Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As histonas de Trypanosoma cruzi sao bastante divergentes quando comparadas aos demais eucariotos, principalmente na porcao N-terminal, onde ocorrem modificacoes pos traducionais, que sao reconhecidamente essenciais para o controle da expressao genica e da arquitetura da cromatina. Entre estas modificacoes estao as acetilacoes das lisinas 4, 10 e 14 da histona H4 (H4K4ac, H4K10ac e H4K14ac). Nesta tese mostramos que a H4K4ac, que e a modificacao mais abundante, esta enriquecida em areas de cromatina densamente compactada, enquanto H4K10ac e H4K14ac localizam-se em regioes de cromatina menos densa, preferencialmente na interface entre a eucromatina e a heterocromatina. H4K4ac diminui nas formas nao replicativas e H4K14ac H4K14ac aumenta durante G2 e mitose do ciclo de divisao celular das formas replicativas. H4K10ac e H4K14ac aumentam e H4K4ac diminui no reparo de quebras de dupla fita do DNA. Ao mesmo tempo a superexpressao da proteina TcRad51, essencial para o processo de reparo de DNA por recombinacao homologa causa aumento de H4K10ac e H4K14ac. Quando as lisinas 4, 10 e 14 sao substituidas separadamente por argininas (H4K4R, H4K10R e H4K14R) para evitar a acetilacao sao expressas, elas sao incorporadas na cromatina e diminuem os niveis de cada modificacao. A expressao de H4K4R tem uma distribuicao diferente das histonas endogenas e H4K14R causa diminuicao de crescimento, com celulas acumulando na fase de mitose. Os mutantes de H4K10 e H4K14 ainda apresentam maior mortalidade quando submetidos a radiacao ƒ× que causa quebra de dupla fita de DNA. Tambem mostramos que a proteina TcBDF2, uma proteina que contem bromodomineo, reconhece preferencialmente H4K10ac. A funcao da TcBD2 e desconhecida, mas verificamos que ela aumenta apos exposicao dos parasitas a luz UV, sugerindo que esteja participando no reparo de DNA. Esses dados juntos fornecem evidencias de que cada uma das acetilacoes da histona H4 tem um papel distinto no T. cruzi. A acetilacao em K4 estaria envolvida na montagem da xiii cromatina na fase de replicacao. Ja as modificacoes em K10 e K14 estariam envolvidas com processos especificos de remodelagem da cromatina durante os eventos de reparo e eventualmente transcricao do DNA. / The Trypanosoma cruzi histones are very distinct from other eukaryotes, mainly in the N-terminus, where post translational modifications occur, which are essential for gene expression regulation and chromatin architecture. Among these modifications we found that lysines 4, 10 and 14 of H4 histone are acetylated (H4K4ac, and H4K10ac H4K14ac). In this thesis we show that the H4K4ac, which is the most abundant modification, is enriched in densely packed chromatin, while H4K10ac and H4K14ac are located in less dense chromatin, preferentially at the interface between euchromatin and heterochromatin. H4K4ac decreases in trypomastigote, which is the infective and non-dividing form of the parasite whileH4K14ac increases during G2 and mitosis of the cell cycle in replicative forms. H4K10ac and H4K14ac increases during DNA repair of double stranded breaks while H4K4ac decreases after DNA damage. TcRad51, an essential protein in the homologous recombination pathway, when overexpressed, increases the H4K10ac and H4K14ac levels. When the lysines 4, 10 and 14 are individually replaced by arginine (H4K4R, H4K10R and H4K14R) to prevent the acetylation, they are still incorporated into chromatin and decrease the specific modification level. The H4K4R location is different from the endogenous H4K4ac and the H4K14R expression causes growth reduction, with cells accumulating in mitosis. Mutants H4K10R and H4K14R also have high mortality rates after ƒ× irradiation that causes DNA double-stranded breaks. We also showed that TcBDF2 protein contains a bromodomain that recognizes preferentially H4K10ac. Although the TcBD2 function is unknown, it is increased after UV light exposure, suggesting its involvement in DNA repair. These data together provide evidence that each H4 acetylation has a distinct role in T. cruzi. Probably K4 is involved in chromatin assembly during replication while K10 and K14 acetylation appears to be involved in chromatin remodelling during DNA repair and maybe DNA transcription. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

RIBEIRO JÚNIOR, Howard Lopes. Estudo dos genes relacionados a mecanismos de reparo em danos de DNA em síndrome mielodisplásica. 2013. 112 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2015-05-11T12:37:07Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_hlribeirojunior.pdf: 3080217 bytes, checksum: 33e1aea19b037659818fced9bb3a0a01 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2015-05-11T12:41:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_hlribeirojunior.pdf: 3080217 bytes, checksum: 33e1aea19b037659818fced9bb3a0a01 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-11T12:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_hlribeirojunior.pdf: 3080217 bytes, checksum: 33e1aea19b037659818fced9bb3a0a01 (MD5) Previous issue date: 2013 / Myelodysplastic Syndrome (MDS) is a group of diseases of clonal hematopoietic progenitor cells, characterized by cytopenia (s) peripheral (s), dysplasia of one or more myeloid cell lineages and increased risk for development of acute myeloid leukemia. MDS is considered a disease of older people, because approximately 80% of patients have more than 60 years at diagnosis. Are rare in children, being observed in less than 5% of hematologic malignancies that affect patients under 14 years of age. The pathogenesis of MDS involves DNA damage in hematopoietic stem cells probably affected by Double-Strand Break (DSB) in the process of Non-homologous end join (NHEJ) and homologous recombination (HR) repair mechanisms as key for ensuring genomic stability of cells trunk. This cohort study proposed evaluate the association between rs4793191, rs9567623 and rs1801320 polymorphisms of the BRCA1, BRCA2 and RAD5 genes, acting on the HR mechanism; the rs3835, rs2267437 and rs1805388 of the XRCC5, XRCC6 and LIG4, related with NHEJ mechanism and, finally, ATM rs228593 as molecular sensor damage in DSBs. This genotyping analysis was based on the methodology of PCR-RFLP, between bone marrow samples of 60 patients with MDS, from the University Hospital Walter Cantidio, and 82 peripheral blood samples of elderly healthy volunteers with approval in the CEP / HUWC under protocol No. 027.04.12. The MDS patients were diagnosed by examination of bone marrow and bone marrow cytogenetic analysis technique by G band. The genotypes studied polymorphisms were in Hardy-Weinberg equilibrium (p> 0.05), except for the rs1805388 polymorphism in LIG4 gene. Our results showed for the rs228593 polymorphism of the ATM gene association with low-risk MDS for genotype A /G (p = 0.008, OR 0.225, CI 0.075 to 0.680) with added association of genotype A/G with the clinical variables of cytopenia (p = 0.032, OR 5.250, CI 1.151 to 23.937), in the range of 0-1 in peripheral blood cytopenias, and with favorable prognosis in IPSS (p <0.001, OR 21.95, CI 29.791 to 16.185). For the rs2267437 polymorphism in the gene XRCC6 relate the mutant genotype C / C and G / G + G / G with variable marrow cellularity in the range of normocellular + hypercellular (p = 0.023, OR 5.556 CI 1.270 to 24.239). For the genotypes of rs3835 polymorphism of the XRCC5 gene identify the genotype A / G is highly associated with low-risk MDS (p <0.001, OR 0.100, CI 0.035 to 0.289). Additionally, for the rs1801320 polymorphism of the gene RAD51, we associate the mutant heterozygous genotype G/C with low-risk MDS (p = 0.053, OR 0.453, CI 0.203 to 1.009). For the same polymorphism, we associate the wild genotype G / G with variable age (p <0.001, OR 24.521, CI 64.033 to 93.907), in the range of greater than 60 years old, and with the variable cytopenia (0-1 cytopenias) (p <0.001, OR 16.099, CI 31.299 to 82.808). We did not obtain significant association between polymorphisms rs 4793191, rs9567623 and rs1805388 for the genes BRCA1, BRCA2 and LIG4, respectively, and clinical variables for patients with MDS. In this study we demonstrate that genes related to DSB are also related to the pathogenesis of MDS. These results support the importance of polymorphisms rs228592, rs3835, rs2267437 and rs1801320 in the ATM, XRCC5, XRCC6 and RAD51 genes, respectively, in the maintenance of genomic stability by promoting a better understanding of the genesis and etiology of myelodisplastic syndrome. / A Síndrome Mielodisplásica (SMD) é um grupo de doenças clonais das células progenitoras hematopoiéticas, caracterizadas por citopenia(s) periférica(s), displasia de uma ou mais linhagens celulares mielóides e aumento do risco de desenvolvimento de leucemia mielóide aguda. A SMD é considerada uma doença de pessoas idosas, pois aproximadamente 80% dos pacientes possuem mais de 60 anos ao diagnóstico. São raras na infância, sendo observadas em menos de 5% das neoplasias hematológicas que acometem pacientes com menos de 14 anos de idade. A patogênese da SMD envolve danos no DNA nas células tronco hematopoéticas acometido provavelmente pelos danos de fita dupla (DSB) no DNA tendo o processo de junções por extremidades não-homólogas (JENH) e recombinação homóloga como principais mecanismos de reparo necessários para garantir a estabilidade genômica das células-tronco. Este estudo de coorte propôs avaliar a associação dos polimorfismos BRCA1 rs4793191, BRCA2 rs9567623 e RAD51 rs1801320, atuantes no mecanismo de Recombinação Homóloga; o XRCC5 rs3835, XRCC6 rs2267437 e LIG4 rs1805388 relacionados ao mecanismo de Junções por Extremidades não-Homólogas e, por fim, o ATM rs228593, um sensor molecular ao dano em DSB. Esta análise de genotipagem baseou-se na metodologia de PCR-RFLP, entre amostras de medula óssea de 60 pacientes com SMD, oriundos do Hospital Universitário Walter Cantidio, e 82 amostras de sangue periférico de idosos voluntários sadios. Os pacientes com SMD foram diagnosticados de acordo com os critérios propostos pela Organização Mundial de Saúde. Os genótipos dos polimorfismos estudados encontravam-se em equilíbrio de Hardy-Weinberg (p>0,05), exceto o polimorfismo rs1805388 para o gene LIG4. Nossos resultados apresentaram para o polimorfismo rs228593 do gene ATM uma associação do genótipo heterozigoto A/G (p=0,008, OR 0,225, IC 0,075-0,680) com diminuição de risco para SMD adicionada com associação do genótipo A/G com as variáveis clínicas de citopenia (p=0,032, OR 5,250, IC 1,151-23,937), na faixa de 0-1 citopenias no sangue periférico, e com prognóstico favorável para o índice prognóstico do IPSS (p<0,001, OR 21,95, IC 29,791-16,185). Para o polimorfismo rs2267437 para o gene XRCC6 relacionamos o genótipo mutante C/G e C/G+G/G com a variável celularidade na medula óssea na faixa de normocelular + hipercelular (p=0,023, OR 5,556, IC 1,270-24,239). Para o polimorfismo rs3835 do gene XRCC5 identificamos que o genótipo A/G está altamente associado com a diminuição de risco para SMD (p<0,001, OR 0,100, IC 0,035-0,289). Para o polimorfismo rs1801320 do gene RAD51, associamos o genótipo heterozigoto mutante G/C com diminuição de risco para SMD (p=0,053, OR 0,453, IC 0,203-1,009). Adicionalmente, associamos o genótipo selvagem G/G com a variável idade (p<0,001, OR 24,521, IC 64,033-93,907), na faixa de maior que 60 anos de idade, e com a variável citopenia (0-1 citopenias) (p<0,001, OR 16,099, IC 31,299-82,808). Não obtivemos associação significante entre os polimorfismos rs 4793191, rs9567623 e rs1805388 para os genes BRCA1, BRCA2 e LIG4, respectivamente, e as variáveis clínicas para os pacientes com SMD. Neste estudo demonstramos que os genes relacionados a DSB são também relacionados à patogênese da SMD. Estes resultados suportam a importância dos polimorfismos rs228593, rs3835, rs2267437 e rs1801320 para os genes ATM, XRCC5, XRCC6 e o RAD51, respectivamente, na manutenção da estabilidade genômica promovendo um melhor entendimento da gênese e etiologia da Síndrome Mielodisplásica.

Nek1 é uma serina/treonina quinase humana envolvida na ciliogênese, na resposta a danos ao DNA e na regulação do ciclo celular. Devido ao possível envolvimento dessa proteína em patologias como a Doença Policística do Rim (PKD), a Síndrome de Costelas Curtas e Polidáctilia tipo Majewski e no desenvolvimento de tumores, muitos estudos tem sido feitos buscando entender a via de atuação dessa quinase nas células. Em vista disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o papel da Nek1 em resposta a danos ao DNA, principalmente gerados por agentes indutores de Crosslinks (ICLs), como cisplatina, buscando localizar a Nek1 nas vias de sinalização conhecidas e identificar proteínas que interagem com essa quinase. Para isto, foi utilizado um modelo de silenciamento estável de Nek1 por shRNAi na linhagem celular humana Hek293t. Essas células, quando comparadas à linhagem selvagem expressando a proteína, apresentaram um reparo deficiente de lesões induzidas por cisplatina e ausência de quebras de dupla fita através do ensaio cometa, confirmado pelos baixos níveis de fosforilação da histona H2AX. Entretanto, análises com outro agente indutor de ICLs, Nimustina (ACNU), demonstrou que a Nek1 parece atuar nos mecanismos envolvidos no reparo de lesões induzidas por cisplatina. Isso sugere que essa proteína possa estar agindo no reconhecimento da lesão do DNA e até mesmo regulando vias checagem de ciclo celular, uma vez que a linhagem silenciada apresentou modificações no ciclo celular e na sinalização de Chk1 e Chk2, após a exposição com cisplatina. Além disso, essas células também apresentaram alterações na sinalização das proteínas envolvidas no reparo de ICLs, BRCA1 e FANCD2. O estudo de interação proteica por espectrometria de massas destacou algumas proteínas de reparo, como proteínas da via de Fanconi, e principalmente moléculas relacionadas com o processo de ubiquitinação, sugerindo que este pode ser o mecanismo pelo qual essa molécula está atuando e integrando diferentes sistemas. Esse conjunto de dados indica o papel da Nek1 como uma proteína sensora de danos que atua no início das vias de reparo, regulando diferentes moléculas e interagindo em distintos processos celulares como controle do ciclo celular, reparo e morte. / Nek1 is a human serine/threonine protein kinase involved in ciliogenesis, DNA damage response and cell cycle regulation. Because of its possible involvement in human diseases such as Polycystic Kidney Disease (PKD), Short-Rib Polydactyly Syndrome Type Majewski and development of tumors, many studies have been done to understand how this kinase acts in cells. Therefore, the objective of this study was to evaluate a role for Nek1 in response to DNA damage, mainly generated by agents that induce crosslinks (ICLs), such as cisplatin, identifying pathways in which participate and how proteins interact with this kinase. To accomplish that, a stable silencing of Nek1 by shRNAi in human cell line Hek293t was employed. These cells, when compared to the wild type, showed a deficient repair of lesions induced by cisplatin and absence of double strand breaks, when analysed by comet assay and, confirmed by low levels of histone H2AX phosphorylation. However, analysis with another inducing ICLs agent, Nimustine (ACNU) demonstrated that Nek1 seems to act on mechanisms involved in repair of lesions induced by cisplatin. It suggesting that this protein might be acting on the recognition of DNA damage and even regulating checkpoint pathways, since the silenced strain showed changes in cell cycle and in signaling of Chk1 and Chk2 after exposure to cisplatin. Moreover, these cells also showed changes in signaling of proteins involved in the repair of ICLs FANCD2 and BRCA1. The study of protein interaction by mass spectrometry highlighted some repair proteins, like Fanconi pathway proteins, and protein involved in the ubiquitin-related process, suggesting a possible mechanism of action and integration with different systems. This dataset indicates the role of Nek1 as a DNA damage sensor protein that acts at the beginning of the repair pathways regulating and interacting with distinct molecules in different cellular processes such as cell cycle control, repair and death.

Embora há muito tempo se considere que alterações neurobiológicas tenham um papel central no transtorno bipolar (TB), os mecanismos moleculares ligados à sua fisiopatologia permanecem desconhecidos. A hipótese atual sugere que alterações nos circuitos cerebrais associados à regulação do humor e alterações em sistemas de sinalização intracelular associados à plasticidade e sobrevivência neuronal estão envolvidas no TB. Modelos animais são ferramentas úteis que nos permitem testar essas hipóteses e a resposta aos agentes farmacológicos. Um dos mais bem estabelecidos modelos animais de mania é o de hiperatividade induzida por psicoestimulantes. Portanto, o nosso objetivo inicial foi testar no modelo animal de mania, induzido por anfetamina, o envolvimento do dano ao DNA e do estresse oxidativo, bem como verficar o efeito do lítio e do valproato sobre esse modelo. Ainda no modelo animal, testamos se o dano ao DNA estaria envolvido também com o tratamento crônico e agudo de ratos jovens e adultos com metilfenidato. Nos pacientes com TB também avaliamos o dano ao DNA e proteínas, bem como a atividade do sistema antioxidante glutationa. No modelo animal de mania, observamos que a anfetamina é capaz de aumentar a atividade das enzimas antioxidantes, peroxidação lipídica e dano ao DNA. O lítio forneceu proteção ao dano recente ao DNA induzido pela anfetamina e o valproato apenas foi capaz de modular a atividade das enzimas antioxidantes superoxido dismutase (SOD) e catalase. No tratamento com metilfenitado, tanto os ratos jovens como os adultos também apresentaram dano recente ao DNA. Nos resultados em pacientes com TB podemos verificar que o dano permanente ao DNA não está aumentado, porém os pacientes com TB apresentam um aumento da frequência de apoptose. Verificamos ainda que o dano oxidativo a proteínas ocorre por nitração da tirosina, avaliado pelo imunoconteúdo de 3-nitrotirosina, e que este pode ativar a enzima glutationa-S-transferase, aumentada nos pacientes bipolares com maior tempo de doença, indicando um mecanismo compensatório envolvido. Esses resultados apontam para um envolvimento do dano ao DNA na fisiopatologia do TB e que esse pode ser modulado por rotas ativadas pelo estresse oxidativo. / Although neurobiological changes have long been considered to have a central role in bipolar disorder (BD), the molecular mechanisms related to the pathophysiology of this condition remain unknown. The current hypothesis suggests that alterations in neurochemistry could be associated with mood regulation and intracellular signaling systems linked to neuronal plasticity and survival are involved in BD. Animal models are useful tools that allow testing hypotheses and response to pharmacological agents. One of the most well established models of mania is psychostimulant-induced hyperactivity. Therefore, our initial objective was assessing DNA damage and oxidative stress in an animal model of amphetamine-induced mania, in addition to verifying the effect of lithium and valproate in this same model. Still in this paradigm we tested if DNA damage is also associated with acute and chronic methylphenidate exposure in young and adult rats. In patients with BD we also assessed DNA and protein damage, as well as activity of the glutathione antioxidant system. In the animal model of mania we observed that amphetamine can increase the activity of antioxidant enzymes, lipid peroxidation and DNA damage. Lithium provided protection against recent amphetamine-induced DNA damage and valproate was only able to modulate the activity of SOD antioxidant enzymes and catalase. Both young and adult rats displayed DNA damage after amphetamine exposure. In patients with BD, we observed that permanent DNA damage is not increased, but they present a higher frequency of apoptosis. It was also verified that oxidative damage to proteins ensues via thyrosine nitration, assessed by 3- nitrotyrosine immunocontent. Possibly this damage activates the GST enzyme, which levels are raised in patients with bipolar disorder with a longer disease evolution, indicating that a compensatory mechanism is implicated. This results point to the importance of DNA damage in the pathophysiology of bipolar disorder, which is possibly mediated by routes activated by oxidative stress.

Embora há muito tempo se considere que alterações neurobiológicas tenham um papel central no transtorno bipolar (TB), os mecanismos moleculares ligados à sua fisiopatologia permanecem desconhecidos. A hipótese atual sugere que alterações nos circuitos cerebrais associados à regulação do humor e alterações em sistemas de sinalização intracelular associados à plasticidade e sobrevivência neuronal estão envolvidas no TB. Modelos animais são ferramentas úteis que nos permitem testar essas hipóteses e a resposta aos agentes farmacológicos. Um dos mais bem estabelecidos modelos animais de mania é o de hiperatividade induzida por psicoestimulantes. Portanto, o nosso objetivo inicial foi testar no modelo animal de mania, induzido por anfetamina, o envolvimento do dano ao DNA e do estresse oxidativo, bem como verficar o efeito do lítio e do valproato sobre esse modelo. Ainda no modelo animal, testamos se o dano ao DNA estaria envolvido também com o tratamento crônico e agudo de ratos jovens e adultos com metilfenidato. Nos pacientes com TB também avaliamos o dano ao DNA e proteínas, bem como a atividade do sistema antioxidante glutationa. No modelo animal de mania, observamos que a anfetamina é capaz de aumentar a atividade das enzimas antioxidantes, peroxidação lipídica e dano ao DNA. O lítio forneceu proteção ao dano recente ao DNA induzido pela anfetamina e o valproato apenas foi capaz de modular a atividade das enzimas antioxidantes superoxido dismutase (SOD) e catalase. No tratamento com metilfenitado, tanto os ratos jovens como os adultos também apresentaram dano recente ao DNA. Nos resultados em pacientes com TB podemos verificar que o dano permanente ao DNA não está aumentado, porém os pacientes com TB apresentam um aumento da frequência de apoptose. Verificamos ainda que o dano oxidativo a proteínas ocorre por nitração da tirosina, avaliado pelo imunoconteúdo de 3-nitrotirosina, e que este pode ativar a enzima glutationa-S-transferase, aumentada nos pacientes bipolares com maior tempo de doença, indicando um mecanismo compensatório envolvido. Esses resultados apontam para um envolvimento do dano ao DNA na fisiopatologia do TB e que esse pode ser modulado por rotas ativadas pelo estresse oxidativo. / Although neurobiological changes have long been considered to have a central role in bipolar disorder (BD), the molecular mechanisms related to the pathophysiology of this condition remain unknown. The current hypothesis suggests that alterations in neurochemistry could be associated with mood regulation and intracellular signaling systems linked to neuronal plasticity and survival are involved in BD. Animal models are useful tools that allow testing hypotheses and response to pharmacological agents. One of the most well established models of mania is psychostimulant-induced hyperactivity. Therefore, our initial objective was assessing DNA damage and oxidative stress in an animal model of amphetamine-induced mania, in addition to verifying the effect of lithium and valproate in this same model. Still in this paradigm we tested if DNA damage is also associated with acute and chronic methylphenidate exposure in young and adult rats. In patients with BD we also assessed DNA and protein damage, as well as activity of the glutathione antioxidant system. In the animal model of mania we observed that amphetamine can increase the activity of antioxidant enzymes, lipid peroxidation and DNA damage. Lithium provided protection against recent amphetamine-induced DNA damage and valproate was only able to modulate the activity of SOD antioxidant enzymes and catalase. Both young and adult rats displayed DNA damage after amphetamine exposure. In patients with BD, we observed that permanent DNA damage is not increased, but they present a higher frequency of apoptosis. It was also verified that oxidative damage to proteins ensues via thyrosine nitration, assessed by 3- nitrotyrosine immunocontent. Possibly this damage activates the GST enzyme, which levels are raised in patients with bipolar disorder with a longer disease evolution, indicating that a compensatory mechanism is implicated. This results point to the importance of DNA damage in the pathophysiology of bipolar disorder, which is possibly mediated by routes activated by oxidative stress.

Nek1 é uma serina/treonina quinase humana envolvida na ciliogênese, na resposta a danos ao DNA e na regulação do ciclo celular. Devido ao possível envolvimento dessa proteína em patologias como a Doença Policística do Rim (PKD), a Síndrome de Costelas Curtas e Polidáctilia tipo Majewski e no desenvolvimento de tumores, muitos estudos tem sido feitos buscando entender a via de atuação dessa quinase nas células. Em vista disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o papel da Nek1 em resposta a danos ao DNA, principalmente gerados por agentes indutores de Crosslinks (ICLs), como cisplatina, buscando localizar a Nek1 nas vias de sinalização conhecidas e identificar proteínas que interagem com essa quinase. Para isto, foi utilizado um modelo de silenciamento estável de Nek1 por shRNAi na linhagem celular humana Hek293t. Essas células, quando comparadas à linhagem selvagem expressando a proteína, apresentaram um reparo deficiente de lesões induzidas por cisplatina e ausência de quebras de dupla fita através do ensaio cometa, confirmado pelos baixos níveis de fosforilação da histona H2AX. Entretanto, análises com outro agente indutor de ICLs, Nimustina (ACNU), demonstrou que a Nek1 parece atuar nos mecanismos envolvidos no reparo de lesões induzidas por cisplatina. Isso sugere que essa proteína possa estar agindo no reconhecimento da lesão do DNA e até mesmo regulando vias checagem de ciclo celular, uma vez que a linhagem silenciada apresentou modificações no ciclo celular e na sinalização de Chk1 e Chk2, após a exposição com cisplatina. Além disso, essas células também apresentaram alterações na sinalização das proteínas envolvidas no reparo de ICLs, BRCA1 e FANCD2. O estudo de interação proteica por espectrometria de massas destacou algumas proteínas de reparo, como proteínas da via de Fanconi, e principalmente moléculas relacionadas com o processo de ubiquitinação, sugerindo que este pode ser o mecanismo pelo qual essa molécula está atuando e integrando diferentes sistemas. Esse conjunto de dados indica o papel da Nek1 como uma proteína sensora de danos que atua no início das vias de reparo, regulando diferentes moléculas e interagindo em distintos processos celulares como controle do ciclo celular, reparo e morte. / Nek1 is a human serine/threonine protein kinase involved in ciliogenesis, DNA damage response and cell cycle regulation. Because of its possible involvement in human diseases such as Polycystic Kidney Disease (PKD), Short-Rib Polydactyly Syndrome Type Majewski and development of tumors, many studies have been done to understand how this kinase acts in cells. Therefore, the objective of this study was to evaluate a role for Nek1 in response to DNA damage, mainly generated by agents that induce crosslinks (ICLs), such as cisplatin, identifying pathways in which participate and how proteins interact with this kinase. To accomplish that, a stable silencing of Nek1 by shRNAi in human cell line Hek293t was employed. These cells, when compared to the wild type, showed a deficient repair of lesions induced by cisplatin and absence of double strand breaks, when analysed by comet assay and, confirmed by low levels of histone H2AX phosphorylation. However, analysis with another inducing ICLs agent, Nimustine (ACNU) demonstrated that Nek1 seems to act on mechanisms involved in repair of lesions induced by cisplatin. It suggesting that this protein might be acting on the recognition of DNA damage and even regulating checkpoint pathways, since the silenced strain showed changes in cell cycle and in signaling of Chk1 and Chk2 after exposure to cisplatin. Moreover, these cells also showed changes in signaling of proteins involved in the repair of ICLs FANCD2 and BRCA1. The study of protein interaction by mass spectrometry highlighted some repair proteins, like Fanconi pathway proteins, and protein involved in the ubiquitin-related process, suggesting a possible mechanism of action and integration with different systems. This dataset indicates the role of Nek1 as a DNA damage sensor protein that acts at the beginning of the repair pathways regulating and interacting with distinct molecules in different cellular processes such as cell cycle control, repair and death.

O estilo de vida baseado no sedentarismo e no consumo de dietas palatáveis com alto conteúdo de carboidratos (principalmente sacarose) e lipídeos tem sido associado com o aumento na incidência do diabetes e das suas complicações. As complicações do diabetes têm uma origem multifatorial, mas em particular, o processo bioquímico de formação dos Produtos Finais de Glicação Avançada (AGEs), acelerado no diabetes como resultado de uma hiperglicemia crônica, tem um papel importante nestas complicações. Glicação avançada envolve a geração de um grupo heterogêneo de moléculas químicas conhecidas como AGEs, esta formação é resultado da reação não enzimática da glicose com proteínas, lipídeo e ácidos nucléicos e envolve intermediários altamente reativos como o metilglioxal. AGEs são responsáveis pelas complicações do diabetes, por alterarem a estrutura e a função de moléculas nos sistemas biológicos e pelo aumento do estresse oxidativo. Exposição dos alimentos ao calor é um importante mecanismo gerador de AGEs. O consumo de alimentos termolizados aumenta a concentração de AGEs na circulação e isso é acompanhado pelo aumento no estresse oxidativo (EO). Estuda-se uma relação positiva entre estresse oxidativo e o aumento do dano ao DNA os quais podem estar associados com o diabete melitus tipo 2 e suas complicações. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da ingestão de uma dieta hiperpalatável e uma dieta hiperpalatável aquecida (com a finalidade de torná-la enriquecida em AGEs), sobre parâmetros de resistência à insulina e estresse oxidativo, bem como diminuição na defesa antiglicante e aumento no dano ao DNA. Ratos machos com 8 semanas de vida foram submetidos a uma dieta controle, uma dieta hiperpalatável, aquecida (130°C/30minutos) ou não, durante quatro meses. Parâmetros metabólicos, dano ao DNA, atividade da enzima Glioxalase I, parâmetros de estresse oxidativo e quantificação da proteína RAGE foram avaliados. Os resultados são apresentados sempre em relação ao grupo controle. O consumo das dietas hiperpalatável (HP) e hiperpalatável aquecida (HPTD) levou a um aumento no peso corporal e tecido adiposo e diminuiu a tolerância à glicose. O grupo HPTD reduziu a síntese de glicogênio no fígado e a oxidação de glicose e síntese de lipídeos no tecido adiposo. Os grupos HP e HPTD apresentam aumento significativo peroxidação lipídica e carbonilação de proteínas no fígado, rim e plasma e a diminuição dos grupos tiol não protéicos no fígado e rim, bem como mudanças na atividade das enzimas Catalase (CAT), diminuída em ambos tecidos, fígado e rim, e Superóxido dismutase (SOD), diminuída no fígado e aumentada no rim. O consumo das dietas causou um aumento na atividade da Glioxalase I no rim e a sua diminuição no fígado. Observamos ainda um aumento na quantificação da proteína RAGE no grupo HPTD no fígado. Dano ao DNA no sangue foi significantemente maior nos animais submetidos a uma dieta hiperpalatável, mas o dano provocado pela dieta aquecida foi ainda maior. A partir destes dados concluímos que a ingestão de uma dieta hiperpalatável prejudica a tolerância à glicose, altera parâmetros de estresse oxidativo e a defesa antiglicação, e aumenta o dano ao DNA. O processo de aquecimento agrava esta condição possivelmente pela elevação dos níveis de AGEs, confirmando o papel importante dos AGEs na patogênese das complicações do diabetes pelo aumento do estresse oxidativo e redução da defesa antiglicação. / In modern societies the consumption of high fat and high sugar diets as well as a sedentary life style has been associated with the increased of the incidence of diabetes and its complications. Diabetic complications appear to be multifactorial in origin, but in particular, the biochemical process of advanced glycation, which is accelerated in diabetes as a result of chronic hyperglycemia, has been postulated to play a central role in these disorders. Advanced glycation involves the generation of a heterogenous group of chemical moieties known as advanced glycated end-products (AGEs), this process occurring as a result of a non-enzymatic reaction of glucose interacting with proteins, lipids and nucleic acids, and involves key intermediates such as methylglyoxal. Advanced glycation end products (AGEs) are implicated in the complications of diabetes by alter the structure and function of molecules in biological systems and increase oxidative stress. Heat exposure of animal and human food is an important generator of variable amounts of glycoxidants, or advanced glycation end products, which are absorbed (about 10%) and partly are retained in the body or eliminated in the urine. An ingestion of an advanced glycation end products (AGEs) rich diet is accompanied by increased oxidative stress (OS) and induced inflammation. Many studies have demonstrated a positive relationship of oxidative stress and an increased in DNA damage, this may be associated with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and its complications. The aim of this study was to investigate the acute effects of dietary AGEs on parameters of insulin resistance and redox state, as well as impairment of antiglycation defense, increased in RAGE and in DNA damage. Male rats 8 week old was submitted to a high palatable diet, heated (130ºC/30minut) or not, during 4 month. Metabolic parameters, DNA damage, Glyoxalase I activity and oxidative stress status were evaluated. The high palatable diet (HP) and high palatable thermolyzed diet (HPTD) showed increased body weight and adipose mass, and impaired glucose tolerance at the studied time-points in glucose tolerance test (GTT). We show which HPTD have the capacity to reduce glycogen synthesis in liver and reduced glucose oxidation and lipid syntesis in adipose tissue. HP and HFTD promoted lipid peroxidation and protein carbonylation in kidney, liver and plasma, and oxidation of non protein thiol groups in kidney and liver, as well as change in catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and Glyoxalase I activity in kidney and liver. HFTD promoted increased im RAGE concentration in liver. Blood DNA damage was significantly higher in animals subjected to High palatable diets, and the highest damage was observed in animals that received the high palatable termolizated diet. Ingestion of a high palatable diet impairs the glucose tolerance, altered the redox homeostase and antiglication defense and increased DNA damage. And the thermolyzation process aggravates such a condition because of the elevated levels of AGEs, in addition to playing a role in the pathogenesis of diabetic complications by the impairs of redox homeostasis and reduced antiglycation defense. This model of treatment simulate a nutritional condition that is very common in an important percentage of the population, observed concerning the consequences of its consumption must be carefully evaluated and considered.

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Coorientador: Agnes Alessandra Sekijima Takeda / Banca: Maria Célia Bertolini / Banca: Rafael Lemos Miguez Counãgo / Banca: Valber de Albuquerque Pedrosa / Banca: Lucilene Delazari dos Santos / Resumo: Danos no DNA, podem ocorrer tanto por agentes genotóxicos endógenos quanto agentes exógenos, que podem promover a instabilidade do genoma e levar diretamente a doenças, como por exemplo, o câncer, alterações neurológicas, imunodeficiências e envelhecimento prematuro. Auxiliando na manutenção da estabilidade, as células apresentam uma série de vias de reparo de DNA, as quais realizam o processo em múltiplas etapas para resolver lesões específicas no DNA e manter a integridade do genoma. A importação nuclear é um pré-requisito para as funções das proteínas de reparo do DNA e dentre os mecanismos responsáveis pela regulação da importação nuclear, a via clássica constituída pelo heterodímero Importina-α/β é um dos principais mecanismos de deslocamento. A Importina-β (Impβ) atua como o transportador enquanto a Importina-α (Impα) atua como adaptador, reconhecendo as sequências de localização nuclear (NLS) presentes nas proteínas que possuem função no núcleo. Esse trabalho trata especificamente dos estudos estruturais de complexos da Impα peptídeos NLSs de proteínas relacionadas ao reparo de DNA utilizando técnicas de cristalografia e ensaios de afinidade pela técnica de calorimetria de titulação isotérmica (ITC). A expressão e purificação da Impα de Mus musculus truncada em sua porção N-terminal foi realizada, bem como a co-cristalização da Impα peptídeos NLSs de proteínas relacionadas ao reparo de DNA, correspondentes as sequências MLH1, PMS2, XPG1 e XPG2. Peptídeos mutados em regiões importantes de reconhecimento nuclear para os peptídeos MLH1 e PMS2 também foram selecionados para o desenvolvimento deste projeto. Dados de difração de raios-X foram coletados dos cristais obtidos e processados no intervalo de 2,0-2,8 Å de resolução. Com esses resultados, as estruturas contendo cNLSs MLH1, PMS2, XPG1 e XPG2 foram elucidadas. As proteínas do complexo MutLα, a MLH1 e... / Abstract: DNA damage can occur by endogenous and exogenous genotoxic agents, which may promote instability of the genome and directly lead to diseases such as cancer, neurological disorders, immunodeficiencies and even premature aging. Helping in the maintenance of the stability, the cells display a number of DNA repair pathways, which carry out the process in multiple steps to resolve specific DNA damage, and maintain the integrity of the genome. The nuclear import is a pre-requisite for the functions of DNA repair proteins and, among the mechanisms responsible for regulation of nuclear import, the classical pathway constituted by the heterodimer importin-α / β is a major shift mechanisms. Importin-β (Impβ) acts as the carrier while the importin α-(Impα) acts as an adapter recognizing the nuclear localization sequence (NLS) present in proteins that have function into the nucleus.This work concerns specifically the structural studies of complexes with Imp and NLSs peptides from proteins related to DNA repair using crystallographic techniques and binding assays by isotermal titration calorimetry technique (ITC). The expression and purification of Mus musculus Impα truncated at its N-terminal portion was performed, as well as co-crystallization with Impα NLSs peptides of proteins related to DNA repair, the corresponding sequences MLH1, PMS2, XPG1 and XPG2. Peptides mutated in key regions of nuclear recognition for MLH1 and PMS2 peptides were also selected for this project. X-ray diffraction data collected from crystals were obtained and processed in the range of 2.0-2.8 Å resolution. With these results, the structures containing cNLSs MLH1, PMS2, XPG1 and XPG2 were elucidated. The MutLα complex proteins, MLH1 and PMS2, related to the mismatch repair (MMR), bound to the Impα similarly to the T antigen NLS of SV40 in the major binding site. ITC experiments corroborate the crystallographic results, which suggest that both NLSs are classic... / Doutor

A produção de uvas é uma importante atividade econômica da região nordeste do estado do Rio Grande do Sul. Nesta atividade são utilizadas misturas complexas de pesticidas para a proteção da plantação, mas que representa um potencial risco à saúde humana dos indivíduos expostos. Os sistemas de metabolização e reparo de DNA são importantes moduladores dos efeitos da exposição a substâncias genotóxicas. O presente estudo teve como objetivo principal avaliar a influência dos seguintes polimorfismos em genes de reparo: OGG1*Ser326Cys, XRCC1*Arg194Trp, XPD*Ile199Met, XPD*Asp312Asn, Rad51*G135C e XRCC4*Ile401Thr, nos níveis de danos ao DNA em trabalhadores expostos a pesticidas. A genotipagem destes polimorfismos foi realizada utilizando a técnica de PCR/RFLP. Os danos no DNA foram avaliados pelas técnicas de Ensaio Cometa (Índice de Danos – ID e Freqüência de Danos – FD) e Teste de Micronúcleo (MN) em 107 trabalhadores expostos a pesticidas e em 65 indivíduos não expostos a pesticidas. Diferenças nos níveis de ID, FD e MN entre os indivíduos com os diferentes genótipos de reparo individualmente ou quando combinados com o genótipo PON1, cuja proteína codificada está envolvida na metabolização de pesticidas, foram testadas pelo teste U de Mann- Whitney, já que a distribuição desde dados desviou significativamente da normalidade. O polimorfismo XPD*Ile199Met apresentou uma freqüência baixa do alelo variante (0,03), o que não possibilitou a análise da influência deste polimorfismo. Os genótipos de XRCC1*Arg194Trp e de Rad51*G135C, tanto individualmente quanto na análise combinada com o genótipo de PON1*Gln192Arg, não apresentaram diferenças significativas estatísticas nos níveis dos biomarcadores, apesar de ambos apresentarem uma tendência de proteção à exposição a pesticidas (XRCC1*Trp/ – e Rad51*G/G). O genótipo de OGG1*Ser326Cys demonstrou influência nos níveis de ID e de FD nos indivíduos expostos, individualmente (P=0,032 e P=0,009), como também quando combinado com o genótipo de PON1*Gln192Arg, sendo que o genótipo selvagem apresentou menores níveis de dano. O genótipo selvagem do polimorfismo XRCC4*Ile401Thr apresentou, nos indivíduos expostos um efeito protetor na freqüência de MN (P=0,024). O polimorfismo XPD*Asp312Asn apresentou influência em ID e FD na análise do genótipo individualmente, quando o genótipo selvagem correspondeu aos menores níveis nos biomarcadores (P=0,028 e P=0,035). Assim, os resultados demonstram que os danos detectados pelo Ensaio Cometa, principalmente danos oxidativos, quebras de fita simples e dupla, crosslinks DNA-DNA e DNA–proteína, são reparados preferencialmente pela via BER, que é descrita como responsável pela reparação de pequenas lesões como bases oxidadas ou reduzidas. Enquanto que no reparo dos danos detectados no Teste de MN, clastogênese e aneugênese, são as vias HR e NHEJ que atuam no reparo de quebras de fita dupla, como também a via NER. / Grape production is an important economic activity in northeast region of Rio Grande do Sul State. In this activity, pesticides complex mixtures are constantly utilized to protect the grapevines, but represent a human health potential risk to exposes individuals. The metabolizing and repair systems are important exposure effects modulators. The present study had as objective to evaluate the repair gene polymorphisms (OGG1*Ser326Cys, XRCC1*Arg194Trp, XPD*Ile199Met, XPD*Asp312Asn, Rad51*G135C, XRCC4*Ile401Thr) influences in DNA damage levels of exposed pesticides workers. The genotyping of these polymorphisms was performed by PCR/RFLP method. The DNA damage was evaluated by Comet assay (Damage Index – DI and Damage Frequency – DF) and Micronuclei test (MN) in 107 exposed workers and 65 non-exposed to pesticides. Differences in ID, DF, MN and between the different repair genotypes individually or combined to PON1 genotype, of which protein are involved in pesticides metabolizing, having a significant deviation from normality, were tested by the non-parametric Mann-Whitney U test. The XPD*Ile199Met polymorphism present a lower frequencies of the variant allele (0,03), and it was not possible analyze the influence of this polymorphism in damage levels. The XRCC1*Arg194Trp and Rad51*G135C polymorphisms, individually and combined to PON1*Gln192Arg genotype, not demonstrated a statistical differences in biomarkers levels, even though both polymorphisms present a protection tendency to pesticides exposure (XRCC1*Trp/ – e Rad51*G/G). The OGG1*Ser326Cys genotype showed influence in DI and DF levels into exposed group, individually P=0,032 and P=0,009), and when combined to PON1*Gln192Arg, once that the wild type genotype presents lower DNA damage levels. In exposed individuals, the wilt type genotype XRCC4*Ile401Thr presents a protector effect to MN frequencies (P=0,024). The XPD*Asp312Asn polymorphism present influence in DI and DF in individually analyses, when the wild type genotype correspond to lower biomarkers levels (P=0,028 and P=0,035). Our results demonstrated that damage detected in Comet Assay, mainly the oxidative damage, single e double strand breaks, crosslink DNA-DNA e DNA-protein, are repaired principally by Base Excision Repair pathway, that are described as responsible for repair of small lesions as oxidized and reduced bases. While in the repair of damage detected in MN test, clastogênese and aneugênese, are the Recombination Homologous and Non Homologous End Joining that act in double strand break, as the Nucleotide Excision Repair also has a influence.

Orientador: Daisy Maria Fávero Salvadori / Resumo: Atualmente, o procedimento mais utilizado para o tratamento das lesões coronarianas é a angioplastia com implante de stent. Embora existam vantagens com esse procedimento, a reestenose continua sendo um dos principais limitadores do sucesso terapêutico. Sabe-se que inflamação, com acúmulo de células mononucleares ativadas, pode contribuir para o desenvolvimento da reestenose. Assim, estratégias para a identificação de biomarcadores de risco e para a redução das taxas de reestenose representam desafios na área da cardiologia intervencionista. Desta forma, o presente estudo teve como objetivos a identificação de possíveis marcadores genéticos de risco (polimorfismo dos genes MMP-2, MMP-3, MMP-9 -1562, MMP-9 Arg 279 Gln, CYP2C19*2, NOS3 e IL-6), bem como a avaliação de eventos moleculares e bioquímicos (lesões oxidativas no DNA, perfil de expressão gênica e de citocinas) que possam estar envolvidos no desenvolvimento da reestenose. Foram avaliados 330 indivíduos, 220 pacientes coronarianos com e sem reestenose após implante de stent e 110 indivíduos controles (sem implante de stent e com obstrução coronariana menor que 20%). Os resultados mostraram aumento significativo de danos no DNA de células do sangue periférico nos pacientes com reestenose intra-stent, mas nenhuma alteração nos níveis plasmáticos de citocinas (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNF-α). Com relação aos polimorfismos gênicos, os dados mostraram que o alelo G do gene MMP-9 (Arg279Gln) foi mais frequente nos pac... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor