostram que NLRP3 induz autofagia funcional em resposta ao T. cruzi, sendo sua presença fundamental para impedir o escape do parasita pela inibição de genes autofágicos. / Autophagy and inflammasome activation are two cell-autonomous and cross-regulated processes involved in host resistance against infections. Our group previously described that NLRP3 inflammasome is required for the control of T. cruzi, causative agent of Chagas disease. However, the involvement of autophagy in this process was largely unknown. Here, we demonstrated that T. cruzi is able to induce an increase in LC3II expression, formation of autophagosome and autolysosomes in peritoneal macrophages (PMs) from C57BL/6 mice. Moreover, the pharmacological modulation of autophagic machinery influenced the trypanocidal ability of PMs, pointing out autophagy as an effector mechanism to control T. cruzi infection. In this sense, NLRP3 seems to be involved in the modulation of the autophagic process. In the absence of NLRP3, the pharmacological modulation of autophagy did not interfere in the control of T. cruzi by PMs. Furthermore, autophagic flux is blocked in these cells in response to infection, but not in response to rapamycin and starvation. In fact, whereas T. cruzi induces the formation of large autolysosomes (LC3&#43 and Lysotracker&#43)-containing amastigotes in WT macrophages, only small and single positive vesicles are found in the absence of NLRP3. Interesting, NLRP3 appears to act independently of caspase-1/11 on the regulation of autophagy. On the other hand, the PCR-array analysis of autophagic genes demonstrated that NLRP3-/- PMs have higher basal expression of genes related to the formation and maturation of autophagosomes and autolysosomes in comparison to WT cells. In contrast, T. cruzi inhibited the expression of these genes in the absence of NLRP3, unlike the induction observed in WT PMs. Together, these data show that NLRP3 induces functional autophagy in response to T. cruzi being its presence required to overcome the escape of the parasite by preventing its inhibition of autophagic genes.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013 / Associação Fundo de Incentivo à Psicofarmacologia (AFIP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) / CEPID: 98/14303-3 / FAPESP: 2011/15962-7 / FAPESP: 2013/00152-5 / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-30 / A Mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença de depósito lisossômico autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima alfa-L-iduronidase, responsável pela degradação de dois glicosaminoglicanos: dermatan e heparan sulfatos. Pacientes com MPS I apresentam uma ampla diversidade de manifestações clínicas e, até hoje, não foi possível estabelecer a correlação genótipo-fenótipo. Além disso, somente o acúmulo de glicosaminoglicanos não é suficiente para explicar a heterogeneidade fenotípica. A ampla diversidade de manifestações clínicas é uma característica das doenças de depósito lisossômico, além do acúmulo de metabólitos não diretamente relacionados à deficiência enzimática específica, sugerindo que várias vias bioquímicas e/ou celulares secundárias estejam envolvidas na fisiopatologia destas doenças. Alterações em diversos processos celulares como vias de sinalização, homeostase de Ca2+ intracelular, biossíntese de lipídeos, tráfego intracelular, permeabilização da membrana lisossômica e autofagia já foram identificadas em diferentes doenças de depósito lisossômico. Neste presente estudo, foram avaliados os processos de permeabilização da membrana lisossômica, homeostase de Ca2+ intracelular e autofagia em diferentes tecidos de um modelo animal de MPS I. Em esplenócitos de camundongos com MPS I, foi observada maior quantidade de Ca2+ no retículo endoplasmático e nos lisossomos, e menor quantidade de H+ nos lisossomos, indicando alteração de homeostase iônica nestas células. Foi observada também uma alteração na distribuição de H+ entre os compartimentos celulares, além da presença de cisteíno proteases no citosol, que evidenciam o processo de permeabilização da membrana lisossômica. Além disso, os esplenócitos de camundongos com MPS I apresentaram taxa maior de apoptose, provavelmente ativada pela permeabilização. Em conjunto, essas alterações sugerem que o processo de autofagia também possa estar comprometido neste modelo animal. Em relacao aos marcadores de autofagia, foi observada maior quantidade da proteina Beclina-1 no cerebro dos camundongos com MPS I, indicativo de inducao da autofagia. Nao foram observadas evidencias de acumulo de agregados proteicos pelo bloqueio de autofagia em nenhum dos tecidos estudados (cerebro, figado e baco), pois nao foram encontradas diferencas nas quantidades da proteina p62/SQSTM1. Porem, foi identificada uma isoforma da p62/SQSTM1 de menor tamanho, e a razao entre as isoformas foi diferente entre todos os tecidos, sugerindo que o fluxo de degradacao destas moleculas e tecido-especifico. Alem disso, foram observados baixos niveis de ƒÀ-tubulina nos hepatocitos dos camundongos com MPS I, que provavelmente causam desorganizacao do citoesqueleto e deficiencia no transporte vesicular. Analisados de maneira conjunta, os resultados observados neste presente estudo demonstram que diversas alteracoes bioquimicas e celulares secundarias a deficiencia enzimatica estao envolvidas na fisiopatologia da MPS I, e que essas alteracoes sao tecido-especificas. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2014-10-29T13:31:11Z No. of bitstreams: 1 Beatriz Rocha Simone Dias Vacúolos....pdf: 43303992 bytes, checksum: 310fce5b6b7557207067a51be3ca3c64 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T13:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beatriz Rocha Simone Dias Vacúolos....pdf: 43303992 bytes, checksum: 310fce5b6b7557207067a51be3ca3c64 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A Leishmania é um parasito intracelular obrigatório que vive e se multiplic adentro dos vacúolos parasitóforos em macrófagos no hospedeiro vertebrado. Apesar dos vacúolos induzidos por diferentes espécies de Leishmania apresentarem semelhanças bioquímicas, esses compartimentos apresentam diferenças significativas nos seus tamanhos. Os vacúolos parasitóforos induzidos por Leishmania mexicana e Leishmania amazonensis apresentam grandes dimensões e contêm uma grande quantidade de amastigotas, enquanto que os induzidos por Leishmania major e Leishmania donovani são pequenos e com pouco espaço ao redor das amastigotas. Estudos recentes demonstraram que compartimentos induzidos por microrganismos intracelulares são capazes de interagir com a via autofágica e esta pode controlar ou promover o estabelecimento da infecção a depender da natureza do microrganismo. Até o momento, poucos estudos foram realizados para avaliar o papel da autofagia na biogênese e maturação dos vacúolos parasitóforos induzidos por Leishmania. Recentemente, foi demonstrado que em macrófagos de camundongos BALB/c, a indução de autofagia provoca um aumento na carga parasitária de L. amazonensis, no entanto, não é capaz de aumentar a carga parasitária de L. major. Além disso, estudos indicam que vacúolos parasitóforos de L. mexicana adquirem macromoléculas do citoplasma da célula hospedeira por meio de microautofagia. Uma vez que L. amazonensis integra o mesmo complexo que L. mexicana, nossa hipótese é que vacúolos parasitóforos induzidos por L. amazonensis interagem com a via autofágica.Assim, o presente estudo tem como bjetivo verificar e comparar a participação da autofagia na infecção por L. amazonensis ou L. major em macrófagos murinos. Para este fim, avaliamos quanto a características autofágicas, os vacúolos parasitóforos induzidos por L. amazonensis ou L. major em macrófagos de camundongo CBA e analisamos a influência da superexpressão de LC3 sobre a sobrevivência de L. amazonensis ou L. major em macrófagos infectados. Inicialmente, macrófagos de camundongos CBA foram infectados com L. amazonensis ou L. major e incubados com ysoTracker, marcador de compartimentos lisossomais, ou DQ-BSA, marcador de compartimentos degradativos. Além disso, foi avaliada a presença de LAMP, proteína lisossomal, e LC3, proteína específica de autofagossomo, na membrana destes vacúolos. Em seguida, a co- localização dos parasitos com os vacúolos parasitóforos contendo estes marcadores foi quantificada. Nossos resultados demostraram um maior percentual de co-localização tanto do LysoTracker como doDQ-BSAcom parasitos em vacúolos no interior de macrófagos infectados com L. major em comparação com aqueles infectados com L. amazonensis. No entanto, não houve diferença no percentual de co-localização de LAMP com L. major ou L. amazonensis e foi observado um maior percentual de co-localização do LC3 com parasitos em macrófagos infectados com L. amazonensis em comparação com aqueles infectados com L. major. Posteriormente, avaliamos o efeito da superexpressão da LC3 na infecção por L. amazonensis ou L. major. Células de linhagem macrofágica RAW foram transfectadas com o plasmídeo contendo a sequência codificante para a LC3 e infectadas com L. amazonensis ou L. major. Nós observamos uma reduçãono percentual de infecção por L. amazonensis e L. major nas células RAW- pmRFP-LC3 em comparação às controle. Essa diminuição na infecção se deu por inibição da fagocitose de L. amazonensis e L. major pois os parasitos continuam a interagir com a membrana das células RAW-pmRFP-LC3, mas não são internalizadas. Em conjunto, estes dados demonstram que os vacúolos parasitóforos de L. amazonensis e L. major interagem com compartimentos da via autofágica de forma distinta e que a superexpressão de LC3 reduz a fagocitose de L. amazonensis e L. major por células RAW, o que resulta na redução da infecção / Leishmania is an intracellular parasite that lives and multiplies within parasitophorous vacuoles in macrophages in the vertebrate host. Despite the fact that vacuoles induced by different species of Leishmania present biochemical similarities, these compartments have significant differences in their sizes and composition. The parasitophorous vacuoles induced by Leishmania mexicana and Leishmania amazonensis are large and contain a large number of amastigotes, while vacuoles induced by Leishmania major and Leishmania donovani are small and tight. Recent studies have demonstrated that depending on the type of intracellular microorganism, the induced compartments can interact with the autophagic pathway and control or promote the establishment of infection. To date, few studies have been conducted to evaluate the role autophagic process plays in the biogenesis and maturation of parasitophorous vacuoles induced by Leishmania. Recently, it has been demonstrated that in macrophages of BALB/c mice, the induction of autophagic causes an increase in parasitic load of L. amazonensis, but not L. major. Furthermore, other studies indicate that L. mexicana-induced parasitophorous vacuoles acquire macromolecules from the cytoplasm of the host cell through microautophagy. Once L. amazonensis belongs to the same complex that L. mexicana, our hypothesis is that L. amazonensis-induced parasitophorous vacuoles interact with the autophagic pathway. Thus, the present study aims to evaluate and compare the role autophagic process plays in Leishmania infection. We evaluated L. amazonensis- or L. major-induced parasitophorous vacuoles regarding their autophagic characteristics and we analyzed the influence of the overexpression of LC3 on the survival of parasites in infected macrophages. Initially, macrophages of CBA mice were infected with L. amazonensis or L. major and incubated with a marker of lysosomal compartments, LysoTracker, or a marker of degrading compartments, DQ-BSA. In addition, we evaluated the presence of the lysosomal membrane protein, LAMP-1, and a protein specific of autophagossomes, LC3 in the membrane of these vacuoles. Then, the colocalization of parasites with the marker labeled-compartments was quantified. Our results demonstrated a higher percentage of colocalization of both LysoTracker and DQ-BSA with parasites in vacuoles within macrophages infected with L. major in comparison with those infected with L. amazonensis. However, there was no difference in the percentage of colocalization of LAMP with L. major or L. amazonensis. We also observed a higher percentage of LC3-co-localizing with parasites in macrophages infected with L. amazonensis in comparison with those infected with L. major. Subsequently, we evaluated the effect of overexpression of LC3 in macrophages infected with L. amazonensis or L. major. RAW cells were transfected with the plasmid containing the coding sequence for the LC3 (RAW-pmRFP-LC3) and then were infected with L. amazonensis or L. major stationary phase promastigotas. A reduction was observed in the percentage of infected RAW-pmRFP-LC3 cells with L. amazonensis and L. major compared to control cells. This decrease in the percentage of infected cells is due to the inhibition of phagocytic ability of RAW-pmRFP-LC3 cells, since the parasites continue to interact with cell membrane, but is not internalized. Together, these findings show that L. amazonensis- and L. major-induced parasitophorous vacuoles interact differently with compartments of the autophagic pathway and that the overexpression of LC3 reduces phagocytosis of both L. amazonensis and L. major by RAW-pmRFP-LC3 cells resulting in the reduction of infection.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-12-30T14:31:06Z No. of bitstreams: 1 Antonio Luis de Oliveira Petersen Avaliação do 17-AAG... 2015.pdf: 4140982 bytes, checksum: b2369d43c8af2a304d5953f23f604a99 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-12-30T14:31:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Antonio Luis de Oliveira Petersen Avaliação do 17-AAG... 2015.pdf: 4140982 bytes, checksum: b2369d43c8af2a304d5953f23f604a99 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-30T14:31:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio Luis de Oliveira Petersen Avaliação do 17-AAG... 2015.pdf: 4140982 bytes, checksum: b2369d43c8af2a304d5953f23f604a99 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A leishmaniose é uma doença endêmica no Brasil causada por parasitos protozoários do gênero Leishmania. A quimioterapia continua sendo a forma mais efetiva de tratamento com os antimoniais pentavalentes sendo usados há mais de 70 anos como a primeira linha de tratamento. O uso deste e de outros fármacos apresenta efeitos adversos graves, os esquemas terapêuticos empregados são desconfortáveis, além de relatos do aumento de casos de resistência. A proteína de choque térmico 90 (HSP90) é um membro da família das chaperonas presente em células eucarióticas e bactérias. Essa proteína é fundamental para o dobramento e estabilização de diferentes proteínas, chamadas genericamente de proteínas cliente. Essa chaperona vem sendo considerada um importante alvo molecular para o tratamento de diferentes doenças parasitárias. Nessa tese, o inibidor específico da atividade ATPásica da HSP90, o 17-allilamino-17-demethoxigeldanamicina (17- AAG) foi testado em parasitos do gênero Leishmania. Inicialmente, avaliamos o efeito em cultura axênica e observamos que o 17-AAG causa a morte desses parasitos em concentrações inferiores às necessárias para causar a morte de macrófagos. Observamos também que o tratamento com 17-AAG promove a morte intracelular dos parasitos em concentrações que variam de 25 a 500 nM nos tempos de 24 e 48 h, sendo também eficaz contra a forma amastigota em tempos mais tardios como 96 h de infecção. Os parasitos morrem independentemente da produção de moléculas microbicidas pelo macrófago, como superóxido e óxido nítrico, que tiveram sua produção reduzida em 61 e 58 %, respectivamente. O tratamento com 17-AAG também reduziu a produção de mediadores próinflamatórios como TNF-α, IL-6 e MCP-1 em 35, 35 e 92 %, respectivamente. Utilizando o modelo de camundongos BALB/c infectados por Leishmania braziliensis na orelha demonstramos que o tratamento com 17-AAG causou redução do tamanho da lesão cutânea em 0,5 mm e da carga parasitaria no local da infecção em 25 %, no entanto, não foi capaz de reduzir a carga parasitaria no linfonodo drenante. Análise por microscopia eletrônica de transmissão de macrófagos infectados e tratados com 17-AAG revelou alterações características de um processo autofágico com vacuolização do citoplasma e formação de vacúolos com dupla membrana, além da presença de figuras de mielina. Utilizando parasitos transgênicos observamos que 17-AAG induz um aumento de 30 % na formação de autofagossomos, que tem a sua capacidade de fusão com glicossomos e lisossomos reduzida. Além disso, parasitos ATG5 knockout, incapazes de formar autofagossomos foram cerca de 90% mais resistentes à morte induzida pelo AAG em relação a parasitos selvagens. Observamos, também, que o tratamento com MG132, um inibidor da atividade do proteassoma, assim como o 17-AAG induziu o acúmulo de proteínas ubiquitinadas de parasitos, especialmente em 8 parasitos incapazes de formar autofagossomos, sugerindo um papel da autofagia na degradação de proteínas ubiquitinadas. Por último, observamos que o MG132 foi capaz de induzir a formação de autofagossomos sugerindo uma ligação entre o acúmulo de proteínas ubiquitinadas e a indução da via autofágica. Em conjunto, nossos resultados indicam que o HSP90 é um alvo molecular que dever ser explorado no tratamento das leishmanioses. / Leishmaniases are endemic disease in Brazil caused by protozoan parasites from the genus Leishmania. Chemotherapy remains the most effective way of treatment and pentavalent antimonials, used for more than 70 years, remaining as first choice drugs for leishmaniasis treatment. The use of this and other drugs causes severe side effects, therapeutic regimens employed for leishmaniasis treatment are unpleasant, besides an increase number of resistance cases. The Heat Shock Protein 90 (HSP90) is a member of the chaperone family present in bacteria and eukaryotic cells. This protein is essential for the folding and stabilization of different proteins, known as client proteins. This chaperone has been considered an important molecular target for the treatment of different parasitic diseases. In this thesis, the specific inhibitors of the ATPase activity from the HSP90, 17-allylamino- 17-demethoxygeldanamycin (17-AAG), were tested against parasites from the genus Leishmania. First we evaluated its effect on axenic culture and observed that 17- AAG induces parasite cell death in lowerconcentrations than those needed to induce macrophage cell death. We also observed that 17-AAG intracellular parasite death in concentrations ranging from 25 to 500 nM after 24 or 48 h, being also able to kill amastigotes in latter times of infection, such as 96 h. The parasites die independently of the production of microbicide molecules, such as superoxide and nitric oxide, which had their production reduced by 61 and 58 %, respectively. 17- AAG treatment also reduced the production of pro-inflammatory molecules such as TNF-α, IL-6 e MCP-1 in 35, 35 and 98 %, respectively. Using the murine model of BALB/c mice infected with Leishmania braziliensis in the ear showed that treatment of 17-AAG reduces the size of the lesion in 0,5 mm and the parasite load in the ear in 25 %, however, the treatment wasn’t able to reduce the parasite load in the draining lymph node. Transmission electron microscopy analysis of infected macrophages treated with 17-AAG revealed alterations typical of autophagic process with cytoplasm vacuolization, formation of vacuoles with double membranes, besides the presence of myelin figures. Using transgenic parasites we observed that 17-AAG induces an increase of 35 % in the autophagosome formation witch have their ability to fuse with glycosome and lisosome reduced. However, in comparison to wild type parasites, ATG5 knockout parasites that are unable to form autophagosome were 90% more resistant to 17-AAG-induced cell death. We also observed that MG132 treatment, a proteasome inhibitor, like 17-AAG induced ubiquitined proteins accumulation in parasites, especially in parasites unable to form autophagosome, suggesting a role of autophagy in degradation of ubiquitinated proteins. Lastly, we observed that MG132 induced autophagosome formation, suggesting a link between ubiquitinated and induction of the autophagic pathway. In sum, our results indicate that HSP90 is a molecular target that should be explored as a treatment for leishmaniasis.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2016-02-19T13:19:42Z No. of bitstreams: 1 Clarissa Cunha Santana Avaliação... 2015.pdf: 1937824 bytes, checksum: 1d212794cc3bec0caa6b8414a186531b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2016-02-19T13:19:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Clarissa Cunha Santana Avaliação... 2015.pdf: 1937824 bytes, checksum: 1d212794cc3bec0caa6b8414a186531b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-19T13:19:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clarissa Cunha Santana Avaliação... 2015.pdf: 1937824 bytes, checksum: 1d212794cc3bec0caa6b8414a186531b (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A malária é uma doença causada por cinco espécies de parasitos do gênero Plasmodium que causa anualmente a morte de milhares de pessoas, principalmente em países pobres da África. Muito antiga, uma diversidade de fármacos já foram empregados na tentativa de erradicação da doença, entretanto o aparecimento de cepas resistentes, bem como efeitos adversos gerados pelo tratamento impossibilitou tal ação. Os quinolínicos configuram uma grande parte destes tratamentos, apresentando uma notável atividade antimalárica. Neste trabalho nós avaliamos o potencial antimalárico de três novos derivados quinolínicos BS 260, BS 318 e BS 373 em culturas de Plasmodium falciparum, cepa w2, cloroquina resistente. BS 373 apresentou melhor atividade contra culturas de Plasmodium falciparum e, assim como o BS 318, foi capaz de inibir a biocristalização de hemozoína pelos parasitos. A microscopia eletrônica de transmissão revelou uma desorganização celular, diminuição do tamanho e quantidade de cristais de hemozoína no vacúolo digestivo, bem como vacuolizações citoplasmáticas e presença de estruturas membranares no vacúolo digestivo, o que indica a ocorrência de um processo autofágico nas células tratadas com 10 LM e 20 LM do BS 373. A presença de cristais citoplasmáticos indica a ocorrência de autólise pela ruptura da membrana do vacúolo digestivo. Por fim, o efeito dos tratamentos se mostrou irreversível nos parasitos com 24 horas de tratamento para BS 318 e BS 373, enquanto que para BS 260 essa irreversibilidade só foi observada após 48 horas. Nossos dados mostram que os derivados quinolínicos testados são efetivos contra culturas de P. falciparum, configurando bons candidatos à novas moléculas antimaláricas. / Malaria is a disease caused by five Plasmodium species that cause deaths of thousands of people annually, mostly in poor countries of Africa. Very anccient, a variety of drugs have been used in an attempt to eradicate the disease, however the emergence of resistant strains, as well as adverse effects caused by treatment prevented such action. The quinoline are a large part of these treatments, presenting a remarkable antimalarial activity. In this paper we evaluate the antimalarial potential of three new quinoline derivative BS 260, BS 318 and BS 373 in Plasmodium falciparum chloroquine resistant, w2 strain, cultures. BS 373 showed the best activity against Plasmodium falciparum cultures, while and analogously to BS 318 was able to inhibit the hemozoin formation by parasites. The transmission electron microscopy revealed a cell disorganization, decreased size and amount of hemozoin crystals in the digestive vacuole, cytoplasmic vacuolization and presence of membrane structures in the digestive vacuole, which indicates an autophagic process in cells treated with 10 LM and 20 LM BS 373. Cytoplasmic being crystals indicate parasite cell autolusis caused by digestive vacuole membrane disrupture. Finally, the effect of treatment proved irreversible on parasites at 24 hours of treatment for BS 318 and BS 373, whereas for BS 260 this irreversibility was only observed after 48 hours. Our data show that the quinoline derivatives tested are effective against P. falciparum cultures, setting good candidates for new antimalarial molecules.