Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4406.pdf: 2884968 bytes, checksum: a40d69433ee7cef0093f66b8c32c1bb8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / Bioluminescence in beetles is dependent on luciferase which evolved from AMP/CoA ligases. The cDNA of a luciferase-like enzime was cloned from the Malpighian tubules of Zophobas morio mealworm (Coleoptera: Tenebrionidae). The gene product of this cDNA displays weak luminescence and it is composed of 528 aminoacids residues with N-terminal and C-terminal sequences signal addressed to smooth endoplasmic reticulum membrane. Although having a low identity (26-32%) with beetle luciferases, this enzyme is a reasonable protoluciferase model to investigate the origin and evolution of beetle luciferases. The luciferin binding site is higly conserved among the beetle luciferases. However, in this protoluciferase of Z. morio, most of these residues of this motif are substituted by others. Using a site-directed mutagenesis survey some of aminoacids residues of this protoluciferase, which are located at correspondent luciferin binding site of luciferases, were replaced by the conserved residues of beetle luciferases. Most of the substitutions had negative effect on the luminescent activity, however, the substitution I327T, which is located in a β-hairpin motif close to the luciferin binding site, improved the luminescence activity. Such substitution indicates the importance of this motif for luciferase activity and indicates a possible route for the evolution of bioluminescence function of beetle luciferase. Since this enzyme is located in the Malpighian tubules, which are involved in excretion and metabolization of carboxylic substrates, this enzyme could be involved to excretion the some type of chemical compound. Regardless of the function the results show that the potential for bioluminescent activity is older and probably arose before the divergences of the Coleoptera bioluminescent families. / A bioluminescência em coleópteros é dependente das luciferases, enzimas que evoluíram das AMP-CoA ligases. O cDNA de uma enzima tipo-luciferase foi clonado dos túbulos de Malphighi de larvas de Zophobas morio (Coleoptera: Tenebrionidae). O produto gênico deste cDNA mostra naturalmente uma fraca luminescência na presença de MgATP e luciferina e possui 528 aminoácidos com sequências sinal na região N-terminal e C-terminal endereçadas a membrana do retículo endoplasmático liso. Apesar de ter uma baixa identidade (26-32%) com as luciferases de vaga-lumes, esta enzima é um modelo apropriado de protoluciferase para investigar a origem e evolução das luciferases de besouros. O sítio de ligação da luciferina é altamente conservado entre todas as luciferases de besouros; na protoluciferase de Z. morio porém, a maioria dos resíduos desta região é substituído por outros. Utilizando-se a técnica de mutagênese sitio-dirigida, alguns resíduos de aminoácidos desta protoluciferase, que são localizados na correspondente região do sítio ativo das luciferases, foram substituídos pelos resíduos conservados das luciferases. A maioria das substituições teve um efeito negativo sobre a atividade luminescente. Porém, a substituição I327T, cujo resíduo é localizado em um motivo grampo β, perto do sítio de ligação da luciferina, aumentou sua atividade luminescente. Tal substituição mostra a importância deste motivo para a atividade luciferásica e indica uma possível rota de evolução das luciferases de coleópteros. Uma vez que esta enzima foi extraída dos túbulos de Malpighi, é possível que esteja envolvida com a excreção de algum composto químico. Independente de sua função, os resultados do presente trabalho sugerem que o potencial para atividade bioluminescente é bem antigo nas ligases e provavelmente evoluíram antes da divergência das famílias de coleópteros bioluminescentes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2830202 bytes, checksum: 646d57cf2258798f7f8bcfe375e2b6ab (MD5) Previous issue date: 2009-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hydnangium sp. is a basidiomycetous fungus that is capable of forming ectomycorrhiza with Eucalyptus species. The in vitro mycorrhization system is widely used for mycorrhizal interactions studies, becoming a simple and reproducible system for the symbiosis-regulated genes expression analysis. In this work, the in vitro mycorrhization system for the Hydnangium sp. and Eucalyptus grandis interaction was performed for the colonization, differentiation and functioning phases for the ectomicorriza formation. The colonization phase were verified after five days of inoculation with the Hydnangium sp., the differentiation phase after ten days and the functioning phase after 20 days of inoculation. The extern morphology was analyzed by stereomicroscopy and the section microscopy was performed for the mantle and Hartig net detection. The total RNA extraction was performed for each phase, with the objective of to analyze genes expression. However, the material quantity from roots of 130 seedlings for each phase was insufficient for the transcripts detection through RTPCR. The intron analysis of the partial sequences of the genes that encode ATP sintase (atp) and acetyl-CoA acetyltransferase (aat) of Hydnangium sp. enabled two introns identification in partial sequence of atp gene (53 and 65 bp), while in partial sequence of aat gene were identified three introns (52, 52 e 46 bp). All introns analyzed have the canonical sequence 5 GT 3 AG on splicing sites, ranging the adjacent nucleotides. The phylogenetic analysis, using the partial sequences of amino acids of atp and aat genes, enabled the correct group separation, corroborating the Hydnangium sp. classification as belonging the same family of Laccaria bicolor. / Hydnangium sp. é um fungo basidiomiceto capaz de formar ectomicorriza com espécies de Eucalyptus. Os sistemas de micorrização in vitro vêm sendo largamente utilizados para estudar interações micorrízicas, tornando-se um sistema simples e reproduzível para as análises de expressão de genes envolvidos na interação. Neste trabalho, a técnica de micorrização in vitro para a interação do fungo Hydnangium sp. com E. grandis foi realizada para as fases de colonização, diferenciação e funcionamento da ectomicorriza. A fase de colonização foi verificada após cinco dias de inoculação com Hydnangium sp., a fase de diferenciação após 10 dias e a fase de funcionamento após 20 dias de inoculação. A morfologia externa foi analisada por lupa e foram avaliados cortes microscópicos para a detecção do manto e da rede de Hartig. A extração de RNA total foi realizada para cada uma das fases, com o objetivo de analisar a expressão gênica. Entretanto, a quantidade de material proveniente de raízes de 130 plântulas para cada fase, foi insuficiente para a detecção de transcritos por meio de RTPCR. A análise dos íntrons das seqüências parciais dos genes que codificam ATP sintase (atp) e acetil-CoA acetiltransferase (aat) de Hydnangium sp. permitiu a identificação de dois íntrons na seqüência parcial do gene atp (53 e 65 pb), enquanto que na seqüência parcial do gene aat foram identificados três íntrons (52, 52 e 46 pb). Todos os íntrons analisados possuem a seqüência padrão 5 GT 3 AG no sítio de processamento, variando os nucleotídeos adjacentes. A análise filogenética, utilizando as seqüências parciais de aminoácidos deduzidas dos genes atp e aat, permitiu a separação correta dos grupos, corroborando a classificação do fungo Hydnangium sp. como pertencente à mesma família de Laccaria bicolor.

Neste trabalho foi utilizado um esquema multi-técnicas para estudar a base de interações moleculares protagonizadas por duas proteínas que possuem funções biológicas completamente distintas. A primeira delas, clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD), tem um apelo biotecnológico para área ambiental devido a sua capacidade de catalisar a degradação do composto clorocatecol, um intermediário comum no final da decomposição de diversos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Essa característica pode promover a descontaminação de solos e águas poluídos revelando um grande potencial para aplicações em mecanismos de biorremediação. Além disso, a presença de moléculas anfipáticas junto à interface de ligação dos monômeros da CCD levantou a questão em relação à capacidade dessa família de enzimas de se ligar a membranas biológicas. Esse tipo de informação amplia o conhecimento acerca de mecanismos básicos de ação da enzima, aumentando a possibilidade de parceiros de interação, podendo levar a outras formas de controle da atividade biológica para uso em aplicações biotecnológicas como desenvolvimento de biossensores. O estudo dessa enzima está, portanto, voltado para a compreensão de suas interações com miméticos de membrana e a tentativas de imobilização da proteína nestas estruturas. Para isto, fazemos uso de técnicas biofísicas como dicroísmo circular, caloria diferencial de varredura e espectroscopias ópticas, e biomoleculares como desenvolvimento de oligonucleotídeos, reações de cadeia polimerase e análise de restrição. A outra vertente desta dissertação, tem como foco de estudo a proteína ligante de acil-CoA de Cryptococcus neoformans (CnACBP) clonada pela primeira vez em nosso laboratório. Homólogos de ACBP foram encontrados em todos os organismos distribuídos nos quatro reinos eucariotos, com alta similaridade sequencial (~48%). A sua presença ao longo dos reinos e seu envolvimento em diversos mecanismos metabólicos essenciais relacionados ao éster acil-CoA levaram à conclusão de que se trata de uma housekeeping protein, e não uma proteína específica, confinada a um tipo especializado de célula. Este trabalho traz uma caracterização inicial da CnACBP que busca esclarecer questões ainda em aberto e também aprofundar o conhecimento ainda muito vago de como cargas e a presença do ligante podem influenciar estrutura, estabilidade e função através de técnicas termodinâmicas e espectroscópicas antes de um aprofundamento de seu papel no interior da célula e interações com outras proteínas. / In this study, we used a multi technique approach to understand the basic molecular interactions of two proteins that have quite different biological functions. The first, chlorocatechol 1,2- dioxygenase (Pp 1,2-CCD), has an environmental appeal due to it ability to catalyze the degradation of chlorocatechol, a common intermediate in the end of the decomposition of many polycyclic aromatic hydrocarbons. This characteristic of decontaminating polluted soils and waters suggest a great potential for applications in bioremediation mechanisms. Moreover, the presence of amphipathic molecules at the interface of the CCD monomers raised issues related to the ability of this enzyme family of binding to biological membranes. Such information broadens the knowledge of the basic mechanisms of enzyme action, increasing the possibility of interaction partners and may lead to other forms of control of the biological activity for use in biotechnological applications, such as biosensors development. The study of this enzyme is therefore, aimed at understanding their interactions with mimetic membrane and immobilization attempts of the protein in these structures. For this purpose, we make use of biophysical techniques such as circular dichroism, differential scanning calorimetry and optical spectroscopies and biomolecular techniques, such as development of primers, polymerase chain reaction and restriction analysis. The other aspect of this dissertation is focused on the study of acyl-CoA binding protein of Cryptococcus neoformans (CnACBP) cloned for first time in our laboratory. Homologues of ACBP were found in all organisms distributed in the four kingdoms of eukaryotes, with high sequence similarity (~ 48%). Its widespread presence and their involvement in several key metabolic pathways related to the acyl-CoA ester led to the conclusion that ACBP is a housekeeping protein and not a specific protein contained a specialized cell type. Here we present an initial characterization of CnACBP that seeks to relevant issues regarding the proteins function. Our goal was to increase the still vague knowledge on how electrical charges and the presence of the binding partner may influence the structure, stability and function through thermodynamic and spectroscopic techniques. This is an initial step toward the full understanding of the role of protein in the cell.

Orientador: Sebastião Roberto Taboga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_CristianiZanetoniIsraelde_D.pdf: 8114014 bytes, checksum: 02df40337836deefc11fdc588dbdccb0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O câncer de próstata atualmente é o tumor mais comum em homens com mais de 50 anos de idade. Entre os fatores de risco que contribuem para o aumento dessa doença destaca-se o envelhecimento, período em que ocorrem acentuados desequiliorios hormonais. Há muitas dificuldades na obtenção de material humano para estudos do desenvolvimento de tumores prostáticos, pois esta questão esbarra na ética médica. Vários grupos de pesquisa vêm tentando desenvolver, caracterizar e validar modelos roedores para análise do câncer de próstata. Modelos autóctones, nos quais são estudadas as lesões prostáticas espontâneas, têm desempenhado papel relevante nas pesquisas dessa neoplasia. Além disso, inúmeras investigações têm sido feitas sobre a indução experimental de tumores na próstata de roedores de laboratório: ratos, camundongos e cobaias. Em uma primeira etapa deste trabalho, foram realizadas análises morfológicas (estruturais e ultra-estruturais), quantitativas e funcionais dos componentes celulares dos compartimentos epitelial e estromal do lobo ventral da próstata do gerbilo" velho (Meliones unguiculatus). A morfologia prostática nesses animais revelou que em uma mesma glândula puderam ser observadas regiões funcionais com epitélio secretor normal e outras áreas com alterações histopatológicas atípicas. Nesses, o declínio de testosterona esteve associado a alterações proliferativas na glândula, levando ao entendimento da importância desse andrógeno na homeostase e funcionalidade prostática. Devido a essas constatações, em uma segunda etapa, foi feita a indução experimental de tumores na próstata do gerbilo adulto, após tratamento conjugado de N-metil-N-rutrosouréia com propionato de testosterona. Depois de estabelecidos os tumores, as próstatas foram processadas para estudos rustológico, imunocitoquímico e ultra-estrutural. Os resultados mostraram que em gerbilos o surgimento de lesões prostáticas ocorreu em períodos experimentais de até 9 meses e que tanto o cancerígeno como a testosterona, associados ou não, foram indutores de neoplasias. Sugere-se que as células atípicas possam apresentar potencial invasivo pela observação da ruptura da membrana basal pelos métodos de imunocitoquímica para laminina e análise ultra-estrutural. Detectou-se também no gerbilo a expressão da proteína citoplasmática Alfa-Metilacil-CoARacemase (PS04S) em células prostáticas neoplásicas, bem como é observado no câncer prostático do homem. Assim, este trabalho é pioneiro na demonstração da expressão de P504S em roedores. A partir dos resultados apresentados constatou-se que o gerbilo é um modelo animal para estudos de carcinogênese química prostática, que somados aos dados da literatura, levarão ao melhor entendimento da biologia de lesões da próstata / Abstract: The prostate cancer is the most common tumor that attacks men from the 50's decade. Among the risk factors that contribute to this disease's increase stand out the aging process, when hormonal unbalances happen frequendy. Developmental studies of prostatic tumors have been complicated because of difficult in obtaining human material, once this question lies on medical ethics. Researchers group have had tried to develop, characterize and validate some rodent models to analyze the prostate cancer. Autoctone models used to study spontaneous prostatic lesions have performed important role to these kind of neoplasia. ln addition, lots of innstigations have been done about experimental induction of prostatic tumors in rats, mice and guinea pig. ln a first phase of the present work, it was realized in the ventral lobe of old gerbil's prostate veriones unguiculatllm) structural and ultra-structural morphological, quantitative and functional analyzes of the cellular compounds of epithelial and stromal compartments. The prostatic features of theses animaIs revealed that in a same gland could be noted functional regions containing normal secretof)' epithelium and regions completely altered, showing histopathological lesions. A testosterone concentration decrease associated to these prolifera tive sites confmns the importam role of this androgen to the prostatic homeostasis. Because of these data, in the second phase of this. work, it was done a prostatic tumors experimental induction in the adult gerbil, after conjugate treatment of N-metil-N-nitrosourea with testosterone propionate. Once the tumors were established, prostate fragments were processed for histological, immunocytocl)emical and ultra-structural studies. The results showed that in gerbils, the emergence of prostatic lesions happened in experimental periods of until 9 months and both the carcinogen and testosterone, associated or not, was able to induce these adenocarcinomas. The invase potencial of anomalus cells could be proved by ultra-structural analyz~s and by the immunocytochemical test for laminima, noted in the basal membrane disruption. On the other hand, it was observed that gerbil is one of the pioneers in expression of the citoplasmatic protein Alfa-lvletilacilCoARacemase (P504S), which is found in the neoplastic cells, likely in prostatic human cancer. Concluding, this study is pioneer in the demonstration of the P504S expression in rodents. Based on these presented data, it was verified that gerbil is a good experimental model to chemical carcinogenesis research of the prostate, which taken together with previous literature will give a better and profounder understanding of prostatic lesions / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

INTRODUÇÃO: A urticária crônica igmaidiopática (UCI) é uma doença desencadeada pela desgranulação de basófilos e mastócitos com consequente liberação de histamina, sendo que o perfil imunológico nesta doença não é bem estabelecido. As estatinas, inibidores da 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A redutase, apresentam efeitos antiinflamatórios e imunomodulatórios. O efeito desta droga tem sido estudado em muitas doenças inflamatórias crônicas, incluindo doenças autoimunes, mas não existem evidências na UCI. OBJETIVOS: O objetivo deste estudo foi analisar o efeito das estatinas na resposta imune e sua a influência na expressão de genes regulatórios e relacionados com a resposta inflamatória. MÉTODOS: A resposta limfoproliferativa a mitógenos e antígeno-específica de 22 pacientes com UCI e 41 controles na presença de estatinas (0,25-25 µM) foi analisada pela incorporação de timidina após 3 ou 6 dias de cultura. A progressão do ciclo celular e apoptose foi realizada pela incorporação de bromodeoxiuridina (Brdu) ao DNA após estímulo por PHA ou PWM e analisada por citometria de fluxo. A secreção de citocinas foi quantificada por ELISA e a expressão de mRNA de fatores regulatórios e pró-inflamatórios quantificados por real-time PCR. RESULTADOS: Os resultados evidenciaram que as estatinas em elevadas concentrações são capazes de inibir a capacidade mitogênica das células T e B seja dos indivíduos saudáveis ou de pacientes com UCI. A inibição da proliferação celular mediada pelas estatinas foi decorrente ao bloqueio na etapa inicial do ciclo celular (Fase G0/1), o que impediu o prosseguimento para outras fases do ciclo (S e G2/M). A diminuição da resposta proliferativa em resposta a um mitógeno como a PHA resultou na inibição da ativação celular pela estatina e a significante redução na produção de citocinas como IFN-?, IL-10, IL-17A e IL-5. Em contraste, o efeito modulatório das estatinas ao estímulo com LPS inibiu a produção de TNF-? e MIP-1? pelas células dos controles, mas não influenciou na produção de citocinas pró-inflamatórias pelas CMN dos pacientes com UCI. Somente a incubação prévia das células com as drogas, em alta concentração (25µM), foi possível verificar a modulação negativa na produção de IL-6 e MIP1-? para ambos os grupos, mas não para o TNF-? para os pacientes. A sinvastatina foi capaz exercer efeito modulatório mais pronunciado que a lovastatina na produção de citocinas induzidas por LPS. Os resultados evidenciaram que os pacientes com UCI possuem uma diminuição da expressão da enzima IDO e aumento de SOCS3 nas CMN. A sinvastina não altera esse perfil e previne a expressão de fatores inflamatórios como RORC?t e NALP3 inflamassomas. CONCLUSÕES: Em conjunto, os resultados sugerem um desequilíbrio dos mecanismos regulatórios que poderiam contribuir com a cronicidade e o perfil inflamatório na UCI. As estatinas apresentam maior efeito antiinflamatório que pró-inflamatório, sugerindo ter potencial clínico para o tratamento de doenças crônicas como a UCI. / INTRODUCTION: Chronic Idiopathic Urticaria (CIU) is a disease triggered by degranulation of basophils and mast cells with consequent histamine release and the CIU immunological profile is not well established. Statins, 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase inhibitors, also display a broad immunomodulatory property. Statins have been studied in several chronic inflammatory diseases, including autoimmune disorders, but there are no evidences in CIU disease. OBJECTIVES: The aim of this study was to verify the effect of statins the immune response, and the expression of genes related to regulatory and inflammatory response focusing in CIU patients and healthy controls (HC). METHODS: Lymphoproliferative response to mitogens or recall antigens of 22 patients with CIU and 41 HC with statins (0,25-25µM) was analyzed by timidine incorporation after 3 or 6 days of cell cultures. Cell cycle progression and apoptosis were assessed by bromodeoxyiridine (BrDU) incorporation to DNA upon PHA or PWM stimulus by flow cytometry. Cytokines secretion was measured by ELISA and mRNA of regulatory and proinflammatory genes were analyzed by quantitative real-time PCR. RESULTS: The results showed that high concentrations of statins can inhibit the mitogenic capacity of T and B cells of HC or CIU patients. The inhibition of cell proliferation mediated by statins was due to blockage in the initial phase of the cell cycle (G0/1), which prevented progress to cycle phases (S and G2/M). The decreased proliferative response in response to PHA mediated by statin resulted in a significant inhibition of IFN-?, IL-10, IL-17A and IL-5 secretion levels. Statin effect in response to LPS showed inhibition of TNF-? and MIP-1? secretion by cells from HC, but did not influence the production by PBMC of CIU. It was necessary the pre-incubation of cells with drugs at high concentration (25µM) to verify the negative modulation of IL-6 and MIP1-? secretion in both groups, except for TNF-? in CIU. Simvastatin was able to exert more pronounced modulatory effect than lovastatin in cytokine production induced by LPS. Furthermore, CIU patients have a decreased expression of the enzyme IDO and increased of SOCS3 in PBMC, which were not modified by simvastatin, whereas prevented the upregulation of proinflammatory factor as RORC?t and NALP3 inflammasomes. CONCLUSIONS: Altogether, the results evidenced an imbalance of regulatory mechanisms that could contribute to chronic evolution and inflammatory profile in CIU. Statins exhibited more anti-inflammatory effects than proinflammatory, suggesting a potential clinical role for treatment in chronic diseases as CIU.

Orientador: André Almeida Schenka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renno_AndreLisboa_D.pdf: 23208237 bytes, checksum: c782ca447d3fee7cb5573e4b122b7f94 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O câncer mamário é a neoplasia maligna mais incidente e a principal causa de óbito por malignidade no sexo feminino no Brasil e no mundo. Estipula-se que há mais de 1.2 milhões de novos casos anuais de câncer de mama, e que a heterogeneidade e a complexidade molecular do câncer de mama dificultam estratégias terapêuticas de prevenção e tratamento desta doença. Atualmente, acredita-se que, em diversas neoplasias, incluindo o câncer de mama, a célula alvo de mutações cumulativas responsáveis pelo desenvolvimento do fenótipo canceroso é uma célula-tronco adulta. Independentemente da origem da neoplasia (se em célula madura/diferenciada ou em CT), é possível constatar in vitro e in vivo, na grande maioria dos tumores malignos, uma subpopulação de células indiferenciadas, com características fenotípicas de célula-tronco. Tais células são designadas como "células tronco cancerosas ou neoplásicas (CTNs)". Com frequência, especula-se se as CTNs seriam responsáveis pela heterogeneidade morfológica e molecular de algumas neoplasias mamárias. Em conjunto, essas peculiaridades das CTNs as tornam importantes alvos no desenvolvimento de novas abordagens farmacoterapêuticas antineoplásicas. Recentemente, Gauthaman et al (2009) demonstraram de forma inédita em estudos in vitro que estatinas apresentam efeito inibitório específico sobre células tronco embrionárias com alterações cariotípicas e células de linhagens neoplásicas mamárias com fenótipo CTN, não afetando o crescimento de células tronco normais. As estatinas são inibidores competitivos da 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A (HMG-CoA) e são amplamente utilizada para o tratamento de doenças cardiovascular primário e secundário. Além de amplamente utilizadas na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares secundárias a dislipidemias, evidências cumulativas apontam para um possível papel destas drogas na prevenção ou regressão de processos neoplásicos. Entre os efeitos antineoplásicos comprovados das estatinas, destacam-se: a inibição da proliferação celular, a promoção de apoptose, a inibição da angiogênese e a prevenção de metástases. Assim, buscou-se neste trabalho elucidar o efeito da sinvastatina e pravastatina sobre células progenitoras e CTNs e em algumas vias de sinalização intracelular em modelo de carcinogênese mamária (baseado na indução com 7,12 dimetilbenz(a)antraceno[DMBA]) em ratas Sprague-Dawley. Após um tratamento de 14 dias com as estatinas, as mamas das ratas foram analisadas para verificar a imunoexpressão de células progenitoras e CTNs (CD133, CD24, CD44 e EpCAM), variáveis biológicas (volume tumoral, mitose, índice proliferativo) além da análise proteica de Akt e Src. A maior dose da sinvastatina testada (40 mg/Kg) diminui o número de tumores desenvolvidos, volume e incremento tumoral e os índices de proliferação celular. Não houve alteração da percentagem de necrose com o tratamento com as estatinas. Ainda, sinvastatina diminuiu os níveis da fosforilação da Akt e aumento da PTEN, não havendo diferenças significantes nos níveis da Src. Sinvastatina também foi capaz de reduzir o número de células positivas CD133, CD24 e CD44. Pelas doses testadas, não houve diferença dos parâmetros biológicos analisados com o tratamento com a pravastatina. Em conclusão, neste modelo, o tratamento crônico com a sinvastatina apresentou efeitos citostáticos, ações reguladoras na via da Akt além do controle de células progenitoras e CTNs em modelo in vivo de carcinoma mamário / Abstract: Breast cancer is the malignant neoplasm with the highest incidence and the main cause of death by cancer within females in Brazil and in the world. It is estimated that there are over 1.2 million new annual cases of breast cancer. The heterogeneity and the molecular complexity of this type of cancer complicate the therapeutic strategies for its prevention and treatment. Nowadays, it is believed that in many different neoplasms, including breast cancer, the cell which is the target of cumulative mutations responsible for the development of the cancerous phenotype is an adult stem cell. Regardless the origin of the neoplasm (whether in mature/differentiated cell or in SC), a subpopulation of undifferentiated cells with phenotypic characteristics of stem cells can be seen in vitro and in vivo in most malignant tumours. These cells are designated as "neoplastics or cancer stem cells (CSCs)". It is often especulated whether CSCs would be responsible for the molecular and morphological heterogeneity in some breast neoplasms. The peculiarities of the CSCs make them a relevant/an important/a serious object for the development of new antineoplastic pharmacotherapeutic approaches. Recently, Gauthaman et al (2009) demonstrated in unprecedented in vitro studies that statins exhibit specific inhibitory effect on embryonic stem cells with karyotypic alterations and neoplastic mammary cell lines with phenotype CSC, not affecting the growth of normal stem cells. Statins are competitive inhibitors of coenzyme 3-hydroxy-3-methylglutaryl A (HMG-CoA) reductase and are widely used for the primary and secondary treatment of cardiovascular diseases. Moreover, cumulative evidence points to a possible role of these drugs in the prevention or regression of neoplastic processes. Amongst the proven anticancer effects of statins, some of them stand out such as: inhibition of cell proliferation, promotion of apoptosis, inhibition of angiogenesis and metastasis prevention. Thus, this study sough to elucidate simvastatin and pravastatin effects on progenitor cells and NSCs, and on some signaling pathways in breast carcinogenesis model (based on induction 7,12 dimethylbenz (a) anthracene [DMBA]) in female Sprague-Dawley rats. After a 14 days treatment with the statins, the rats' breasts were examined to verify immunostaining of progenitor cells and CSCs (CD133, CD24, CD44 and EpCAM), biological variables (tumor volume, mitosis, proliferation index) in addition to protein analysis of Akt and Src. The highest dose of the tested simvastatin (40mg/kg) decreased the number of tumors developed, volume and tumor growth as well as the cell proliferation index. There was no change in the percentage of necrosis to treatment with statins. Furthermore, simvastatin decreased the levels of Akt phosphorylation and increased PTEN levels, without significant differences in Src levels. Simvastatin was also able to reduce the number of CD133, CD24 and CD44 positive cells. For the doses tested, there was no difference on the analyzed parameters in the treatment with pravastatin. As a conclusion, in this model, chronic treatment with simvastatin showed cytostatic effects, regulatory actions towards Akt, as well as the control of CSCs and progenitor cells in the in vivo model of mammary carcinoma / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Helena Coutinho Franco de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T14:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kato_LarissaSayuri_M.pdf: 3085711 bytes, checksum: 2c9b592f72e52ceb332be3af215a87fe (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O estudo das vias de sinalização envolvidas no metabolismo energético é de grande relevância fisiológica, uma vez que um desequilíbrio da homeostase energética pode resultar em obesidade e/ou síndrome metabólica e aumento da mortalidade por doença cardiovascular. Estudos recentes de nosso grupo em três modelos experimentais que exibem distintos tipos de dislipidemias revelaram alterações significativas da composição corporal, gasto energético e padrão de ingestão alimentar. Neste trabalho estudamos a homeostase energética desses modelos dislipidêmicos avaliando: (1) a expressão e fosforilação da proteína quinase dependente de AMP (AMPK), um importante regulador do metabolismo energético, bem como de seu alvo, a enzima acetil-CoA carboxilase (ACC), em fígado e músculo esquelético de camundongos hipoalfalipoproteinêmicos e hipercolesterolêmicos e (2) o efeito da alimentação pareada em animais hipertrigliceridêmicos que apresentam alterações de comportamento alimentar, metabolismo corporal e maior atividade do canal mitocondrial de potássio sensível ao ATP (mitoKATP). Considerando os animais hipoalfalipoproteinêmicos (transgênicos para CETP), os quais apresentam aumento de gasto energético global, verificamos que estes apresentam redução da massa relativa dos depósitos adiposos quando comparados os controles wild type (WT). O estudo da ativação da AMPK e da ACC mostra que o estado energético dos tecidos muscular e hepático parece não diferir nos animais CETP e WT. Tanto no fígado como no músculo dos animais CETP não houve alteração da massa e do estado de ativação da AMPK e da ACC. Estes resultados sugerem que não ocorrem variações significativas na síntese, armazenamento e "exportação" de lípides no fígado destes animais. Em relação ao músculo sóleo, pode-se concluir que não há alteração de síntese e catabolismo lipídico nos animais CETP. De modo geral, podemos dizer que a sinalização da AMPK não está ativada nestes tecidos e, portanto, que o maior metabolismo corporal observado nestes animais deve estar sendo causado por outros tecidos do organismo, por exemplo, o próprio tecido adiposo. Em animais machos e fêmeas hipercolesterolêmicas (LDLR0) observamos redução da massa corporal, porém sem alteração significativa da massa relativa dos depósitos adiposos quando comparados aos animais controles wild type. Os resultados sobre ativação da AMPK e da ACC mostram que o estado energético em tecidos periféricos é diferente nos animais LDLR0 e controles (WT). No fígado das fêmeas hipercolesterolêmicas observamos aumento da ativação da AMPK sem alteração significativa da fosforilação da ACC. Isso significa que não houve inibição da lipogênese ou ativação da beta-oxidação no fígado dos animais hipercolesterolêmicos, embora possa ter havido aumento de catabolismo de outros nutrientes. No músculo sóleo das fêmeas e dos machos não houve alteração de fosforilação de ambas AMPK e ACC. Pode-se então concluir que não há deprivação energética no músculo destes animais. Considerando o estudo em animais hipertrigliceridêmicos (HTG), quando submetidos ao regime de paired feeding (PF) observamos uma redução de 17% no consumo alimentar nas fêmeas e nos machos HTG quando comparados aos HTG alimentados ad libitum (ad lib). Isso levou a uma redução significativa do ganho de peso dos HTG-PF comparados aos WT-ad lib, em ambos os sexos. Os animais HTG-PF mantiveram a massa dos depósitos adiposos da carcaça semelhantes aos WT-ad lib e HTG-ad lib. No entanto, o depósito adiposo visceral das fêmeas HTG-ad lib é menor que dos WT-ad lib, enquanto nos machos, os HGT-PF apresentaram maior adiposo visceral que os HTG-ad lib. Quando comparados aos WT-ad lib, verificamos que as fêmeas HTG-PF mantiveram aumento significativo da atividade (abertura) do canal de potássio mitocondrial sensível ao ATP (mitoKATP) e da produção corporal de CO2. No entanto, nos machos HTG-PF houve fechamento dos mitoKATP, redução da produção de CO2 e manutenção da massa corporal. Assim, pode-se inferir que o metabolismo corporal (produção de CO2) reflete o aumento do metabolismo celular causado por aumento da atividade do mitoKATP que desacopla levemente as mitocôndrias e que estas adaptações são revertidas pela restrição alimentar nos machos, mas não nas fêmeas HTG / Abstract: An imbalance of energy homeostasis can result in obesity and/or metabolic syndrome and increased mortality from cardiovascular disease. Recent studies by our group in three experimental models that exhibit different types of dyslipidemia have shown significant changes in body composition, energy expenditure and food intake. In this work we studied the energy homeostasis in these models through: (1) quantifying the expression and phosphorylation of AMP-dependent protein kinase (AMPK), a key regulator of energy metabolism, as well as its target, the enzyme acetyl-CoA carboxylase (ACC) in liver and skeletal muscle in hypoalphalipoproteinemic and hypercholesterolemic mice and (2) the effect of paired feeding regimen on hypertriglyceridemic mice that present increased food intake, body CO2 production and increased activity of the mitochondrial potassium channel sensitive to ATP (mitoKATP). Considering the hypoalphalipoproteinemic mice (transgenic for CETP), which show an increased overall energy expenditure, we found that these mice have reduced relative fat depot mass when compared to wild type controls (WT). Western blot analyses showed that, in both tissues, liver and muscle, there were no changes in mass and state of activation of AMPK and ACC in CETP compared to WT mice. These results suggest that no significant variations in the synthesis, storage and secretion of lipids in the liver of these mice. Regarding the soleus muscle, these results suggest that there is no change in lipid synthesis and catabolism in CETP mice. Overall we may say that AMPK signaling is not activated in liver and muscle tissues and, therefore, that the increased body metabolism observed in these CETP mice must be caused by other body tissues, for example, the adipose tissue itself. In hypercholesterolemic male and female mice (LDLR0) we observed a reduction in body mass, but no significant change in the relative mass of fat depots when compared to WT. The results on activation of AMPK and ACC show that the liver of LDLR0 females had increased activation of AMPK without significant change in the phosphorylation of ACC. This means that there was no inhibition of lipogenesis and activation of ?-oxidation in the liver of hypercholesterolemic mice, although there may have been increased catabolism of other nutrients. In the soleus muscle of females and males there were no changes in the phosphorylation state of both AMPK and ACC. Then, we can conclude that there is no energy deprivation in the muscle of these LDLR0 mice. Considering the study with hypertriglyceridemic (HTG) mice, when subjected to the paired feeding (PF) we observed a 17% reduction in food intake of females and males when compared to HTG mice fed ad libitum (ad lib). This led to a significant reduction in HTG-PF weight gain compared to WT-ad lib in both sexes. HTG-PF mice retained the mass of carcass fat deposits similar to WT and HTG ad lib. Compared to WT-ad lib, HTG-PF mice maintained significant increased activity (opening) of the mitoKATP and body CO2 production. These data showed that the regimen of paired feeding in which HTG mice were submitted did not change the high rate body metabolism and mitochondrial resting respiration observed in HTG-ad lib mice. These results suggest that the metabolic adaptation of HTG (higher activity of mitoKATP) is not sensitive to changes in food restriction and compromises the rate of body growth / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Abstract Multifunctional enzyme type 1 (MFE-1) is a monomeric member of the hydratase/isomerase superfamily (H/I) involved in the β-oxidation of fatty acids. MFE-1 has 2-enoyl-CoA hydratase-1, Δ3-Δ2-enoyl-CoA isomerase, and several other enoyl-CoA isomerase activities at the N-terminus. The C-terminus has (3S)-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase activity. MFE-1 can also convert certain hydroxylated C27 bile acid synthesis intermediates. In these studies, a domain assignment of MFE-1 by sequence alignment with the H/I family (domains A and B in MFE-1) and mitochondrial monofunctional 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenases (HAD, domains C, D and E) was proposed. This was further improved with the structural information obtained from the crystal structure of the construct containing domains B, C, D and E (MFE1-DH). The structure of MFE1-DH resembles the bilobal structure of the α-subunit of the bacterial fatty acid metabolising complex and the mammalian HAD enzyme. The N-terminal linker helix of MFE1-DH (domain B) corresponds to helix-10 of the hydratase/isomerase enzymes having residues important for substrate contacts. Domain C adopts the classical Rossmann fold and forms the first lobe of the MFE1-DH structure. The C-terminal domains D and E form the second lobe and have local symmetry between each other. This local symmetry corresponds to the D domain-mediated dimerisation of the HAD dimer. The domain deletion studies showed that the presence of domains D and E, but not domain C, was essential to obtain a functional hydratase 1 enzyme; this can be understood from stabilising contacts from domain E to the linker helix, as seen in the MFE1-DH structure. The structure of human ACBP from liver was determined with and without a physiological ligand. This structure adopts the classical four-helix bundle of the ACBP family. The ligand binding mode seen in the presence of myristoyl-CoA shows that one ligand molecule is bound jointly by the two protein molecules of the asymmetric unit such that the fatty acid tail is bound by one protein molecule, and the 3'-phosphate AMP moiety of the CoA is bound by the other protein molecule, essentially as in known complexed ACBP structures in the monomeric binding mode. The observed ligand binding mode suggests a new model for the ACBP-mediated ligand transfer observed in biochemical in vitro studies. / Tiivistelmä Tyypin 1 monitoiminen entsyymi (MFE-1) on hydrataasi/isomeraasiperheen (H/I) jäsen ja se osallistuu rasvahappojen β-oksidaatioon. MFE-1:n N-päädyssä on 2-enoyyli-CoA-hydrataasi 1- ja Δ3-Δ2-enoyyli-CoA-isomeraasiaktiivisuus sekä useita muita enoyyli-CoA-isomeraasiaktiivisuuksia. C-päädyssä on (3S)-hydroksiasyyli-CoA-dehydrogenaasiaktiivisuus. MFE-1 voi myös katalysoida tiettyjen hydroksyloitujen C27-sappihapposynteesin välituotteiden reaktioita. Tässä tutkimuksessa määritettiin MFE-1:n domeenirakenne H/I-perheen (MFE-1:n domeenit A ja B) ja 3-hydroksiasyyli-CoA-dehydrogenaasiperheen (HAD, domeenit C, D ja E) sekvenssilinjausten perusteella. Rakennetta tarkennettiin domeenit B, C, D ja E sisältävän konstruktin (MFE1-DH) kiderakenteesta saadun tiedon avulla. MFE1-DH:n kiderakenne muistuttaa bakteerien rasvahappoja hajottavan kompleksin α-alayksikön sekä nisäkkäiden HAD-entsyymin kahdesta alayksiköstä muodostuvaa rakennetta. MFE1-DH:n N-päädyn α-kierre vastaa H/I-entsyymien kierre-10:tä, jossa sijaitsee substraattikontaktien kannalta tärkeitä aminohappotähteitä. C-domeeni muodostaa Rossmann-laskoksen ja se on MFE1-DH:n rakenteen ensimmäinen alayksikkö. C-päädyssä sijaitsevat D- ja E-domeenit muodostavat yhdessä toisen alayksikön ja niiden välillä on symmetria, joka vastaa D-domeenien välittämää HAD-entsyymien dimerisaatiota. Domeenitutkimukset osoittivat, että D- ja E-domeenien läsnä olo oli välttämätöntä hydrataasi 1:n toiminnalle, mutta C-domeeni voitiin poistaa ja säilyttää hydrataasi 1 -aktiivisuus. Havainto voitiin selittää MFE1-DH:n rakenteen avulla, jossa nähdään stabiloivia vuorovaikutuksia E-domeenin ja N-päädyn α-kierteen välillä. Ihmisen maksan ACBP:n kiderakenne määritettiin fysiologisen ligandin kanssa sekä ilman ligandia. Tämä rakenne laskostuu ACBP-perheelle tyypilliseksi neljän kierteen nipuksi. Myristoyyli-CoA:n läsnä ollessa havaitussa ligandin sitoutumistavassa yksi ligandimolekyyli on sitoutunut kahden proteiinimolekyylin välille siten, että rasvahappo-osa sitoutuu toiseen proteiinimolekyyliin ja CoA:n 3'-fosfaatti-AMP-osa sitoutuu toiseen proteiinimolekyyliin kuten tunnetuissa monomeerisissä ACBP:n sitomistavoissa. Havaitun sitoutumisen avulla voidaan ehdottaa uutta mallia ACBP:n välittämälle ligandinsiirrolle, joka on havaittu aikaisemmin biokemiallisissa in vitro -tutkimuksissa.

Pseudomonas putida produz PHA de cadeia média (PHAMCL) a partir de carboidratos e óleos vegetais. Genes de biossíntese de P3HB (poli-3-hidroxibutirato) de Ralstonia eutropha foram inseridos em P. putida IPT046 selvagem e mutantes PHA-. A expressão de phaC, codificador da PHA sintase, permitiu o acumulo de PHA com alto teor de 3HB, indicando que P. putida possui enzimas geradoras de 3HB. A expressão de phaB mostrou que seu produto canaliza 3HB e 3-hidroxihexanoato (3HHx) da <font face=\"Symbol\">&#946-oxidação para a PHA sintase. Ao expressar phaC em IPT461, afetado na PHA sintase, 30% de P3HB-co-3HHx-co-3HO foram produzidos a partir de carboidratos, mostrando que há vias metabólicas eficientes para suprir 3HAMCL, que são incorporados pela PHA sintase de R. eutropha. Usando transposon mini-Tn5, obtiveram-se mutantes deficientes na biossíntese de PHA a partir de glicose ou glicose e octanoato. Não se detectaram mutantes exclusivamente deficientes no acúmulo de PHA a partir de octanoato, indicando que diferentes produtos gênicos canalizam intermediários da <font face=\"Symbol\">&#946-oxidação para a síntese de PHA. / Pseudomonas putida produces medium-chain-length PHA (PHAMCL) from carbohydrates and plant oils. Recombinants harboring the P3HB (polyhydroxybutyrate) biosynthesis genes from Ralstonia eutropha were constructed on P. putida IPT046 wild type and PHA- mutants. Expression of phaC, encoding, PHA synthase, allowed the synthesis of PHA with high 3HB content, indicating that P. putida has enzymes to generate 3HB. Expression of phaB showed that its product channels 3HB and 3-hydroxyhexanoate (3HHx) from <font face=\"Symbol\">&#946-oxidation to the PHA synthase. When phaC was expressed on IPT461, affected in the PHA synthase, 30% P3HB-co-3HHx-co-3HO were accumulated from carbohydrates, showing that there are metabolic pathways efficient to supply 3HAMCL, which are incorporated by the R. eutropha PHA synthase. Using mini-Tn5 transposon, mutants deficient on PHA biosynthesis from glucose or glucose and octanoate were produced. No mutant deficient exclusively on PHA biosynthesis from octanoate was detected. Thus different gene products may channel intermediates from <font face=\"Symbol\">&#946-oxidation to PHA biosynthesis.