Este trabalho avaliou a bioacumulação de metais e as respostas biológicas em mexilhões Perna perna coletados na Praia da Cocanha, Ilha das Palmas e Ponta de Itaipu, e ostras Crassostrea brasiliana coletadas nos Estuários de Cananéia, Santos e Bertioga em diferentes estações do ano. Foram realizadas duas campanhas: 2008/09 e 2016/17. A Cocanha apresentou elevados níveis de metais, indução de EROD e DBF e efeitos peroxidativos e genotóxicos. Em Palmas houve ativação de EROD, DBF, GST e GSH. Itaipu evidenciou bioacumulação de metais, ativação de GST e GSH e danos no DNA. Em Cananéia houve bioacumulação de As e Cr, respostas das fases I e II e efeitos peroxidativos. Santos exibiu piores condições fisiológicas, com alterações bioquímicas em todas as estações do ano. Bertioga piorou em 2016/17 em relação a 2008/09, evidenciado por maior bioacumulação de metais e respostas de biotransformação e antioxidantes e efeitos neurotóxicos. Os dados evidenciam fontes de contaminação diferentes para cada local e variação de acordo com o período do ano em função de diversos fatores (e.g. pluviosidade, reprodução, turismo). Os locais escolhidos como referência demonstraram estar sob influência de fontes pontuais de contaminação. Deve-se considerar que Itaipu e Cananéia integram unidades de conservação. / The present study assessed the bioaccumulation of metals and the biological responses in mussels Perna perna from Cocanha Brach, Palmas Island and Ponta de Itaipu, and oysters Crassostrea brasiliana from the estuaries of Cananéia, Santos and Bertioga in different seasons. Two campaigns were carried out: 2008/09 and 2016/17. Cocanha showed high levels of metals, induction of EROD and DBF and peroxidative and genotoxic damages. Palmas exhibited induction of EROD, DBF, GST and GSH. Itaipu exhibited bioaccumulation of metals, activation of GST and GSH and DNA damage. Cananéia showed bioaccumulation of As and Cr, phases I and II responses and peroxidative damage. Santos exhibited the worst physiological conditions, with biochemical alterations in all seasons. Bertioga conditions worsened in 2016/17 compared to 2008/09, evidenced by the higher content of metals and biotransformation and antioxidant responses and neurotoxic damage. These data show different sources of contamination for each site and variation in accordance with the time of the year due to several factors (e.g. rainfall, reproduction, tourism). The sites chosen as reference may be influenced by point sources of contamination. It should be considered that Itaipu and Cananéia are within protected areas.

O presente estudo compreendeu : a caracterização dos estuários de Santos/São Vicente e Cananéia quanto ao processo de contaminação; e o estudo de biomarcadores somáticos, bioquímicos, genotóxicos e morfológicos em Cathorops spixii. Os resultados hidroquímicos, nutrientes e concentração de mercúrio total confirmaram a maior influência humana no estuário de Santos/São Vicente, principalmente na área mais interna do sistema, em comparação com a baixa influência antropogênica do estuário de Cananéia. Os dados de mercúrio total no músculo de C. spixii corroboram as características de bioindicador desta espécie. A associação entre os valores de FACs e os diferentes componentes do sistema oxigenase de função múltipla (MFO) reforçam a influência de contaminação por compostos orgânicos, principalmente no Canal de Santos. Os dados de catalase e peroxidação lipídica não indicaram a presença de estresse oxidativo decorrente da exposição aos múltiplos xenobiontes. Glutationa-S-transferase (GST) e -aminolevulinato desidratase (ALAD) não mostraram respostas satisfatórias quanto à sua utilização como biomarcador em C. spixii. Entretanto, metalotioneínas (MTs) foram induzidas nos peixes de Santos/São Vicente. Alterações nucleares, confirmam sua utilidade em estudo de biomonitoramento para detecção de genotoxicidade. Colinesterase e alterações histopatológicas foram satisfatórias como biomarcadores neurotóxicos e morfológicos. A elevada ocorrência de áreas de necrose em C. spixii amostrados no estuário de Santos/São Vicente refletem condições desestabilizadoras para estes organismos. O padrão de infestação parasitária, associado à histopatologia e estresse oxidativo, sugerem a utilização de parasitos como biomarcadores em C. spixii. De maneria geral, C. spixii foi responsivo aos biomarcadores de efeito e exposição considerados neste estudo, o que vem sugerir sua utilização como organismo sentinela em programas de biomonitoramento nos estuários de Santos/São Vicente e Cananéia. / The aim of this study was to characterize the contamination processes in Santos/São Vicente and Cananéia estuaries; and to study somatic, biochemical, genotoxic and morphological biomarkers in Cathorops spixii. The results of hydrochemistry, nutrients and total mercury concentration confirmed the largest human influence in Santos/São Vicente estuary, mainly in the internal area overall when compared to Cananéia, an estuary under more natural conditions. Data of total mercury in muscle of C. spixii showed the bioindicador characteristics of this species. The association between fluorescent aromatic compounds (FACs) values and the different components of the multiple function oxigenases (MFO) system reinforces the influence of contamination by organic compounds, mainly in Santos Canal. Catalase and lipid peroxidation data did not indicate the presence of oxidative stress due to exposure to multiple foreign agents. Glutahione-S-transferase (GST) and -aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) did not show conclusive answers as biomarkers in C. spixii. However, metallothioneins (MTs) were induced in fish from Santos/São Vicente. The cholinesterase and histopathological alterations were satisfactory as neurotoxic and morphological biomarkers. The high occurrence of necrosis areas verified in the C. Spixii collected in the Santos/São Vicente estuary reflects unbalanced environmental conditions for these organisms. The histopathology and oxidative stress associated to parasitic infestation suggest that the presence of parasites can be used as a biomarker in C. spixii. In general, C. Spixii was responsive to the effect and exposure biomarkers considered in this study, which suggests their use as sentinel organisms in biomonitoring programs in the Santos/São Vicente and Cananéia estuaries.

Introdução - A avaliação do estado nutricional de adolescentes é usualmente realizada com base no índice de massa corporal (IMC) sem levar em consideração a maturação sexual. As alterações da composição corporal se expressam via modificações das características antropométricas, frações corporais e bioquímicas com impactos relevantes na análise do estado nutricional.A elevada variabilidade dessas características leva alguns autores a fundamentar de modo diverso a necessidade de ajuste prévio da maturação sexual para avaliação nutricional de adolescentes. Objetivo - Analisar os efeitos das relações entre maturação sexual e variáveis antropométricas, da composição corporal e dos parâmetros bioquímicos sobre o estado nutricional de adolescentes na faixa de 10 a 15 anos. Métodos- A amostra foi composta por 833 adolescentes escolares de 10 a 15 anos selecionados por amostragem complexa, residentes em Piracicaba (SP), 2012. Os fenótipos corporais foram inicialmente definidos por análise de componentes principais (ACP) a partir de dados antropométricos (massa corporal, altura, dobras cutâneas e circunferência da cintura), composição corporal (ângulo de fase), bioquímicos (triglicerídeos, glicose, razão colesterol total/LDL e hemoglobina), maturação sexual (auto-classificação segundo critério proposto por Tanner) e demográficos (sexo e idade). Esta primeira ACP apresentou caráter descritivo, para reconhecer a formação dos fenótipos corporais. Posteriormente, as variáveis de maturação sexual foram retiradas da ACP e aplicou-se novamente a ACP com as demais variáveis, os componentes gerados na ACP foram considerados desfechos na análise dos efeitos mistos para dimensionar o efeito da interferência da maturação sexual sobre os fenótipos corporais. No primeiro nível da análise utilizou-se sexo como ajuste. No segundo nível do modelo utilizou-se as variáveis de maturação sexual, e como ajuste idade, sexo e escore socioeconômico. Resultados Na primeira ACP foram definidos 4 fenótipos corporais: FC1 composto por dobras cutâneas, massa corporal e circunferência da cintura (expressão de gordura e volume corporal); FC2 composto por maturação sexual (pelos pubianos, mama e gônada), altura e idade (expressão do eixo cronológico); FC3 composto por colesterol e triglicerídeos (expressão de marcadores metabólicos associados à gordura corporal) e FC4 composto por ângulo de fase, hemoglobina e glicose (carga fatorial negativa) (expressão de marcadores metabólicos associados à massa magra). Na segunda ACP manteve-se a formação de 4 fenótipos corporais: FC1 apresentou a mesma formação, com a inclusão da hemoglobina com carga negativa; FC2 inclusão da massa corporal, ângulo de fase e hemoglobina; FC3 triglicerídeo, colesterol, hemoglobina e ângulo de fase e FC4 triglicerídeo, glicose e carga negativa para hemoglobina. O único fenótipo corporal que se associou à maturação sexual foi o FC2, também associado à altura e idade. Esse fenótipo expressa o crescimento físico e composição corporal típicos da puberdade. Com a análise dos efeitos mistos mostramos que a maturação sexual explica 78 por cento do FC2, enquanto para FC1 31 por cento FC3 0,59 por cento e FC4 1,06 por cento para pelos pubianos, para gônada e mama a maturação sexual explica 73 por cento do FC2, enquanto para FC1 2,45 por cento FC3 0,25 por cento e FC4 6,9 por cento . Conclusões - O uso dos fenótipos corporais indica a independência da avaliação nutricional na adolescência com relação à maturação sexual / Introduction - Analysis of nutritional status of adolescents is usually based on body mass index (BMI) without taking to account sexual maturation. Changes in body composition are expressed via modifications of anthropometric characteristics, body and biochemical fractions with relevant impact on the analysis of the nutritional status. The high variability of these features takes some authors to substantiate otherwise the need for prior adjustment of sexual maturation for nutritional assessment of adolescent. Objective - To analyze the effects of the relationships between sexual maturation and anthropometric variables, body composition and biochemical parameters about the nutritional status of adolescents from 10 to 15 years. Methods - The sample was composed by 833 school teenagers of 10 to 15 years selected by complex sampling, living in Piracicaba (SP), 2012. The body phenotypes were defined by principal component analysis (PCA) from anthropometric data (body mass, height, skinfolds and waist circumference), body composition (phase angle), biochemical (triglycerides, glucose, total cholesterol/LDL and hemoglobin), sexualmaturation (self-assessment criterion proposed by Tanner) and demographic (sex and age). This first ACP presented descriptive character, to recognize the formation of the corporal phenotypes. Subsequently, the sexual maturation variables were withdrawn from the ACP and re-applied to the ACP with the other variables, the components generated in the ACP were considered outcomes in the analysis of the mixed effects to measure the effect of the sexual maturation interference on the body phenotypes.In the first level of analysis we used the body phenotypes as outcome and sex as. In the second level of the model using the sexual maturation, and variables as age, sex and socioeconomic score. Results The first 4 body phenotypes were defined: FC1 composed by skinfolds, body weight and waist circumference (FAT expression and body volume); FC2 composed by sexual maturation (pubic hair, breast and gonad), height, and age (chronological axis expression); FC3 composed by cholesterol and triglycerides (expression of metabolic markers associated with body fat) and FC4 composed by phase angle, hemoglobin and glucose (factorial a negative load) (expression of metabolic markers associated with lean body mass). In the second PCA, the FC showed the same composition: FC1 presented the same formation, with the inclusion of hemoglobin with negative loading; FC2 inclusion of body mass, phase angle and hemoglobin; FC3 triglyceride, cholesterol, hemoglobin and phase angle and FC4 triglyceride, glucose and negative loading to hemoglobin. The only body which phenotype was associated to sexual maturation was the FC2, also associated with height and age. This phenotype is the physical growth and body composition typical of puberty. With the analysis of the mixed effects we show that sexual maturation explains 78 per cent of FC2, while for FC1 31 per cent 0.59 per cent FC3 and FC4 1.06 per cent to pubic hair, for gonad and sexual maturation breast explains 73 per cent of FC2, while for FC1 2.45 per cent 0.25 per cent and FC3 FC4 6.9 per cent . Conclusions The use of body phenotypes indicates the independence of nutritional assessment in adolescence in relation to sexual maturation

Introdução. A ação dos hormônios tireoidianos é regulada pela atividade das desiodases. As três iodotironinas desiodases constituem uma família de selenoenzimas que catalisam a remoção do iodo do anel externo ou interno dos hormônios tireoidianos. As desiodases tipo 1 (D1) e tipo 2 (D2) ativam o pró-hormônio tiroxina (T4), o principal produto das células foliculares da glândula tireóide, através da sua conversão para o hormônio biologicamente ativo 3,5,5’- triiodotironina (T3). De maneira inversa, a desiodase tipo 3 (D3) age através da inativação do T3 para suas formas inativas diiodotironina (T2) e triiodotironina reversa (rT3) inativando os hormônios tireoidianos. A transformação neoplásica benigna ou maligna dos tireócitos promove mudanças na expressão destas enzimas, sugerindo que tanto a D1 como a D2 podem estar envolvidos no processo de tumorigênese. A expressão da D3 está elevada em órgãos embrionários, e no período pósnatal sua expressão se restringe à poucos tecidos, como sistema nervoso central e pele. Estudos prévios demonstram que a expressão da D3 pode ser reativada em tecidos durante condições patológicas como doença crítica e desdiferenciação tumoral. De fato, a presença da D3 tem sido demonstrada em linhagens celulares malignas e em vários tumores humanos incluindo astrocitomas, oligodendromas, gliossarcomas, glioblastoma multiforme e carcinomas basocelulares de pele. Pouco se conhece sobre a expressão da D3 em tecidos tumorais tireoidianos. Objetivos. Avaliar a expressão e atividade da D3 em amostras de carcinoma papilar de tireóide (CPT) e correlacionar com a apresentação clínica e características oncológicas destes tumores. Material e Métodos. Amostras de tecido tireoidiano humano foram coletados consecutivamente de 18 pacientes não selecionados submetidos à tireoidectomia total no Hospital de Clínicas de Porto Alegre entre 2005 e 2009. Foram coletadas 18 amostras de CPT e tecido normal subjacente. A atividade de D3 foi aferida pela técnica de cromatografia em papel e os níveis de mRNA pela técnica de real-time PCR. Para o 11 estudo da regulação gênica foram utilizadas as linhagens celulares de carcinoma papilar de tireóide (linhagem K-1). Resultados. Do total de 18 pacientes, 7 (38,9%) apresentavam doença restrita à glândula, 7 (38,9%) tinham metástases linfonodais enquanto 4 (11%) apresentavam metástases à distância. A mediana do tamanho tumoral foi de 2,3 cm (0,8 a 8 cm). Transcritos de mRNA da enzima D3 foram detectados em todas as amostras de tecido normal e CPT analisadas, estando significativamente aumentada no tecido neoplásico (~5 vezes, P=0,001). Embora atividade da D3 não tenha sido detectada no tecido tireoidiano normal, todas as amostras de CPT apresentaram níveis elevados de atividade enzimática (0.79±0.51 fmol/mg.prot.min). De modo interessante, o aumento da atividade da D3 foi associado ao tamanho e estágio tumoral (P=0.002 e P=0.003, respectivamente). Análises adicionais realizadas na linhagem celular de CPT demonstraram que a adição de T3 ou AMPc ao meio de cultura induziu aumento da atividade da D3 enquanto o hipotireoidismo inibiu a expressão enzimática, sugerindo que a regulação da D3 encontra-se preservada. Conclusão. Esses resultados indicam que a transformação maligna da celular folicular tireoidiana induz a expressão da D3 por mecanismos pré-transcricionais. A associação entre os níveis aumentados da atividade da D3 e doença avançada corrobora para o papel da concentração intracelular de T3 na proliferação e/ou dediferenciação celular tireoidiana.

Evidências sugerem que o transtorno bipolar esteja associado a uma toxicidade sistêmica, representada por alterações periféricas em marcadores de inflamação, estresse oxidativo e neurotrofinas, a qual parece estar associada aos episódios de humor e à progressão da doença levando a prejuízos sistêmicos e na neuroplasticidade. Os trabalhos apresentados nesta tese tiveram como objetivo revisar estas alterações e explorar possíveis mecanismos responsáveis por estes achados, com enfoque em uma desregulação transcricional no transtorno bipolar. No primeiro capítulo, revisamos os biomarcadores periféricos associados aos episódios de humor, a relação destes com a toxicidade sistêmica e os possíveis mecanismos subjacentes a esta toxicidade. Seguimos ilustrando, no capítulo 2, um exemplo de alterações estruturais cerebrais em um paciente bipolar com experiência de múltiplos episódios, como um possível exemplo da neuroprogressão no transtorno bipolar. Em seguida, buscamos por vias de regulação transcricional disfuncionais no córtex pré-frontal de pacientes que poderiam estar associadas a essas alterações e neuroplasticidade prejudicada. A partir de abordagem inovadora de bioinformática, no capítulo 3, identificamos algumas unidades regulatórias (regulons) associadas com as duas assinaturas gênicas do transtorno bipolar avaliadas, obtidas a partir de bancos de dados de microarranjo de pré-frontal postmortem. Em uma análise mais rigorosa, identificamos apenas o regulon do gene early growth response 3 (EGR3) enriquecido nas duas assinaturas da doença em duas redes transcricionais do pré-frontal, estando reprimido no fenótipo bipolar. Nossos resultados sugerem o regulon do EGR3 como um alvo importante no transtorno bipolar. Considerando seu papel fundamental na resposta ao estresse e na translação de estímulos ambientas em mudanças na expressão gênica neuronal, propomos que uma disfunção em vias biológicas envolvendo EGR3 poderia levar a uma resposta prejudicada ao estresse e influenciar no risco para o transtorno bipolar. No quarto capítulo, então, caracterizamos o perfil de expressão gênica do modelo de células SH-SY5Y diferenciadas e avaliamos o comportamento do regulon do EGR3 de acordo com o protocolo de diferenciação. Além disso, identificamos moléculas com potencial de modular os regulons enriquecidos no transtorno bipolar visando testar o efeito destas drogas no referido modelo celular. Nossos resultados reforçam o fenótipo neuronal deste modelo in vitro e demonstram que o regulon do EGR3 está enriquecido nas células diferenciadas, sugerindo que ele é importante nesse processo e que este modelo experimental é adequado para estudar este regulon e as moléculas selecionadas pela análise de mapa de conectividade. Nós ainda avaliamos nas células SH-SY5Y o efeito do soro de pacientes bipolares, para investigar o papel da toxicidade sistêmica em células neuronais. O soro de pacientes, especialmente em estágio tardio da doença, causou toxicidade às células, reduzindo a densidade de neuritos e a viabilidade celular. Esses achados representam uma forma de desafio celular relacionado à toxicidade sistêmica do transtorno bipolar, propondo as células SH-SY5Y diferenciadas como um modelo in vitro para estudo desta doença. Em suma, os resultados desta tese sugerem que a toxicidade sistêmica relacionada aos episódios recorrentes de humor pode influenciar nas alterações anatômicas cerebrais associadas com a progressão do transtorno bipolar, e a disfunção no regulon do EGR3 poderia estar envolvida com aspectos desta neuroprogressão considerando o papel de EGR3 na resposta ao estresse e na neuroplasticidade. Estas hipóteses, que também sugerem alvos interessantes para o desenvolvimento de novos tratamentos, devem ser apropriadamente validadas em modelos experimentais, como o modelo de células SH-SY5Y diferenciadas estudado neste trabalho. / Evidence suggests that bipolar disorder is associated with a systemic toxicity, represented by peripheral changes in markers of inflammation, oxidative stress and neurotrophins, which appears to be associated with mood episodes and illness progression leading to systemic damage and impaired neuroplasticity. The work presented in this thesis aimed to review these changes and explore possible mechanisms responsible for these findings, focusing on transcriptional regulation in bipolar disorder. In the first chapter, we review the peripheral biomarkers associated with mood episodes, their relationship with systemic toxicity and the possible mechanisms underlying this toxicity. We have shown, in Chapter 2, an example of structural brain changes in a bipolar patient with multiple episodes experience, as a possible example of ‘neuroprogression’ in bipolar disorder. Then we investigated dysfunctional transcriptional regulatory pathways in the prefrontal cortex of patients that could be associated with these changes and impaired neuroplasticity. Using innovative bioinformatics approaches, in Chapter 3, we identified some regulatory units (regulons) associated with the two gene signatures of bipolar disorder evaluated, obtained from microarray data sets from prefrontal postmortem studies. With a more rigorous analysis, we only identified the regulon of early growth response 3 gene (EGR3) enriched in the two bipolar signatures in the two transcriptional prefrontal networks evaluated, being EGR3 repressed in bipolar phenotype. Our results suggest the EGR3 regulon as an important target in bipolar disorder. Considering its key role in response to stress and translation of environmental stimuli into long-term changes in neuronal gene expression, we propose that a dysfunction in biological pathways involving EGR3 could lead to an impaired response to stress and influence on the risk for bipolar disorder. Then, in Chapter 4, we characterized the gene expression profile of differentiated SHSY5Y cells and evaluated the EGR3 regulon according to the differentiation protocol. Furthermore, we have identified molecules with potential to modulate the regulons enriched in bipolar disorder, using connectivity map analysis, in order to test the effect of these drugs on this cellular model in future studies. Our results consolidated the neuronal phenotype of this in vitro model and demonstrated that the EGR3 regulon is enriched in differentiated cells, suggesting that it is important in this process and that this experimental model is suitable for studying this regulon and molecules selected by connectivity map analysis. Moreover, in Chapter 5, we evaluated the effect of serum of bipolar patients on differentiated SH-SY5Y cells to investigate the role of systemic toxicity in neuronal cells. The serum of patients, especially at late stages of illness, caused toxicity to cells, reducing neurite density and cell viability. These findings represent a strategy of challenging cells related to the systemic toxicity of bipolar disorder, proposing differentiated SH-SY5Y cells as an in vitro model to study this disorder. Therefore, the results of this thesis suggest that systemic toxicity related to recurrent mood episodes may influence on the brain anatomical changes associated with the bipolar disorder progression, and dysfunction in EGR3 regulon could be involved with aspects of ‘neuroprogression’ considering the role of EGR3 in response to stress and neuroplasticity. These hypotheses, which also suggest interesting targets for the development of new treatments, should be further properly validated in experimental models such as the differentiated SH-SY5Y cells model studied in this work.

Ao longo dos últimos anos observou-se um aumento no número de idosos no mundo, com isso faz-se necessário buscar terapias que amenizem os danos relacionados e também elucidar os mecanismos envolvidos neste processo. O exercício físico tem sido sugerido como uma ferramenta importante, não farmacológica, para atenuar os déficits relacionados à idade. Ainda, estudos recentes sugerem uma relação entre o processo de envelhecimento cerebral e o desequilíbrio de mecanismos epigenéticos, contudo, estes dados ainda não são conclusivos. Sabe-se que o grau de neuroplasticidade varia com a idade e que as estruturas encefálicas podem responder diferentemente à exposição ao exercício. Estudos demonstram que o córtex pré-frontal está envolvido em funções de alta ordem como atenção, tomada de decisão e memória de trabalho. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes protocolos de exercício físico (sessão única e exercício diário moderado) sobre a modulação de marcadores epigenéticos em córtex pré-frontal de ratos Wistar de 3 e 21 meses de idade. Os animais foram submetidos ao protocolo de sessão única (20 minutos) ou o exercício diário moderado (20 minutos durante 14 dias), 1 hora após a última sessão foram eutanasiados. O córtex pré-frontal foi dissecado e a acetilação da H4, o conteúdo da DNA metiltransferase (DNMT1 e DNMT3b), assim como a atividade da histona metiltransferase H3K27 foram analisadas. Os resultados serão apresentados na versão completa desta dissertação. / Over the past few years the number of elderly people has increased in the world, therefore it is necessary to search therapies that ameliorate age-related deficits as well as elucidate the mechanisms involved in this process. Physical exercise has been suggested as an important non-pharmacological approach to alleviate the age-related decline. Furthermore, recent studies have suggested a relationship between the process of brain aging and imbalance of epigenetic mechanisms, however, these data are not conclusive. It is well described that prefrontal cortex is involved in higher functions like attention, decision making and working memory. Then, the aim of this study was to investigate the effects of two exercise protocols (single session and daily moderate exercise) on the modulation of epigenetic markers in the prefrontal cortex from Wistar rats of 3- and 21- months-old. Animals were submitted to single session protocol (20 minutes) or the daily moderate exercise (20 minutes for 14 days), and 1hour after the last exercise session animals were euthanized. Prefrontal cortex was dissected out and acetylation of H4, the content of DNA methyl transferase (DNMT1 and DNMT3B), as well as histone methyltransferase H3K27 activity were analyzed. Results will be presented in the full version.

Mental disorders present difficulties in the research of their mechanisms, considering the high levels of comorbidity and the lack of specific neuroscience data to evaluate them. Estipulating deficit circuits in the disorders and the best treatment is a complex task, given the limited comprehension of the factors that correlate to the disorders. The utilization of biomarkers has proved an efficient and reliable alternative to provide precise diagnosis. Among the biomarkers, the Error-Related Negativity component, an event-related cortical potential, has presented high indexes of stability and validity in correlating to anxiety, obsessive, and mood-related mental disorders. The present dissertation evaluated irritability traits in a community sample, using a Flanker task, that has consistently elicited Error-Related Negativity according to the literature. Our results corroborate literature and found a frontocentral negativity, that peaked around 100ms after the commission of an error in the Flanker Task. However, our manipulation of negative feedback did not support literature, and ERN amplitudes were less enhanced post negative feedback. The relationship between irritability and ERN remains unclear. Future studies should, therefore, address these questionings.

A pneumonia nosocomial é uma infecção prevalente e associada com elevados custos e morbi-mortalidade. A maioria destes episódios ocorre em pacientes criticamente doentes em ventilação mecânica. Os biomarcadores, como a proteína C-reativa, tem se mostrado uteis na avaliação da evolução dos pacientes, podendo se descrever padrões de resposta associados ao sucesso da terapia antimicrobiana e ao prognostico de paciente com pneumonia associada a ventilação mecânica. Nesta tese, apresenta-se uma revisão da literatura abordando aspectos da fisiopatologia, diagnostico e manejo da pneumonia associada a ventilação mecânica. Além disso, é feita a análise do uso de biomarcadores em duas populações especificas de pacientes criticamente doentes (pacientes com doença critica cronica e pacientes idosos). Foram avaliados 405 pacientes com diagnostico clínico de pneumonia associada a ventilação mecânica. Descreve-se que pacientes com doença critica crônica apresentam episódios de pneumonia associada a ventilação mecânica com pior prognostico do que pacientes que não apresentam doença critica crônica. Entretanto, esses achados não parecem associados a um comprometimento da resposta inflamatória, uma vez que nao houve diferença significativa nem nos níveis basais, nem na evolução dos níveis de proteína C-reativa comparando episódios de pacientes com doença critica crônica com aqueles sem esta condição, sugerindo que seu uso é válido nessa população de pacientes. Ainda, descreve-se a evolução dos pacientes com pneumonia associada a ventilação mecânica de acordo com a idade. A partir dos 65 anos, parece haver um efeito da idade na mortalidade dos pacientes com PAV. No entanto, não houve alteração na resposta da PCR ou na sua cinética nas primeiras 96h quando comparamos pacientes com diferentes faixas etárias a partir de um ponto de corte de 65 anos, também sugerindo a validade do uso deste biomarcador nesta população de pacientes. Estes achados originais permitem que estudos futuros avaliem intervenções baseadas em biomarcadores em pacientes com pneumonia nosocomial levando em consideração estas populações especificas de pacientes não avaliadas previamente na literatura. / Nosocomial pneumonia is a prevalent infection associated with higher costs and worse outcomes. Most episodes occur in mechanically ventilated critically ill patients. Biomarkers, such as C-reactive protein, are useful to assess patients evolution, allowing identification of patterns associated with antimicrobial treatment success and prognosis in ventilator-associated pneumonia patients. In this thesis, a literature review is presented evaluating aspects of pathopsysiology, diagnosis and management of ventilator-associated pneumonia patients. In addition, biomarker use in two specific populations (chronic critical illness and elderly) was assessed. Four hundred and five patients with ventilator associated pneumonia clinical diagnosis were evaluated. Patients with chronic critical illness presented ventilator-associated pneumonia episodes associated with worse prognosis. However, these findings were not associated with a compromise of inflamatory response, assessed by comparison of C-reactive protein basal levels and kinetis evolution in patients with and wihtout chronic critical illness, suggesting its use remains valid in this specific population. Still, evolution of ventilator-associated pneumonia according to age is described. After 65 years old, our data suggest an effect of age on mortality in ventilator-associated pneumonia patients. However, no change in C-reactive protein basal levels, response or kinetics within 96h was found when comparing patients younger and older than 65 years old, also suggesting this biomarker usefulness in this specific population. These original findings allow that future studies assessing intervention based on biomarkers evolution in patients with nosocomial pneumonia consider these specific populations, never assessed before in literature.

A anemia falciforme (AF) é a doença hereditária monogênica mais prevalente no Brasil, caracterizada pelo alto índice de morbimortalidade. Uma mutação de ponto no gene da globina beta da hemoglobina é a causa da doença. Características genéticas dos indivíduos além da possível heterogeneidade das moléculas associadas à hemólise e vasculopatia são responsáveis por uma variedade de manifestações e complicações clínicas. Os tratamentos disponíveis atualmente consistem no objetivo de amenizar as manifestações clínicas e reduzir o número de crises para uma melhor qualidade de vida destes pacientes. Considerando a importância dos MicroRNAs na regulação da expressão gênica e na fisiopatologia de diversas doenças, este estudo tem por objetivo a elucidação do mecanismo de ação destes potenciais reguladores na fisiopatologia da AF. Caracteriza-se por um estudo prospectivo comparativo, do tipo de pesquisa clínica transversal. Foram incluídos neste estudo 50 indivíduos, dos quais, 25 indivíduos normais sem a patologia, doadores do banco de sangue do Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA), e 25 pacientes homozigóticos SS, em acompanhamento médico no Centro de Referência em Doença Falciforme do HCPA A obtenção dos dados se deu pela reação da polimerase em cadeia em tempo real, com a seleção de quatro microRNAs candidatos selecionados de acordo com a predição de suas funções alvo já disponíveis na literatura (hsa-mir-15a, hsa-mir-210, hsa-mir-144 e hsa-mir-223). Foram comparadas as diferenças dos perfis de expressão de cada microRNA com a média do grupo controle, além das correlações entre as variáveis hematológicas, bioquímicas e manifestações clínicas, com a finalidade de avaliar a influência entre as variáveis positivamente ou negativamente. Resultados: Três dos quatro microRNAs tiveram seus níveis de expressão estatisticamente significativos em relação ao grupo controle (mir- 15a, mir-210 e mir-223). As correlações positivas identificadas foram do microRNA 15a com o microRNA 144, do microRNA 210 com o microRNA 223, além do microRNA 223 com as manifestações de úlceras. As correlações negativas identificadas foram do microRNA 15a em relação às plaquetas e síndrome torácica aguda, e do microRNA 144 em relação aos reticulócitos. Conclusão: Tal conhecimento poderá possibilitar estabelecer novos tratamentos e possíveis abordagens terapêuticas através do controle da expressão de genes específicos e sua interação direta com RNAs alvo. / Sickle cell anemia (FA) is the most prevalent monogenic hereditary disease in Brazil; it is characterized by variable and sometimes severe symptoms and high morbi-mortality. A point mutation of the beta globin gene is a cause of the disease. Genetic characteristics of individuals and the heterogeneous possibility of molecules associated with hemolysis and vasculopathy are responsible for the variability of clinical manifestations. The available treatments are aimed at mitigating the clinical manifestations and reducing the number of crisis for a better quality of life of these patients. This study aims to elucidate the mechanism of action of regulatory molecules in the pathophysiology of FA. It is characterized by a prospective comparative study, type of cross-sectional clinical research. Fifty individuals, 25 normal subjects, from the blood bank of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), and 25 homozygous SS patients, from the Reference Center on Sickle Disease of HCPA. Real-time polymerase chain reaction measuring four microRNAs selected according to the predictions of their target functions in the literature (hsa-mir-15a, hsa-mir-210, Hsa-mir -144 and hsa-mir-223) Differences in the expression profiles of each microRNA with a mean of the control group were compared, as well as the correlations between hematological, biochemical and clinical manifestations, with the purpose of evaluating positive or negative influence between variables. Results: Three of the four microRNAs had their expression levels statistically significant in relation to the control group (mir- 15a, mir-210 and mir-223). A positive correlation was identified between microRNA 15a with the microRNA 144, the microRNA 210 with the microRNA 223, and microRNA 223 with positively correlated with leg ulcers. As for negative correlation we identified for microRNA 15a in relation to platelets and acute thoracic syndrome, and for microRNA 144 in relation to reticulocytes. Conclusion: Such knowledge may enable new treatments and possible therapeutic approaches by controlling the expression of specific genes and their direct interaction with target RNAs.

O glioblastoma (GBM) é o mais comum dos tumores primários malignos que afetam o Sistema Nervoso Central (SNC), sendo um dos cânceres mais letais. A ressecção cirúrgica desse tumor é o tratamento de intervenção inicial mais utilizado nos pacientes. Embora a radioterapia e a quimioterapia aumente a sobrevida, a maioria dos pacientes chega ao óbito em até um ano após o diagnóstico. Além disso, os GBM estão entre os tumores mais resistentes à radiação e à quimioterapia. Dessa forma, torna-se imprescindível a busca de novas estratégias terapêuticas que visem à melhora da qualidade de vida dos pacientes e ao aumento do tempo de sobrevida. O glutamato (L-Glu) é o aminoácido encontrado em maior concentração no SNC e ele exerce seus papéis fisiológicos e patológicos através da ativação de receptores de membrana metabotrópicos e ionotrópicos. Diversos estudos in vitro e in vivo têm demonstrado que células de GBM liberam altos níveis de L-Glu para o meio extracelular, o que promove a sua proliferação e migração, contribuindo para a malignidade deste tipo de tumor. De fato, é provável que a ligação desse aminoácido aos receptores metabotrópicos de glutamato (mGluR) relacione-se com a agressividade dos GBM, visto que eles são amplamente expressos nestas células. Dessa forma, o objetivo desta tese foi investigar o papel dos mGluR sobre a agressividade de GBM, buscando uma assinatura gênica que tenha valor como potencial biomarcador prognóstico e preditivo de tratamento complementar adjuvante. Através da uma meta-análise de duas coortes de amostras de GBM humanos foi possível identificar uma assinatura gênica de mGluR com valor prognóstico, na qual biópsias com alta expressão gênica de mGluR3 e baixa de mGluR4 e mGluR6 predizem um desfecho antecipado para os pacientes. O potencial desses receptores sobre a malignidade desses tumores foi avaliado por experimentos in vitro utilizando o tratamento de linhagens de GBM com ligantes de mGluR. O bloqueio farmacológico de mGluR do grupo II pelo antagonista LY341495 e a ativação farmacológica de mGluR III por L-AP4 diminuíram a porcentagem de células de linhagem de GBM em 25-28 %. A combinação desses tratamentos não apresentou efeito sinérgico. O potencial da assinatura gênica também foi avaliado in vivo utilizando ratos implantados ortotopicamente com células da linhagem C6 e tratados intracisternalmente com os ligantes de mGluR e intraperitonealmente com quimioterápico padrão, a temozolamida. Os resultados obtidos nos experimentos in vivo, apesar de preliminares, em relação ao tratamento com os ligantes de mGluR, são muito promissores, permitindo várias perspectivas em relação a adaptações de protocolo e a realização de experimentos complementares. Este estudo demonstrou que a avaliação da expressão gênica de mGluR3, 4 e 6 em biópsias de GBM humanos possui um grande potencial prognóstico. A diminuição do número de células da linhagem C6 após o tratamento in vitro com ligantes de mGluR (LY341495 e L-AP4) está de acordo com o comportamento de agressividade previsto nos estudos in silico. Embora mais experimentos in vitro e in vivo sejam necessários para melhor avaliação do potencial dessa assinatura gênica de mGluR, os resultados obtidos indicam que a avaliação da expressão dos oito subtipos de mGluR em biópsias de GBM pode ser considerada em âmbito clínico para guiar futuras intervenções quimioterápicas. / Glioblastoma (GBM) is the most common malignant primary tumor of Central Nervous System (CNS) and one of the most lethal cancers. Surgical resection of this tumor is the most commonly initial intervention treatment used in patients. Although radiotherapy and chemotherapy increase survival, it is expected that the majority of patients will die within a year after diagnosis. In addition, GBM are among the most radiation- and chemotherapy-resistant tumors. Thus, it is imperative to search for new therapeutic strategies that aim to improve patients' quality of life and to increase survival time. Glutamate (L-Glu) is the amino acid found in higher concentration in CNS and it exerts its physiological and pathological roles through the activation of metabotropic and ionotropic membrane receptors. Several studies have demonstrated in vitro and in vivo that GBM cells release high levels of L-Glu into extracellular medium. This event was shown to promote GBM proliferation and migration, contributing to the malignancy of this type of tumor. Indeed, it is likely that the binding of that amino acid to metabotropic glutamate receptors (mGluR) relates to GBM aggressiveness, since they are widely expressed in these cells. Thus, the objective of this work was to investigate the role of mGluR on GBM aggressiveness, searching for a gene signature that has potential value as biomarker to predict the prognosis and adjuvant complementary treatment. Through the meta-analysis of two GBM human samples cohorts, it was possible to identify an mGluR gene signature with prognostic value, in which biopsies with high mGluR3 and low mGluR4 and mGluR6 gene expression predict an early outcome for patients. The potential of these receptors on the malignancy of these tumors was assessed by in vitro experiments through the treatment of GBM lineages with mGluR ligands. Pharmacological blockade of group II mGluR by LY341495 and pharmacological activation of group III mGluR by L-AP4 decreased the amount of C6 cells in 25-28 %. The combination of these treatments had no synergistic effect. The potential of the gene signature was also assessed in vitro using GBM-implanted rats treated intracisternally with mGluR ligands and intraperitoneally with standard chemotherapy, temozolomide. The results obtained in in vivo experiments, although very preliminary in relation to treatment with the mGluR ligands, are very promising, allowing several perspectives regarding protocol adaptations and the accomplishment of complementary experiments. This study demonstrated that evaluation of mRNA levels of mGluR3, 4, and 6 in human GBM biopsies has a great prognostic potential. The decrease in number of C6 cells after in vitro treatment with mGluR ligands (LY341495 and L-AP4) is in accordance with the predicted aggressiveness behavior proposed in silico. Although further in vitro and in vivo experiments are required for better evaluation of mGluR gene signature potential, these results indicate that evaluation of the eight mGluR subtypes in GBM biopsies may be considered in clinical scope to guide future chemotherapeutic interventions.