Submitted by THAÍS GABAN PASSALACQUA (thaisgp@gmail.com) on 2018-07-18T14:56:29Z No. of bitstreams: 1 Tese_versão_final_Thais.pdf: 2308911 bytes, checksum: 622a2233481617eb319633deb52d4382 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-07-20T19:23:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 passalacqua_tg_dr_araiq_int.pdf: 2302768 bytes, checksum: cbe14d5ab984e60beba939f2db4d53c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T19:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 passalacqua_tg_dr_araiq_int.pdf: 2302768 bytes, checksum: cbe14d5ab984e60beba939f2db4d53c9 (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As leishmanioses são um grupo de doenças causadas por parasitos protozoários do gênero Leishmania e são transmitidas pela picada da fêmea infectada do inseto flebotomíneo. Segundo a Organização Mundial da Saúde, as leishmanioses estão distribuídas em áreas tropicais e subtropicais e são encontradas em 98 países da Europa, África, Ásia e América. São estimados 700 a um milhão de novos casos com 20 a 30 mil mortes anuais. A quimioterapia das leishmanioses é deficiente, tóxica e se baseia no uso de compostos antimoniais pentavalentes desenvolvidos na década de 40, os quais são tóxicos e apresentam ineficácia devido ao desenvolvimento de cepas resistentes. Desta forma, a busca por novos compostos antileishmaniais é importante. Pensando nisso, uma série de compostos ciclopaladados foram avaliados quanto ao seu potencial leishmanicida. Em ensaios in vitro, o composto CP2, cuja eficácia no tratamento da leishmaniose cutânea foi demonstrada pelo nosso grupo de pesquisa, apresentou atividade antipromastigota e amastigota de L. (L.) infantum, espécie causadora da leishmaniose visceral. O tratamento in vivo demonstrou a eficácia na diminuição da carga parasitária no fígado e baço (50%), sendo superior à anfotericina B. Adicionalmente, CP2 não apresentou efeitos tóxicos como revelado pelos marcadores bioquímicos ALP, AST, ALT e creatinina. Para tentar entender os possíveis mecanismos de ação de outro composto ciclopaladado, CP4, foram realizados ensaios de relaxamento utilizando a enzima topoisomerease IB de L. (L.) donovani, verificando-se que esse composto, também é capaz de inibir a enzima do parasito em concentrações submicromolares. / Leishmaniasis is a group of diseases caused by protozoan parasites of the genus Leishmania and are transmitted by the bite of the infected female of the insect phlebotomine. According to the World Health Organization, leishmaniasis is distributed in tropical and subtropical areas and are found in 98 countries in Europe, Africa, Asia and America. Seven hundred to one million of new cases are estimated with 20 to 30 thousand annual deaths. The chemotherapy for leishmaniasis is deficient, toxic and is based on the use of pentavalent antimony compounds developed in the 40´s, which are toxic and present ineffectiveness due to the development of resistant strains. In this way, the search for new anti Leishmania compounds is very important. Thinking about it, a series of cyclopalladated compounds were evaluated regarding to their leishmanicidal potential. In vitro assays with the CP2 compound, which efficacy in the treatment of cutaneous leishmaniasis was previously demonstrated by our research group, presented promastigote and amastigote activity against L. (L.) infantum, a species that causes visceral leishmaniasis. In vivo treatment demonstrated the efficacy in the reduction of the parasitic load in the liver and spleen (50%), being higher than amphotericin B. Additionally, CP2 did not exhibit toxic effects as revealed by the evaluation of the biochemical markers ALP, AST, ALT and creatinine. To try to understand the possible mechanisms of action of another compound ciclopaladado, the CP4, relaxation tests were carried out using the enzyme topoisomerease IB of L. (L.) donovani. It was verified that this compound is also able to inhibit the parasite enzyme in submicromolar concentrations.

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:05Z : No. of bitstreams: 1 000869160_20200801.pdf: 948171 bytes, checksum: b1b99c6dc56613330126eb9e2d642cff (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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... / 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... / FAPESP: 2011/09905-0

A fenilcetonúria é um erro inato do metabolismo de aminoácidos, causada pela deficiência severa ou ausência na atividade da fenilalanina hidroxilase, enzima que catalisa a hidroxilação da fenilalanina em tirosina na presença do cofator tetra-hidrobiopterina. Como consequência, ocorre o acúmulo da fenilalanina e seus metabólitos nos tecidos e nos líquidos biológicos dos pacientes afetados. O tratamento para a fenilcetonúria consiste em uma dieta restrita em fenilalanina e proteínas, suplementada com uma fórmula especial, contendo aminoácidos (exceto a fenilalanina) e micronutrientes. A principal característica clínica dos pacientes fenilcetonúricos não tratados é o retardo mental e outras alterações neurológicas, cuja base bioquímica é ainda pouco compreendida. Entretanto, nos últimos anos evidências indicam que o estresse oxidativo está envolvido na fisiopatologia da doença. Em estudos prévios, demonstramos que pacientes fenilcetonúricos diagnosticados tardiamente apresentavam aumento na peroxidação lipídica e redução de antioxidantes no momento do diagnóstico e também durante o tratamento, e que esses parâmetros não estavam diretamente relacionados com os níveis sanguíneos de fenilalanina. O objetivo deste trabalho foi o de investigar o papel do dano oxidativo e também das defesas antioxidantes na patogênese da fenilcetonúria. Foi demonstrado que pacientes fenilcetonúricos tratados apresentaram maior dano ao DNA, medido através do ensaio cometa, em comparação aos controles, e que este dano estava relacionado aos níveis sanguíneos elevados de fenilalanina. Neste particular, testes in vitro revelaram um efeito dose-dependente da fenilalanina sobre o dano ao DNA, reforçando os achados in vivo e indicando que a fenilalanina foi responsável por esse dano. Também verificamos que os pacientes fenilcetonúricos com diagnóstico tardio apresentaram maior oxidação a lipídios (determinado através da técnica das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico) e a proteínas (medido através do conteúdo de sulfidrilas e carbonilas) em comparação aos pacientes diagnosticados no período neonatal e aos controles. Portanto, o diagnóstico precoce, além de prevenir o retardo mental, como já descrito na literatura científica, também previne o dano oxidativo a biomoléculas. Por outro lado, foi observada uma redução nas concentrações de antioxidantes não enzimáticos (níveis de glutationa e reatividade antioxidante total) e na atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase em ambos os grupos de pacientes. A diminuição nos antioxidantes é comum em pacientes fenilcetonúricos, sendo atribuída principalmente à dieta restrita. Neste trabalho também verificamos que os pacientes que aderiam estritamente à dieta recomendada apresentavam redução nos níveis sanguíneos de L-carnitina, um composto com ação antioxidante. Além disso, os níveis de L-carnitina nesses pacientes mostraram uma correlação negativa significativa com a lipoperoxidação (medida pelas espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico) e uma correlação positiva significativa com a reatividade antioxidante total. Os dados sugerem que a deficiência em L-carnitina está relacionada com o estresse oxidativo em pacientes fenilcetonúricos e, portanto, sua suplementação deva ser considerada como uma terapia adjuvante. De fato, a suplementação com L-carnitina e selênio (outro composto antioxidante deficiente em pacientes fenilcetonúricos) foi capaz de corrigir a oxidação a lipídios e proteínas (medida pelas espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico e pelo conteúdo de sulfidrilas, respectivamente), além de normalizar a atividade da enzima glutationa peroxidase. Adicionalmente, foi verificada uma correlação negativa significativa entre a peroxidação lipídica e os níveis sanguíneos de Lcarnitina, assim como uma correlação positiva significativa entre a atividade da glutationa peroxidase e a concentração sanguínea de selênio. Em conjunto, nossos resultados sugerem que o estresse oxidativo está envolvido na patogênese da fenilcetonúria. Considerando que nossos resultados possam ser extrapolados para o cérebro, que possui menos defesas antioxidantes e vários fatores que aumentam a produção de radicais livres, pode ser proposto que o dano oxidativo contribui, pelo menos em parte, com a disfunção neurológica na fenilcetonúria, e, portanto, que a administração dos antioxidantes deficientes nesta patologia deva ser considerada na terapia da doença. / Phenylketonuria is an inborn error of amino acid metabolism, caused by severe deficiency or absence of phenylalanine hydroxylase activity, enzyme that catalyzes the hydroxylation of phenylalanine to tyrosine in the presence of the cofactor tetrahydrobiopterin. As consequence, the accumulation of phenylalanine and its metabolites in tissues and biologic fluids of affected patients occurs. The treatment for phenylketonuria consists in a phenylalanine and protein-restricted diet, supplemented with a special formula containing amino acids (except phenylalanine) and micronutrients. The main clinical characterization of untreated phenylketonuric patients is mental retardation and other neurological features, whose biochemical basis is poorly understood. However, in recent years evidences indicate that oxidative stress is involved in the pathophysiology of the disease. In previous studies it was demonstrated that phenylketonuric patients late diagnosed presented increased lipid peroxidation and reduced antioxidants at the moment of diagnosis and also during the treatment, and that these parameters were not directly related to the phenylalanine blood levels. The objective of this work was to investigate the role of the oxidative damage and of antioxidant defenses on pathogenesis of phenylketonuria. It was demonstrated that phenylketonuric patients under treatment presented increased DNA damage, measured by the comet assay, compared to controls, which was related to phenylalanine blood levels. In this particular, in vitro tests revealed a dose-dependent effect of phenylalanine on DNA damage, reinforcing in vivo findings indicating that the phenylalanine was responsible for this damage. We also verified that phenylketonuric patients late diagnosed presented increased lipid (determined by thiobarbituric acid-reactive species) and protein oxidation (measured by sulphydryl and carbonyl groups) when compared to patients diagnosed in the neonatal period and to controls. Therefore, early diagnosis besides to prevent mental retardation, as described in the scientific literature, also prevents oxidative damage to biomolecules. On the other hand, it was observed a reduction in the concentration of non-enzymatic antioxidants (glutathione levels and total antioxidant reactivity) as well as in the activity of glutathione peroxidase enzyme in both groups of patients. The reduction in antioxidants is common in phenylketonuric patients being mainly attributed to the restricted diet. In this work, we also verified that patients who strictly adhered to the recommended diet present reduction in blood L-carnitine levels, a compound with an antioxidant action. Also, the levels of L-carnitine in these patients showed a significant negative correlation with lipid peroxidation (measured by thiobarbituric acid-reactive species) and a significant positive correlation with the total antioxidant reactivity. This suggests that L-carnitine deficiency is related to oxidative stress in phenylketonuric patients and therefore the supplementation should be considered as an adjuvant therapy. In fact, the supplementation with L-carnitine and selenium (other antioxidant compound deficient in phenylketonuric patients) was capable to correct the lipid and protein oxidation (measured by thiobarbituric acid-reactive species and sulphydryl content, respectively) besides to normalize the glutathione peroxidase activity. In addiction, it was verified a significant inverse correlation between lipid peroxidation and L-carnitine blood levels as well as a significant positive correlation between glutathione peroxidase activity and blood selenium concentration. Taken these results together, our results suggest that oxidative stress is involved in the pathogenesis of phenylketonuria. Considering that our results may be extrapolated to the brain, which has less antioxidant defenses and several other factors that increase the production of free radicals, it may be propose that the oxidative damage contributes, at least in part, to the neurological dysfunction in phenylketonuria and, therefore, the administration of deficient antioxidants in this pathology should be considered in the therapy of the disease.

A atividade da serotonina (5-HT) pode estar envolvida no desenvolvimento do câncer colorretal, embora detalhes desse processo permaneçam desconhecidos. Camundongos knockout (KO) para triptofano hidroxilase 1 (Tph1) falham em sintetizar 5-HT e fornecem um sistema modelo apropriado para estudar o papel deste neuro-hormônio na carcinogênese colorretal. Animais Tph1KO apresentaram um desenvolvimento reduzido de tumores alográficos e tumores colorretais induzidos por colite. No entanto, o tratamento carcinogênico colorretal promoveu um aumento do número de tumores induzidos pela exposição à um carcinógeno. Também se observou uma alta intensidade de dano de DNA no nicho de células-tronco do cólon, bem como uma redução na populações de células enteroendócrinas e aumento daquelas unidades caliciformes. Antes da ativação da ataxia telangiectasia relacionada a Rad 3 (ATR) e proteína 53 relacionada à transformação (Trp53), a síntese de 5-HT promoveu a atividade da O-6-metilguanina-DNA metiltransferase (MGMT) em resposta à exposição carcinogênica. O resgata da síntese de 5-HT através do tratamento com 5-hidroxitriptofano reduziu o dano de DNA induzido pela radiação. O papel protetor da 5-HT foi confirmado em camundongos transgênicos com perda específica da expressão de Tph1 nos intestinos. Esta investigação demonstra um papel protetor da síntese de 5-HT contra o desenvolvimento da carcinogênese colorretal. / Serotonin (5-HT) activity may impact on the development of colorectal cancer. However, details of this process remain unknown. Tryptophan hydroxylase 1 knockout (Tph1KO) mice fail to synthesize 5-HT and provide an appropriate model system to study the role of this neurohormone in colorectal carcinogenesis. Tph1KO mice have a decreased development of allograft tumors and colitis-induced colorectal tumors. However, colorectal carcinogen treatment led to increased tumor numbers, with high DNA damage intensity in the colonic stem cell niche. It was related to decreased numbers of enteroendocrine cells but an increase in the goblet cell population. Indeed, 5-HT synthesis promoted O-6-methylguanine-DNA methyltransferase activity in response to azoxymethane before activating ataxia telangiectasia and Rad3 related (ATR) and transformation related protein 53 (Trp53) expression. Radiation-induced DNA damage could be rescued by 5-hydroxytryptophan. The protective role of 5-HT was confirmed in transgenic mice with intestine-specific loss of Tph1 expression. This investigation reveals a protective role of 5-HT synthesis against the development of colorectal carcinogenesis.

O Diabetes é uma das maiores causas de mortalidade no mundo, chegando a afetar cerca de 150 milhões de pessoas atualmente, sendo que esse número tende a aumentar, principalmente devido à obesidade, fator intimamente relacionado ao Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2). Entretanto, o desenvolvimento da doença depende de diversos fatores de risco, tanto genéticos quanto ambientais, que ainda necessitam ser elucidados. Uma característica marcante dos pacientes diabéticos é um alto nível de estresse oxidativo, resultante principalmente da hiperglicemia e diminuição da defesa anti-oxidante. No presente trabalho, foi proposta a detecção dos níveis de dano no DNA pelo ensaio do cometa, assim como comparar os níveis de expressão de genes relacionados com a defesa, sinalização e reparo do DNA em resposta ao estresse oxidativo (ATM, ATR, SOD1, OGG1, XRCC1, APEX1 e FEN1) em pacientes DM2 hiperglicêmicos (PAH) e não hiperglicêmicos (PANH). Adicionalmente, o mesmo estudo foi realizado em pacientes DM2, cujas amostras foram coletadas em dois momentos: antes (PI) e após (PPI) um período de internação (sete dias) para compensação da doença e normalização dos níveis glicêmicos, comparativamente ao grupo controle. Na análise pelo ensaio do Cometa, o grupo PAH apresentou níveis significativamente (p<0,05) maiores de danos no DNA em relação ao grupo PANH, sendo que o último apresentou níveis de dano semelhantes ao grupo controle, demonstrando que a hiperglicemia é o principal fator na indução do estresse oxidativo em pacientes DM2. Com relação aos pacientes submetidos à internação por 7 dias, o grupo PPI apresentou níveis significativamente (p<0,05) menores de dano em relação ao grupo PI, embora estes tenham se apresentado acima dos observados para o grupo controle. A análise por qRT-PCR revelou perfis de expressão gênica diferenciados entre os grupos de pacientes estudados, embora as diferenças não tenham sido estatisticamente significativas. Observou-se uma repressão de genes de reparo e de sinalização (ATM, ATR, OGG1, XRCC1, FEN1 e APEX1) nos grupos PAH e PI, que apresentaram altos níveis de danos no DNA. Esse resultado pode apresentar um significado biológico relevante, sendo que na literatura, foram relatados resultados compatíveis com o estado de repressão transcricional de alguns desses genes, como os genes ATM e ATR. Os resultados obtidos demonstram a influência da hiperglicemia na indução de dano oxidativo no DNA. Além disso, os dados acerca da expressão gênica sugerem que pacientes DM2 regulam diferencialmente genes envolvidos com os processos de defesa, sinalização e reparo do DNA em resposta ao estresse oxidativo, o que pode estar relacionado com os níveis de dano observados em cada grupo analisado. Os mecanismos envolvidos na regulação desses processos são complexos e ainda necessitam ser elucidados, mas os dados do presente trabalho mostram informações relevantes que podem contribuir na compreensão desses mecanismos. / Diabetes is one of major causes of death in worldwide, resulting actually in approximately 150 million death per year, and it is becoming increasingly prevalent mostly due to obesity and overweight , that is associated related to Diabetes Mellitus type 2 (DM2). However, the development of DM2 is related to genetic and environmental risk factors which are not completely clarified. One of the most important aspects observed in DM2 patients is the presence of high oxidative stress in consequence of hyperglycemia and depletion of antioxidant defense. The present study aimed to evaluate DNA damage by the comet assay, as well as to compare expression levels of genes related to oxidative damage defense, signaling and DNA repair in response to oxidative stress (ATM, ATR, SOD1, OGG1, XRCC1, APEX1 and FEN1) in three different groups: hyperglycemic DM2 patients (PAH) and non hyperglycemic DM2 patients (PANH); DM2 patients prior (PI) and after (PPI) seven days of admission at the hospital, for the recovering of glycemic levels closely to normal levels. Analysis of DNA damage by the comet assay revealed significantly (p<0,05) higher levels of DNA damage in PAH group compared to PANH group, and the last group of non hyperglycemic patients exhibited damage levels similar to the control group, demonstrating that hyperglycemia is the most important factor that results in oxidative stress in DM2 patients. Considering the group of patients treated for 7 days, the PPI group exhibited lower levels of DNA damage when compared to PI group, although these levels remained higher than those observed for the control group. Gene expression analysis by the qRT-PCR showed different expression levels between groups of patients and controls, although the differences were not found significant by statistical analysis. Interestingly, DNA repair genes (ATM, ATR, OGG1, XRCC1, FEN1 and APEX1) were found repressed in those groups (PAH and PI) that exhibited high levels of DNA damage. These results may represent a relevant biological significance, since in light of literature data, it has been reported a down-regulation of ATM and ATR expression, either at transcription and protein levels. The present results demonstrated an influence of hyperglycemia in DNA damage induction in DM2 patients. In addition, the data regarding gene expression levels suggested that DM2 patients differentially regulate genes involved in antioxidant defense, signaling and DNA repair in response to oxidative stress. The mechanisms involved in the regulation of these pathways in DM2 patients are still poorly clarified. The present data constitute relevant information towards the understanding of these mechanisms.

A mitoxantrona (MXT) é um antineoplásico utilizado no tratamento de tumores como leucemias, linfoma não-Hodgkin e câncer de mama e próstata. Ela é classificada como uma antracenodiona, sendo um análogo estrutural das antraciclinas, como a doxorrubicina (DOX), cujo mecanismo de ação é baseado na inibição da enzima topoisomerase II (Topo II), através da formação dos complexos estabilizados Topo II-DNA. As antraciclinas e a MXT também são capazes de formar lesões do tipo adutos, pontes intercadeias de DNA (interstrand crosslink – ICL) e espécies reativas de oxigênio (ERO). Estudos têm demonstrado que a via de reparo por excisão de nucleotídeos (Nucleotide Excision Repair – NER) está envolvido na remoção de lesões no DNA induzidas pela DOX. Considerando as similaridades estruturais e de mecanismo de ação entre a MXT e a DOX, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da via NER na citotoxicidade da MXT, a fim de elucidar possíveis mecanismos envolvidos na resistência tumoral a esta droga. Os resultados encontrados demonstraram que células deficientes na via NER (XPA, XPD, XPC e CSB) apresentam elevada sensibilidade a MXT comparadas a células proficientes em reparo (MRC5). Apesar disso, células CSB (deficientes na subvia associada à transcrição - Transcription coupled – TCR-NER) são mais sensíveis a MXT que células XPC (deficientes na subvia de reparo global do genoma – Global genome repair – GGR-NER) e também apresentam diferenças no perfil de ciclo celular, síntese de DNA e formação dos complexos Topo II-DNA após tratamento com MXT. Células XPC, da mesma forma que as células proficientes MRC5 apresentam parada de ciclo celular em G2/M, recuperação da síntese de DNA e sinal semelhante para formação dos complexos Topo II-DNA, enquanto células CSB apresentam acúmulo de células na fase S, diminuição na síntese de DNA e sinal mais intenso para formação dos complexos Topo II-DNA. Além disso, a complementação das células CSB com a proteína CSB recuperou a resistência das células a MXT e também diminuiu a intensidade do sinal dos complexos Topo II-DNA. Estes resultados indicaram que a via NER está envolvida na resistência das células ao tratamento com MXT e que a proteína CSB ou a subvia TCR-NER tem um papel chave no processamento dos complexos Topo II-DNA. / Mitoxantrone (MXT) is an antineoplastic drug used in treatment of tumors like leukemia, non-Hodgkin lymphoma and breast and prostate cancer. It is classified as an anthracenedione, being a structural analogue of anthracyclines, like doxorubicin (DOX), which action mechanism is based on topoisomerase II (Topo II) inhibition and formation of stabilized Topo II-DNA complexes. Anthracyclines and MXT also can form lesions like DNA adducts, interstrand crosslinks (ICL) and reactive oxygen species (ROS). Studies have shown that nucleotide excision repair (NER) pathway is involved in removal of lesions induced by DOX. Due to structural and action mechanism similarities between MXT and DOX, the aim of this work was to evaluate the influence of NER pathway in cytotoxicity of MXT, in order to elucidate possible mechanisms involved in tumor resistance to this drug. The results demonstrated that NER-deficient cells (XPA, XPD, XPC and CSB) show high sensitivity to MXT compared to repair proficient cells (MRC5). However, CSB cells (deficient in Transcription coupled repair – TCR) were more sensitive to MXT than XPC cells (deficient in Global genome repair – GGR) and also showed differences in cell cycle, DNA synthesis and Topo II-DNA complexes formation upon MXT treatment. XPC cells, in the same way as MRC5 proficient cells present G2/M cell cycle arrest, DNA synthesis recovery and similar signal for Topo II-DNA complexes formation, while CSB cells present accumulation of cells in S phase, reduced DNA synthesis and a more intense signal for Topo II-DNA complexes formation. Moreover, CSB cells complementation recovery MXT-resistance and also diminished Topo II-DNA complexes signal intensity. These results indicate that NER pathway is involved in cells resistance to MXT treatment and that CSB protein or TCR-NER sub pathway has a key role in processing of MXT induced Topo II-DNA complexes.

A vitamina D3 é um micronutriente obtido da dieta ou pela conversão do 7- dehidrocolesterol na epiderme após exposição à radiação UVB. A vitamina D (D2 ou D3) atua sobre o sistema renina-angiotensina-aldosterona, e sua deficiência vem sendo associada ao desenvolvimento da hipertensão. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da suplementação ou deficiência de vitamina D3 em ratos espontaneamente hipertensos (SHR - spontaneously hypertensive rats) e seus controles normotensos (Wistar Kyoto - WKY) sobre a pressão arterial sistólica, danos ao DNA e cromossomos, marcadores bioquímicos do estresse oxidativo, burst oxidativo dos neutrófilos, análise de fibrose no rim e perfil de expressão de genes relacionados com a hipertensão arterial no rim e coração. Os animais foram alimentados com dieta controle (1.000 UI/kg), suplementada (10.000 UI/kg) ou deficiente (0 UI/kg) em vitamina D3 ao longo de 12 semanas. A quantificação plasmática de vitamina D3 foi avaliada pelo método ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) e a pressão arterial sistólica foi aferida semanalmente, por método não invasivo de pletismografia da artéria caudal. Os danos ao material genético foram avaliados pelo ensaio do cometa nas células do sangue periférico, rim e coração e pelo teste do micronúcleo nos eritrócitos da medula óssea e sangue periférico; o estresse oxidativo foi avaliado pelos ensaios de quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS - Thiobarbituric Acid Reactive Substances) e glutationa (GSH) no rim e coração; o burst oxidativo em neutrófilos do sangue periférico; a quantificação de fibrose por histologia renal e a expressão gênica por RT2 ProfilerTM PCR Arrays no rim e coração. Os resultados obtidos com os ratos SHR mostraram que a suplementação com vitamina D3 reduziu a pressão arterial sistólica, não induziu danos ao DNA e aos cromossomos, estresse oxidativo ou fibrose renal, e regulou a expressão de quatro genes envolvidos com a hipertensão arterial no rim (Ace, Agt, Ren e Edn1) e cinco genes no coração (Ace, Avp, Ephx2, Mylk3 e Ren). A deficiência em vitamina D3 aumentou a pressão arterial sistólica, os danos ao DNA e aos cromossomos, a peroxidação lipídica no rim e coração, o burst oxidativo dos neutrófilos, o percentual de fibrose no rim, e a expressão de treze genes envolvidos com a hipertensão arterial no rim (Ace, Acta2, Agt, Agtr1a, Agtr1b, Alox5, Cacna1c, Ece1, Ednra, Kcnma1, P2rx4, Scnn1g e Slc7a1) e nove genes no coração (Ace, Agtr1b, Cacna1c, Drd5, Mylk2, Nostrin, Scnn1a, Scnn1g e Sphk1). Nos animais WKY, a dieta suplementada alterou a expressão do gene Ren no rim e de dez genes no coração (Ace2, Bdkrb2, Drd3, Drd5, Itpr1, Itpr2, Itpr3, Ptgs1, Scnn1a e Scnn1g); e a dieta deficiente em vitamina D3 aumentou os danos ao DNA nos eritrócitos, induziu fibrose no rim e alterou a expressão de três genes no rim (Ace, Cps1 e Arg2) e de seis genes no coração (Ace, Cacna1c, Edrna, Ephx2, Itpr1 e Itpr2). Nos parâmetros pressão arterial sistólica, danos aos cromossomos, peroxidação lipídica e burst oxidativo, os ratos WKY alimentados com as dietas suplementada ou deficiente em vitamina D3 não diferiram em relação aos animais que receberam a dieta controle. Em conclusão, a variação da concentração de vitamina D3 da dieta alterou a fisiologia da hipertensão arterial, atuando como um anti-hipertensivo na suplementação e agravando os efeitos da hipertensão na deficiência. / Vitamin D3 is a micronutrient obtained from diet or by conversion of 7- dehydrocholesterol in the skin after exposure to UVB radiation. Vitamin D (D2 or D3) acts on the renin-angiotensin-aldosterone system, and its deficiency has been associated with hypertension development. This study aimed to evaluate the effect of vitamin D3 supplementation or deficiency in spontaneously hypertensive rats (SHR - spontaneously hypertensive rats) and their normotensive controls (Wistar Kyoto - WKY) on systolic blood pressure, DNA and chromosomes damage, biochemical markers of oxidative stress, oxidative burst in neutrophils, renal fibrosis and the gene expression profile of genes related to hypertension in kidney and heart. The rats were fed a vitamin D3 control diet (1,000 IU/kg) supplemented diet (10,000 IU/kg) or deficient diet (0 IU / kg) during 12 weeks. Vitamin D3 plasma quantification was performed by ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) technique and systolic blood pressure was measured weekly by noninvasive plethysmography of the caudal artery. DNA and chromosomal damage was evaluated by the comet assay in the peripheral blood, kidney and heart cells and by the micronucleus test in erythrocytes from bone marrow and peripheral blood; oxidative stress was evaluated by thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and glutathione (GHS) assays in kidney and heart; oxidative burst in neutrophils of peripheral blood; renal fibrosis by histology and gene expression by RT2 ProfilerTM PCR Arrays in kidney and heart. The results obtained for SHR rats showed that vitamin D3 supplementation reduced systolic blood pressure, did not induced DNA or chromosomal damage, oxidative stress or renal fibrosis, and regulated the expression of four genes involved with hypertension in the kidney (Ace, Agt, Ren and Edn1) and five genes in the heart (Ace, Avp, Ephx2, Mylk3 and Ren). Vitamin D3 deficiency increased systolic blood pressure, DNA damage in erythrocytes, lipid peroxidation in kidney and heart, oxidative burst in neutrophils and the renal fibrosis, and regulates the expression of thirteen genes involved with hypertension in kidney (Ace, Acta2, Agt, Agtr1a, Agtr1b, Alox5, Cacna1c, Ece1, Ednra, Kcnma1, P2rx4, Scnn1g and Slc7a1) and nine genes in heart (Ace, Agtr1b, Cacna1c, Drd5, Mylk2, Nostrin, Scnn1a, Scnn1g and Sphk1). In WKY rats, vitamin D3 supplementation altered the expression of Ren gene in the kidney and of ten genes in the heart (Ace2, Bdkrb2, Drd3, Drd5, Itpr1, Itpr2, Itpr3, Ptgs1, Scnn1a and Scnn1g); and vitamin D3 deficiency increased DNA damage in erythrocytes and renal fibrosis, and altered the expression of three genes in the kidney (Ace, Cps1 and Arg2) and six genes in the heart (Ace, Cacna, Ednra, Ephx2, Itpr1 and Itpr2). In the parameters systolic blood pressure, chromosomal damage, lipid peroxidation and oxidative burst, WKY rats fed with vitamin D3 supplemented or deficient diet did not differ compared to rats that received vitamin D3 control diet. In conclusion, the variation of dietary vitamin D3 levels altered the physiology of hypertension, acting as an antihypertensive in supplementation and aggravating the hypertension effects in its deficiency.

Compostos antioxidantes e anti-inflamatórios vêm sendo apontados como uma alternativa para auxiliar no tratamento da epilepsia. Ácido rosmarínico (AR) e seu metabolito ácido caféico (AC) têm ação antioxidante e anti-inflamatória relatada em vários estudos. Além disso, AR tem ação inibitória sobre GABA transaminase (GABA-T), enzima que metaboliza um dos principais neurotransmissores envolvidos na epilepsia: o GABA. Nesta tese, investigamos o efeito do AR e AC em modelos de convulsão e sua ação neuroprotetora sobre o estresse oxidativo, neuroinflamação e genotoxicidade relacionados à epilepsia. Para isso, utilizou-se primeiramente o modelo de kindling induzido por pentilenotetrazol (PTZ) para avaliar o efeito dos compostos na epileptogênese. Os compostos não produziram efeito antiepileptogênico in vivo neste modelo, no entanto, algumas doses de AR e AC mostraram um efeito neuroprotetor contra o estresse oxidativo e contra o dano ao DNA induzidos pelo kindling no córtex dos camundongos, demostrando um efeito benéfico contra alterações fisiológicas associadas à epileptogênese. Baseados no fato do AR ser um inibidor da GABA-T, avaliamos o efeito dos compostos na potencialização da ação do agonista GABAérgico diazepam (DZP) sobre as convulsões agudas induzidas por PTZ e pilocarpina (PIL) e no teste do sono induzido por DZP. O efeito de AR e AC na prevenção do dano genotóxico produzido pelos modelos também foi investigado. AR e AC mostraram potencializar a ativação GABAérgica, o que foi evidenciado pelo aumento da latência para a convulsão aguda induzida por PTZ, promovido por AR (4 mg/kg), e pela redução para o início do sono induzido por DZP, promovido por AR (4 mg/kg) e AC (8 mg/kg). Além disso, AR e AC (4 mg/kg) reduziram o dano genotóxico causado por PIL. Complementarmente, verificamos (in vitro) que o pré-tratamento com AR foi capaz modular a ativação microglial, produzindo um padrão de ativação anti-inflamatório, reduzindo a formação de espécies reativas e a expressão de citocinas pró-inflamatórias, e o dano genotóxico induzido pela inflamação. Estas respostas foram relacionadas à possível inibição da via apoptótica por AR. Em suma, os trabalhos aqui apresentados evidenciaram um efeito neuroprotetor de AR e AC por reduzir o estresse oxidativo, a ativação de vias inflamatórias e o dano genotóxico, envolvidos na progressão do processo epiléptico. / Antioxidants and anti-inflammatory compounds have been identified as an alternative to improve the treatment of epilepsy. The rosmarinic acid (RA) and its metabolite caffeic acid (CA) have their antioxidant and anti-inflammatory effects reported in several studies. Moreover, AR has inhibitory action on GABA transaminase (GABA-T), the enzyme that metabolizes an important neurotransmitter involved in epilepsy: GABA. In this thesis, we investigated the effect of RA and CA in seizure models and its neuroprotective action on oxidative stress, neuroinflammation and genotoxicity related to epilepsy. For this, first we used the kindling model induced by pentylenetetrazole (PTZ-induced kindling) for evaluating the effect of compounds on epileptogenesis. The compounds had no effect antiepileptogenic in vivo in this model, however, some doses of RA and CA showed a neuroprotective effect against oxidative stress and DNA damage induced by kindling in the cortex of the mice, demonstrating a beneficial effect against physiological changes related to epileptogenesis. Based on the fact of RA being an inhibitor of GABA-T, we evaluated the effect of compounds over potentiation of action of GABAergic agonist diazepam (DZP) on acute seizures induced by PTZ and pilocarpine (PIL) and in DZP-induced sleep test. The preventive effect of genotoxic damage induced by acute seizure models also was investigated. RA and CA showed potentiate GABAergic activation, which was evidenced by increase in latency to acute seizures PTZ-induced promoted by RA (4 mg/kg), and the reduction in latency to sleep in DZP-induced sleep test promoted by RA (4 mg/kg) and AC (8 mg/kg). In addition, RA and CA (4 mg/kg) reduced the genotoxic damage caused by PIL. Moreover, we found (in vitro) that the pre-treatment with RA was able to modulate microglial activation, producing a pattern of anti-inflammatory activation, reducing the formation of reactive species and the expression of proinflammatory cytokines, consequently reducing genotoxic damage induced by inflammation. These responses were related to the possible inhibition of apoptotic pathway by RA. In short, the works presented here showed a neuroprotective effect of RA and CA because of redution of oxidative stress, inflammatory pathways and genotoxic damage, involved in the progression of the epileptic process.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Acridinas sÃo molÃculas policÃclicas aromÃticas planares que possuem a capacidade de intercalar no DNA nuclear. Muitos dos seus representantes apresentam propriedades antibacterianas, antiparasitÃrias e antitumorais. O presente estudo avaliou o potencial citotÃxico de 22 novos compostos acridÃnicos em linhagens de cÃlulas tumorais humanas. Dentre esses, quatro compostos [5-(acridin-9-il-metileno)-3-(4-metil-benzil)-tiazolidina-2,4-diona, AC4; 5-(acridin-9-il-metileno)-3-(4-bromo-benzil)-tiazolidina-2,4-diona, AC7; 5-(acridin-9-il-metileno)-3-(4-cloro-benzil)-tiazolidina-2,4-diona, AC10; e 5-(acridin-9-il-metileno)-3-(4-flÃor-benzil)-tiazolidina-2,4-diona, AC23] foram ativos, especialmente em HCT-8 (cÃlon) e SF-296 (glioblastoma), com valores de CI50 variando de 2,3 a 5,3 Âg/mL. Os compostos apresentaram seletividade para cÃlulas tumorais, desde que nÃo inibiram (IC50 > 25 Âg/mL) a proliferaÃÃo de cÃlulas monocucleares de sangue perifÃrico humano (CMSPH), bem como, nÃo foram capazes de induzir dano ao DNA dessas cÃlulas. Nenhum dos compostos mostrou atividade hemolÃtica contra eritrÃcitos de camundongos (EC50 > 200 Âg/mL), o que sugere uma citotoxicidade por mecanismos mais especÃficos. A fim de determinar o mecanismo envolvido na citotoxicidade seletiva dos compostos, foi realizada uma seqÃÃncia de experimentos in vitro, usando a linhagem HCT-8 como modelo. As cÃlulas foram tratadas em diferentes concentraÃÃes dos compostos (2,5; 5 e 10 Âg/mL) por 12 e 24 horas. Todos os compostos foram capazes de reduzir a viabilidade (teste do azul de tripan) e a proliferaÃÃo (ensaio do BrdU) de cÃlulas HCT-8 apÃs o tratamento. A induÃÃo de apoptose pelos derivados acridÃnicos foi determinada por citometria de fluxo (integridade da membrana, fragmentaÃÃo do DNA internucleosomal e potencial transmembrÃnico) e por anÃlise morfolÃgica das alteraÃÃes celulares (brometo de etÃdeo/laranja de acridina e hematoxilina/eosina). A anÃlise por citometria de fluxo revelou que os compostos avaliados promoveram despolarizaÃÃo mitocondrial, o qual evidencia a ativaÃÃo da apoptose pela via intrÃnseca nas cÃlulas HCT-8. Na anÃlise do screening em 3 diferentes linhagens mutantes de Saccharomyces cerevisiae, foi observado que a linhagem Top1&#916; (sem topoisomerase I) mostrou moderada resistÃncia aos compostos acridÃnicos testados na concentraÃÃo de 50 Âg/mL. AlÃm disso, as acridinas inibiram parcialmente o relaxamento do DNA por topoisomerase I, sugerindo que os compostos AC4, AC7, AC10, AC23 tem o potencial antiproliferativo, em parte, relacionado a inibiÃÃo da atividade catalÃtica desta enzima. Esses dados apontam o potencial anticÃncer dos compostos testados. / Acridines are planar aromatic polycyclic molecules that have the ability to progress in nuclear DNA. Many of its representatives have antibacterial, antiparasitic and antitumor. This study evaluated the cytotoxic potential of 22 new acridine compounds in strains of human tumor cells. Among these, four compounds [5-(acridin-9-yl-methilene)-3-(4-methyl-benzyl)-thiazolidine-2,4-dione, AC4; 5-(acridin-9-yl-methilene)-3-(4-bromine-benzyl)-thiazolidine-2,4-dione, AC7; 5-(acridin-9-yl-methilene)-3-(4-chloro-benzyl)-thiazolidine-2,4-dione, AC10; and 5-(acridin-9-yl-methilene)-3-(4-fluor-benzyl)-thiazolidine-2,4-dione, AC23] were active, especially in HCT-8 (colon) and SF-296 (glioblastoma), with IC50 values ranging from 2.3 to 5.3 mg / mL. The compounds were selective for tumor cells, provided they do not inhibit (IC50 > 25 Âg/mL) cell proliferation monocucleares human peripheral blood (CMSPH) and were not able to induce DNA damage to these cells. None of the compounds showed hemolytic activity against erythrocytes of mice (EC50 > 200 Âg/mL), suggesting a cytotoxicity by more specific mechanisms. In order to determine the mechanism involved in the selective cytotoxicity of compounds was carried out a sequence of in vitro experiments, using the line HCT-8 as a model. The cells were treated in different concentrations of compounds (2.5, 5 and 10 Âg/mL) for 12 and 24 hours. All compounds were able to reduce the viability test (trypan blue) and proliferation (BrdU assay) of HCT-8 cells after treatment. Induction of apoptosis by acridine derivatives was determined by flow cytometry (membrane integrity, DNA fragmentation and internucleosomal transmembrane potential) and morphological analysis of cellular changes (ethidium bromide/acridine orange, and hematoxylin-eosin). The analysis by flow cytometry showed that the compounds evaluated promoted mitochondrial depolarization, which shows the activation of apoptosis by intrinsic pathway in HCT-8 cells. In the analysis of screening in 3 different mutant strains of Saccharomyces cerevisiae, it was observed that the line Top1&#916; (without topoisomerase I) showed resistance to acridine compounds tested at a concentration of 50 Âg/mL. In addition, the acridines partially inhibited the relaxation of DNA by topoisomerase I, suggesting that the compounds AC4, AC7, AC10, AC23 has the potential antiproliferative partly related to inhibition of catalytic activity of this enzyme. These data indicate the potential anticancer compounds tested.

Como é de suma importância a integridade da informação contida no DNA, este recebe proteção contra agentes danosos que podem prejudicar sua estrutura. Mesmo em caso de dano, a célula possui um grupo de proteínas que estão envolvidas na correção e mitigação destes danos. O primeiro grupo é um conjunto de proteínas envolvidas no reparo de DNA livre de erro. Caso estas proteínas não consigam minimizar os danos, outro conjunto de proteínas é expresso como uma alternativa ao reparo. Dentre estas, estão as DNA polimerases especializadas em usar uma fita de DNA danificada como molde para replicação. Este mecanismo possibilita à célula sobreviver aos danos potencialmente citotóxicos, às custas de mutagênese. Em bactérias, a reposta ao dano de DNA envolve um conjunto de proteínas que são expressas como parte da resposta SOS. Dentre elas estão enzimas envolvidas na síntese translesão (TLS). Diferentemente de Escherichia coli que possui três polimerases propensas a erro especializadas em TLS, Caulobacter crescentus possui um cassete mutagênico imuABC que está implicado na síntese de DNA usando como molde uma fita danificada. Neste trabalho, estudamos o mecanismo de TLS mediado por ImuABC nesta bactéria, e encontramos uma série de diferenças com o mecanismo de bypass realizado pela principal polimerase implicada em TLS em E. coli (Pol V). As proteínas ImuABC quando expressas em níveis máximos da resposta SOS não são capazes de aumentar as taxas de mutagênese espontânea. O produto do operon imuABC, diferentemente da Pol V, não necessita de RecA para realizar TLS. Apenas a expressão destas proteínas em um background sem o gene recA já é suficiente para que ocorra a mutagênese induzida por UVC. Ao estudar a mutagênese como resposta ao dano de DNA induzido por radiação UVC em níveis genômicos em C. crescentus, notamos que a maioria das mutações encontradas está presente em regiões que possuem pirimidinas adjacentes que sabidamente são extremamente reativas à radiação UVC, levando à formação de fotoprodutos. Nossos dados sugerem que existe uma região no cromossomo circular de C. crescentus que é preferencialmente mutada, e este acúmulo de mutações pode ser consequência do reparo que acontece próximo à origem replicativa, deixando as mutações acumuladas próximas à região de término da replicação. / As the integrity of information contained in DNA is of utmost importance, it receives protection against harmful agents that may harm its structure. Even in case of damage, the cell has a group of proteins that are involved in the correction and mitigation of these damages. The first group is a set of proteins involved in error-free DNA repair. If these proteins fail to minimize damage, another set of proteins is expressed as an alternative to repair. Among these are DNA polymerases that specialize in using a damaged DNA strand as a template for replication. This mechanism enables the cell to survive potentially cytotoxic damage at the expense of mutagenesis. In bacteria, the DNA damage response involves a set of proteins that are expressed as part of the SOS response. Among them are enzymes involved in translesion synthesis (TLS). Unlike Escherichia coli that has three TLS error-prone polymerases, Caulobacter crescentus bears the imuABC mutagenic cassette that is involved in DNA synthesis using a damaged template. In this work, we studied the mechanism of TLS mediated by ImuABC in this bacterium, and we found a number of differences relative to the characteristics of the principal polymerase involved in TLS in E. coli (Pol V). ImuABC proteins when expressed at maximum levels of the SOS response are not able to increase the rates of spontaneous mutagenesis. ImuABC, unlike Pol V, does not require RecA to perform TLS. The presence of these proteins in a background without the recA gene is sufficient for UVC-induced mutagenesis to occur. In studying mutagenesis as a response to DNA damage induced by UVC radiation at genomic levels in C. crescentus, we noted that most of the mutations found are present in regions that have adjacent pyrimidines, which are known to be extremely reactive to UVC radiation, leading to the formation of photoproducts. Our data suggest that there is a region on the circular chromosome of C. crescentus that is preferably mutated, and this accumulation of mutations may be a consequence of the repair occurring near the replicative origin, leaving the accumulated mutations close to the replication termination region.