Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-18T18:57:31Z No. of bitstreams: 1 Carolina Cavalcante de Oliveira. Avaliação...pdf: 2043072 bytes, checksum: 9b851b7151151d31ece09f57762f2b0e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-18T18:57:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Carolina Cavalcante de Oliveira. Avaliação...pdf: 2043072 bytes, checksum: 9b851b7151151d31ece09f57762f2b0e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-18T18:58:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Carolina Cavalcante de Oliveira. Avaliação...pdf: 2043072 bytes, checksum: 9b851b7151151d31ece09f57762f2b0e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-18T18:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina Cavalcante de Oliveira. Avaliação...pdf: 2043072 bytes, checksum: 9b851b7151151d31ece09f57762f2b0e (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Introdução: A tuberculose (TB), doença crônica causada por Mycobacterium tuberculosis (Mtb), é uma das doenças infecciosas que mais acomete a população brasileira, com 2.832 óbitos em 2010. Na infecção causada pelo Mtb, a interação das células T com os macrófagos (MØs) infectados é fundamental na imunidade protetora contra o bacilo. A Mce1A é uma proteína da parede celular do Mtb que confere grande capacidade de aderência, invasão e sobrevivência em MØs. Contudo, a caracterização da proteína Mce1A pode fornecer um biomarcador para diagnóstico e monitoramento do tratamento. Nosso objetivo é avaliar a produção de IgG total anti-Mce1A em pacientes com TB e seus comunicantes domiciliares (CDTB). Material e métodos: Indivíduos diagnosticados com TB pulmonar e CDTB foram submetidos a coleta de sangue por punção venosa. O diagnóstico da TB foi baseado em quadro clínico e/ou radiografia sugestiva e/ou baciloscopia do escarro positiva. Nos CDTB, a infecção foi determinada a partir da reação do teste tuberculínico (TT) e avaliação radiográfica. Soro dos três grupos foi coletado e armazenado a -20ºC, até a determinação dos níveis de IgG total anti-Mce1A por meio de um ensaio imunoenzimático (ELISA). Resultados: Entre janeiro de 2012 e outubro de 2013 foram identificados 50 pacientes com TB pulmonar e 50 CDTB, dentre os quais 23 foram TT positivo e 27 foram TT negativo. A média de idade da população estudada foi de 37,8 anos (DP ± 20,4). O gênero masculino prevaleceu entre os pacientes com TB (68%), porém nos CDTB, o gênero feminino prevaleu (62%). A maioria dos indivíduos incluídos foram vacinados com BCG (71,4%). Cerca de 20% dos CDTB, TT negativo (18,5%) e TT positivo (20,8%), relataram que tiveram contato prévio com um doente com TB. Pacientes com TB tinham níveis de IgG anti-Mce1A (1,380±0,2950) estatisticamente maiores que indivíduos TT negativo (IgG anti-Mce1A: 1,049±0,2666). A diferença entre os grupos TT positivo (IgG anti-Mce1A 2.018±0.2807) e TT negativo (IgG anti-Mce1A: 1,049±0,2666) também foi estatisticamente diferente. Todos os grupos estudados tiverem diferença estatística na produção de anticorpos (p<0,0001). Não houve diferença estatística entre os pacientes com TB e indivíduos TT positivo (p>0,05). Conclusão: A produção de IgG total anti-Mce1A ocorreu em pacientes com TB e seus comunicantes domiciliares. Pacientes com TB e indivíduos TT positivo apresentam maior produção de anticorpos IgG total anti-Mce1A em comparação aos indivíduos TT negativo, sugerindo o potencial papel desta imunoglobulina como biomarcador de doença e de infecção tuberculosa. / Introduction: Tuberculosis (TB), a chronic disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb), is an infectious disease that affects the Brazilian population, with 2,832 deaths in 2010. In Mtb infection, the interaction of T cells with infected macrophages (MØs) is critical in protective immunity against the bacillus. The Mce1A is a cell wall protein of Mtb which gives great adhesion characteristics, invasion and survival in MØs. However, the characterization of protein Mce1A can provide a biomarker for diagnosis and monitoring of treatment. Our goal is to evaluate the production of total IgG anti-Mce1A TB patients and their household contacts (HHC). Material and Methods: Individuals diagnosed with pulmonary TB and HHC were subjected to blood collection by venipuncture. The diagnosis of TB was based on clinical and/or suggestive radiography and/or positive sputum smear. In HHC, infection was determined from the reaction of the tuberculin skin test (TST) and radiographic evaluation. Three groups of serum was collected and stored at -20 ° C until determination of the levels of anti-Mce1A total IgG by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results: Between January 2012 and October 2013, 50 patients were identified with pulmonary TB and 50 HHC, of which 23 were positive TST and 27 were negative TST. The average age of the study population was 37.8 years (SD ± 20.4). The males predominated among patients with TB (68%), but the HHC, the prevailed females (62%). Most individuals vaccinated with BCG were included (71.4%). About 20% of HHC, negative TST (18.5%) and positive TST (20.8%) reported that they had previous contact with a TB patient. TB patients had levels of IgG anti-Mce1A (1.380 ± 0.2950) statistically higher than individuals negative TST (anti-Mce1A IgG: 1.049 ± 0.2666). The difference between the positive TST groups (anti-Mce1A IgG 2.018 ± 0.2807) and negative TST (anti-Mce1A IgG: 0.2666 ± 1.049) was also statistically different. All groups had statistically difference in antibody production (p <0.0001). There was no statistical difference between patients with TB and positive TST individuals (p> 0.05). Conclusion: The production of anti-Mce1A total IgG occurred in TB patients and their household contacts. TB patients and TST positive individuals have a higher production of anti- Mce1A IgG antibodies overall compared to individuals negative TST, suggesting the potential role of immunoglobulin biomarker for TB disease and infection.

Made available in DSpace on 2016-04-07T13:18:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 18.pdf: 1096018 bytes, checksum: f332852f23f1dbf85da16203a8517c34 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Introdução: O benzeno é um composto orgânico volátil, cancerígeno para o ser humano, associado com alterações hematológicas e risco de desenvolvimento de leucemia. Os veículos automotores constituem a principal fonte de emissão de benzeno no meio ambiente. Por conta de seus efeitos adversos à saúde e por ser um poluente amplamente distribuído em áreas urbanizadas, muitos estudos têm sido realizados nas últimas décadas visando o biomonitoramento da exposição ao benzeno em trabalhadores, a maioria deles quantificando a concentração de metabólitos deste composto na urina. Entre eles, destaca-se o ácido trans-trans mucônico (t,t-MA), que tem mostrado boa correlação com a exposição a baixas concentrações de benzeno no ar. Estudos que avaliem a exposição ao benzeno em população geral ou sem exposição ocupacional ao benzeno são escassos. Objetivo: A presente pesquisa visa determinar os níveis de ácido t,t-MA na urina, sua relação com potenciais fontes de exposição ao benzeno e possível associação com parâmetros hematológicos em população adulta do bairro Piquiá de Cima, no município de Açailândia-MA, localizado às margens da BR 222, com intenso fluxo de veículos, e afetado pela poluição do polo siderúrgico. (...) Conclusão: A população adulta residente no bairro Piquiá de Cima, em Açailândia-MA parece não estar exposta a concentrações elevadas de benzeno, como sugerem os valores do biomarcador t,t-MA encontrados na urina. No entanto, o perfil hematológico dos participantes revelou a presença de alterações compatíveis com anemia e comprometimento imunológico. / Introduction: Benzene is a volatile organic compound carcinogenic to humans associated with hematological disorders and risk of developing leukemia. Automotive vehicles are a major source of the benzene emissions to the environment. Because of their adverse health effects and to be a widely distributed pollutant in urban areas, many studies have been conducted in the last decades aimed at biomonitoring of exposure to benzene workers, most of them quantifying the concentration of metabolites of this compound in urine. Among them, there is the trans, tans muconic acid (t,t-MA), which has shown good correlation with exposure to low concentrations of benzene in the air. Studies assessing benzene exposure in the general population or without occupational exposure to benzene are scarce. Objective: This study aims to determine the levels of acid t,t-MA in the urine, its relationship to potential sources of benzene exposure and association with hematological parameters in adult population of Piquiá de Cima neighborhood in the city of Açailândia-MA, located along the BR 222, with heavy flow of vehicles, and affected by pollution from the steel pole. (...) Conclusion: The adult population in Piquiá de Cima district of Açailândia-MA does not seem to be exposed to high concentrations of benzene, as suggested by the values of the biomarker t,t-MA found in urine. (AU)^ien

Made available in DSpace on 2016-05-11T13:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 rodrigo_amancio_ioc_dout_2015.pdf: 3004175 bytes, checksum: 091690fa57806fe9a887cddbb1798ae9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Após a implementação da Terapia Antirretroviral combinada (TARVc), observou-se uma melhora importante na sobrevida dos pacientes infectados pelo HIV, trazendo uma maior prevalência de doenças crônico-degenerativas, incluindo as doenças neurológicas. As manifestações neurológicas, denominadas HANDs (HIV-associated neurcognitive disorders - HAND), interferem na capacidade laborativa e na sobrevida dos pacientes infectados pelo HIV. Os mecanismos envolvidos no desenvolvimento das HANDs não estão bem estabelecidos, e sua maior compreensão pode impactar num melhor manejo clínico, diagnóstico e terapêutico destes pacientes. Nosso objetivo foi avaliar as relações entre disfunção cognitiva, resposta inflamatória sistêmica e alterações morfológicas e metabólicas cerebrais em uma população de pacientes infectados pelo HIV, assintomáticos, sem exposição prévia à TARVc. Fizemos um estudo transversal, observacional, no qual selecionamos pacientes infectados pelo HIV em acompanhamento ambulatorial no Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas (INI/FIOCRUZ). Os pacientes foram submetidos a uma avaliação neurocognitiva e classificados como normais (N), ou como portadores de alguma alteração cognitiva: déficit cognitivo assintomático (DCA); déficit cognitivo leve (DCL) e demência associada ao HIV (DAH). Além disso, foram coletadas amostras de plasma para dosagem de 37 biomarcadores (inflamatórios e neurodegenerativos); os pacientes foram, também, submetidos a ressonância magnética para avaliação morfológica, espectroscopia e tractografia Incluímos 52 pacientes, com mediana de idade de 33 anos (IQR, 25-75: 28 \2013 43,75), com predomínio do sexo masculino (65%), com mediana da contagem de CD4+ de 578 células/mm3 (IQR, 25-75: 432-743). Destes, 31 (59,5%) apresentaram desempenho cognitivo normal (N), 15 (29%) DCL ou DCA, e 6 (11,5%) DAH, sendo, portanto, a prevalência de HANDs de 40,5%. Comparamos 12 biomarcadores no plasma (pacientes HIV vs não HIV), observamos níveis significativamente maiores nos pacientes infectados pelo HIV em 9 destes: PDGF-BB, IP-10, BDNF, Catepsina D, PAI-1, PDGF-AA, PDGF-AB/BB, RANTES, sICAM-1. Comparando os níveis destes biomarcadores entre pacientes infectados pelo HIV (N vs DCA+DCL vs DAH), não observamos diferença significativa. Analisando o parênquima (neuroimagem estrutural), não encontramos alterações que justificassem a ocorrência das HANDs. Através da espectroscopia, detectamos um aumento na relação MI/NAA (Mio-Inositol/N-acetil-aspartato) no lobo parietal posterior, em pacientes classificados como portadores de DAH. As análises da tractografia evidenciaram alterações de conectividade de substância branca nos pacientes com DAH, no corpo caloso (CC), na coroa radiada do tálamo anterior (esquerda e direita), no trato corticoespinhal (esquerda e direita), fórceps maior e menor, fascículo fronto-occipital inferior (esquerda e direita), e fascículo uncinado (esquerda e direita) (p <0,05). Dentre os pacientes avaliados, observamos alterações cognitvas sub-diagnosticadas em 40,5% da amostra. Acreditamos que a toxicidade pelo próprio vírus seja o mecanismo mais precoce envolvido no fisiopatologia das HANDs, o que também parece estar relacionado com as alterações de conectividade de substância branca no cérebro desses indivíduos / After combined antiretroviral therapy (cART) implementation there was a significant improvement on HIV infected patient’s survival, which increased the prevalence of chronic degenerative diseases, including neurocognitive diseases. The neurological manifestations, called HANDs (HIV-associated neurcognitive disorders), interfere with work capacity, and survival of HIV infected patients. The mechanisms involved on HANDs development are not well established, and a better understanding can impact directly on clinical management, diagnosis and treatment of those patients. Our objective was to evaluate the relationship between cognitive dysfunction, systemic inflammatory response and brain morphological and metabolic changes in a population of asymptomatic HIV-infected patients, without prior exposure to cART. We did a cross-sectional observational study, in which we selected HIV-infected patients in attendance at the National Institute of Infectious Diseases Evandro Chagas (INI/FIOCRUZ). After neurocognitive evaluation patients classified as normal (N), or as having some cognitive impairment: asymptomatic neurocognitive impairment (ANI); mild neurocognitive disorder (MND) and HIV associated dementia (HAD). We collected plasma samples to evaluate 37 biomarkers (inflammatory and neurodegenerative). The patients underwent MRI to morphological, spectroscopy and tractography evaluation. We included 52 patients, median age of 33 years (IQR, 25-75: 28 to 43.75), with a predominantly male (65%), with 578 median CD4+ counts (IQR, 25-75: 432-743). Among the patients included 31 (59.5%) presented normal cognitive performance (N), 15 (29%) MND or ANI, and 6 (11.5%) HAD, which is a 40,5% of HANDs prevalence. Among 37 biomarkers evaluated we analyzed 12 of them, those that were detectable above 75% of sample tested. Comparing 12 biomarkers in plasma (HIV vs non-HIV), we observed levels statistically higher (p <0.05) in HIV patients in 9 of them: PDGF-BB, IP-10, BDNF, Cathepsin D, PAI-1, PDGF-AA, PDGF-AB / BB, RANTES, sICAM-1. We observe no significant difference in biomarkers levels amog patients stratified by cognitive evaluation (N + vs ANI+MND vs HAD) Cerebral parenchyma evaluated by magnetic ressonace (structural neuroimaging) we did not observed alteration that coud explain the occurrence of HANDs. Analyzing spectroscopy we observed an increase in the ratio MI/NAA (myo-inositol / N-acetyl-aspartate), in posterior parietal lobe in patients classified as HAD. Analyzing tractography data we observed white matter connectivity integrity altered in patients with HAD, in the corpus callosum (CC), in corona radiata of the anterior thalamus (left and right) in costicoespinhal tract (left and right), major and minor forceps, fronto-occipital (left and right), and the uncinate fasciculus (left and right) (p <0.05). Among asymptomatic HIV-infected patients, we observe cognitive changes under diagnosed in 40.5% of our sample. Among the main mechanisms involved in the pathophysiology of HANDs, toxicity by the virus itself seems to be the earliest and most important, which seems to be related to white matter connectivity changes in the brain of patients with HANDs. / 2016-08-02

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.

Transtornos mentais graves são doenças crônicas altamente incapacitantes que geram um alto custo para a sociedade. Indivíduos acometidos por essas doenças apresentam maior morbidade e mortalidade. Dentre elas, a esquizofrenia parece possuir os piores desfechos. Portanto, estudar a esquizofrenia pode trazer contribuições importantes para o entendimento e manejo de transtornos mentais graves como a depressão maior e o transtorno bipolar. Esse trabalho buscou compreender mecanismos fisiopatológicos da esquizofrenia ao longo de quatro artigos que exploram aspectos de funcionamento cognitivo, funcionamento intelectual, de biomarcadores e de estrutura cerebral. O primeiro artigo investigou as alterações de performance de memória em indivíduos com esquizofrenia em estágios iniciais e tardios da doença comparadas ao transtorno bipolar e a sujeitos saudáveis. Os resultados mostraram que indivíduos com esquizofrenia apresentaram precoces prejuízos cognitivos de memória, diferentemente de indivíduos com transtorno bipolar quando comparados a controles. O segundo artigo investigou as influências das performances cognitiva e intelectual em estruturas cerebrais de indivíduos com esquizofrenia comparados a controles saudáveis. Os resultados indicaram que o funcionamento intelectual pré-morbido estava relacionado ao volume de estruturas globais, enquanto o funcionamento cognitivo estava relacionado ao volume e espessura de massa cinzenta cortical, sugerindo influências diferentes e complementares relacionadas a neurodesenvolvimento e neurodegeneração. O terceiro artigo investigou um biomarcador de envelhecimento precoce, um possível mecanismo para a neuroprogressão na esquizofrenia. Os resultados monstraram que indivíduos com esquizofrenia apresentaram encurtamento de telômero quando comparados a controles, mas não houveram diferenças entre o tamanho de telômero de pacientes e seus irmãos não afetados pela doença. Por fim, o quarto artigo buscou investigar a teoria do envelhecimentoa patológico acelerado na esquizofrenia, integrando os achados dos artigos anteriores. Os resultados demonstraram correlações entre comprimento de telômero, níveis de CCL11, performance de memória, volume de massa cinzenta e tempo de doença em indivíduos com esquizofrenia. Esses achados sugerem que a esquizofrenia seria uma doença do neurodesenvolvimento associada a uma carga adicional ao longo do curso da doença que levaria a um envelhecimento patológico precoce. A partir dos achados em esquizofrenia, pode-se ampliar a compreensão de alterações percebidas nas trajetórias de outras psicopatologias. Com adequado entendimento desses mecanismos, será possível o desenvolvimento de novos tratamentos e intervenções mais efetivas e eficazes. / Severe mental disorders are debilitating chronic diseases that have a high cost to society. Individuals affected by these diseases have increased morbidity and mortality. Among them, schizophrenia seems to have the worst outcomes. Therefore, studying schizophrenia may provide important contributions to the understanding and management of severe mental disorders such as major depression and bipolar disorder. The present study aimed to understand the pathophysiological mechanisms of schizophrenia over four articles that explore aspects of cognitive functioning, intellectual functioning, biomarkers and brain structure. The first article investigated changes in memory performance in individuals with schizophrenia in early and late stages of disease compared to bipolar disorder and healthy subjects. The results showed that subjects with schizophrenia had early cognitive deficits of memory, unlike individuals with bipolar disorder compared to controls. The second article investigated influences of cognitive and intellectual performances on brain structures of individuals with schizophrenia compared to healthy controls. The results indicated that premorbid intellectual functioning was related to volume of global structures, while cognitive functioning was related to volume and thickness of cortical gray matter, suggesting different and complementary influences related to neurodevelopment and neurodegeneration. The third article investigated an early aging biomarker, a possible mechanism of neuroprogression in schizophrenia. The results showed that individuals with schizophrenia had shortened telomeres when compared to controls, but there were no differences between the telometer length of patients and their siblings not affected by the disease. Finally, the fourth article sought to investigate the theory of pathological accelerated aging in schizophrenia, integrating the findings of the previous articles. The results demonstrated correlations between telometer length, CCL11 levels, memory performance, gray matter volume and illness duration in individuals with schizophrenia. These findings suggest that schizophrenia is a neurodevelopmental disorder associated with an additional burden over the course of the disease that leads to a pathological accelerated agig.

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.

Uma das maiores dificuldades das terapias de reprodução assistida é a seleção de células germinativas de boa qualidade para posterior fertilização e implantação. Atualmente, a seleção de oócitos se dá basicamente por avaliação morfológica, que não reflete satisfatoriamente a competência oocitária. Assim, a busca por bioindicadores da qualidade oocitária é necessária. O cumulus oophorus forma um conjunto de células somáticas que circundam o oócito no folículo antral,mantendo uma relação íntima com a célula germinativa, com comunicação direta via junções tipo GAP. As células do cumulus oophorus são descartadas após técnicas de fertilização in vitro, o que as torna um material de fácil acesso, livre de conflitos éticos. Uma série de metodologias de análise das células do cumulus foram propostas para identificação de anormalidades no oócito. Porém, nenhuma delas é rotineiramente utilizada na clínica. Os processos celulares das células do cumulus refletem as condições do microambiente folicular, e podem, assim, trazer evidências das condições oocitárias. Nosso grupo analisou as células do cumulus primeiramente por meio de abordagens de bioinformática, que revelaram processos celulares relacionados ao desenvolvimento de embriões até o estágio de blastocisto. Com base nestes resultados, análises de parâmetros bioquímicos e expressão gênica das células do cumulus foram realizadas e permitiram a identificação de possíveis biomarcadores da qualidade do oócito que levam em consideração as características clínicas das pacientes. Estas análises indicaram que expressão do gene PTGS2 e a atividade da enzima Glutationa-S-Transferase como indicadores da formação de blastocistos em pacientes com diferentes variáveis clínicas (backgrounds) analisados. Se confirmados, estes parâmetros poderão ser utilizados como biomarcadores no ambiente clínico, elevando as taxas de sucesso em técnicas de reprodução assistida. / One of the great challenges in assisted reproduction techniques is the selection of appropriate germ cells for fertilization and implantation. Nowadays, oocyte selection occurs basically through morphological evaluation, which does not reflect satisfactorily the oocyte competence. Therefore, the search for bioindicators of oocyte quality is necessary. The cumulus oophorus forms a set of somatic cells that surround the oocyte in the antral follicle, participating in the processes of oocyte maturation and folliculogenesis. These cells maintain an intimate relationship with the germ cell, with direct communication via GAP junctions. Cumulus oophorus cells are discarded in in vitro fertilization techniques, which makes them an easy-access material that can be collected in a free-of-ethicalissues way. A series of cumulus cell analysis methodologies were proposed to identify abnormalities in the oocyte. However, none of them is routinely used in clinical environment. The cellular processes of cumulus cells reflect the conditions of the follicular microenvironment, and may thus bring evidences of oocyte conditions. Our group analyzed cumulus cells in search of predictors of oocyte quality primarily through bioinformatics approaches, which revealed cellular processes related to the development of embryos up to the blastocyst stage. Based on these results, analyzes of biochemical parameters and gene expression of cumulus cells were performed and allowed the identification of possible biomarkers of oocyte quality that takes into consideration patients clinical variables. These analysis indicated PTGS2 expression and Glutathione-S-Transferase activity as indicators of blastocyst formation in all patient profiles (backgrounds) analyzed. If confirmed, these parameters may be used as biomarkers in clinical environment, improving assisted reproduction success rates.