A doença da urina do xarope do bordo (MSUD) é causada pela deficiência na atividade do complexo da desidrogenase dos U-cetoácidos de cadeia ramificada (BCKAD), promovendo o acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) leucina (Leu), isoleucina (Ile) e valina (Val) e seus U-cetoácidos correspondentes (BCKA). A MSUD caracteriza-se por cetoacidose, ataxia, coma, retardo mental e psicomotor. Estudos em animais demonstraram que BCAA e BCKA estimulam a lipoperoxidação e reduzem capacidade antioxidante cerebral em ratos. Também há evidências de que o estresse oxidativo ocorra em pacientes com MSUD no diagnóstico e durante o tratamento e que devido à terapia com dieta restrita e hipoproteica eles possuam deficiência de L-carnitina (L-car), um importante composto para o metabolismo energético. Recentemente, estudos demonstraram o papel antioxidante e anti-inflamatório da L-car, através de sua ação antiperoxidativa, sequestradora de espécies reativas e efeito estabilizador de danos às membranas celulares. Considerando que a fisiopatologia da MSUD ainda é pouco compreendida e que existe um crescente número de estudos enfatizando o envolvimento do estresse oxidativo na doença, neste trabalho foi investigado o efeito in vitro e in vivo da L-car sobre o estresse oxidativo e o dano inflamatório na MSUD tendo como objetivos: A) estudar a indução ao dano oxidativo pelos metabólitos acumulados na MSUD, verificando o possível papel antioxidante da L-car sobre o dano ao DNA in vitro; B) avaliar o efeito in vivo da suplementação de 50 mg/kg/dia de L-car sobre: b.1) a indução do dano ao DNA em leucócitos de pacientes com a MSUD tratados com dieta de restrição proteica, correlacionando as concentrações dos principais metabólitos acumulados nesta doença e verificando o possível papel antioxidante da suplementação da Lcar; b.2) a concentração de citocinas pró-inflamatórias em plasma de pacientes com MSUD tratados com dieta de restrição proteica e a correlação com o estresse oxidativo; b.3) os parâmetros de dano oxidativo à biomoléculas em urina de pacientes com MSUD sob dieta de restrição proteica; C) avaliar o efeito da L-car sobre o estresse oxidativo causado pelos metabólitos acumulados na MSUD em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar, através de um modelo crônico de indução química da doença. Verificou-se que a Leu e o seu - cetoácido correspondente, o ácido -cetoisocapróico (KIC), causaram danos ao DNA in vitro e L-car foi capaz de diminuir significativamente essas alterações, principalmente as causadas pelo KIC. Quando testado o efeito da suplementação de L-car sobre o dano ao DNA em pacientes MSUD, observou-se um aumento significativo de lesões ao DNA em pacientes com dieta de restrição proteica quando comparados aos controles e a terapia com L-car foi capaz de diminuir significativamente os níveis desses danos. Também foram verificadas correlações do tipo negativa entre as concentrações de L-car e os índices de dano ao DNA e do tipo positiva entre as lesões ao DNA e níveis de MDA, marcador de lipoperoxidação, explicitando uma relação entre o dano ao DNA observado nos pacientes com MSUD, estresse oxidativo e o benefício da suplementação de L-car. Também averiguou-se o efeito da terapia de L-car sobre as citocinas pró-inflamatórias interleucina 1Y (IL-1Y), interleucina 6 (IL-6) e interferon gama (INF- Z). Constatou-se aumentos significativos de IL-1Y, IL-6 e INF- Z no plasma de pacientes com MSUD antes da suplementação de L-car e uma reversão completa desses valores aos níveis dos controles para IL-1Y e INF- Z após a administração de L-car. Ainda, verificou-se que a L-car pode auxiliar na defesa celular contra a inflamação e o estresse oxidativo, observando-se uma correlação negativa entre todas citocinas testadas e as concentrações de L-car, e uma correlação positiva entre o conteúdo de MDA e níveis de IL-1Y e IL-6. Constatou-se também que as medidas de di-tirosina (dano oxidativo a proteínas) e isoprostanos (dano de lipoperoxidação) estavam aumentadas e a capacidade antioxidante total diminuída na urina de pacientes com MSUD sem terapia com L-car e a suplementação deste composto induziu efeitos benéficos sobre estes parâmetros, reduzindo os níveis de di-tirosina e isoprostanos e aumentando a capacidade antioxidante medida em urina. Foi também observado um aumento de KIC urinário após dois meses de tratamento com L-car, quando comparado com o grupo controle, demonstrando um incremento da excreção deste metabolito tóxico. Desta forma, esses resultados sugerem um efeito de reversão de dano oxidativo pela L-car e que a urina pode ser utilizada para monitorar este tipo de lesão em pacientes afetados pela MSUD. Por fim, foram analisados em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar submetidos ao modelo crônico de MSUD: espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), para avaliar lipoperoxidação, conteúdo de carbonilas (dano oxidativo proteico), oxidação de diclorofluoresceína (DCF), para quantificar produção de espécies reativas teciduais, conteúdo de glutationa reduzida (GSH) que é um importante antioxidante não enzimático e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx) e glicose-6-fosfato-desidrogenase (G6PD). Os resultados mostraram que a administração crônica de BCAA estimulou a lipoperoxidação, o dano oxidativo proteico, aumento de espécies reativas e diminuição das defesas antioxidantes enzimáticas e não enzimáticas, especialmente em córtex cerebral e o tratamento com L-car foi capaz de prevenir estes efeitos, exceto o dano oxidativo a proteínas. Em conjunto, estes resultados demonstram que os metabólitos acumulados na MSUD induzem dano oxidativo a biomoléculas (lipídios, proteínas e DNA), diminuem o status antioxidante e promovem aumento de processos inflamatórios. Ainda, estes dados podem contribuir para a compreensão dos mecanismos de ação dos efeitos citotóxicos dos metabólitos acumulados na MSUD e evidenciar o papel do estresse oxidativo e da inflamação na neuropatofiosiologia desta doença, além do efeito protetor da L-car sobre este processo. O estudo de antioxidantes, como a L-car, pode propor uma abordagem terapêutica adicional ao que é empregado atualmente para pacientes com MSUD, que é essencialmente dietética e, portanto, de difícil manejo. / Maple syrup urine disease (MSUD) is caused by deficiency of the activity of the mitochondrial enzyme complex branched-chain U-ketoacid dehydrogenase (BCKAD). The metabolic defect leads to accumulation of the branched chain amino acids (BCAA) leucine (Leu), isoleucine (Ile) and valine (Val) and the corresponding branched-chain U-keto acids. The clinical features of MSUD include ketoacidosis, seizures, coma, psychomotor delay and mental retardation. Treatment consists in Leu, Val and Ile restricted diet. Studies in animals have demonstrated that lipid peroxidation is stimulated by BCAA and BCKA in brain of rats and these metabolites reduce in vitro and in vivo the cerebral capacity to modulate the damage associated to increased free radical production. Also, there is evidence that oxidative stress occurs in MSUD patients at diagnosis and during treatment and that due to terapy with protein restricted diet they present L-carnitine (L-car) deficiency, an important compound for energy metabolism. Recent studies have demonstrated the antioxidant and anti-inflammatory role of L-carnitine (L-car), through its action against peroxidation in different tissues by various mechanisms, a scavenger of reactive oxygen species and the stabilizing effect of damage to cell membranes. Considering that the pathophysiology of MSUD is still poorly understood, and that there is an increasing number of studies emphasizing the oxidative stress involvement in the disease, this study investigated the in vitro and in vivo effect of L-car on oxidative stress and inflammatory damage in MSUD with the following purposes: A) to study the induction of damage by accumulated metabolites in MSUD, analyzing the possible antioxidant role of L-car on DNA damage in vitro; B) to evaluate the in vivo effect of 50 mg/kg/day of L-car supplementation about: b.1) the induction of DNA damage in leukocytes of MSUD patients treated with protein-restricted diet, correlating this damage with the concentrations of the major metabolites accumulated in this disorder and checking the possible antioxidant role of L-car supplementation; b.2) plasma inflammatory cytokines in treated MSUD patients with protein-restricted diet and the correlation with oxidative stress; b.3) oxidative damage parameters in urine of MSUD patients with protein-restricted diet supplemented with L-car; C) to investigate the BCAA effect on some oxidative stress parameters and evaluate the L-car efficacy against these possible pro-oxidant effects in cerebral cortex and cerebellum of rats submitted to a chronic chemically-induced model of MSUD. DNA damage index (DI) showed that Leu and -ketoisocaproic acid (KIC) groups was significantly higher than that of the control group, and that L-car was able to significantly prevent this damage, especially that due to KIC. Accordingly, DNA DI in MSUD patients under BCAA-restricted diet was significantly increased as compared to controls and L-car supplementation was able to significantly decrease this parameter. It was also verified a significant positive correlation between DNA DI and MDA content, a marker of lipid peroxidation. Furthermore, we found an inverse significant correlation between DI and L-car levels. These results strengthen a relationship between DNA damage observed in MSUD patients, oxidative stress and the L-car supplementation benefit. The role of L-car on plasma inflammatory cytokines interleukin-1Y (IL-1Y), interleukin-6 (IL-6) and interferon-gamma (INF- Z) was also evaluated in these patients. Significant increases of IL-1Y, IL-6, and INF- Z were observed before the treatment with L-car. Moreover, there is a negative correlation between all cytokines tested and L-car concentrations and a positive correlation among the MDA content and IL-1Y and IL-6 values after L-car supplementation. It was also demonstrated that the oxidative stress parameters di-tyrosine (oxidative protein damage) and isoprostanes (lipid peroxidation assay) were increased and the antioxidant capacity was reduced in urine of MSUD patients without L-car therapy and that the supplementation of this compound induced beneficial effects on these parameters, so reducing the di-tyrosine and isoprostanes levels and increasing the antioxidant capacity. It was also showed a significant increase in urinary KIC after 2 months of L-car treatment compared to control group, demonstrating an increased excretion of this toxic metabolite. In conclusion, these results suggest a reversion effect of the oxidative damage by L-car and that urine can be used to monitorize oxidative damage in patients affected by this disease. The following parameters were analysed in cerebral cortex and cerebellum of Wistar rats submitted to MSUD chemically-induced chronic model: thiobarbituric acid reactive species (TBA-RS), to evaluate lipid peroxidation, carbonyl content to evaluate protein oxidative damage, DCF oxidation to quantify reactive species production, reduced glutathione (GSH), an important non-enzymatic antioxidant and the activities of antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD). The results showed that the chronic administration of BCAA was able to promote both lipid and protein oxidation, increase of reactive species production and decreased brain antioxidant defenses, especially in cerebral cortex and that L-car was able to prevent these effects, except for oxidative damage to proteins. Taken together, these results demonstrate that the metabolites accumulated in MSUD cause oxidative damage to biomolecules (lipids, proteins and DNA), decrease antioxidant status and promote increased inflammatory processes. These results may contribute to the understanding of the mechanism of action of the cytotoxic effect of the metabolites accumulated in MSUD and the role of oxidative stress and inflammation in the MSUD neuropathophysiology besides the protective effect of L-car on this process. The study of antioxidants like L-car can opens an additional therapeutic approach to that currently employed for MSUD patients, which is primarily dietary and therefore difficult to handle.

O câncer é a primeira causa de mortes por doença, após 1 ano de idade, até o final da adolescência, excetuando aquelas relacionadas aos acidentes e à violência. A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) afeta células linfoides e agrava-se rapidamente. São os tumores mais frequentes na infância e representam um terço de todas as neoplasias malignas nesta faixa etária. Em média, a taxa de cura excede 70%, todavia, apesar dos avanços das últimas décadas, os índices de crianças que apresentam recidiva da doença continua significativo. Danos endógenos ao DNA ocorrem numa frequência altíssima, além dos danos causados por terapias antitumorais. Alteração no reparo ao dano do DNA pode induzir mecanismos de resistência ao tratamento quimioterápico, resultando em aumento do reparo de lesões do DNA. Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER) é a via de reparo de DNA mais versátil e flexível nas células. Seus componentes estão sendo estudados como biomarcadores de prognóstico e terapias-alvo. No entanto, alguns relatórios têm abordado danos de DNA em Leucemia Linfoide Aguda (LLA) pediátrica. Neste estudo, realizamos um estudo de acompanhamento observacional em pacientes pediátricos para avaliar os danos do DNA pelo Ensaio Cometa Alcalino e expressão gênica da via de NER durante a indução da quimioterapia. Amostras de medula óssea (MO) ao diagnóstico, dia 15 (D15) e 30 (D30) do tratamento foram coletadas de 28 pacientes com LLA. Não houve aumento no índice de dano. No entanto, houve uma redução de células com baixo danos na comparação do D35 com o diagnóstico. Este resultado se confirmou em pacientes que apresentaram doença residual mínima positiva. A via de NER permaneceu constante, no entanto, em um único paciente, foi observada uma diminuição significativa da expressão dos genes, talvez devido ao silenciamento ou a regulação negativa das vias de reparo. Níveis de danos e reparação do DNA podem influenciar o resultado clínico, estar envolvidos na resistência aos fármacos e potencializar o risco de recidiva. Este é o primeiro estudo que avalia o dano ao DNA em amostras de MO de pacientes pediátricos com LLA. Apesar do pequeno número de pacientes alocados para o estudo, a partir dos achados é possível concluir que complexos de reparo merecem ser investigados a curto e a longo prazo. Acompanhamento dos resultados do paciente vai ajudar a elucidar a implicação dos nossos achados em taxas de cura e de recidiva. / Cancer is the leading cause of death by disease after 1 year old until the end of adolescence, except those related to accidents and violence. Acute Lymphoid Leukemia (ALL) affects lymphoid cells and worsens quickly. They are the most frequent tumors in childhood and account for a third of all malignancies in this age group. On average, the cure rate exceeds 70%, however, despite the progress of recent decades, rates of children with disease recurrence remains significant. Endogenous DNA damage occurs at a very high frequency, in addition to the damage caused by anti-tumor therapies. Change in the repair of DNA damage can induce resistance mechanisms to chemotherapy, resulting in increased repair of DNA lesions. Nucleotide Excision Repair (NER) pathway is the more versatile and flexible DNA repair in cells. Its components are being studied as prognostic biomarkers and targeted therapies. However, there are some reports of DNA damage in pediatric Acute Lymphoid Leukemia (ALL). In this study, we conducted an observational follow-up study in pediatric patients to assess DNA damage by alkaline comet assay and gene expression of NER pathway during induction chemotherapy. Bone marrow (BM) samples at diagnosis, 15th (D15) and 30th (D30) of treatment were collected from 28 patients with ALL. There was no increase in damage index. However, there was a reduction of cells with low damage in comparison to the D35 diagnosis. This result was confirmed in patients with positive minimal residual disease. The NER pathway remained constant, however, in one patient, a significant decrease of gene expression was observed perhaps due to the silencing or down-regulation of repair pathways. Damage levels and DNA repair can influence the clinical result and may be involved in drug resistance and enhance the risk of recurrence. This is the first study to assess DNA damage in BM samples of pediatric patients with ALL. Despite the small number of patients allocated to the study, from the findings we conclude that repair complex deserves to be investigated in the short and long term. Monitoring patient’s outcomes will help to access the implication of our findings in cure and relapse rates.

Introdução: As radiações ionizantes produzem efeitos na molécula do DNA e o biomonitoramento in vivo pode ser utilizado para melhor avaliar o nível de exposição interna à radiação. Os agentes genotóxicos em populações expostas geram diferentes danos ao DNA e por existir uma variabilidade genética isso acarreta sensibilidades diferentes a estes agentes. Essa variação pode ser explicada pela existência de polimorfismos genéticos envolvidos no processo de reparo, entre eles o XRCC1 e XRCC3, responsáveis por manter a integridade do genoma das células frente a danos causados pelos agentes mutagênicos, como a radiação ionizante. Objetivo: Avaliar os efeitos mutagênicos da exposição à radiação x e gama em pacientes que realizam cintilografia miocárdica e angioplastia miocárdica e relacionar os possíveis resultados positivos com os polimorfismos dos genes de reparo, XRCC1 e XRCC3. Materiais e Métodos: Foram selecionados 57 pacientes expostos à radiação gama, e 57 expostos à radiação X. A análise da instabilidade genômica foi realizada através dos testes do micronúcleo e cometa, e a genotipagem através de sonda de TaqMan, para os polimorfismos do gene de reparo XRCC1 e XRCC3. Resultados e Conclusões: Em nosso estudo, os dados encontrados demonstram que ocorre dano ao DNA, após a exposição à radiação gama (ƿ=0,026). No entanto, não observamos ocorrer influência dos diferentes genótipos em ambos polimorfismos estudados, Arg399Gln e Thr241 Met, embora a presença do genótipo mutado Met/Met, parece ter indicado menor radiossensibilidade. Apesar desta diferença não ter alcançado os níveis de significância esperados, este resultado está de acordo com dados da literatura que indicam que este genótipo poderia estar associado à capacidade de reparação do DNA. Neste mesmo grupo, não encontramos diferenças estatisticamente significativas para aberrações cromossômicas (MN e NBUDs) após a exposição, para ambos polimorfismos, exceto para o genótipo normal Arg/Arg (ƿ=0,012), que parece ter indicado maior radiossensibilidade à exposição, estando de acordo com trabalhos da literatura, os quais demostram que, este genótipo pode ser associado com a diminuição da capacidade de reparo do DNA, apresentando níveis mais altos de quebras induzidas. As evidências de radiossensibilidade celular também podem ser explicadas pela alteração da proteína resultante do polimorfismo que não corrige os danos ao DNA, podendo aumentar o acúmulo de lesões no material genético, possivelmente pelo efeito da dose, tempo e tipo de exposição da radiação. Já no grupo de pacientes expostos à radiação X, observamos que não ocorre aumento nos níveis de danos ao DNA após a exposição (ƿ=0,004) e que não existe efeito de ambos polimorfismos estudados, exceto para o genótipo mutado Met/Met que parece determinar maior radiossensibilidade (ƿ=0,041). Para este grupo, observamos que ocorre aumento nas frequências de MN (ƿ<0,001) e NBUDs (ƿ<0,001), mas que os diferentes genótipos não influenciaram diferenças para estes achados. Para os dados de aberrações cromossômicas, encontrados neste grupo, a superexposição radiológica pode ser a interpretação dos achados, já que os detectores planos dos equipamentos utilizados aumentam em torno de 65% a exposição aos pacientes, quando comparados aos antigos intensificadores de imagens. / Introduction: Ionizing radiations produce effects on the DNA molecule and biomonitoring in vivo may be used to better assess the level of internal radiation exposure. Genotoxic agents in exposed populations generate different DNA damage, and there is a genetic variation in sensitivity to these agents. This variation can be explained by the existence of genetic polymorphisms involved in the repair process, including XRCC1 and XRCC3, responsible for maintaining genome integrity of the cell by the damage caused by mutagenic agents, such as ionizing radiation. Objective: Assess the mutagenic effects of exposure to x and gamma radiation in patients undergoing myocardial scintigraphy and coronary angioplasty and relate the possible positive result with polymorphisms of repair genes, XRCC1 and XRCC3. Materials and Methods: 57 patients exposed to gamma radiation, and 57 exposed to x radiation were selected. Analysis of genomic instability was performed by the micronucleus comet assay, and genotyping using TaqMan probe for polymorphisms XRCC1 and XRCC3 repairing genes. Results and Conclusions: In our study the data found demonstrate that DNA damage occurs after exposure to gamma radiation (ƿ=0.026). However, we did not observed influence of the different genotypes for both polymorphisms, Arg399Gln and Thr241Met, although the presence of the mutated genotype Met/Met seems to be less radiosensitive. Despite this difference did not reach statistical significance, this result is in agreement with data reported in the literature indicating that this genotype might be associated with the ability of DNA repair. In this group, we found no statistically significant differences in chromosomal aberrations (MN and NBUDs) after exposure for both polymorphisms, except for the normal genotype Arg/Arg (ƿ= 0.012), that seems to have shown greater radiosensitivity exposure, which is consistent with literature studies, which demonstrate that this genotype may be associated with decreased DNA repair capacity, showing higher levels of induced breaks. Evidence of cellular radiosensitivity may also be explained by the alteration of the protein resulting from polymorphism that does not correct the DNA damage and may increase the accumulation of lesions in the genetic material, possibly the effect of the dose, time and type of radiation exposure. In the group of patients exposed to x-radiation, we observe that no increase in the levels of DNA damage after exposure (ƿ=0.004) and that there is no effect of both polymorphisms studied, except for the mutated genotype Met / Met that seems to determine higher radiosensitivity (ƿ=0.041). For this group, we observed an increase in the frequency of MN (ƿ<0.001) and NBUDs (ƿ<0.001), but the different genotypes did not influence differences for these findings. For the data of chromosomal aberrations found in this group, radiological overexposure may be the interpretation of the findings, since the flat detectors of the equipment used increase around 65% exposure to patients, when compared to the old image intensifiers.

O extrato aquoso de erva-mate, obtido a partir de folhas secas de Ilex paraguariensis, é uma bebida amplamente consumida na América do Sul. Inicialmente, nosso objetivo foi caracterizar os compostos presentes nas amostras de erva-mate disponíveis no mercado brasileiro (CH: chimarrão; T: chá mate torrado; G: chá mate torrado, comercialmente acondicionado em garrafas ou C: em copos; TS: chá mate torrado solúvel A mutagenicidade, citotoxicidade e antimutagenicidade de todas as amostras também foram avaliadas atavés do Teste de Ames na presença e na ausência de ativação metabólica. Em seguida, analisamos a amostra TS (2,5, 5,0 e 10 mg/mL) quanto a sua atividade antioxidante e antigenotóxica. Além disso, avaliamos também os efeitos da amostra TS sobre a sinalização da leptina e da insulina no hipotálamo e o estresse oxidativo hepático de ratos adultos obesos programados pela superalimentação neonatal (S). Para induzir S, o tamanho da ninhada foi reduzido a três filhotes por lactante e as ninhadas com número padrão de filhotes (dez/lactante) foram utilizadas como controle. Aos 150 dias de vida, as proles S foram subdivididas em: TS - tratados com extrato aquoso de erva-mate (1g/kg de peso corporal/dia, por gavagem) e S - recebendo água por gavagem durante 30 dias. A prole controle (C) também recebeu água nas mesmas condições do grupo S. Em nossos resultados, verificamos a presença de ácido clorogênico, cafeína e teobromina em todas as amostras analisadas. O conteúdo de compostos fenólicos nas infusões estudadas foram CH: 5,140,23; T: 4,330,01; G: 0,930,25; C: 0,800,3 e TS: 8,350,5 mg/ml. Não observamos efeito mutagênico ou citotóxico nas amostras analisadas. Um efeito antimutagênico significativo foi observado para a cepa TA97 (pré-, co- e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica, em todas as amostras testadas. A amostra TS também apresentou um efeito antimutagênico significativo para a TA102 (pré-, co-e e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica. Na análise exclusiva da amostra TS, observamos uma atividade antioxidante quando utilizado o ensaio de DPPH, apresentando IC50 69,3+3,1 &#956;g/ml. Além disso, a amostra TS apresentou um efeito protetor sobre a quebra do DNA plasmidial induzida por radicais superóxido e hidroxila, de maneira dose dependente. No teste do cometa, detectamos um efeito antigenotóxico induzido pelo TS em cultura primária de células epiteliais de esôfago. Em nossos testes in vivo observamos que os animais TS não desenvolveram sobrepeso, obesidade visceral e hiperfagia. A resistência hipotalâmica à leptina não foi significativamente revertida, porém a resistência à insulina foi minimizada pelo tratamento com TS no grupo programado pela S. No fígado, TS normalizou as atividades das enzimas antioxidantes (SOD, GPx e CAT) e diminuiu os marcadores de estresse oxidativo, MDA e 4-HNE. O tratamento com TS também reduziu o conteúdo de glicogênio e triglicerídios hepáticos. Nossos resultados sugerem que a erva-mate foi capaz de proteger o DNA contra danos oxidativos, aumentou as defesas antioxidantes, melhorou a função hepática em ratos superalimentados na lactação, talvez através da modulação da sinalização hipotalâmica da insulina podendo ser, portanto, uma importante ferramenta para prevenção e tratamento de doenças relacionadas ao estresse oxidativo. / Yerba mate extract, made from dried leaves of Ilex paraguariensis, is a tea-like beverage consumed in South America. Here, we aim, firstly, to characterize the compounds present in yerba mate beverages available in the Brazilian market (chimarrao CH; mate tea T; mate tea commercially packed in bottles B and cups ready-to-drink C; and roasted yerba mate soluble tea TS). We also evaluated its mutagenic, cytotoxic and antimutagenic properties through Ames test in the presence and absence of metabolic activation. Then, we analyzed exclusively TS sample (2.5, 5.0 and 10 mg/mL) as its antioxidant activity, on plasmid DNA cleavages and upon epithelial esophagus primary culture of Wistar rats treated with a genotoxic agent. Futhermore, we evaluated the effects of mate tea (TS) upon the hypothalamic changes of leptin and insulin signaling and hepatic oxidative stress in postnatal early overfeeding (S) rats. To induce S, litter size was reduced to three pups per dam and normal litters (ten pups/dam) were used as control. In postnatal day (PN) 150, S offspring were subdivided into: S and TS groups treated, respectively, with water or mate tea (1g/kg BW/day, by gavage) during 30 days. C offspring received water. Our results showed the presence of chlorogenic acid, caffeine and theobromine in all analyzed samples. The contents of phenolic compounds in the studied infusions were CH:5,140,23; T:4,330,01; B:0,930,25; C:0,800,3 and TS:8,350,5 mg/mL. No mutagenic or cytotoxic effect was observed for all analyzed samples. A significant antimutagenic effect was observed for S.typhimurium TA97 (CoT, PreT and PosT), in the presence of metabolic activation, for all tested samples. TS sample also exhibited a significant antimutagenic effect for S.typhimurium TA102 (CoT, PreT and PosT) in the presence of metabolic activation. We did not observed an antimutagenic effect using TA98, TA100 and TA102 for CH, T, C and B samples; and no effect for TA98 and TA100 for TS sample. The exclusive analysis of TS sample, demonstrated an IC50 value of 69,3+3,1&#956;g/ml, in DPPH radical scavenging assay. We also observed a protective effect of TS on plasmid DNA against cleavages induced by superoxide and hydroxyl radicals, in a dose dependent manner. In the comet assay, we detected an antigenotoxic effect of TS in esophagus primary cultures. Our in vivo tests showed that postnatal S rats treated with TS presented lower body weight, total body fat, total visceral fat and food intake. The hypothalamic resistance to leptin was not significantly reversed, although insulin resistance was minimized by TS in the group programmed by neonatal overfeeding. In liver, mate treatment normalized the activities of the antioxidant enzyme activities (SOD, GPx and CAT) and decreased the oxidative stress markers, MDA and 4-HNE. The treatment with TS also reduced the liver glycogen and triglycerides contents. Taken together, our results suggest that yerba mate have a potential to protect DNA against oxidative damage, increased antioxidant defences, improved liver function in adult S rats, maybe through modulation of hypothalamic insulin signaling and may be an important tool to prevent and manage oxidative stress related disorders.

The epilepsy is a neurological disorder manifested by recurrent unprovoked seizures, resulting in harmful effects on the patients. Epileptic seizures are generated from hypersincronic abnormal discharges of neurons, eventually resulting in irreversible damage. The consequences involve damages in the neurobiological, neurochemical, cognitive and psychological scopes. As a result, the objective of this study was to investigate the cognitive function (NEUPSILIN test), depression score (Hamilton Rating Scale) and inflammatory markers (TNF, IL1β, AChE), cell death (caspase 3) and DNA damage (PicoGreen) in epileptic patients, compared to individuals without the disease. The results showed significant memory damages in patients with epilepsy, as well as a high depression score. The inflammatory markers, cell death and DNA damage also were showed high. In addition, there was not observed significant correlation when were compared the seizures duration with memory impairment and depression score. There was also no significant correlation when comparing the depression scores and the enzyme acetylcholinesterase activity with memory impairment. In this way, the results of this study suggest that the neurophysiological changes caused by the epilepsy may be responsible for the memory damages and higher rates of depression in patients. Furthermore, it can be suggested that the seizures contribute to the development of neuroinflammation, releasing inflammatory mediators and, by this way, initiating a apoptotic cascade that culminates in the DNA damage. / A epilepsia é um distúrbio neurológico manifestado por recorrência de crises não provocadas, resultando em efeitos prejudiciais sobre os pacientes. As crises epilépticas são geradas a partir de descargas hipersincrônicas anormais dos neurônios, eventualmente resultando em danos irreversíveis. As consequências envolvem prejuízo no âmbito neurobiológico, neuroquímico, cognitivo e psicológico. Em virtude disso, o objetivo do presente estudo foi investigar a função cognitiva (teste NEUPSILIN), escore de depressão (Escala de Hamilton) e marcadores inflamatórios (TNFα, IL1β, AChE), de morte celular (caspase 3) e dano ao DNA (picogreen), em pacientes epilépticos, comparando com indivíduos sem a doença. Os resultados mostraram um prejuízo de memória significativo nos pacientes com epilepsia, bem como um elevado escore de depressão. Os marcadores inflamatórios, de morte celular e dano ao DNA também se apresentaram elevados. Além disso, não foi observada uma correlação significativa quando comparado o tempo de duração das crises epilépticas com o prejuízo da memória e o escore de depressão. Também não houve correlação significativa quando se comparou o escore de depressão e a atividade da enzima acetilcolinesterase com o prejuízo da memória. Desta maneira, os resultados deste estudo sugerem que as alterações neurofisiológicas provocadas pela epilepsia possam ser as responsáveis pelo prejuízo da memória e índices mais elevados de depressão nos pacientes. Além disso, pôde-se sugerir que as crises epilépticas contribuem para o desenvolvimento da neuroinflamação, liberando os mediadores inflamatórios e, desta forma, iniciando uma cascata apoptótica que culmina no dano ao DNA.

O extrato aquoso de erva-mate, obtido a partir de folhas secas de Ilex paraguariensis, é uma bebida amplamente consumida na América do Sul. Inicialmente, nosso objetivo foi caracterizar os compostos presentes nas amostras de erva-mate disponíveis no mercado brasileiro (CH: chimarrão; T: chá mate torrado; G: chá mate torrado, comercialmente acondicionado em garrafas ou C: em copos; TS: chá mate torrado solúvel A mutagenicidade, citotoxicidade e antimutagenicidade de todas as amostras também foram avaliadas atavés do Teste de Ames na presença e na ausência de ativação metabólica. Em seguida, analisamos a amostra TS (2,5, 5,0 e 10 mg/mL) quanto a sua atividade antioxidante e antigenotóxica. Além disso, avaliamos também os efeitos da amostra TS sobre a sinalização da leptina e da insulina no hipotálamo e o estresse oxidativo hepático de ratos adultos obesos programados pela superalimentação neonatal (S). Para induzir S, o tamanho da ninhada foi reduzido a três filhotes por lactante e as ninhadas com número padrão de filhotes (dez/lactante) foram utilizadas como controle. Aos 150 dias de vida, as proles S foram subdivididas em: TS - tratados com extrato aquoso de erva-mate (1g/kg de peso corporal/dia, por gavagem) e S - recebendo água por gavagem durante 30 dias. A prole controle (C) também recebeu água nas mesmas condições do grupo S. Em nossos resultados, verificamos a presença de ácido clorogênico, cafeína e teobromina em todas as amostras analisadas. O conteúdo de compostos fenólicos nas infusões estudadas foram CH: 5,140,23; T: 4,330,01; G: 0,930,25; C: 0,800,3 e TS: 8,350,5 mg/ml. Não observamos efeito mutagênico ou citotóxico nas amostras analisadas. Um efeito antimutagênico significativo foi observado para a cepa TA97 (pré-, co- e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica, em todas as amostras testadas. A amostra TS também apresentou um efeito antimutagênico significativo para a TA102 (pré-, co-e e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica. Na análise exclusiva da amostra TS, observamos uma atividade antioxidante quando utilizado o ensaio de DPPH, apresentando IC50 69,3+3,1 &#956;g/ml. Além disso, a amostra TS apresentou um efeito protetor sobre a quebra do DNA plasmidial induzida por radicais superóxido e hidroxila, de maneira dose dependente. No teste do cometa, detectamos um efeito antigenotóxico induzido pelo TS em cultura primária de células epiteliais de esôfago. Em nossos testes in vivo observamos que os animais TS não desenvolveram sobrepeso, obesidade visceral e hiperfagia. A resistência hipotalâmica à leptina não foi significativamente revertida, porém a resistência à insulina foi minimizada pelo tratamento com TS no grupo programado pela S. No fígado, TS normalizou as atividades das enzimas antioxidantes (SOD, GPx e CAT) e diminuiu os marcadores de estresse oxidativo, MDA e 4-HNE. O tratamento com TS também reduziu o conteúdo de glicogênio e triglicerídios hepáticos. Nossos resultados sugerem que a erva-mate foi capaz de proteger o DNA contra danos oxidativos, aumentou as defesas antioxidantes, melhorou a função hepática em ratos superalimentados na lactação, talvez através da modulação da sinalização hipotalâmica da insulina podendo ser, portanto, uma importante ferramenta para prevenção e tratamento de doenças relacionadas ao estresse oxidativo. / Yerba mate extract, made from dried leaves of Ilex paraguariensis, is a tea-like beverage consumed in South America. Here, we aim, firstly, to characterize the compounds present in yerba mate beverages available in the Brazilian market (chimarrao CH; mate tea T; mate tea commercially packed in bottles B and cups ready-to-drink C; and roasted yerba mate soluble tea TS). We also evaluated its mutagenic, cytotoxic and antimutagenic properties through Ames test in the presence and absence of metabolic activation. Then, we analyzed exclusively TS sample (2.5, 5.0 and 10 mg/mL) as its antioxidant activity, on plasmid DNA cleavages and upon epithelial esophagus primary culture of Wistar rats treated with a genotoxic agent. Futhermore, we evaluated the effects of mate tea (TS) upon the hypothalamic changes of leptin and insulin signaling and hepatic oxidative stress in postnatal early overfeeding (S) rats. To induce S, litter size was reduced to three pups per dam and normal litters (ten pups/dam) were used as control. In postnatal day (PN) 150, S offspring were subdivided into: S and TS groups treated, respectively, with water or mate tea (1g/kg BW/day, by gavage) during 30 days. C offspring received water. Our results showed the presence of chlorogenic acid, caffeine and theobromine in all analyzed samples. The contents of phenolic compounds in the studied infusions were CH:5,140,23; T:4,330,01; B:0,930,25; C:0,800,3 and TS:8,350,5 mg/mL. No mutagenic or cytotoxic effect was observed for all analyzed samples. A significant antimutagenic effect was observed for S.typhimurium TA97 (CoT, PreT and PosT), in the presence of metabolic activation, for all tested samples. TS sample also exhibited a significant antimutagenic effect for S.typhimurium TA102 (CoT, PreT and PosT) in the presence of metabolic activation. We did not observed an antimutagenic effect using TA98, TA100 and TA102 for CH, T, C and B samples; and no effect for TA98 and TA100 for TS sample. The exclusive analysis of TS sample, demonstrated an IC50 value of 69,3+3,1&#956;g/ml, in DPPH radical scavenging assay. We also observed a protective effect of TS on plasmid DNA against cleavages induced by superoxide and hydroxyl radicals, in a dose dependent manner. In the comet assay, we detected an antigenotoxic effect of TS in esophagus primary cultures. Our in vivo tests showed that postnatal S rats treated with TS presented lower body weight, total body fat, total visceral fat and food intake. The hypothalamic resistance to leptin was not significantly reversed, although insulin resistance was minimized by TS in the group programmed by neonatal overfeeding. In liver, mate treatment normalized the activities of the antioxidant enzyme activities (SOD, GPx and CAT) and decreased the oxidative stress markers, MDA and 4-HNE. The treatment with TS also reduced the liver glycogen and triglycerides contents. Taken together, our results suggest that yerba mate have a potential to protect DNA against oxidative damage, increased antioxidant defences, improved liver function in adult S rats, maybe through modulation of hypothalamic insulin signaling and may be an important tool to prevent and manage oxidative stress related disorders.

O câncer é a primeira causa de mortes por doença, após 1 ano de idade, até o final da adolescência, excetuando aquelas relacionadas aos acidentes e à violência. A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) afeta células linfoides e agrava-se rapidamente. São os tumores mais frequentes na infância e representam um terço de todas as neoplasias malignas nesta faixa etária. Em média, a taxa de cura excede 70%, todavia, apesar dos avanços das últimas décadas, os índices de crianças que apresentam recidiva da doença continua significativo. Danos endógenos ao DNA ocorrem numa frequência altíssima, além dos danos causados por terapias antitumorais. Alteração no reparo ao dano do DNA pode induzir mecanismos de resistência ao tratamento quimioterápico, resultando em aumento do reparo de lesões do DNA. Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER) é a via de reparo de DNA mais versátil e flexível nas células. Seus componentes estão sendo estudados como biomarcadores de prognóstico e terapias-alvo. No entanto, alguns relatórios têm abordado danos de DNA em Leucemia Linfoide Aguda (LLA) pediátrica. Neste estudo, realizamos um estudo de acompanhamento observacional em pacientes pediátricos para avaliar os danos do DNA pelo Ensaio Cometa Alcalino e expressão gênica da via de NER durante a indução da quimioterapia. Amostras de medula óssea (MO) ao diagnóstico, dia 15 (D15) e 30 (D30) do tratamento foram coletadas de 28 pacientes com LLA. Não houve aumento no índice de dano. No entanto, houve uma redução de células com baixo danos na comparação do D35 com o diagnóstico. Este resultado se confirmou em pacientes que apresentaram doença residual mínima positiva. A via de NER permaneceu constante, no entanto, em um único paciente, foi observada uma diminuição significativa da expressão dos genes, talvez devido ao silenciamento ou a regulação negativa das vias de reparo. Níveis de danos e reparação do DNA podem influenciar o resultado clínico, estar envolvidos na resistência aos fármacos e potencializar o risco de recidiva. Este é o primeiro estudo que avalia o dano ao DNA em amostras de MO de pacientes pediátricos com LLA. Apesar do pequeno número de pacientes alocados para o estudo, a partir dos achados é possível concluir que complexos de reparo merecem ser investigados a curto e a longo prazo. Acompanhamento dos resultados do paciente vai ajudar a elucidar a implicação dos nossos achados em taxas de cura e de recidiva. / Cancer is the leading cause of death by disease after 1 year old until the end of adolescence, except those related to accidents and violence. Acute Lymphoid Leukemia (ALL) affects lymphoid cells and worsens quickly. They are the most frequent tumors in childhood and account for a third of all malignancies in this age group. On average, the cure rate exceeds 70%, however, despite the progress of recent decades, rates of children with disease recurrence remains significant. Endogenous DNA damage occurs at a very high frequency, in addition to the damage caused by anti-tumor therapies. Change in the repair of DNA damage can induce resistance mechanisms to chemotherapy, resulting in increased repair of DNA lesions. Nucleotide Excision Repair (NER) pathway is the more versatile and flexible DNA repair in cells. Its components are being studied as prognostic biomarkers and targeted therapies. However, there are some reports of DNA damage in pediatric Acute Lymphoid Leukemia (ALL). In this study, we conducted an observational follow-up study in pediatric patients to assess DNA damage by alkaline comet assay and gene expression of NER pathway during induction chemotherapy. Bone marrow (BM) samples at diagnosis, 15th (D15) and 30th (D30) of treatment were collected from 28 patients with ALL. There was no increase in damage index. However, there was a reduction of cells with low damage in comparison to the D35 diagnosis. This result was confirmed in patients with positive minimal residual disease. The NER pathway remained constant, however, in one patient, a significant decrease of gene expression was observed perhaps due to the silencing or down-regulation of repair pathways. Damage levels and DNA repair can influence the clinical result and may be involved in drug resistance and enhance the risk of recurrence. This is the first study to assess DNA damage in BM samples of pediatric patients with ALL. Despite the small number of patients allocated to the study, from the findings we conclude that repair complex deserves to be investigated in the short and long term. Monitoring patient’s outcomes will help to access the implication of our findings in cure and relapse rates.

O dano genético pode ocorrer espontaneamente sob circunstâncias metabólicas normais e pode ser potencializado em situações de deficiência dietética e exposição excessiva a mutagênicos e carcinogênicos ambientais. As deficiências de ácido fólico, vitamina B6 e vitamina B12 podem levar a um aumento nos níveis e alterações na metilação do DNA. MTHFR é a enzima chave na via de metabolização do folato e o polimorfismo MTHFR C677T conduz à redução na atividade da enzima. O objetivo deste estudo foi avaliar influências da ingestão dos micronutrientes B12, B6 e folato (B9), do polimorfismo MTHFR C677T na instabilidade genômica de indivíduos expostos ocupacionalmente a pesticidas. O estudo envolveu 69 homens e 41 mulheres (n= 110) com uma idade média 42,3 ± 13,32 anos no qual 42 (38,2%) deles apresentaram peso normal, 51 (46,4%) sobrepeso e 15 (13,6%) obesidade grau I, todos os indivíduos da amostra são fumicultores de Venâncio Aires e Santa Cruz do Sul (estado do Rio Grande do Sul, Brasil). A genotipagem do polimorfismo MTHFR C677T foi realizada pelo método PCR-RFLP. Os dados de dano de DNA foram avaliados pelos biomarcadores de exposição ocupacional ensaio cometa e micronúcleo. O status nutricional foi avaliado com base na média de 3 recordatórios de 24 horas (coletados em 3 dias não consecutivos , incluindo um final de semana em um intervalo de 4 meses). A ingestão dos micronutrientes foi estimada usando o programa nutricional Food Processor SQL 10.9. Não foram encontradas diferenças significativas entre idade e tempo de exposição a pesticidas para os parâmetros analisados. Encontramos aumento na frequência de micronúcleo de linfócitos em indivíduos com ingestão inadequada de folato e vitamina B12, apresentando diferença significativa (P = 0,030) e (P = 0,014) respectivamente quando comparados com os indivíduos com ingestão adequada. Dano de DNA não mostrou resultados significativos quando relacionados com tabagismo, anos de exposição, IMC e polimorfismo MTHFR C677T. A correlação entre dano do DNA, ingestão de folato, B6 e B12 e o polimorfismo MTHFR não apresentou significância. Em conclusão, nossos resultados indicaram que a adequação de folato para valores ≥ 320 μg /dia e vitamina B12 ≥ 2,0 μg /dia, nesta amostra exposta, estaria protegendo da ação mutagênica dos pesticidas. A dieta adequada, tanto em folato quanto em vitamina B12 poderia estar auxiliando em um reparo de DNA adequado sugerindo um fator de proteção nesses indivíduos. / Genetic damage can occur spontaneously under normal metabolic circumstances and can also be present in situations of dietary deficiency or inadequate intake of nutrients and excessive exposure to environmental mutagens. The purpose of this study was to evaluate the influence of the intake of micronutrients B12, B6 and folate and of polymorphism MTHFR C677T in the induction of DNA damage in individuals exposed to pesticides. The study involved 69 men and 41 women who were tobacco farmers in the region of Venâncio Aires (State of Rio Grande do Sul, Brasil). DNA damage was analyzed by the Comet Test and Micronucleus Test (MN); dietary intake was evaluated based on the mean of three 24-hour Diet Recall questionnaires. The nutrient intake data were computerized and estimated in the Food Processor SQL 10.9 program. The DNA damage results showed a significant increase in MN frequency in the lymphocytes of individuals who had an inadequate intake of folate and B12 (P = 0.030 and P = 0.014, respectively). No significant association was found between DNA damage and polymorphism MTHFR C677T. Correlations between DNA damage and polymorphism MTHFR C677T and nutrient intake were not significant. In conclusion, our results indicated that the adequate intake of folate (≥ 320 μg /day) and vitamin B12 (≥ 2,0 μg /day) can provide protection from the mutagenic action of pesticides. A dietary adaptation of folate and B12 can ensure adequate repair, showing that diet is a protective factor in this population.

Introdução: As radiações ionizantes produzem efeitos na molécula do DNA e o biomonitoramento in vivo pode ser utilizado para melhor avaliar o nível de exposição interna à radiação. Os agentes genotóxicos em populações expostas geram diferentes danos ao DNA e por existir uma variabilidade genética isso acarreta sensibilidades diferentes a estes agentes. Essa variação pode ser explicada pela existência de polimorfismos genéticos envolvidos no processo de reparo, entre eles o XRCC1 e XRCC3, responsáveis por manter a integridade do genoma das células frente a danos causados pelos agentes mutagênicos, como a radiação ionizante. Objetivo: Avaliar os efeitos mutagênicos da exposição à radiação x e gama em pacientes que realizam cintilografia miocárdica e angioplastia miocárdica e relacionar os possíveis resultados positivos com os polimorfismos dos genes de reparo, XRCC1 e XRCC3. Materiais e Métodos: Foram selecionados 57 pacientes expostos à radiação gama, e 57 expostos à radiação X. A análise da instabilidade genômica foi realizada através dos testes do micronúcleo e cometa, e a genotipagem através de sonda de TaqMan, para os polimorfismos do gene de reparo XRCC1 e XRCC3. Resultados e Conclusões: Em nosso estudo, os dados encontrados demonstram que ocorre dano ao DNA, após a exposição à radiação gama (ƿ=0,026). No entanto, não observamos ocorrer influência dos diferentes genótipos em ambos polimorfismos estudados, Arg399Gln e Thr241 Met, embora a presença do genótipo mutado Met/Met, parece ter indicado menor radiossensibilidade. Apesar desta diferença não ter alcançado os níveis de significância esperados, este resultado está de acordo com dados da literatura que indicam que este genótipo poderia estar associado à capacidade de reparação do DNA. Neste mesmo grupo, não encontramos diferenças estatisticamente significativas para aberrações cromossômicas (MN e NBUDs) após a exposição, para ambos polimorfismos, exceto para o genótipo normal Arg/Arg (ƿ=0,012), que parece ter indicado maior radiossensibilidade à exposição, estando de acordo com trabalhos da literatura, os quais demostram que, este genótipo pode ser associado com a diminuição da capacidade de reparo do DNA, apresentando níveis mais altos de quebras induzidas. As evidências de radiossensibilidade celular também podem ser explicadas pela alteração da proteína resultante do polimorfismo que não corrige os danos ao DNA, podendo aumentar o acúmulo de lesões no material genético, possivelmente pelo efeito da dose, tempo e tipo de exposição da radiação. Já no grupo de pacientes expostos à radiação X, observamos que não ocorre aumento nos níveis de danos ao DNA após a exposição (ƿ=0,004) e que não existe efeito de ambos polimorfismos estudados, exceto para o genótipo mutado Met/Met que parece determinar maior radiossensibilidade (ƿ=0,041). Para este grupo, observamos que ocorre aumento nas frequências de MN (ƿ<0,001) e NBUDs (ƿ<0,001), mas que os diferentes genótipos não influenciaram diferenças para estes achados. Para os dados de aberrações cromossômicas, encontrados neste grupo, a superexposição radiológica pode ser a interpretação dos achados, já que os detectores planos dos equipamentos utilizados aumentam em torno de 65% a exposição aos pacientes, quando comparados aos antigos intensificadores de imagens. / Introduction: Ionizing radiations produce effects on the DNA molecule and biomonitoring in vivo may be used to better assess the level of internal radiation exposure. Genotoxic agents in exposed populations generate different DNA damage, and there is a genetic variation in sensitivity to these agents. This variation can be explained by the existence of genetic polymorphisms involved in the repair process, including XRCC1 and XRCC3, responsible for maintaining genome integrity of the cell by the damage caused by mutagenic agents, such as ionizing radiation. Objective: Assess the mutagenic effects of exposure to x and gamma radiation in patients undergoing myocardial scintigraphy and coronary angioplasty and relate the possible positive result with polymorphisms of repair genes, XRCC1 and XRCC3. Materials and Methods: 57 patients exposed to gamma radiation, and 57 exposed to x radiation were selected. Analysis of genomic instability was performed by the micronucleus comet assay, and genotyping using TaqMan probe for polymorphisms XRCC1 and XRCC3 repairing genes. Results and Conclusions: In our study the data found demonstrate that DNA damage occurs after exposure to gamma radiation (ƿ=0.026). However, we did not observed influence of the different genotypes for both polymorphisms, Arg399Gln and Thr241Met, although the presence of the mutated genotype Met/Met seems to be less radiosensitive. Despite this difference did not reach statistical significance, this result is in agreement with data reported in the literature indicating that this genotype might be associated with the ability of DNA repair. In this group, we found no statistically significant differences in chromosomal aberrations (MN and NBUDs) after exposure for both polymorphisms, except for the normal genotype Arg/Arg (ƿ= 0.012), that seems to have shown greater radiosensitivity exposure, which is consistent with literature studies, which demonstrate that this genotype may be associated with decreased DNA repair capacity, showing higher levels of induced breaks. Evidence of cellular radiosensitivity may also be explained by the alteration of the protein resulting from polymorphism that does not correct the DNA damage and may increase the accumulation of lesions in the genetic material, possibly the effect of the dose, time and type of radiation exposure. In the group of patients exposed to x-radiation, we observe that no increase in the levels of DNA damage after exposure (ƿ=0.004) and that there is no effect of both polymorphisms studied, except for the mutated genotype Met / Met that seems to determine higher radiosensitivity (ƿ=0.041). For this group, we observed an increase in the frequency of MN (ƿ<0.001) and NBUDs (ƿ<0.001), but the different genotypes did not influence differences for these findings. For the data of chromosomal aberrations found in this group, radiological overexposure may be the interpretation of the findings, since the flat detectors of the equipment used increase around 65% exposure to patients, when compared to the old image intensifiers.

A doença da urina do xarope do bordo (MSUD) é causada pela deficiência na atividade do complexo da desidrogenase dos U-cetoácidos de cadeia ramificada (BCKAD), promovendo o acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) leucina (Leu), isoleucina (Ile) e valina (Val) e seus U-cetoácidos correspondentes (BCKA). A MSUD caracteriza-se por cetoacidose, ataxia, coma, retardo mental e psicomotor. Estudos em animais demonstraram que BCAA e BCKA estimulam a lipoperoxidação e reduzem capacidade antioxidante cerebral em ratos. Também há evidências de que o estresse oxidativo ocorra em pacientes com MSUD no diagnóstico e durante o tratamento e que devido à terapia com dieta restrita e hipoproteica eles possuam deficiência de L-carnitina (L-car), um importante composto para o metabolismo energético. Recentemente, estudos demonstraram o papel antioxidante e anti-inflamatório da L-car, através de sua ação antiperoxidativa, sequestradora de espécies reativas e efeito estabilizador de danos às membranas celulares. Considerando que a fisiopatologia da MSUD ainda é pouco compreendida e que existe um crescente número de estudos enfatizando o envolvimento do estresse oxidativo na doença, neste trabalho foi investigado o efeito in vitro e in vivo da L-car sobre o estresse oxidativo e o dano inflamatório na MSUD tendo como objetivos: A) estudar a indução ao dano oxidativo pelos metabólitos acumulados na MSUD, verificando o possível papel antioxidante da L-car sobre o dano ao DNA in vitro; B) avaliar o efeito in vivo da suplementação de 50 mg/kg/dia de L-car sobre: b.1) a indução do dano ao DNA em leucócitos de pacientes com a MSUD tratados com dieta de restrição proteica, correlacionando as concentrações dos principais metabólitos acumulados nesta doença e verificando o possível papel antioxidante da suplementação da Lcar; b.2) a concentração de citocinas pró-inflamatórias em plasma de pacientes com MSUD tratados com dieta de restrição proteica e a correlação com o estresse oxidativo; b.3) os parâmetros de dano oxidativo à biomoléculas em urina de pacientes com MSUD sob dieta de restrição proteica; C) avaliar o efeito da L-car sobre o estresse oxidativo causado pelos metabólitos acumulados na MSUD em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar, através de um modelo crônico de indução química da doença. Verificou-se que a Leu e o seu - cetoácido correspondente, o ácido -cetoisocapróico (KIC), causaram danos ao DNA in vitro e L-car foi capaz de diminuir significativamente essas alterações, principalmente as causadas pelo KIC. Quando testado o efeito da suplementação de L-car sobre o dano ao DNA em pacientes MSUD, observou-se um aumento significativo de lesões ao DNA em pacientes com dieta de restrição proteica quando comparados aos controles e a terapia com L-car foi capaz de diminuir significativamente os níveis desses danos. Também foram verificadas correlações do tipo negativa entre as concentrações de L-car e os índices de dano ao DNA e do tipo positiva entre as lesões ao DNA e níveis de MDA, marcador de lipoperoxidação, explicitando uma relação entre o dano ao DNA observado nos pacientes com MSUD, estresse oxidativo e o benefício da suplementação de L-car. Também averiguou-se o efeito da terapia de L-car sobre as citocinas pró-inflamatórias interleucina 1Y (IL-1Y), interleucina 6 (IL-6) e interferon gama (INF- Z). Constatou-se aumentos significativos de IL-1Y, IL-6 e INF- Z no plasma de pacientes com MSUD antes da suplementação de L-car e uma reversão completa desses valores aos níveis dos controles para IL-1Y e INF- Z após a administração de L-car. Ainda, verificou-se que a L-car pode auxiliar na defesa celular contra a inflamação e o estresse oxidativo, observando-se uma correlação negativa entre todas citocinas testadas e as concentrações de L-car, e uma correlação positiva entre o conteúdo de MDA e níveis de IL-1Y e IL-6. Constatou-se também que as medidas de di-tirosina (dano oxidativo a proteínas) e isoprostanos (dano de lipoperoxidação) estavam aumentadas e a capacidade antioxidante total diminuída na urina de pacientes com MSUD sem terapia com L-car e a suplementação deste composto induziu efeitos benéficos sobre estes parâmetros, reduzindo os níveis de di-tirosina e isoprostanos e aumentando a capacidade antioxidante medida em urina. Foi também observado um aumento de KIC urinário após dois meses de tratamento com L-car, quando comparado com o grupo controle, demonstrando um incremento da excreção deste metabolito tóxico. Desta forma, esses resultados sugerem um efeito de reversão de dano oxidativo pela L-car e que a urina pode ser utilizada para monitorar este tipo de lesão em pacientes afetados pela MSUD. Por fim, foram analisados em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar submetidos ao modelo crônico de MSUD: espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), para avaliar lipoperoxidação, conteúdo de carbonilas (dano oxidativo proteico), oxidação de diclorofluoresceína (DCF), para quantificar produção de espécies reativas teciduais, conteúdo de glutationa reduzida (GSH) que é um importante antioxidante não enzimático e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx) e glicose-6-fosfato-desidrogenase (G6PD). Os resultados mostraram que a administração crônica de BCAA estimulou a lipoperoxidação, o dano oxidativo proteico, aumento de espécies reativas e diminuição das defesas antioxidantes enzimáticas e não enzimáticas, especialmente em córtex cerebral e o tratamento com L-car foi capaz de prevenir estes efeitos, exceto o dano oxidativo a proteínas. Em conjunto, estes resultados demonstram que os metabólitos acumulados na MSUD induzem dano oxidativo a biomoléculas (lipídios, proteínas e DNA), diminuem o status antioxidante e promovem aumento de processos inflamatórios. Ainda, estes dados podem contribuir para a compreensão dos mecanismos de ação dos efeitos citotóxicos dos metabólitos acumulados na MSUD e evidenciar o papel do estresse oxidativo e da inflamação na neuropatofiosiologia desta doença, além do efeito protetor da L-car sobre este processo. O estudo de antioxidantes, como a L-car, pode propor uma abordagem terapêutica adicional ao que é empregado atualmente para pacientes com MSUD, que é essencialmente dietética e, portanto, de difícil manejo. / Maple syrup urine disease (MSUD) is caused by deficiency of the activity of the mitochondrial enzyme complex branched-chain U-ketoacid dehydrogenase (BCKAD). The metabolic defect leads to accumulation of the branched chain amino acids (BCAA) leucine (Leu), isoleucine (Ile) and valine (Val) and the corresponding branched-chain U-keto acids. The clinical features of MSUD include ketoacidosis, seizures, coma, psychomotor delay and mental retardation. Treatment consists in Leu, Val and Ile restricted diet. Studies in animals have demonstrated that lipid peroxidation is stimulated by BCAA and BCKA in brain of rats and these metabolites reduce in vitro and in vivo the cerebral capacity to modulate the damage associated to increased free radical production. Also, there is evidence that oxidative stress occurs in MSUD patients at diagnosis and during treatment and that due to terapy with protein restricted diet they present L-carnitine (L-car) deficiency, an important compound for energy metabolism. Recent studies have demonstrated the antioxidant and anti-inflammatory role of L-carnitine (L-car), through its action against peroxidation in different tissues by various mechanisms, a scavenger of reactive oxygen species and the stabilizing effect of damage to cell membranes. Considering that the pathophysiology of MSUD is still poorly understood, and that there is an increasing number of studies emphasizing the oxidative stress involvement in the disease, this study investigated the in vitro and in vivo effect of L-car on oxidative stress and inflammatory damage in MSUD with the following purposes: A) to study the induction of damage by accumulated metabolites in MSUD, analyzing the possible antioxidant role of L-car on DNA damage in vitro; B) to evaluate the in vivo effect of 50 mg/kg/day of L-car supplementation about: b.1) the induction of DNA damage in leukocytes of MSUD patients treated with protein-restricted diet, correlating this damage with the concentrations of the major metabolites accumulated in this disorder and checking the possible antioxidant role of L-car supplementation; b.2) plasma inflammatory cytokines in treated MSUD patients with protein-restricted diet and the correlation with oxidative stress; b.3) oxidative damage parameters in urine of MSUD patients with protein-restricted diet supplemented with L-car; C) to investigate the BCAA effect on some oxidative stress parameters and evaluate the L-car efficacy against these possible pro-oxidant effects in cerebral cortex and cerebellum of rats submitted to a chronic chemically-induced model of MSUD. DNA damage index (DI) showed that Leu and -ketoisocaproic acid (KIC) groups was significantly higher than that of the control group, and that L-car was able to significantly prevent this damage, especially that due to KIC. Accordingly, DNA DI in MSUD patients under BCAA-restricted diet was significantly increased as compared to controls and L-car supplementation was able to significantly decrease this parameter. It was also verified a significant positive correlation between DNA DI and MDA content, a marker of lipid peroxidation. Furthermore, we found an inverse significant correlation between DI and L-car levels. These results strengthen a relationship between DNA damage observed in MSUD patients, oxidative stress and the L-car supplementation benefit. The role of L-car on plasma inflammatory cytokines interleukin-1Y (IL-1Y), interleukin-6 (IL-6) and interferon-gamma (INF- Z) was also evaluated in these patients. Significant increases of IL-1Y, IL-6, and INF- Z were observed before the treatment with L-car. Moreover, there is a negative correlation between all cytokines tested and L-car concentrations and a positive correlation among the MDA content and IL-1Y and IL-6 values after L-car supplementation. It was also demonstrated that the oxidative stress parameters di-tyrosine (oxidative protein damage) and isoprostanes (lipid peroxidation assay) were increased and the antioxidant capacity was reduced in urine of MSUD patients without L-car therapy and that the supplementation of this compound induced beneficial effects on these parameters, so reducing the di-tyrosine and isoprostanes levels and increasing the antioxidant capacity. It was also showed a significant increase in urinary KIC after 2 months of L-car treatment compared to control group, demonstrating an increased excretion of this toxic metabolite. In conclusion, these results suggest a reversion effect of the oxidative damage by L-car and that urine can be used to monitorize oxidative damage in patients affected by this disease. The following parameters were analysed in cerebral cortex and cerebellum of Wistar rats submitted to MSUD chemically-induced chronic model: thiobarbituric acid reactive species (TBA-RS), to evaluate lipid peroxidation, carbonyl content to evaluate protein oxidative damage, DCF oxidation to quantify reactive species production, reduced glutathione (GSH), an important non-enzymatic antioxidant and the activities of antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD). The results showed that the chronic administration of BCAA was able to promote both lipid and protein oxidation, increase of reactive species production and decreased brain antioxidant defenses, especially in cerebral cortex and that L-car was able to prevent these effects, except for oxidative damage to proteins. Taken together, these results demonstrate that the metabolites accumulated in MSUD cause oxidative damage to biomolecules (lipids, proteins and DNA), decrease antioxidant status and promote increased inflammatory processes. These results may contribute to the understanding of the mechanism of action of the cytotoxic effect of the metabolites accumulated in MSUD and the role of oxidative stress and inflammation in the MSUD neuropathophysiology besides the protective effect of L-car on this process. The study of antioxidants like L-car can opens an additional therapeutic approach to that currently employed for MSUD patients, which is primarily dietary and therefore difficult to handle.