Foram estudados dois sistemas referentes à células a combustível de membrana de troca protônica através de modelos computacionais. Um protótipo de célula foi utilizado para o estudo da dinâmica de fluidos, tendo sido utilizados resultados cedidos para a validação da formulação do escoamento e posterior quantificação da contribuição do mesmo no transporte de espécies nos meios porosos. Este mesmo sistema foi explorado quanto à geometria dos canais de escoamento, sendo possível estabelecer uma hierarquia de perda por sobrepotencial de concentração em função da estequiometria do reagente. Obteve-se que, para as estequiometrias recomendadas em uma célula real, os melhores desempenhos seriam atingidos por geometrias de serpentina simples e serpentina dupla, ou tripla, para o ânodo e cátodo, respectivamente. Uma célula completa também fora estudada, sendo comparada a resultados experimentais obtidos localmente. Foi observado que o modelo utilizado apresenta boa concordância com os aspectos globais do dispositivo real, enquanto que os aspectos locais são largamente mal representados pelo modelo computacional. Este modelo também fora utilizado para quantificar a contribuição do transporte convectivo na distribuição de reagentes, corroborando e estendendo os estudos realizados com o protótipo de célula. Em suma, são sugeridas as possibilidades e desafios de se utilizar modelos computacionais para células a combustível e sistemas similares, neste caso estabelecendo a conexão entre um protótipo e um dispositivo real. / Two systems related to proton-exchange membrane fuel cells were studied through computational models. A cell prototype was used to study fluid dynamics, where the fluid flow formulation was validated against provided experimental results, being later used to quantify its contribution to species transport in the porous media. This same systems was explored regarding its flow channel geometry, where it was possible to establish a hierarchy relative to the concentration overpotential loss as a function of the reactant stoichiometry. It was obtained that, for the recommended stoichiometries for a real cell, the best performance would be attained by a single serpentine and a double, or triple, serpentine geometries for the anode and cathode, respectively. A full cell was also studied, being compared against experimental results obtained locally. It was observed that the model shows good agreement with the global aspects of the real device, while the local aspects are widely misrepresented. This model was also used to quantify the contribution of convection to reactant distribution, corroborating and extending the studies performed with the cell prototype. In all, the possibilities and challenges concerning the use of computational models with fuel cells and similar systems are suggested, particularly by establishing the connection between a prototype and a real device.

A pesquisa e desenvolvimento de novos materiais catalisadores para as reações eletródicas em células a combustível de membrana trocadora de prótons são de grande importância para a viabilização destes sistemas como geradores de energia. Neste trabalho foram preparados catalisadores de Pt-Co suportados em carbono (Pt-Co/C) por diferentes métodos e são apresentados os resultados da caracterização física por diferentes técnicas. Os resultados da avaliação da atividade eletrocatalítica para a reação de redução de oxigênio (RRO) em ácido sulfúrico, na ausência e presença de metanol e a avaliação do desempenho destes materiais em células a combustível unitárias alimentadas com H2 e/ou metanol (no ânodo) e O2 (no cátodo) são também apresentados. Em linhas gerais, observou-se que os catalisadores de Pt-Co/C apresentaram maior atividade catalítica para a RRO quando comparados ao catalisador Pt/C sendo o método de impregnação o melhor método de preparação dentre os investigados. O catalisador Pt75Co25/C, preparado pela deposição do Co sobre Pt/C seguido pelo tratamento à alta temperatura, apresentou o melhor desempenho para a RRO devido à provável formação de uma liga que apresenta menor tamanho de partícula e menor distância interatômica Pt-Pt que o Pt/C. Adicionalmente, este material apresentou boa estabilidade nos testes em célula a combustível alimentada com H2/O2. Catalisadores Pt-Co/C mostraram boa tolerância ao metanol quando usados como cátodos com maior atividade para a RRO que o Pt/C, tanto em ácido sulfúrico na ausência e presença de metanol como na célula a combustível de metanol direto. / Research and development of new catalyst materials for the electrodic reactions in polymer electrolyte fuel cells are of great importance for the development of these systems as sources of energy. In this work electrocatalyts Pt-Co supported on carbon (Pt-Co/C) were prepared by different methods. Additionally to conventional electrochemical characterization, the materials were physically characterized by means of several different techniques. The evaluation of the electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction (ORR) in acid media, in the absence and presence of methanol, as well as the evaluation of the performance in fuel cells fed with H2 or methanol (in the anode) and O2 (in the cathode) are investigated. Pt-Co/C electrocatalyts presented better catalytic activity for the ORR when compared to Pt/C. Additionally, the impregnation method was found as being the best preparation method investigated. Pt75Co25/C electrocatalyts prepared by deposition of Co on Pt/C followed by thermal treatment at high temperatures presented the best performance for the ORR due the probable formation of an alloy with small particle size and shorter Pt-Pt bond distance compared to Pt/C. This material presented good stability in fuel cells. Pt-Co/C electrocatalyts showed good tolerance to methanol when used as cathode materials, showing better activity for the ORR compared to Pt/C, in acid medium in the absence and presence of methanol and in direct methanol fuel cells.

O mecanismo de formação e origem das alterações nucleares ainda é pouco conhecido, sendo o micronúcleo a mais estudada. As células tumorais geralmente apresentam vários tipos de alterações nucleares que estariam associadas à instabilidade genética. O objetivo deste trabalho foi analisar as possíveis associações entre alterações nucleares e citoesqueleto em células HK2 e A549, derivadas de carcinoma de pulmão humano. Otimizamos a metodologia de uso do MCVL para redefinir as alterações nucleares e caracterizar os principais filamentos do citoesqueleto em preparações coradas por Feulgen ou imunofluorescência. As células da linhagem HK2 apresentaram fibras de actina dispostas concentricamente e em "clusters" e os filamentos de tubulina apareceram de forma radial, enquanto que o padrão de distribuição em A549 foi mais semelhante ao das células normais (BRL3A). Os filamentos de lamina B foram os mais importantes para evidenciar as alterações nucleares, porém essas alterações não puderam ser relacionadas com alterações do citoesqueleto. / The origin and mechanism of formation of the nuclear alterations is largely unknown, with the micronucleus being the most well studied alteration. Tumor cells generally present various types of nuclear alterations witch can be associated with genetic instability. The propose of this study was to analyze the possible association between nuclear alterations and the cytoskeleton in the human lung carcinoma cells HK2 and 549. The method of LSM was optimized to redefine the nuclear alterations and to characterize the principal cytoskeletal filaments in preparations stained with Feulgen’s reagent or submitted to imunofluorescent methods. The HK2 cells presented actin fibres arranged either concentrically or in clusters and tubulin filaments arranged radially, while in the A549 cells the distribution pattern was similar to that of normal cells (BRL3A). The lamin B filaments were the most important to identify nuclear alterations, as these alterations could not be related to cytoskeletal alterations.

Para produção de biofármacos protéicos, como a eritropoietina recombinante humana (EPOrh), são necessárias alterações pós-traducionais adequadas que garantam a sua especificidade e atividade biológica. Essas características são obtidas apenas em biorretores baseados em células eucarióticas, como as da glândula mamária. Sistemas baseados nesse tipo celular, tanto in vivo quanto in vitro, já são utilizados para produção estratégica e viável de proteínas recombinantes biologicamente ativas. Assim, tanto o estabelecimento de novas linhagens de células mamárias que apresentem boa expressão protéica quanto o desenvolvimento de sistemas in vivo que utilizem a estrutura da glândula mamária para essa produção de proteínas recombinantes são de grande valia. O presente trabalho teve como objetivo comparar dois métodos de estabelecimento de uma cultura de células de glândula mamárias ovinas, enzimático e não enzimático, e verificar sua capacidade de expressão das proteínas do leite β-lactoglobulina, α-caseína, β-caseína e κ-caseína mediante o tratamento com SFB (soro fetal bovino) ou SOL (soro de ovelha lactante), na presença ou não de Matrigel. Para isso, foi realizado um experimento in vitro, no qual foi estabelecido o cultivo celular até a passagem 12 (P12) de duas linhagens celulares: digerida (LD) e não digerida (LND). Para a LD na P12 foi observado apenas um tipo celular, o qual era positivo para a marcação com vimentina. Essa linhagem apresentou expressão gênica de β-caseína e β-lactoglobulina apenas quando tratada com meio de cultivo acrescido de SFB, sendo a expressão inferior (P=0,001) ao grupo da LND submetido ao mesmo tratamento. Já a LND, quando tratada com meio adicionado com SFB expressou κ-caseína além da β-caseína e β-lactoglobulina. A troca do SFB do meio de cultivo por SOL aumentou a expressão gênica de β-lactoglobulina (P=0,001) para ambas linhagens. Foi realizada a curva de crescimento para LD e LND na P12 com o meio de cultivo acrescido com SFB ou SOL. Para a LND observou-se o efeito do meio na velocidade de crescimento celular, sendo que foi maior para o grupo tratado com SFB (P<0,05). Para a LD, não ocorreu o efeito do meio na velocidade de crescimento celular (P>0,05), não sendo observada diferença com a LND tratada com SOL (P>0,05). A LND apresentou marcação positiva para a presença de vimentina e citoqueratina. Este trabalho visou, ainda, estabelecer um sistema de produção da EPOrh no leite de ovelhas não transgênicas pela técnica de infusão intra-mamária in vivo de dois plasmídeos diferentes e verificar a secreção qualitativa desta proteína por Western-blotting. Assim, foi feito um experimento in vivo no qual glândulas mamárias de ovelhas foram transfectadas com dois plasmídeos diferentes: ALAC (n=2), BGL (n=2) e controle negativo (n=2). Após a infusão dos plasmídeos, foi realizada a eletroporação de cada teto (3 choques de 500 volts com a duração de 15ms cada, sendo realizada a inversão da polaridade). Os animais foram ordenhados durante 20 dias após a transfecção, porém não foi possível detectar a presença de EPOrh nas amostras de leite analisadas. O limiar de detecção do teste utilizado foi de 67,5pg de EPOrh (Eritromax®) em leite controle negativo de ovelha. Concluindo, foi possível estabelecer o cultivo in vitro das LD e LND com capacidade de expressar proteínas do leite, sendo a expressão da β-lactoglobulina aumentada pelo tratamento com SOL. Ambas as linhagens apresentaram marcação positiva para vimentina, mas apenas LND para citoqueratina. Ainda, para o experimento in vivo, não foi possível detectar a expressão de EPOrh no leite das ovelhas transfectadas com os plasmídeos ALAC e BGL. / Some post-translational modifications are necessary for the production of biopharmaceutical proteins, such as recombinant human erythropoietin (rhEPO), with a good specific action and a high biological activity. These modifications are obtained only by bioreactors based on eukaryotic cell as mammary cells. Bioreactors, in vivo or in vitro, with this kind of cell have been used for a viable and strategic production of biologically active recombinant proteins. For this reason, the establishment of a new line of mammary cells with high milk protein expression and the development of systems for production of recombinant proteins by the mammary gland in vivo are essential studies. One of the main objectives of this study was to compare two methods, enzymatic and non-enzymatic, to establish ovine mammary cells culture and verify their gene expression of milk proteins such as β-lactoglobulin, α-casein, β-casein and κ-casein with different treatments: LOS (lactating ovine serum) or FBS (fetal bovine serum) added to the culture medium, in the presence or absence of Matrigel®. In this manner, an in vitro study was performed and the culture of two lines were established, digested (DL) and non-digested (NDL), of ovine mammary cell until the passage 12 (P12). In DL was observed just one cellular type that was positive for staining with vimentin. This cell line expressed β-lactoglobulin and β-casein genes with the FBS treatment and without Matrigel. The gene expression was lower (P=0,001) when compared to the NDL under the same conditions of culture. Then, the NDL expressed β-lactoglobulin, β-casein and κ-casein genes when treated with FBS without Matrigel. The treatment with LOS in the culture medium increased the gene expression of β-lactoglobulin for both cell lines. The growth curve was determined with both cell lines in P12 with FBS or LOS treatment. For the NDL, the type of medium had effect on the cell growth speed and was highest with the FBS treatment (P<0,05). However, the medium did not have effect on growth speed of LD (P>0,05) and no difference was observed at the NDL treated with LOS (P>0,05). The NDL was positive for staining with vimentin and cytokeratin. The second main objective of this study was to establish an in vivo system for the production of rhEPO in milk of non-transgenic ewes by the intra-mammary infusion of two different plasmids and verify the qualitative milk secretion of this protein by western-blotting. In this way, in the in vivo experiment ovine mammary glands were transfected with two different plasmids: ALAC (n=2), BGL (n=2) and negative control (n=2). Each half udder was filled with plasmid solution and three 3 electric pulses of 500 volts were applied for 15ms each, followed by another three pulses with reversed polarity. The three animals were milked for 20 days after transfection, nevertheless it was not possible to identify rhEPO in any milk sample. The test threshold to identify rhEPO (Eritromax®) in milk from a negative control animal was 67,5pg. In conclusion, the in vitro culture of NDL and DL was established up to the P12 with expression of milk protein and the LOS treatment increased the expression of β-lactoglobulin. The two cell lines culture were positive for staining of vimentina but only NDL was positive for cytokeratin. In the in vivo experiment, rhEPO secretion was not detected in the milk from ewes transfected with ALAC and BGL plasmids.

O efeito da presença do praseodímio em catalisadores de Pt/C e PtSn/C para eletro-oxidação de etanol foi estudado neste trabalho. Os principais objetivos foram estudar alterações na rota sintética da metodologia do ácido fórmico, visando catalisadores com propriedades físico-químicas que aumentem a eficiência frente a reação de oxidação de etanol; entender o motivo das variações na atividade catalítica; e avaliar a estabilidade dos catalisadores nas condições de operação da célula. A atmosfera de síntese dos catalisadores de PtPr/C influencia fortemente as atividades catalíticas destes materiais. Os catalisadores sintetizados em atmosfera de CO apresentaram antecipação do potencial de pico de oxidação de CO e maior área ativa em relação aos materiais sintetizados em atmosfera de hidrogênio. A mudança de atmosfera para gás CO promoveu mudanças físicas como a redução do tamanho médio de cristalito e tamanho médio de partícula. A adição de praseodímio promove a oxidação do etanol em menores potenciais que a platina, por favorecer o mecanismo bifuncional. A adição de estanho ao catalisador PtPr/C teve um efeito benéfico na atividade catalítica. Os dados DRX não indicam alto grau de liga Pt-Sn, mas mesmo em forma de óxido, o estanho apresentou um efeito eletrônico, como informado pelos dados de XAS. A interação de Pt-Sn promove a dissociação da água para formar Sn-OHad próximo a espécies de monóxido de carbono adsorvidas na Pt, facilitando a rápida oxidação de etanol. Os testes de estabilidade indicaram que os catalisadores PtSnPr/C apresentam grande variação da área ativa com sucessivas ciclagens. Apesar da dissolução de espécies de estanho, a adição de praseodímio contribuiu para elevar a estabilidade dos catalisadores sintetizados. / The effect of praseodymium presence in Pt/C and PtSn/C catalysts for ethanol electro-oxidation was investigated. The main objectives were the evaluation of a modified formic acid synthesis method for the preparation of PtPr/C and PtSnPr/C catalysts with enhanced activity for the ethanol oxidation reaction and stability at the cell operating conditions. The synthesis atmosphere of PtPr/C catalysts highly influences the catalytic activity of these materials. The catalysts synthesized in CO atmosphere showed a lower onset potential for CO oxidation and a higher active surface area than those synthesized in a hydrogen atmosphere. The CO atmosphere promoted physical changes such as reduction of crystallite size and particle size. Addition of praseodymium to Pt/C catalyst improved the activity for ethanol oxidation by the bifunctional mechanism. Tin addition to the PtPr/C catalyst had a beneficial effect on catalytic activity. XRD data no indicated Pt-Sn alloy, but even in oxide form, tin presented an electronic effect, as reported by XAS data. The interaction of Pt with Sn promotes the dissociation of water to form Sn-OHadsorbed close to carbon monoxide adsorbed on the Pt, and it facilitates a fast ethanol oxidation. Stability tests showed a change in the active area of the PtSnPr/C catalysts after repetitive potential cycling. Although the tin species dissolution, the praseodymium addition increased the catalysts stability.

Esta dissertação aborda aspectos gerais relativos à utilização de um conversor CC-CC que opera conectado à rede de distribuição e que emprega como fonte primária células a combustível. Neste trabalho, a modelagem matemática em espaços de estados (pequenos sinais e média) dos conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão (IBVM), assim como as arquiteturas de controle utilizadas em modo tensão, corrente média e corrente de pico são comparadas para determinar qual delas apresenta melhor desempenho. Devido ao fato das células a combustível apresentarem tensão terminal baixa e corrente terminal elevada, há a necessidade de utilizar conversores eletrônicos com alto ganho para equalizar a tensão produzida pela fonte com o nível de tensão presente na rede de distribuição. Tendo isso em vista, este trabalho mostra uma análise do ganho estático de tensão do conversor Boost e IBVM considerando os efeitos das resistências parasitas dos componentes utilizados e da carga conectada nos terminais de saída do conversor. Como resultado da modelagem matemática do ganho, é mostrado um conjunto de equações que definem o valor mínimo de resistência do semicondutor de potência, indutor, capacitor do multiplicador de tensão e a máxima carga que os conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão podem suprir. Por fim, os resultados experimentais são apresentados com o intuito de validar os resultados teóricos e de simulação obtidos. / This thesis addresses general aspects concerning the application of DC-DC converters applied to a grid connected Fuel Cell system. It is discussed in this thesis the averaged and small signals space state modeling of the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier (IBVM) converter, it is also mentioned the control architectures in voltage mode, average current mode and peak current mode. The voltage and average current mode control architectures are simulated and implemented in hardware in order to be compared. Due to the fact that Fuel Cells present low terminal voltage and high current, it is needed to use high gain DC-DC converters with the aim connect the system to the grid. This thesis also presents an approach in the analysis of DC-DC converter static voltage gain considering the effect of the parasitic resistances and the load connected to the converter terminals. As a result of the gain analysis, it is presented a set of equation, from which is possible to determine the maximum value of the parasitic resistances for the switch, inductor and capacitor of the voltage multiplier. It is also calculated the maximum value of load connected to the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier converters with the aim to present the designed voltage gain. Additionally, by the maximum load value calculated it is possible to determine the maximum power that the converter will be capable to process, considering a specific point of operation. Finally, the designed DC-DC converter is implemented with the aim to validate the theoretical and simulation results.

A reação de redução de oxigênio (RRO) foi estudada em eletrodos lisos de platina e prata recobertos com filmes de quitosana e em eletrodos porosos de Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C na ausência e na presença de filmes à base de quitosana, em eletrólito alcalino. Nestes estudos foram empregadas curvas de polarização em estado estacionário, obtidas em eletrodos de disco rotatório (EDR) e em células a combustível alcalina (CCA) unitárias, através das quais foram construídos os correspondentes diagramas de curvas de Tafel e os gráficos de Levich. Os estudos realizados em EDRs permitiram estabelecer-se uma boa compreensão da atividade catalítica e dos mecanismos envolvidos na RRO. Foi observada uma diminuição da atividade eletrocatalítica dos eletrodos metálicos (Pt e Ag lisos e porosos) quando na presença dos filmes de quitosana, havendo também uma mudança no mecanismo da reação. Assim, nos experimentos de EDR verificou-se que em altas densidades de corrente a etapa determinante da velocidade é a adsorção do oxigênio, em contraste com os eletrodos sem o filme para os quais a etapa determinante é a difusão do oxigênio. Nestes casos não foi possível calcular o número de elétr. Já, nos casos dos eletrodos de MnyOx/C e TiO2/C não foi observada nenhuma diminuição significativa na atividade eletrocatalítica destes materiais na presença dos filmes de quitosana, assim como no mecanismo da reação na presença dos filmes (inclusive no número de elétrons envolvidos na reação), apesar de se notar um pequeno aumento nos valores dos coeficientes de Tafel. Foram também realizados testes de alguns dos materiais como cátodos em células a combustível alcalinas unitárias alimentadas com hidrogênio/oxigênio, tendo sido verificado que o desempenho é promissor, apesar de ser inferior ao de células com eletrólito de membrana ácidas. / The oxygen reduction reaction was studied on smooth platinum and silver electrodes recovered with chitosan films and on Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C porous electrodes in the presence or absence of chitosan-based films in alkaline electrolyte. These studies were carried out using steady state polarization measurement, obtained in a rotating disc electrode (RDE) and in alkaline fuel cells (AFC) (single cell), from which the corresponding Tafel curves and Levich plots were built. The studies carried out using the RDE had allowed establishing a good understanding of the catalytic activity and of the involved RRO mechanisms. A reduction in the electrocatalytic activity of the metallic electrodes and a change in the reaction mechanism (Pt and Ag smooth and porous) were caused by the presence of the chitosan films Thus, the RDE experiments showed that at high current densities the rate determining step of the ORR is the oxygen adsorption, in contrast to the electrodes without the film for which the rate determining step is the oxygen diffusion. In these cases it was not possible to calculate the number of electrons involved in the reaction. In the cases of the MnyOx/C and TiO2/C electrodes no significant change in the electrocatalytic activity, as well as in the reaction mechanism were caused due to the presence of the films (also in the number of electrons involved in the reaction), although a small increase in the Tafel coefficient values was noted. Also, tests of some of the materials as cathodes in AFC single cells with hydrogen/oxygen were carried out. These results showed that the performance is promising, although inferior to those of acid membrane electrolyte fuel cells.

A hidroquinona (HQ) é um composto fenólico obtido a partir da metabolização endógena do benzeno, está presente no cigarro, medicamentos, reveladores fotográficos, alimentos e plantas medicinais. Temos demonstrado que a intoxicação experimental de ratos à HQ compromete a migração de leucócitos para o pulmão na vigência de resposta inflamatória alérgica ou inespecífica. O presente trabalho visou avaliar os efeitos da HQ sobre atividades da célula endotelial e de neutrófilos envolvidas na inflamação. Culturas primárias de células endoteliais da rede microcirculatória obtidas do músculo cremaster de ratos Wistar, machos, foram tratadas com HQ (10 ou 100 µM, 2 horas) e posteriormente incubadas ou não com LPS de E. coli (LPS; 2 µg/mL). Neutrófilos obtidos da cavidade peritoneal de ratos Wistar, 4 horas após a injeção local de glicogênio de ostra (10 mL, 1%) , foram tratados com HQ (5 ou 10 µM, 1 hora) e, em seguida, foram incubados ou não com LPS (5 µg/mL). Células controles receberam volumes equivalentes dos veículos da HQ e do LPS. Os dados obtidos mostram que o tratamento com a HQ não induziu necrose ou apoptose em ambos os tipos celulares; reduziu a produção de NO pela célula endotelial e por neutrófilos, por bloqueio das atividades das óxido nítrico sintases; reduziu a expressão gênica e protéica de TNF-α, IL-6 e IL-1β induzida pelo LPS em neutrófilos, possivelmente decorrente de redução da translocação nuclear do NFκB; por outro lado aumentou a expressão gênica e protéica basal de TNF-α, IL-1β, ICAM-1, PECAM-1 e VCAM-1, bem como a translocação nuclear do NF-κB; reduziu a atividade fagocítica e microbicida de neutrófilos frente a Candida albicans; não afetou a expressão gênica da CYP2E1 em ambos os tipos celulares, mas aumentou a expressão gênica de MPO em neutrófilos. Em conjunto, os dados permitem concluir que a HQ atua diferentemente nos dois tipos de células estudadas, ativando e inibindo propriedades inflamatórias na célula endotelial e nos neutrófilos, respectivamente. É possível as ações sobre os neutrófilos possam contribuir, pelo menos em parte, pela redução da migração celular durante a resposta inflamatória observada após exposição in vivo à HQ. / Hydroquinone (HQ) is a fenolic compound obtained after benzene metabolism, it is a component of cigarette, medicines, photographic developer, and it is also finding in some foods and medicinal herbs. Our research group has been shown that rats in vivo exposed to HQ present impaired leukocyte migration into lung during allergic or non-specific inflammation. In the present study, we investigate the effects of HQ on functional activities of neutrophils and endothelial cells (EC) involved in inflammation. Primary cultured EC was obtained from microcirculatory network of male Wistar rats, and treated with HQ (10 or 100 µM, two hours). After the treatments, EC was incubated in presence or absence of lipopolissacharide of E. coli (LPS; 2 µg/mL). Peritoneal neutrophils obtained four hours after local injection of oyster glycogen (10 mL, 1%) were incubated with HQ (5 or 10 µM, one hour) and in sequence it was incubated in presence or absence of LPS (5 µg/mL) .Control cells were cultured with equivalent volumes of HQ and LPS vehicle. Results obtained showed that treatment with HQ did not induce apoptosis or necrosis in both types of cells; impaired NO production by endothelial cells and neutrophils dependent on blockade of Ca+2-dependent and independent NOS activity; decreased gene and protein expression of TNF-α, IL-6 and IL-1β in neutrophils induced by LPS, possibly due to reduced nuclear translocation of the NF-κB. On the other hand, HQ treatment enhanced basal protein and gene expression of TNF-α, IL-1β , ICAM-1, PECAM-1 and VCAM-1 and the nuclear translocation of NF-κB; impaired Candida albicans phagocytic and killing indexes; did not affect the gene expression of CYP2E1 in both types of cell, but increased the gene expression of MPO in neutrophils. Taken together, results obtained show that HQ acts differently in the two types of cells studied, activating and inhibiting inflammatory properties in endothelial cells and neutrophils, respectively. Actions on neutrophils may contribute, at least in part, on the reduced leukocyte recruitment during in vivo HQ exposure.

Células reticulares fibroblásticas (FRCs, gp38+ e CD31-) e células duplo negativas (DNCs, gp38- e CD31-) são células estromais encontradas em órgãos linfoides secundários, como linfonodos. Enquanto as FRCs têm sido amplamente estudadas, pouco se sabe ainda sobre DNCs. Apesar da função estrutural das FRCs nos linfonodos já estar bem estabelecida, estudos recentes indicam que as FRCs também desempenham um papel fundamental em processos imunológicos, por exemplo, migração celular, ativação e qualidade da resposta imune, além da participação na tolerância periférica. Outra célula estromal em constante estudo são as células-tronco mesenquimais (CTMs), principalmente encontradas na medula óssea. Estas células compartilham similaridades, como por exemplo; são células estromais encontradas em órgãos linfoides, apresentam morfologia e características semelhantes quando cultivadas in vitro e estão envolvidas na resposta imune por mecanismos semelhantes. As CTMs são provenientes de um órgão linfoide primário, cuja função principal não está relacionada à resposta imunológica, entretanto, de acordo com inúmeros trabalhos, estas células possuem capacidade de interferir na ativação de várias células do sistema imunológico. Portanto, nossa hipótese é de que as FRCs e DNCs, que se encontram em um órgão linfoide secundário, cuja função principal remete a resposta imunológica, apresentem também um papel regulador, descrito na literatura como tolerância periférica e contração de uma resposta imunológica já estabelecida. Em nosso estudo mostramos que FRCs e DNCs foram isoladas a partir de linfonodos humanos e devidamente caraterizadas. Evidenciamos que FRCs e DNCs atendem todos os critérios mínimos propostos pela sociedade internacional de terapia celular para serem consideradas células-tronco estromais. Além disso, mostramos que FRCs e DNCs influênciam a proliferação e a expressão de moléculas de homing em linfócitos alogênicos in vitro. Portanto, contribuimos de forma inédita para o entendimento funcional das FRCs e DNCs, visto que estudos em humanos envolvendo estas células são escassos / Fibroblastic reticular cells (FRCs, gp38+ e CD31-) and double-negative cells (DNCs, gp38- e CD31-) are stromal cells found in secondary lymphoid organs, such as lymph nodes. While the FRCs has been widely studied, little is known about DNCs. Despite the structural function of FRCs on lymph nodes is well established, recent studies indicate that FRCs also play a key role in immunological processes, for example, cell migration, immune response activation and quality, beyond their involvement in peripheral tolerance. Another stromal cell type in constant study are mesenchymal stem cells (MSCs), mainly found in bone marrow. These cells share similarities with FRCs and DNCs, for example; they are estromal cells found in lymphoid organs, they present similar morphology and characteristics when cultured in vitro and they are involved in the immune response by similar mechanisms. MSCs are derived from a primary lymphoid organ which the major function is not related to immune response, but according to numerous studies these cells have the capacity of the interfere on activation of various immune cells. Consequently, our hypothesis is that FRCs and DNCs, usually found in secondary lymphoid organ, display immune regulatory roles, which were described in the literature as peripheral tolerance and immune response contraction. In our study we showed that FRCs and DNCs were isolated from human lymph nodes and adequately characterized. We evidenced that FRCs and DNCs meet all minimum criteria proposed by the International Society of Cell Therapy to be considerate a stromal stem cell. Therefore, we contributed in an unpublished manner to the functional understanding of FRCs and DNCs, since human studies involving these cells are scarce

Na espécie equina, as enfermidades osteoarticulares causam prejuízo econômico e impacto negativo no desempenho atlético, devido aos danos causados na cartilagem articular. A regeneração da cartilagem hialina e a manutenção da integridade das estruturas que a compõe norteiam a busca do tratamento ideal. Neste contexto, este estudo foi delineado com o objetivo de investigar a presença de células-tronco mesenquimais (CTMs) no líquido sinovial (LS) e na membrana sinovial (MS) de equinos com articulações hígidas, com osteocondrite dissecante (OCD) e com osteoartrite (OA) e compará-las, visando estabelecer qual fonte celular possui melhor característica fenotípica e capacidade de diferenciação celular, mais especificamente, aquela que seja superior em relação à capacidade condrogênica. Foram utilizados equinos machos e fêmeas de diferentes idades, totalizando 97 articulações. O LS e MS foram coletados durante artroscopia e as células foram cultivadas, e avaliadas por citometria de fluxo com os anticorpos CD44, CD90, CD105, CD34; e por imunocitoquímica com os anticorpos nanog, oct4, PGP 9.5, lisozima, vimentina e citoqueratina. Adicionalmente, o potencial de diferenciação das células foi avaliado para as linhagens condrogênica, osteogênica e adipogênica. Foi realizado teste de tumorigenicidade em camundongos Balb-Cnu/nu, para comprovar aplicabilidade clínica, e posteriormente, as CTMs provenientes de LS de articulações hígidas foram aplicadas em articulações de equinos. A identidade das células foi comprovada durante o cultivo demonstrando características de adesão ao plástico e morfologia fibroblastóide. A média percentual das populações positivas para CD90 foi de 64,9% (LS-H), 48,3% (LS-OCD), 48,1% (LS-OA), 66,6% (MS-H), 40,2% (MS-OCD) e 40,3% (MS-OA). A porcentagem de células positivas para CD44 foi de 1,18% (LS-H), 3,98% (LS-OCD), 14,2% (LS-OA), 1,9% (MS-H), 2,17% (MS-OCD) 8,56% (MS-OA). Não foi observada expressão dos anticorpos CD34 e CD105. Na análise imunocitoquímica foi detectada expressão positiva para os anticorpos: lisozima, PGP 9.5, PCNA e vimentina, e negativa para nanog, oct4 e citoqueratina. A multipotência (osteogênica, condrogênica e adipogênica) das células foi confirmada através da coloração Alizarin Red para detecção de matriz de cálcio, Oil Red O para detecção de gotículas de gordura e azul de toluidina, alcian blue e hematoxilina eosina para detecção de matriz de proteoglicanos. Com relação aos resultados do teste tumorigênico, nenhum órgão dos camundongos foi afetado, assegurando a aplicabilidade das células estudadas. Ainda, as articulações de equinos tratadas, não apresentaram quaisquer sinais de reação inflamatória após aplicação de células alogênicas. Por fim, concluímos que, a fenotipagem positiva de CD44 e CD90 somada à capacidade de diferenciação nas linhagens osteogênica e condrogênica confirma a presença de CTMs nas populações celulares obtidas de LS e MS de equinos. Também foi observado que as células de LS provenientes de articulações hígidas, são as de melhor utilização clínica, uma vez que apresentaram maior expressão de CD90 e demonstraram melhor capacidade de diferenciação celular em relação às células derivadas de articulações enfermas. Além disso, possuem método mais fácil de colheita em relação à colheita de MS, visando futura terapia celular na rotina clínica / In the equine species, osteoarticular diseases cause significant economic losses and negative impact on equine athletic performance. The hyaline cartilage regeneration and the maintenance of integrity of its components guide the search for the ideal treatment. In this scenario, this study aimed to investigate the presence of mesenchymal stem cell (MSCs) in the synovial fluid (SF) and in the synovial membrane (SM) of healthy equine joints, osteoarthritic (OA) and osteochondritic joints (OCD), comparing their potential as cellular sources, according to their differentiation ability, in particular with superior chondrogenic potential and the phenotypic characteristics of the MSCs. Ninety-seven equine joints from males and females of different ages were used to harvest cells. SF and SM were obtained during arthroscopy and the cells SF and SM were cultured and assessed for CD90, CD44, CD105 and CD34 markers by flow cytometry, and nanog, oct4, PGP 9.5, lyzozyme, vimentin and cytokeratin were assessed by immunocytochemistry. Additionally, cells were evaluated in vitro for their osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation potential. The tumorigenicity test was carried in Balb-C nu/nu mice, to verify the safety of cell sources and, later, mesenchymal stem cells harvested from healthy equine joints were injected into equine joints. The identity of these cells was confirmed during cell growth, through properties of plastic adhesion and fibroblastoid morphology. The mean percentage of CD90 positive cells was 64.9% (SF-H), 48.3% (SF-OCD), 48.1% (SF-OA), 66.6% (SM-H), 40.2% (SM- OCD) and 40.3% (SM-OA). The percentage of CD44 positive cells was 1.18 % (SF-H), 3.98% (SF-OCD), 14.2% (SF-OA), 1.9% (SM-H), 2.17% (SM-OCD) and 8.56% (SM-OA). The expression of CD34 and CD105 antibodies was not observed. Through immunocytochemical analysis, expression for lysozyme, PGP9.5, PCNA e vimentin antibodies was detected and negative expression for nanog, oct4 e cytokeratin was observed. The multipotent capacity of mesenchymal stromal cells for lineage differentiation (osteogenic, chondrogenoic and adipogenic) was confirmed with different staining techniques: Alizarin Red enabled detection of the calcium matrix, Oil Red O enabled the detection of fat droplets and Toluidin Blue, Alcian Blue and haematoxylin eosin enabled detection of proteoglycan matrix. Results of tumorigenic tests in mice showed no compromise of any internal organ, assuring applicability of the studied cells. Furthermore, equine joints treated with MSC harvested from healthy joints did not show any signs of an inflammatory reaction after injection of the allogeneic cells. The presence of cells with positive CD44 and CD90 phenotypes and with the ability to differentiate into osteogenic and chondrogenic lineages confirms the presence of MSCs in equine SF and SM. Cells obtained from healthy SF were more suitable for clinical application, for they presented higher CD90 expression and demonstrated greater differentiation capabilities, when compared to that of cells retrieved from compromised joints. In addition to that, SF derived cells are easier to obtain when compared to SM cells, aiming their future application clinical