La BPCO (bronchopathie pulmonaire chronique obstructive) est un problème majeur de santé publique et représentera la 3ème cause de mortalité dans le monde en 2030. L’âge, le tabagisme, ainsi que la pollution atmosphérique via l’exposition aux particules de diesel mais également la pollution domestique – majoritairement représentée par la combustion domestique de biomasse – sont des facteurs de risque bien identifiés d’apparition d’une BPCO. Il n’existe à ce jour aucun traitement curatif pouvant interférer avec l’histoire naturelle de la maladie.Les cellules souches pluripotentes, et notamment les cellules souches humaines pluripotentes induites (hiPSCs), sont définies par deux propriétés fondamentales : l’auto-renouvellement et la capacité à se différencier en tous les types cellulaires de notre corps. Elles offrent une opportunité sans précédent de modéliser le développement humain normal et pathologique de l’appareil respiratoire.Ce projet de recherche a pour objectif de modéliser in vitro les trajectoires de la BPCO, en lien avec une origine développementale (racines pédiatriques) et/ou une susceptibilité au tabac. Afin d’élucider les mécanismes qui sous-tendent la pathogénie de la BPCO et de la susceptibilité au tabac, nous avons constitué deux groupes caricaturaux : i) 4 patients atteints d’une forme sévère de la BPCO, constituant le groupe « hautement susceptibles », ii) 4 patients fumeurs indemnes de BPCO ou tout autre comorbidité liée au tabac « hautement résistants » au tabac.Nous avons utilisés deux modèles de culture cellulaires in vitro : les hiPSCs et la culture de cellules épithéliales primaires bronchiques humaines (HBECs) cultivées en ALI (interface air liquide).Dans un premier temps, nous avons généré des lignées hiPSCs par reprogrammation cellulaire à partir du sang périphérique d’un sujet sain (contrôle), et de trois patients BPCO sévères hautement caractérisés. Dans un second temps, la différenciation dirigée des hiPSCs a permis de récapituler le développement pulmonaire précoce (génération de progéniteurs bronchiques NKX2.1) par la mise au point d’un protocole de différenciation dirigée robuste et reproductible sur plusieurs lignées hiPSCs. La maturation de ces progéniteurs bronchiques en culture 2D ou 3D a permis d’obtenir des structures épithéliales exprimant les marqueurs de cellules basales (KRT5), de cellules Club (CCSP), et ciliées (FOXJ1). Dans un second temps, ces épithélia seront exposés au tabac (CSE- cigarette smoke extract) afin d’induire un phénotype « BPCO-like ». Enfin, la culture des HBECs cultivées en ALI des patients BPCO sévères a été réalisée en condition exposée (CSE) et non exposée. La résistance transépithéliale, la motilité ciliaire, le profil sécrétoire et la diversité ARN ont été collecté.Ce travail a permis de mettre en place les outils nécessaires pour reproduire les trajectoires in vitro de la BPCO et élucider les origines de la pathologie. Les outils de séquençage à haut débit (transcriptomique dans notre étude), permettront de découvrir de nouveaux candidats, représentants de potentielles cibles en vue d’un criblage pharmacologique. / COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease) is a major public health problem and will be the 3rd leading cause of death in the world in 2030. Age, smoking, and air pollution through the exposure to particulate matter but also domestic pollution - mostly represented by domestic biomass combustion - are well-identified risk factors for the development of COPD. To date, there is no cure that can interfere with the natural history of the disease.Pluripotent stem cells, including induced pluripotent human stem cells (hiPSCs), are defined by two fundamental properties: self-renewal and the ability to differentiate into all cell types in our body. They offer an unprecedented opportunity to model the normal and pathological human development of the respiratory system.This research project aimed to model in vitro the trajectories of COPD, related to a developmental origin (pediatric roots) and / or susceptibility to tobacco. In order to elucidate the underlying mechanisms of COPD and tobacco susceptibility, we established two extreme groups: i) 4 patients with a severe form of COPD, the "highly susceptible" group, ii) 4 patients who are free of COPD or other tobacco-related comorbidity despite heavy smoking, called as "highly resistant" to tobacco.We have used two different but complementary in vitro cell culture models: hiPSCs and human bronchial primary epithelial cell cultures (HBECs) grown in ALI condition (Air Liquid Interface).First of all, we generate hiPSCs cell lines by reprogramming cells from peripheral blood of a healthy subject (control), and three highly characterized severe COPD patients. In a second step, the directed differentiation of hiPSCs allowed to recapitulate the early pulmonary development (NKX2.1 generation of bronchial progenitors) by the development of a robust and reproducible directed differentiation protocol of several hiPSCs lines. The maturation of these bronchial progenitors in 2D or 3D culture allows the generation of epithelial structures expressing markers of KRT5 + basal cells , CSSP + Club cells and FOXJ1 + ciliated cells. In a second step, these epithelia will be exposed to tobacco (CSE-cigarette smoke extract) in order to induce a "COPD-like" phenotype. Finally, ALI culture of HBECs of severe COPD patients was performed in unexposed and exposed condition (CSE). Transepithelial resistance, ciliary motility, secretory profile, and RNA diversity were collected.This work allowed to put in place the necessary tools to reproduce the in vitro trajectories of COPD and to clarify the origins of this pathology. The high throughput sequencing tools (transcriptomic in our study), will allow the discovery of new candidates, that represent potential targets for future pharmacological screening.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) causa a redução da capacidade respiratória e seu desenvolvimento é associado à fumaça de cigarro. O cigarro possui mais de 4800 substâncias tóxicas e causa a morte de seis milhões de pessoas por ano no mundo. Estudos buscam meios de reverter os males causados pela fumaça de cigarro. A própolis (P) é um produto produzido por abelhas que possui várias propriedades. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos antioxidantes da P em macrófagos murinos e na inflamação pulmonar aguda induzida pela fumaça de cigarro (CS) em camundongos. A análise dos compostos fitoquímicos do extrato alcóolico da P (EAP) foi feita por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS). Células da linhagem RAW 264.7 foram tratadas em diversas concentrações de P durante 24 horas. Após tratamento, as seguintes análises foram realizadas: polifenóis totais; viabilidade celular (MTT); potencial redutor (DPPH); espécies reativas de oxigênio totais (ROS) e de malondialdeído (MDA). Trinta camundongos C57BL/6 foram divididos em 3 grupos (n=10/grupo): Controle+P, CS e CS+P. Ambos os grupos CS foram expostos a 6 cigarros/dia durante 5 dias. O grupo CS foi tratado com veículo. O pulmão e o lavado broncoalveolar (BAL) foram coletados para análise histológica e contagem diferencial de células. As análises para mieloperoxidase (MPO), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG), MDA, nitrito e western blotting para TNF-alfa foram realizadas. A análise fitoquímica do EAP mostrou a presença dos ácidos hidrocinâmicos e coumárico, a artepilina C e a drupanina. Foi observado o aumento concentração-dependente dos níveis de polifenóis totais (p<0,001), do MTT (p<0,001) e do DPPH (p<0,001), e o inverso com o MDA (p<0,001). Os níveis de ROS diminuem nas concentrações de 15,6 e 31,2 mg/mL (p<0,05, ambos). A histologia pulmonar do grupo Controle+P foi similar ao do CS+P e foi observado um influxo de macrófagos e neutrófilos no grupo CS (p<0,01 e p<0,001, respectivamente). Os níveis de MPO foram aumentados no grupo CS (526,534,72 mU/mg ptn, p<0,01), mas houve uma redução no grupo CS+P (385,127,64 mU/mg ptn, p<0,05) comparável ao Controle+P (13412,99 mU/mg ptn, p<0,001), o mesmo aconteceu com as enzimas antioxidantes: SOD (Controle+P: 523,529,6 U/mg ptn; CS: 523,529,6 U/mg ptn, p<0,001; CS+P: 246,815,69 U/mg ptn, p<0,001); CAT (Controle+P: 37,383,39 U/mg ptn; CS: 92,686,24 U/mg ptn, p<0,001; CS+P: 59,844,55 U/mg ptn, p<0,05); GPx (Controle+P: 2,230,17 (M/min/mg ptn) x 10-1; CS: 4,510,31 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0,001; CS+P: 2,640,19 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0,05). O inverso ocorreu com a relação GSH/GSSG (Controle+P: 1,0880,17; CS: 0,7360,07, p<0,05; CS+P: 1,2580,10, p<0,05). Os níveis de MDA (Controle+P: 0,2660,05 nMol/mg ptn; CS: 0,940,076 nMol/mg ptn, p<0,001; CS+P: 0,4980,06 nMol/mg ptn, p<0,01) e de nitrito (Controle+P: 50,014,19 Mol/mg ptn; CS: 108,77,73 Mol/mg ptn, p<0,001; CS+P: 58,843,42 nMol/mg ptn, p<0,01) estavam aumentados no CS que em outros grupos. A expressão de TNF-&#945; foi observada no grupo CS. O tratamento da P apresentou ação anti-inflamatória e antioxidante em macrófagos e em camundongos expostos à fumaça de cigarro, possivelmente pela ação dos polifenóis presentes nela / Chronic obstructive pulmonary disease (DPOC) causes a respiratory capacity reduction and its development is be associated with cigarette smoke. Cigarette has more than 4800 toxic substances in your composition and it causes death of six million people in the world. Studies had been made to find methods to change cigarette-induced health problems. Propolis (P) has been reported as a natural product with several properties. Here, we used two types of experiments, in vitro and in vivo, to study the potential antioxidant use of P. Phytochemical analyze was made to evaluate which compounds are within P. Murine macrophages, RAW 264.7 cell line, are exposed to different concentrations of propolis and following analyses were made: total polyphenols levels; cell viability (MTT); reduction potential (DPPH); total reactive oxygen species levels (ROS) and malondialdehyde (MDA). Thirty C57BL6 mice were divided into 3 groups: Control+P, CS and CS+P. Both CS groups were exposed to 6 cigarettes per day for 5 days. CS group was treated with vehicle. Lung and bronchoalveolar lavage (BAL) were collected for histological analysis and differential cell counts. Analysis for mieloperoxidase (MPO), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), reduced glutathione (GSH), oxidized glutathione (GSSG), MDA, nitrite and western blotting for TNF-alpha were performed. Phytochemical analyses of P showed which possesses four main compounds: hydrocinnamic and coumaric acids; artepillin C and drupanin. P showed an increase in total polyphenols (p<0.001), cell viability (p<0.001) and DPPH levels (p<0.001) in concentration-dependent manner, different from MDA (p<0.001) which was inverse pattern. P decreased ROS levels in 15.6 and 31.2 mg/mL groups (p<0.05). Lung histology of Control+P group was similar to CS and CS+P groups, however significant inflammatory cell influx was observed in CS group. Propolis administration reduced significantly macrophages and neutrophils compared with CS group (p<0.01 e p<0.001, respectively). MPO levels was increased in CS (526.534.72 mU/mg ptn, p<0.01), but was shown to be reduced in CS+P (385.127.64 mU/mg ptn, p<0.05) compared with Control+P (13412.99 mU/mg ptn, p<0.001), similar pattern was found in antioxidant enzymes: SOD (Controle+P: 523.529.6 U/mg ptn; CS: 523.529.6 U/mg ptn, p<0.001; CS+P: 246.815.69 U/mg ptn, p<0.001), CAT (Controle+P: 37.383.39 U/mg ptn; CS: 92.686.24 U/mg ptn, p<0.001; CS+P: 59.844.55 U/mg ptn, p<0.05) and GPx (Controle+P: 2.230.17 (M/min/mg ptn) x 10-1; CS: 4.510.31 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0.001; CS+P: 2.640.19 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0.05) and different from GSH/GSSG ratio (Controle+P: 1.0880.17; CS: 0.7360.07, p<0.05; CS+P: 1.2580.10, p<0.05). MDA (Controle+P: 0.2660.05 nMol/mg ptn; CS: 0.940.076 nMol/mg ptn, p<0.001; CS+P: 0.4980.06 nMol/mg ptn, p<0.01) and nitrite levels (Controle+P: 50.014.19 Mol/mg ptn; CS: 108.77.73 Mol/mg ptn, p<0.001; CS+P: 58.843.42 nMol/mg ptn, p<0.01) increased in CS group when compared with other groups. TNF-&#945; expression was observed in CS only. P administration showed an antioxidant action in murine macrophages and reduced cigarette smoke-induced lung inflammation and oxidative stress, probably, by action of its phytochemical compounds actions

Artrite reumatoide (AR) é uma doença autoimune, que causa inflamação crônica nas membranas sinoviais de diversas articulações. O modelo experimenal de artrite induzida pelo colágeno (AIC) é empregado para investigar os mecanismos da AR e para identificar potenciais agentes terapêuticos. Embora a etiologia da AR ainda seja desconhecida, há evidências que a AR se desenvolve em indivíduos predispostos geneticamente, após exposição a fatores ambientais, como o tabagismo, que se destaca como maior fator de risco para indução da AR e para o agravamento em pacientes com AR já estabelecida. Porém, o mecanismo efetivo da ação dos diversos componentes do cigarros ainda precisa ser elucidado. A Hidroquinona (HQ) é um composto fenólico, encontrada em concentração elevada no cigarro, com maior ativade pró-oxidativa, além de ser produto da biotransformação do benzeno, também encontrado no cigarro. Neste caso, a HQ é responsável pela imunotoxicidade e mielotoxicidade do benzeno. Devido a alta exposição de fumantes à HQ e a associação do tabagismo com a AR, investigamos se a exposição à HQ teria participação no desenvolvimento da AIC em ratos Wistar. Para tanto, animais foram expostos à HQ em diferentes protocolos experimentais, a saber: A - por 35 dias consecutivos, durante fase de indução e desenvolvimento da artrite; B - por 14 dias consecutivos, até a segunda injeção de colágeno, na fase de sensibilização e indução da AIC; C - por 7 dias consecutivos, do 29º ao 35º dia, na fase posterior ao desenvolvimento da AIC. Os resultados obtidos mostraram que a HQ agravou a AR nos 3 grupos experimentais, aumentando os parâmetros clínicos, o número de células no líquido sinovial, a inflamação nas sinóvias, caracterizada por maior influxo de neutrófilos, proliferação de sinoviócitos (histologia por HE e imunohistoquímica), aumento nos níveis de IL-6 e IL-1&#946; (ELISA) no líquido sinovial e rearranjo do colágeno na sinóvia (microscopia por segundo harmônico). No entanto, os efeitos mais acentuados foram observados em animais dos grupos A e C, que também tiveram perda de peso significativa. Ademais, exposição à HQ, nos 3 grupos experimentais, causou expressão aumentada do receptor aril hidrocarboneto (AhR), um receptor ativado por xenobióticos durante a AR, e aumento nos níveis do fator de transcrição ROR e de IL-17 na sinóvia. Como AhR/ROR/IL-17 em linfócitos e neutrófilos é uma via importante na gênese da AR, ensaios in vitro foram realizados para elucidar o papel da HQ nesta via. A incubação com HQ in vitro de esplenócitos de animais naive elevou a expressão de AhR e de secreção de IL-17 (por citometria de fluxo), as quais foram bloqueadas pelo antagonista de AhR (&#945;-naftoflavona). Em conjunto, os resultados obtidos nos permitem concluir que a HQ, como um importante componente do cigarro agrava a CIA em ratos, e a ativação via AhR/IL-17 é um possível mecanismo da patogênese da artrite. / Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease that causes chronic inflammation in the joint synovial membranes. The experimental model of collagen-induced arthritis (CIA) is used to investigate the involved mechanisms in RA and to identify novel therapeutic agents. The genesis of RA is multifactorial, involving interplay of genetic and environmental factors and smoking is the trigger factor in the development or RA and worsens the pre-existing RA but the mechanisms undlerlying are yet to be elucidated. Hydroquinone (HQ) is a phenolic compound, found in high concentrations in cigarette, where HQ is the major oxidative component. Moreover, HQ is benzene metabolite, which is also found in cigarette smoke, being responsible for the myelotoxicity and immunotoxicity detected during benzene exposure. Due to this association, we aimed to investigate the role of HQ exposure on CIA development in Wistar rats and the involved mechanisms. Animals were exposed to HQ according to different protocols: A - during 35 consecutive days, during the sensitization and devolpment phases of the disease; B - during 14 consecutive days, until the second injection of collagen, during the sensitization phase; C - during 7 consecutive days, from day 29 to 35, after the development phase of CIA. The results showed that HQ worsened the RA in the 3 experimental protocols, HQ elevated the clinical parameters of CIA development, increased inflammation in the synovial membrane, characterized by increased influx of neutrophis, synoviocytes proliferation (visualized by Immunohistochemistry and Histology analysis), augmented the levels of IL-6 and IL-1&#946; in the synovial fluid (ELISA assay) and led to intense collagen deposition on the synovia. The most pronounced effects where observed in animals from groups A and C, which also had weight body loss. In addition, in the 3 protocols, HQ exposure also increased the expression of AhR receptor, a receptor activated by xenobiotics during RA, and increased the expression of ROR and levels of IL-17 secretion in the synovial membranes. As AhR/ROR/IL-17 in lymphocytes and neutrophils is an important pathway involved in the genesis of RA, in vitro studies have been performed to elucidate the role of HQ exposure in this pathway. The HQ in vitro treatment augmented the expression of AhR and secretion of IL-17 by splenocytes (FACS assay) and the administration of an AhR antagonist (&#945;-naphtoflavone) blocked these effects. Taken together, the results obtained here allow us to conclude that HQ, as an important cigarette component, aggravates CIA in rats, and the activation of AhR/IL-17 pathway is a possible mechanism involved in the RA pathogenesis.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Considerando que nos tempos atuais o hábito de fumar atingiu uma parcela significativa das adolescentes brasileiras e apesar de seus conhecidos efeitos deletérios sobre diversos órgãos, pouco se sabe da sua ação sobre os ovários. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da exposição à fumaça de cigarro sobre o ciclo estral e a morfologia ovariana. Para tal, foram utilizados camundongos da linhagem Swiss, cujo estudo teve início com o estudo do perfil das características da maturação sexual. Após o desmame, aos 21 dias de idade, a partir da abertura vaginal, o 1 estro e o início da ciclicidade foram acompanhados através da citologia vaginal. As características do ciclo estral foram determinadas no decorrer de doze semanas. O efeito da exposição à fumaça de cigarro 3R4F utilizou fêmeas Swiss de 35 dias de idade que foram subdivididos em dois grupos expostos à fumaça de cigarro (grupo 15E) e animais controles livres de fumaça (grupo 15C). A exposição ocorreu por 15 dias e ao final deste período, metade dos animais de cada grupo foi sacrificada e ovários direitos foram coletados. A outra metade permaneceu em observação durante 30 dias, sem exposição à fumaça, originando os grupos 45Ex e 45C. A citologia vaginal foi avaliada durante todo o período experimental. Ao final dos 30 dias, sangue e ovários direitos foram coletados. Estes foram pesados e processados por técnica de rotina histológica para análise morfológica. A caracterização dos eventos da puberdade estabeleceu o tempo de abertura vaginal com média de 33,60,24 de idade, o primeiro estro 39,42,58 dias de idade e o início da ciclicidade, com média de 39,51,19 dias de idade, concomitante com o primeiro estro. Além disso, os ciclos estrais apresentaram períodos de cinco dias com freqüência baixa da fase diestro. Com relação à exposição da fumaça de cigarro ocorreu aumento significativo na extensão dos ciclos estrais e uma forte tendência ao aumento de estros nos animais 45Ex, apesar de não ser significativa. O número e o diâmetro de folículos grandes foram maiores no 15E, enquanto o de corpos lúteos foi menor. Em relação ao grupo 45C, o 45Ex não se alterou, porém, mostrou uma discreta redução da massa ovariana, do número de folículos pequenos, do número e do diâmetro dos folículos médios, dos corpos lúteos e aumento de folículos atrésicos. A comparação entre controles, 15C e 45C e expostos, 15E e 45Ex, mostrou uma redução no diâmetro de folículos médios e grandes. O estudo do perfil das características reprodutivas de fêmeas Swiss é indispensável para modelos experimentais em pesquisa que fazem uso desta linhagem. Permitiu verificar que a exposição à fumaça de cigarro promove alteração do ciclo estral, da massa ovariana e antecipa alterações morfológicas tempo dependente que sinaliza a finalização da vida reprodutiva / Nowadays greater number of Brazilian young women are smokers, and it is troubling because in their reproductive prime are the fastest growing population of smokers. Despite the fact that cigarette smoke is a well established health hazard, and systemic diseases are already well recognized, the potential deleterious effects on ovaries must be more investigated. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effects of exposure to cigarette smoke on the estrous cycle and ovarian morphology. To this end, female Swiss mice were used, whose protocols were previously provided for the timing of three pubertal events and determination of the estrous cycle phases in this strain. Weanlings were examined daily and the date of vaginal opening was recorded. Daily vaginal lavages were begun on the day of vaginal opening and continued for the duration of the study. The onset of first cornification and cyclicity were measured. Animals were then observed for a total of 12 weeks. The ovarian effects of smoke exposure from cigarette 3R4F were studied in female Swiss mice (35 days old) for 15 day - 15E group. The control group (15C) stead in absence of smoke. At the end of this time, part of the animals in each group was sacrificed and right ovaries were collected. The others remained under observation for 30 days without exposure to smoke (45Ex group). The vaginal smear was determined throughout the experimental period. Ovaries were weighed and fixed for standard histology. The protocol provided a vaginal opening at 33,60,24 days old, the onset of first cornification at 39,42,58 days of age and the onset of cyclicity at 39,51,19 days old, concomitant with the appearance of first estrus. Furthermore, the estrous cycles were equal to 5 days in length. The less predominant smear type was diestrus. The length of estrous cycles increased significantly in mice exposed to cigarette smoke and estrus smear was more frequent. The number and diameter of large follicles were higher in 15E, while the corpora lutea was less frequent. The 45Ex group showed a decreasing trend of the ovarian weight, number of small follicles, the number and mean diameter of follicles, corpora lutea and the increase of atretic follicles. Comparison between controls and exposed animals throughout the time, showed a reduction in mean diameter of medium and large follicles. The protocols provided in this unit are indispensable for experimental research involving the reproductive system and the influence of the estrous cycle on non-reproductive functions in Swiss mice. The findings show that exposure to cigarette smoke results in alteration of the estrous cycle, ovarian weight and predict time dependent morphological changes that are signals of the end of reproductive life

O óxido nítrico (NO&#61599;) constitui um dos mais importantes mediadores intra e extracelulares e tem sido descrita sua participação tanto em processos biológicos como patológicos. Nosso objetivo foi verificar se o aumento ou a diminuição do óxido nítrico apresenta um efeito benéfico na proteção do tecido pulmonar no enfisema pulmonar induzido por fumaça de cigarro em camundongos. Para tanto, utilizamos o L-NAME (inibidor do NO&#61599;), a L-arginina (substrato para a formação do NO&#61599;) e os comparamos com a N-acetilcisteína (utilizada no tratamento da DPOC). Foram utilizados 65 camundongos C57BL/6 machos. Cinquenta animais foram divididos em grupos controle, fumaça de cigarro (FC), fumaça de cigarro + L-NAME (FC+LN), fumaça de cigarro + L-arginina (FC+LA), fumaça de cigarro + N-acetilcisteína (FC+NAC) (n=10, por grupo). Durante sessenta dias 40 animais foram expostos a 12 cigarros comerciais por dia, 3 vezes ao dia. Os grupos controle e FC foram submetidos à gavagens orogástricas com o veículo. Os grupos FC+LN, FC+LA, FC+NAC receberam gavagens diárias de L-NAME (60 mg/kg), L-arginina (120 mg/kg) ou NAC (200 mg/kg) respectivamente. Quinze animais (n = 5, por grupo) foram expostos ao ar ambiente e tratados apenas com L-NAME, L-arginina e NAC. Realizamos a análise do perfil das células do lavado broncoalveolar após o sacrifício. O pulmão direito foi removido para as análises histológicas do alargamento dos espaços aéreos determinado pela medida do diâmetro alveolar médio (Lm) e da densidade de superfície (Sv) dos septos alveolares. Os pulmões esquerdos foram removidos e homogeneizados para a as análises da atividade enzimática (SOD, CAT e MPO) e do sistema glutationa (GSH/GSSG), para a análise dos valores de nitrito e da expressão de 4-HNE, MMP-12, NE, TIMP-1, TIMP-2. Nossos resultados apontam que o L-NAME tem uma ação voltada para a matriz extracelular (via protease-antiprotease), enquanto que a L-arginina possui uma ação voltada para os oxidantes, assim como a NAC. Porém a NAC atua aumentando os níveis de glutationa, o que interfere diretamente nos oxidantes (via oxidante-antioxidante), enquanto a L-arginina interfere aumentando o burden oxidativo concomitante a um aumento da velocidade de ação dos oxidantes o que aumenta as células inflamatórias, mas diminui seu tempo de ação permitindo uma maior proteção. Concluímos que tanto o favorecimento para a produção e liberação do NO&#61599;&#61472;através da administração da L-arginina quanto a inibição do NO&#61599;&#61472;pela utilização do L-NAME foi eficiente na proteção do pulmão, apesar de não terem alcançado um resultado tão bom quanto a NAC. / Nitric oxide (NO&#61599;) represents one of the most important intra and extracellular mediators/messengers. It takes part in both biologic and pathologic processes. This study aimed to verify NO role in pulmonary emphysema induced by cigarette smoke (CS) in mice. So L-NAME (LN) (a NO&#61599;&#61472;inhibitor) and L-arginine (LA) (a substract for NO formation) were analyzed and compared to N-acetylcysteine (NAC) (which is used in COPD treatment). A total of 65 C57BL/6 male mice were used. Fifty of them were divided in control, cigarette smoke (CS), cigarette smoke + L-NAME (CS+LN), cigarette smoke + L-arginin (CS+LA) and cigarette smoke + N-acetylcysteine (CS+NAC) groups (n = 10, each group). Forty animals were exposed to 12 commercial cigarettes 3 times a day for sixty days. Control and CS groups were submitted to orogastric gavages with saline. FC+LN, FC+LA, FC+NAC groups received daily gavages with L-NAME (60 mg/kg), L-arginine (120 mg/kg) and NAC (200 mg/kg) respectively. Fifteen animals (n=5, each group) were exposed to ambient air and treated with L-NAME, L-arginine and NAC alone. Cell profile of bronchoalveolar lavage was analyzed and the right lung was removed in order to perform histological analysis of air space enlargement. This was done measuring median alveolar diameter (Lm) and total alveolar septal volume (Sv) of alveolar septa. Left lungs were removed and homogenized to perform enzymatic activity (SOD, CAT and MPO) and glutathione ratio analysis (GSH/GSSG). Besides it, nitrite values and the expression of 4-HNE, MMP-12, NE, TIMP-1 and TIMP2 were also performed. L-arginine administration favored NO&#61599;&#61472;production and release, while L-NAME use inhibited. Briefly, we suggest L-NAME action to be directed to extracellular matrix (via proteinase-antiproteinase), while L-arginine action is directed to oxidants, similar to NAC. Our results showed that NAC acts raising glutathione levels which interfere directly with oxidants (via oxidant-antioxidant) while L-arginine acts raising oxidative burden at the same time it raises oxidants time of action. This also increases inflammatory cell numbers, but decreases their time of action, allowing a longer remodeling period. In conclusion, NO&#61599;&#61472;and both effects were efficient in lung protection/remodeling, although this remodeling was not as effective as when NAC was administrated.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Considerando que nos tempos atuais o hábito de fumar atingiu uma parcela significativa das adolescentes brasileiras e apesar de seus conhecidos efeitos deletérios sobre diversos órgãos, pouco se sabe da sua ação sobre os ovários. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da exposição à fumaça de cigarro sobre o ciclo estral e a morfologia ovariana. Para tal, foram utilizados camundongos da linhagem Swiss, cujo estudo teve início com o estudo do perfil das características da maturação sexual. Após o desmame, aos 21 dias de idade, a partir da abertura vaginal, o 1 estro e o início da ciclicidade foram acompanhados através da citologia vaginal. As características do ciclo estral foram determinadas no decorrer de doze semanas. O efeito da exposição à fumaça de cigarro 3R4F utilizou fêmeas Swiss de 35 dias de idade que foram subdivididos em dois grupos expostos à fumaça de cigarro (grupo 15E) e animais controles livres de fumaça (grupo 15C). A exposição ocorreu por 15 dias e ao final deste período, metade dos animais de cada grupo foi sacrificada e ovários direitos foram coletados. A outra metade permaneceu em observação durante 30 dias, sem exposição à fumaça, originando os grupos 45Ex e 45C. A citologia vaginal foi avaliada durante todo o período experimental. Ao final dos 30 dias, sangue e ovários direitos foram coletados. Estes foram pesados e processados por técnica de rotina histológica para análise morfológica. A caracterização dos eventos da puberdade estabeleceu o tempo de abertura vaginal com média de 33,60,24 de idade, o primeiro estro 39,42,58 dias de idade e o início da ciclicidade, com média de 39,51,19 dias de idade, concomitante com o primeiro estro. Além disso, os ciclos estrais apresentaram períodos de cinco dias com freqüência baixa da fase diestro. Com relação à exposição da fumaça de cigarro ocorreu aumento significativo na extensão dos ciclos estrais e uma forte tendência ao aumento de estros nos animais 45Ex, apesar de não ser significativa. O número e o diâmetro de folículos grandes foram maiores no 15E, enquanto o de corpos lúteos foi menor. Em relação ao grupo 45C, o 45Ex não se alterou, porém, mostrou uma discreta redução da massa ovariana, do número de folículos pequenos, do número e do diâmetro dos folículos médios, dos corpos lúteos e aumento de folículos atrésicos. A comparação entre controles, 15C e 45C e expostos, 15E e 45Ex, mostrou uma redução no diâmetro de folículos médios e grandes. O estudo do perfil das características reprodutivas de fêmeas Swiss é indispensável para modelos experimentais em pesquisa que fazem uso desta linhagem. Permitiu verificar que a exposição à fumaça de cigarro promove alteração do ciclo estral, da massa ovariana e antecipa alterações morfológicas tempo dependente que sinaliza a finalização da vida reprodutiva / Nowadays greater number of Brazilian young women are smokers, and it is troubling because in their reproductive prime are the fastest growing population of smokers. Despite the fact that cigarette smoke is a well established health hazard, and systemic diseases are already well recognized, the potential deleterious effects on ovaries must be more investigated. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effects of exposure to cigarette smoke on the estrous cycle and ovarian morphology. To this end, female Swiss mice were used, whose protocols were previously provided for the timing of three pubertal events and determination of the estrous cycle phases in this strain. Weanlings were examined daily and the date of vaginal opening was recorded. Daily vaginal lavages were begun on the day of vaginal opening and continued for the duration of the study. The onset of first cornification and cyclicity were measured. Animals were then observed for a total of 12 weeks. The ovarian effects of smoke exposure from cigarette 3R4F were studied in female Swiss mice (35 days old) for 15 day - 15E group. The control group (15C) stead in absence of smoke. At the end of this time, part of the animals in each group was sacrificed and right ovaries were collected. The others remained under observation for 30 days without exposure to smoke (45Ex group). The vaginal smear was determined throughout the experimental period. Ovaries were weighed and fixed for standard histology. The protocol provided a vaginal opening at 33,60,24 days old, the onset of first cornification at 39,42,58 days of age and the onset of cyclicity at 39,51,19 days old, concomitant with the appearance of first estrus. Furthermore, the estrous cycles were equal to 5 days in length. The less predominant smear type was diestrus. The length of estrous cycles increased significantly in mice exposed to cigarette smoke and estrus smear was more frequent. The number and diameter of large follicles were higher in 15E, while the corpora lutea was less frequent. The 45Ex group showed a decreasing trend of the ovarian weight, number of small follicles, the number and mean diameter of follicles, corpora lutea and the increase of atretic follicles. Comparison between controls and exposed animals throughout the time, showed a reduction in mean diameter of medium and large follicles. The protocols provided in this unit are indispensable for experimental research involving the reproductive system and the influence of the estrous cycle on non-reproductive functions in Swiss mice. The findings show that exposure to cigarette smoke results in alteration of the estrous cycle, ovarian weight and predict time dependent morphological changes that are signals of the end of reproductive life

O óxido nítrico (NO&#61599;) constitui um dos mais importantes mediadores intra e extracelulares e tem sido descrita sua participação tanto em processos biológicos como patológicos. Nosso objetivo foi verificar se o aumento ou a diminuição do óxido nítrico apresenta um efeito benéfico na proteção do tecido pulmonar no enfisema pulmonar induzido por fumaça de cigarro em camundongos. Para tanto, utilizamos o L-NAME (inibidor do NO&#61599;), a L-arginina (substrato para a formação do NO&#61599;) e os comparamos com a N-acetilcisteína (utilizada no tratamento da DPOC). Foram utilizados 65 camundongos C57BL/6 machos. Cinquenta animais foram divididos em grupos controle, fumaça de cigarro (FC), fumaça de cigarro + L-NAME (FC+LN), fumaça de cigarro + L-arginina (FC+LA), fumaça de cigarro + N-acetilcisteína (FC+NAC) (n=10, por grupo). Durante sessenta dias 40 animais foram expostos a 12 cigarros comerciais por dia, 3 vezes ao dia. Os grupos controle e FC foram submetidos à gavagens orogástricas com o veículo. Os grupos FC+LN, FC+LA, FC+NAC receberam gavagens diárias de L-NAME (60 mg/kg), L-arginina (120 mg/kg) ou NAC (200 mg/kg) respectivamente. Quinze animais (n = 5, por grupo) foram expostos ao ar ambiente e tratados apenas com L-NAME, L-arginina e NAC. Realizamos a análise do perfil das células do lavado broncoalveolar após o sacrifício. O pulmão direito foi removido para as análises histológicas do alargamento dos espaços aéreos determinado pela medida do diâmetro alveolar médio (Lm) e da densidade de superfície (Sv) dos septos alveolares. Os pulmões esquerdos foram removidos e homogeneizados para a as análises da atividade enzimática (SOD, CAT e MPO) e do sistema glutationa (GSH/GSSG), para a análise dos valores de nitrito e da expressão de 4-HNE, MMP-12, NE, TIMP-1, TIMP-2. Nossos resultados apontam que o L-NAME tem uma ação voltada para a matriz extracelular (via protease-antiprotease), enquanto que a L-arginina possui uma ação voltada para os oxidantes, assim como a NAC. Porém a NAC atua aumentando os níveis de glutationa, o que interfere diretamente nos oxidantes (via oxidante-antioxidante), enquanto a L-arginina interfere aumentando o burden oxidativo concomitante a um aumento da velocidade de ação dos oxidantes o que aumenta as células inflamatórias, mas diminui seu tempo de ação permitindo uma maior proteção. Concluímos que tanto o favorecimento para a produção e liberação do NO&#61599;&#61472;através da administração da L-arginina quanto a inibição do NO&#61599;&#61472;pela utilização do L-NAME foi eficiente na proteção do pulmão, apesar de não terem alcançado um resultado tão bom quanto a NAC. / Nitric oxide (NO&#61599;) represents one of the most important intra and extracellular mediators/messengers. It takes part in both biologic and pathologic processes. This study aimed to verify NO role in pulmonary emphysema induced by cigarette smoke (CS) in mice. So L-NAME (LN) (a NO&#61599;&#61472;inhibitor) and L-arginine (LA) (a substract for NO formation) were analyzed and compared to N-acetylcysteine (NAC) (which is used in COPD treatment). A total of 65 C57BL/6 male mice were used. Fifty of them were divided in control, cigarette smoke (CS), cigarette smoke + L-NAME (CS+LN), cigarette smoke + L-arginin (CS+LA) and cigarette smoke + N-acetylcysteine (CS+NAC) groups (n = 10, each group). Forty animals were exposed to 12 commercial cigarettes 3 times a day for sixty days. Control and CS groups were submitted to orogastric gavages with saline. FC+LN, FC+LA, FC+NAC groups received daily gavages with L-NAME (60 mg/kg), L-arginine (120 mg/kg) and NAC (200 mg/kg) respectively. Fifteen animals (n=5, each group) were exposed to ambient air and treated with L-NAME, L-arginine and NAC alone. Cell profile of bronchoalveolar lavage was analyzed and the right lung was removed in order to perform histological analysis of air space enlargement. This was done measuring median alveolar diameter (Lm) and total alveolar septal volume (Sv) of alveolar septa. Left lungs were removed and homogenized to perform enzymatic activity (SOD, CAT and MPO) and glutathione ratio analysis (GSH/GSSG). Besides it, nitrite values and the expression of 4-HNE, MMP-12, NE, TIMP-1 and TIMP2 were also performed. L-arginine administration favored NO&#61599;&#61472;production and release, while L-NAME use inhibited. Briefly, we suggest L-NAME action to be directed to extracellular matrix (via proteinase-antiproteinase), while L-arginine action is directed to oxidants, similar to NAC. Our results showed that NAC acts raising glutathione levels which interfere directly with oxidants (via oxidant-antioxidant) while L-arginine acts raising oxidative burden at the same time it raises oxidants time of action. This also increases inflammatory cell numbers, but decreases their time of action, allowing a longer remodeling period. In conclusion, NO&#61599;&#61472;and both effects were efficient in lung protection/remodeling, although this remodeling was not as effective as when NAC was administrated.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) causa a redução da capacidade respiratória e seu desenvolvimento é associado à fumaça de cigarro. O cigarro possui mais de 4800 substâncias tóxicas e causa a morte de seis milhões de pessoas por ano no mundo. Estudos buscam meios de reverter os males causados pela fumaça de cigarro. A própolis (P) é um produto produzido por abelhas que possui várias propriedades. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos antioxidantes da P em macrófagos murinos e na inflamação pulmonar aguda induzida pela fumaça de cigarro (CS) em camundongos. A análise dos compostos fitoquímicos do extrato alcóolico da P (EAP) foi feita por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS). Células da linhagem RAW 264.7 foram tratadas em diversas concentrações de P durante 24 horas. Após tratamento, as seguintes análises foram realizadas: polifenóis totais; viabilidade celular (MTT); potencial redutor (DPPH); espécies reativas de oxigênio totais (ROS) e de malondialdeído (MDA). Trinta camundongos C57BL/6 foram divididos em 3 grupos (n=10/grupo): Controle+P, CS e CS+P. Ambos os grupos CS foram expostos a 6 cigarros/dia durante 5 dias. O grupo CS foi tratado com veículo. O pulmão e o lavado broncoalveolar (BAL) foram coletados para análise histológica e contagem diferencial de células. As análises para mieloperoxidase (MPO), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG), MDA, nitrito e western blotting para TNF-alfa foram realizadas. A análise fitoquímica do EAP mostrou a presença dos ácidos hidrocinâmicos e coumárico, a artepilina C e a drupanina. Foi observado o aumento concentração-dependente dos níveis de polifenóis totais (p<0,001), do MTT (p<0,001) e do DPPH (p<0,001), e o inverso com o MDA (p<0,001). Os níveis de ROS diminuem nas concentrações de 15,6 e 31,2 mg/mL (p<0,05, ambos). A histologia pulmonar do grupo Controle+P foi similar ao do CS+P e foi observado um influxo de macrófagos e neutrófilos no grupo CS (p<0,01 e p<0,001, respectivamente). Os níveis de MPO foram aumentados no grupo CS (526,534,72 mU/mg ptn, p<0,01), mas houve uma redução no grupo CS+P (385,127,64 mU/mg ptn, p<0,05) comparável ao Controle+P (13412,99 mU/mg ptn, p<0,001), o mesmo aconteceu com as enzimas antioxidantes: SOD (Controle+P: 523,529,6 U/mg ptn; CS: 523,529,6 U/mg ptn, p<0,001; CS+P: 246,815,69 U/mg ptn, p<0,001); CAT (Controle+P: 37,383,39 U/mg ptn; CS: 92,686,24 U/mg ptn, p<0,001; CS+P: 59,844,55 U/mg ptn, p<0,05); GPx (Controle+P: 2,230,17 (M/min/mg ptn) x 10-1; CS: 4,510,31 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0,001; CS+P: 2,640,19 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0,05). O inverso ocorreu com a relação GSH/GSSG (Controle+P: 1,0880,17; CS: 0,7360,07, p<0,05; CS+P: 1,2580,10, p<0,05). Os níveis de MDA (Controle+P: 0,2660,05 nMol/mg ptn; CS: 0,940,076 nMol/mg ptn, p<0,001; CS+P: 0,4980,06 nMol/mg ptn, p<0,01) e de nitrito (Controle+P: 50,014,19 Mol/mg ptn; CS: 108,77,73 Mol/mg ptn, p<0,001; CS+P: 58,843,42 nMol/mg ptn, p<0,01) estavam aumentados no CS que em outros grupos. A expressão de TNF-&#945; foi observada no grupo CS. O tratamento da P apresentou ação anti-inflamatória e antioxidante em macrófagos e em camundongos expostos à fumaça de cigarro, possivelmente pela ação dos polifenóis presentes nela / Chronic obstructive pulmonary disease (DPOC) causes a respiratory capacity reduction and its development is be associated with cigarette smoke. Cigarette has more than 4800 toxic substances in your composition and it causes death of six million people in the world. Studies had been made to find methods to change cigarette-induced health problems. Propolis (P) has been reported as a natural product with several properties. Here, we used two types of experiments, in vitro and in vivo, to study the potential antioxidant use of P. Phytochemical analyze was made to evaluate which compounds are within P. Murine macrophages, RAW 264.7 cell line, are exposed to different concentrations of propolis and following analyses were made: total polyphenols levels; cell viability (MTT); reduction potential (DPPH); total reactive oxygen species levels (ROS) and malondialdehyde (MDA). Thirty C57BL6 mice were divided into 3 groups: Control+P, CS and CS+P. Both CS groups were exposed to 6 cigarettes per day for 5 days. CS group was treated with vehicle. Lung and bronchoalveolar lavage (BAL) were collected for histological analysis and differential cell counts. Analysis for mieloperoxidase (MPO), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), reduced glutathione (GSH), oxidized glutathione (GSSG), MDA, nitrite and western blotting for TNF-alpha were performed. Phytochemical analyses of P showed which possesses four main compounds: hydrocinnamic and coumaric acids; artepillin C and drupanin. P showed an increase in total polyphenols (p<0.001), cell viability (p<0.001) and DPPH levels (p<0.001) in concentration-dependent manner, different from MDA (p<0.001) which was inverse pattern. P decreased ROS levels in 15.6 and 31.2 mg/mL groups (p<0.05). Lung histology of Control+P group was similar to CS and CS+P groups, however significant inflammatory cell influx was observed in CS group. Propolis administration reduced significantly macrophages and neutrophils compared with CS group (p<0.01 e p<0.001, respectively). MPO levels was increased in CS (526.534.72 mU/mg ptn, p<0.01), but was shown to be reduced in CS+P (385.127.64 mU/mg ptn, p<0.05) compared with Control+P (13412.99 mU/mg ptn, p<0.001), similar pattern was found in antioxidant enzymes: SOD (Controle+P: 523.529.6 U/mg ptn; CS: 523.529.6 U/mg ptn, p<0.001; CS+P: 246.815.69 U/mg ptn, p<0.001), CAT (Controle+P: 37.383.39 U/mg ptn; CS: 92.686.24 U/mg ptn, p<0.001; CS+P: 59.844.55 U/mg ptn, p<0.05) and GPx (Controle+P: 2.230.17 (M/min/mg ptn) x 10-1; CS: 4.510.31 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0.001; CS+P: 2.640.19 (M/min/mg ptn) x 10-1, p<0.05) and different from GSH/GSSG ratio (Controle+P: 1.0880.17; CS: 0.7360.07, p<0.05; CS+P: 1.2580.10, p<0.05). MDA (Controle+P: 0.2660.05 nMol/mg ptn; CS: 0.940.076 nMol/mg ptn, p<0.001; CS+P: 0.4980.06 nMol/mg ptn, p<0.01) and nitrite levels (Controle+P: 50.014.19 Mol/mg ptn; CS: 108.77.73 Mol/mg ptn, p<0.001; CS+P: 58.843.42 nMol/mg ptn, p<0.01) increased in CS group when compared with other groups. TNF-&#945; expression was observed in CS only. P administration showed an antioxidant action in murine macrophages and reduced cigarette smoke-induced lung inflammation and oxidative stress, probably, by action of its phytochemical compounds actions

Apesar de diversos estudos in vitro e em populações indicarem um efeito protetor do &#946;-caroteno em sistemas biológicos, estudos epidemiológicos como o \"The Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention Study\" (ATBC) e o \"The Beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial\" (CARET) mostraram um aumento na incidência de câncer pulmonar em indivíduos fumantes suplementados com &#946;-caroteno. Essa ação contraditória tem sido chamada na literatura de \"Paradoxo do &#946;-Caroteno\". Sabe-se que este carotenóide sob altas pressões de oxigênio ou na presença de peróxidos pode sofrer oxidação e levar a formação de compostos como aldeídos, epóxidos, etc, que são capazes de se adicionarem covalentemente ao DNA. Estudos, in vitro e in vivo têm demonstrado a possibilidade de os metabólitos do &#946;-caroteno agirem como agentes pró-carcinogênicos. Estes agentes quando ativados quimicamente podem levar à formação de adutos de DNA. Já se sabe que alguns desses adutos encontramse em níveis aumentados em diversas situações de risco de câncer. Diversos grupos, incluindo o nosso, têm demonstrado a formação de lesões em DNA a partir de aldeídos e epóxidos exógenos ou gerados endogenamente. O presente trabalho mostra que a reação do &#946;-caroteno e dois de seus produtos de oxidação, retinal e &#946;-apo-8\'-carotenal, com 2\'-desoxiguanosina e DNA leva à formação de adutos. Dentre os adutos formados, foi caracterizado o aduto 1,N2eteno-2\'-desoxiguanosina (1 ,N2-&#949;dGuo). Os níveis de outro aduto de DNA, a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina (8-oxodGuo), também foram monitoradas para estudo comparativo. A formação dos adutos também foi verificada em fibroblastos normais de pulmão humano (linhagem IMR-90) expostos ao &#946;-caroteno e aos seus produtos de oxidação. Experimentos com ratos suplementados com &#946;-caroteno e expostos à fumaça de cigarro em períodos de 7, 30 e 180 dias, mostraram níveis aumentados de 1,N2-&#949;dGuo nos animais suplementados com o carotenóide comparado ao grupo veículo. Aumento no nível de 8-oxodGuo também foi verificado nos tratamentos de 7 e 180 dias. Um aumento significativo no nível do eteno aduto também foi verificado nos animais suplementados com &#946;-caroteno e expostos à fumaça de cigarro, comparado ao grupo apenas exposto à fumaça após 7 e 180 dias de exposição. Nestes mesmos grupos, o aumento do 8-oxodGuo só foi observado no tratamento por 180 dias. Sabendo que estas lesões são comprovadamente mutagênicas, nossos estudos podem contribuir para o esclarecimento dos mecanismos envolvidos na formação de câncer em fumantes suplementados ou não com &#946;-caroteno. / Despite several studies performed in vitro and in population indicate a protector effect of &#946;-carotene, the epidemiological studies \"The Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention Study\" (ATBC) and \"The Beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial\" (CARET) showed a relative risk for lung cancer in smokers supplemented with &#946;-carotene. It is well known that this carotenoid is able to oxidize in high oxygen tension or in the presence of peroxides yielding to aldehydes, epoxides, and other compounds that are capable to bind to DNA. lhe possibility that &#946;-carotene oxidation products can act as pro carcinogenic agents is under investigation. Lhese products can be activated by peroxides, ar by enzymes such as cytochromr P450, leading to DNA adducts formation. Several groups, like ours, showed the formation of DNA adducts from aldehydes or epoxides generated by endogenous or exogenous sources. We investigated here the reactions of &#946;-carotene, and two of its oxidation products, retinal and &#946;-apo-8\'-carotenal, with 2\'-deoxyguanosine to evaluate their DNA damaging potential. A known mutagenic adduct, 1,N2-etheno-2\'-deoxyguanosine (1 ,N2 edGuo) was isolated and characterized on the basis of its spectroscopic features. After treatment of calf thymus DNA with &#946;-carotene or &#946;-carotene oxidation products, significantly increased levels of the etheno adduct were detected and quantified in DNA by a sensitive LC/ESI/MS-MS technique. For comparative purposes, levels of 8-oxo7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine were also evaluated (8-oxodGuo). Levels of these lesions were also increased. Exposure of human lung cells (IMR 90) to the carotenoids also leads to increased levels of the two adducts. As the main noteworthy result, rats supplemented with &#946;-carotene for 7, 30, and 180 days showed significantly higher lung DNA concentrations of the 1,N2-&#949;dGuo adduct than those of the control group. lhe level of 8-oxodGuo was also increased after 7 and 180 days in the group supplemented with the carotenoid. Rats supplemented with &#946;-carotene and exposed to cigarette smoke for 7 and 180 days also showed significantly increased levels of the adduct 1,N2-&#949;dGuo when compared with the group exposed to cigarette smoke. In the same groups level of 8-oxodGuo was only increased after 180 days of treatment. These DNA lesions are confirmed mutagenic, so our data could contribute to the elucidation of the mechanisms responsible for the association between &#946;-carotene and lung cancer in smokers.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cigarette smoke is a serious health problem and the most important cause of avoidable death in the world. It has a complex mixture with more than 4700 constituents, including nicotine and reactive oxygen species (ROS). The most common cause of its toxicity is the atherosclerosis and lipid peroxidation being nicotine an immunosuppressant compound. Among the major cellular changes promoted by nicotine is the disorder in the aggregation of platelets, which participate in the regulation of thromboembolic processes releasing nucleotides such as adenosine diphosphate (ADP). Once exerted the signaling events the nucleotides are degraded by the action of the enzymes NTPDase, 5´- nucleotidase and adenosine deaminase (ADA). This purinergic cascade of enzymatic hydrolysis is also present in lymphocytes and supplies a great amount of signaling modulating the immune system. Another important signaling molecule is acetylcholine (ACh) which is quicklys hydrolyzed by acetylcholinesterase (AChE) and is associated with the cognition process. The first hypothesis to be tested in this study was to investigate the activity of ectonucleotidases in platelets and the ADA from plasma of rats exposed to cigarette smoke during four weeks. The results in platelets demonstrated an increase for adenosine triphosphate (ATP), ADP, adenosine monophosphate (AMP) hydrolysis and adenosine deamination. These results suggest a compensatory organic response to regulate the evels of adenosine, a powerful inhibitor of platelet aggregation and important modulator of vascular tone. The second hypothesis was studied in vivo and in vitro the hydrolysis of nucleotides and nucleosides in lymphocytes of rats submitted to nicotine exposure per se. The in vivo results of lymphocytes demonstrated a decrease in the hydrolysis of ATP, ADP and adenosine in the concentrations of 0.25 and 1.0 mg/kg of nicotine. The expression of NTPDase protein and the counting of lymphocytes in rats were also diminished after nicotine exposure. The quantification of nucleotides and nucleoside in serum of rats treated with nicotine in the dose of 0.25 mg/kg showed an increase in the ATP (39%), ADP (39%) and adenosine (303%) levels. For the in vitro study the ATP-ADP-adenosine hydrolysis were diminished by nicotine in the nicotine concentrations tested (1 mM, 5 mM, 10 mM and 50 mM). These results suggest that alterations in the activity and expression of these enzymes in lymphocytes can contribute for the understanding of the mechanisms involving the suppression of the immune system caused by nicotine. Finally, the third hypothesis was to investigate the activity of AChE and the level of lipid peroxidation in striatum, cerebral cortex, hippocampus, and cerebellum of rats exposed to cigarette smoke and treated with vitamin E (50 mg/kg/day) during four weeks. The results had demonstrated an increase in the activity of AChE and in the levels of lipid peroxidation in the striatum, cerebral cortex and cerebellum, suggesting that this type of exposition can affect the functionality of the cholinergic system and increase the oxidative damage in the central nervous system (SNC). In addition, vitamin E was capable to reverse these increases, suggesting the use of this antioxidant compound in this type of exposition. Moreover, this study also suggests that cigarette smoke and nicotine modulate the purinergic system of platelets and lymphocytes, which may lead the propensity of thromboembolic and immunosuppressant illnesses, with mobilization of the phisiological defenses for a compensatory response. / A fumaça de cigarro é um grave problema de saúde e a mais importante causa de morte evitável no mundo. Possui uma complexa mistura com mais de 4000 constituintes, incluindo a nicotina e compostos que geram espécies reativas de oxigênio (EROs) no organismo. A causa mais comum de sua toxicidade é a aterosclerose e a peroxidação lipídica sendo a nicotina um composto imunossupressor. Entre as alterações celulares causadas pela nicotina, destacam-se os distúrbios na agregação de plaquetas e estas participam da regulação nos processos tromboembólicos, pela liberação de nucleotídeos tais como a adenosina difosfato (ADP). Uma vez exercido os eventos de sinalização os nucleotídeos são degradados pela ação das enzimas NTPDases, 5´-nucleotidase e adenosina desaminase (ADA). Esta cascata enzimática de hidrólise das purinas também está presente nos linfócitos e fornece um grande leque de sinalizações modulando a resposta imune. Outra molécula importante de sinalização é a acetilcolina (ACh) que é rapidamente hidrolisada pela acetilcolinesterase (AChE) e está associada ao processo de cognição. A primeira hipótese a ser testada neste estudo foi investigar a atividade das ectonucleotidases em plaquetas e a ADA no plasma de ratos expostos à fumaça de cigarro por quatro semanas. Os resultados em plaquetas demonstraram um aumento para a hidrólise de adenosina trifosfato (ATP), ADP, adenosina monofosfato (AMP) e adenosina. Esses resultados sugerem uma resposta orgânica compensatória com objetivo de manter os níveis de adenosina, um potente inibidor da agregação plaquetária e importante modulador do tônus vascular. A segunda hipótese foi realizar estudos in vivo e in vitro da hidrólise de nucleotídeos e nucleosídeos em linfócitos de ratos submetidos a exposição à nicotina per se. Os resultados in vivo de linfócitos demonstraram um decréscimo da hidrólise de ATP, ADP e adenosina nas concentrações de nicotina de 0,25 e 1,0 mg/kg. A expressão da proteína NTPDase e a contagem de linfócitos em ratos também foram diminuídas pela nicotina. A determinação dos níveis de nucleotídeos e nucleosídeos no soro de ratos tratados com nicotina na dose de 0,25 mg/kg aumentou para o ATP (39%), o ADP (39%) e a adenosina (303%). Para o estudo in vitro a hidrólise de ATP-ADP-adenosina foi diminuída pelas concentraçoes de nicotina (1 mM, 5 mM, 10 mM e 50 mM). Estes resultados sugerem que alterações na atividade e expressão destas enzimas nos linfócitos pode contribuir para a compreensão dos mecanismos envolvendo a supressão da resposta imune causada pela nicotina. Por fim, a terceira hipótese, foi investigar a atividade da AChE e o nível de peroxidação lipídica no estriado (ES), no córtex cerebral (CC), no hipocampo (HC) e no cerebelo (CE) de ratos expostos à fumaça de cigarro e tratados com vitamina E (50 mg/kg/dia) por quatro semanas. Os resultados demonstraram um aumento na atividade da AChE e no nível de peroxidação lipídica no ES, no CC e no CE, sugerindo que este tipo de exposição pode afetar a funcionalidade do sistema colinérgico e aumentar os danos oxidativos no sistema nervoso central (SNC). Em adição, a Vitamina E foi capaz de reverter estes efeitos, o que sugere uma boa escolha de terapia com este antioxidante neste tipo de exposição. Alem disso, este estudo também pode sugerir que a fumaça de cigarro e a nicotina modulam o sistema purinérgico de plaquetas e linfócitos, o que pode levar a propensão de doenças tromboembólicas e imunossupressoras, com a mobilização das defesas do organismo para uma resposta compensatória.