Os leucotrienos (LTs) são mediadores inflamatórios derivados da via 5- lipoxigenase (5-LO), com contribuição relevante na reabsorção óssea. Neste estudo investigamos o papel dos LTs na diferenciação osteogênica e o seu impacto na osteoclatogênese. Assim, foi avaliado o perfil ósseo dos camundongos 129/Sv (WT) e 5-LO Knockout (5-LO KO) por meio de microtomografia computadorizada, evidenciando maior densidade óssea vertebral e trabéculas mais espessas em machos 5-LO KO. Após isso, osteoblastos primários (OBL) foram isolados e cultivados para determinar a atividade de fosfatase alcalina (ALP) e o potencial de mineralização. Resultados mostraram que OBL KO possui maior atividade de ALP e mineralização, em todos os períodos quando comparados com WT. Em adição, o tratamento com os LTs B4 e D4 inibiu a deposição de cálcio. Os inibidores da síntese de LTs e os antagonistas do BLT1/2 foram efetivos em recuperar a formação dos nódulos mineralizados. A cinética do Alox5 apresentou um aumento da expressão nos períodos de maior diferenciação celular em OBL WT. Além disso, a expressão de OCN, MMPs 2 e 9 e RANKL foram aumentadas em células 5-LO KO em quase todos os períodos avaliados. Em geral, o estímulo com LTs, seus inibidores e antagonistas diminuiu a expressão de Sp7, Col1a1, Opg e MMP-9 e aumentou RANKL em células KO. A sinalização por meio de segundos mensageiros também foi avaliada. Células 5-LO KO apresentam menor concentração de cálcio intracelular (Ca2+i) em relação ao WT. No período de 14 dias, o estímulo com LTD4 inibiu a liberação Ca2+i independente da linhagem, em relação ao controle. Os níveis de cAMP foram menores em OBL 5- LO KO, em todos os grupos tratados ou controle. LTD4 diminuiu a concentração de cAMP, mas não LTB4, em OBL 5-LO KO. O estudo também quantificou a produção de LTB4 e outros eicosanoides em osteoblastos mostrando a sua capacidade de síntese. A análise proteômica revelou 89 proteínas com expressão diminuída em OBL 5-LO KO, de um total de 154, sendo a maioria relacionada ao citoesqueleto e ao metabolismo energético. Também foram identificadas 59 proteínas exclusivas em OBL 5-LO KO e 06 unicamente expressas em células WT, revelando as diferenças intrínsecas de cada animal. O perfil osteoclastogênico de camundongos WT vs. 5-LO KO mostrou diferenças significativas na análise fenotípica, TRAP e na expressão gênica de células derivadas da linhagem monocítica-macrofágica. Após o estímulo com M-CSF e RANKL, as células WT apresentaram osteoclastos gigantes multinucleados, porém, células 5-LO KO apresentaram uma população de células com formas e tamanhos variáveis, e menor grau de maturação. Em adição, os LTsexógenos não modularam a atividade da TRAP. O meio condicionado proveniente dos OBL WT e KO, retardaram o processo de formação dos osteoclastos. A análise da expressão gênica em osteoclastos mostrou diminuição da expressão de Alox5, Il- 1b, Il-6 e TNFa em células 5-LO KO. BLT1/2, CysLt1 e os marcadores da diferenciação Acp5, Ctsk e Nfact1 não apresentaram diferenças entre os animais. Em adição, o LTB4 diminuiu a expressão do Alox5 e a Il-1b foi aumentada em osteoclastos WT. Assim, os resultados demonstram que os LTs são capazes de modular o metabolismo ósseo, e a ausência do gene da 5-LO está relacionada ao maior perfil osteogênico. / Leukotrienes (LTs) are inflammatory mediators derived from the 5-lipoxygenase (5-LO) pathway, with a relevant contribution in bone resorption. In this study we investigated the role of LTs in osteogenic differentiation and its impact on osteoclastogenesis.Thus, the bone profile of the 129/Sv (WT) and 5-LO Knockout mice (5-LO KO) was evaluated by computerized microtomography, showing higher vertebral bone density and thicker trabeculae in 5-LO KO males. After that, primary osteoblasts (OBL) were isolated and cultured to determine alkaline phosphatase activity (ALP) and mineralization potential. Results showed that OBL KO has higher ALP activity and mineralization, in all periods when compared with WT. In addition, the treatment with LTB4 and LTD4 inhibited calcium deposition. Inhibitors of LT synthesis and BLT1/2 antagonists were effective to recover the mineralized nodules formation. The kinetics of Alox5 showed an increase in expression during cellular differentiation period in WT OBL. In addition, expression of OCN, MMPs 2 and 9 and RANKL were increased in 5- LO KO cells in almost all evaluated periods. In general, the stimulation with LTs, their inhibitors and antagonists decreased the expression of Sp7, Col1a1, Opg and MMP- 9. But it increased the RANKL expression in KO cells. The second messengers signaling was also evaluated. 5-LO KO cells showed lower concentration levels of intracellular calcium (Ca2+ i) when compared to WT cells. In the 14-day period, the LTD4 treatment inhibited the Ca2+i independent of the murine lineage, relative to the control. cAMP levels were lower in OBL 5-LO KO, in all treated or control groups. LTD4 decreased the concentration of cAMP, but not LTB4, in KO cells. The study also quantified the production of LTB4 and other eicosanoids in osteoblasts showing their ability to synthesize those metabolites. The proteomic analysis revealed 89 downregulated proteins in OBL KO, out of a total of 154, most of them related to cytoskeleton and energy metabolism. Also 59 identified proteins were unique in OBL 5-LO KO and 06 exclusively expressed in WT cells, revealing the intrinsic differences of each strain. The osteoclastogenic profile of WT vs. 5-LO KO showed significant differences in phenotypic analysis, TRAP and in the gene expression of cells derived from the monocyte-macrophage-lineage. After M-CSF and RANKL stimulation, WT cells showed multinucleated giant osteoclasts. However, 5-LO KO cells presented a population of cells with variable shapes and sizes, and a lower maturation stage. In addition, exogenous LTs did not modulate TRAP activity. The conditioned medium from OBL WT and 5-LO KO delayed the formation process of osteoclasts. Gene expression analysis in osteoclasts showed decreased expression of Alox 5, Il-1b, Il-6 and TNF in 5-LO KO cells. BLT1/2, CysLt1 and the osteoclast differentiation markers Acp5, Ctsk and Nfact1 showed no differences between the strains. In addition, LTB4 decreased the expression of Alox5, and IL-1b was increased in WT osteoclasts. Thus, the results demonstrate that the LTs are able to modulate the bone metabolism, and the absence of the 5-LO gene is related to the greater osteogenic profile.

Orientadores: Carmen Verissima Ferreira, Maikel Petrus Peppelenbosch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Queiroz_KarlaCristianedeSouza_D.pdf: 5700883 bytes, checksum: 11ab46407bbf600912fa23adf313688d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A eficiência do tratamento do câncer sob vários aspectos, mesmo com os avanços ¿farmacotecnológicos¿, ainda permanece como desafio para a medicina. Diante desse fato, novos agentes que atuem de forma alvo-específico, apresentem poucos efeitos colaterais e possam impedir o ¿escape¿ das células tumorais à indução de morte, são extremamente desejáveis. No presente trabalho, foram abordados 3 aspectos da atividade antitumoral da riboflavina: indução da apoptose das células de câncer prostático, indução da diferenciação de células leucêmicas e aumento da biodisponibilidade intracelular do quimioterápico mitoxantrona. Sob esses 3 aspectos, através do estudo de vias de sinalização, identificamos mediadores moleculares responsáveis pela ação da riboflavina como antitumoral. A atuação da riboflavina irradiada em células de câncer de próstata foi dependente da inibição da PI3K. De forma interessante, observamos uma potencial ação inibitória da metástase, evidenciada pela inibição das metaloproteinases 2 e 9 e da angiogênese pela diminuição da expressão do VEGF. Em relação à diferenciação das células leucêmicas evidenciamos o envolvimento do receptor TNFR1, bem como das proteínas ciclina D, JNK, Src quinase e das proteínas tirosinas fosfatases SHP2 e PTP!. Portanto, proteínas com diferentes localizações celulares foram afetadas, culminando com a diminuição da proliferação, manutenção da sobrevivência celular, interrupção da progressão do ciclo celular e reorganização do citoesqueleto, efeitos metabólicos essenciais para a ocorrência da diferenciação. Esse trabalho de tese também demonstrou a aplicabilidade da técnica do Pepchip para a identificação de diferenças metabólicas entre duas linhagens das células da leucemia eritroblástica, K562 e Lucena. Outra abordagem interessante nesse trabalho foi o uso da riboflavina com a finalidade de aumentar a biodisponibilidade celular de quimioterápicos tradicionais e a utilização de inibidores de proteínas fosfatases como estratégia para reverter a resistência de células tumorais. De acordo com os resultados, esse trabalho aponta de forma inédita uma nova função da vitamina B2 como antitumoral / Abstract: Cancer therapy efficiency, under several aspects, even with the progress of ¿pharmacotechnology¿, remains as a challenge for the medicine. According to this factor, new agents that act on specific target, present low side-effects and prevent cancer cells ¿escaping¿ from death induction, are extremely desirable. In this work, 3 aspects of antitumoral property of riboflavin were evaluated: apoptosis induction of prostate cancer cells, leukaemic cells differentiation and increase of intracellular bioavailability of chemotherapic (mitoxantrone). Under these 3 aspects, and by signal transduction approach, we identified molecular mediators responsible for antitumoral activity of riboflavin. The action of irradiated riboflavin on prostate cancer cells was dependent on PI3K inhibition. Interestingly, we also observed a potential inhibitory action of metastasis, as demonstrated by the inhibition of metalloproteinases 2 and 9 and decreasing of angiogenesis by downregulation of VEGF. In relation to leukaemic cells differentiation we demonstrated the involvement of TNFR1, as well as cyclin D, JNK, Src kinase and protein tyrosine phosphatases SHP2 and PTP!. Therefore, proteins with different cellular localizations were affected culminating in decreasing of cell proliferation, maintaining cell survival, cell cycle arrest and cytoskeleton rearrangement, crucial metabolic effects for the occurrence of differentiation process. This work also demonstrated the applicability of Pepchip technique for identifying the differences between 2 erytroblastic leukaemia cell lines, K562 and Lucena. Other interesting approach, in this work, was the use of riboflavin for improving chemotherapic cellular bioavailability and the strategical use of protein phosphatase inhibitors for reverting tumor cells resistance. According to our findings, this work spotlights the novel function of the vitamin B2 as an antitumoral agent / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Doenças envolvendo órgãos endodermicamente derivados afetam milhares de pessoas no mundo. O sucesso da terapia celular para o tratamento de doenças de órgãos oriundos da mesoderme e ectoderme gera ótimas perspectivas para o uso do mesmo em tratamento de doenças de órgãos de origem endodérmica (tireóide, pulmões, fígado, vesícula biliar e pâncreas). Particularmente, no fígado, ainda que sejam atribuídas propriedades regenerativas em muitas lesões o mecanismo de reparação é insuficiente, tornando o transplante hepático à única opção definitiva. Dentre as células-tronco embrionárias, as células de linhagens hepáticas fetais podem estabelecer-se como fonte importante para a terapia celular em indivíduos com doenças hepáticas, pois possuem um alto índice de diferenciação de hepatócitos e células do ducto biliar in vitro. Evidências apontam a progranulina como um fator de crescimento de grande habilidade para a indução de proliferação celular, uma vez que está envolvida no desenvolvimento embrionário e neonatal. Sendo assim, neste trabalho foram utilizados embriões de ratos Fischer 344 com idades gestacionais 12,5; 13,5; 14,5; 15,5; 16;5 para caracterizar o papel do novo fator de crescimento progranulina na hepatogênese. Foram realizadas análises histológicas, de microscopia eletrônica de transmissão e imuno-histoquímicas nos embriões. Houve expressão de progranulina e Oct-4 (marcador de célula tronco indiferenciada) principalmente nas idades gestacionais de 13,5 a 16,6 dias e 12,5 a 16,5 dias para PCNA (marcador de proliferação celular). Dessa forma acredita-se que, a progranulina atua nos processos de proliferação celular e diferenciação das células-tronco do broto hepático, podendo ser usada como um fator de diferenciação em culturas in vitro visando à diferenciação de células-tronco do broto hepático em hepatócitos funcionais para a terapia celular. / Diseases involving endodermal-derivated organs affect thousands of people all over the world. The cell therapy success for treating diseases of organs originated from mesoderm and ectoderm generates excellent perspectives for its use in treating diseases of organs of endodermal origin (thyroid, lungs, liver, gallbladder and pancreas). Particularly in the liver, although regenerative proprieties are attributed in many lesions, the repairing mechanism is insufficient, making the hepatic transplant the only definitive option. Among the embryo stem cells, the fetal hepatic lineage cells may establish themselves as important sources for cell therapy in individuals with hepatic diseases, since they have high ability in hepatocytes and billiar duct cells differentiation in vitro. However, for the use of hepatic lineage embryo stem cells as a bi-potential source of differentiation, it is necessary the establishment of efficient proliferation methods in this type of cells. Evidences point to progranuline as a growth factor with high capability for the induction of cell proliferation, since it is involved in the embryo and neo-natal development. Thus, this study used embryos of Fischer 344 rats with gestational ages 12.5, 13.5, 14.5, 15.5 and 16.5 to characterize the role of the new growth factor progranuline in hepatogenesis. We conducted histological, transmission electron microscopy and immunohistochemical in embryos. There was expression of progranuline and Oct-4 (undifferentiated stem cell marker), especially at gestational ages 13.5 to 16.5 days and 12.5 to 16.5 days for PCNA (proliferation marker). So it is believed that progranuline acts on cell proliferation and differentiation of stem cells from the liver bud, which can be used as a differentiating factor in order to cultures in vitro differentiation of stem cells from the liver bud into functional hepatocytes for cell therapy.

Durante o desenvolvimento do sistema nervoso, as células têm a tarefa de proliferar, migrar, diferenciar, morrer ou amadurecer de modo altamente preciso para formar estruturas complexas. Tal precisão é alcançada em decorrência da interação perfeita entre as células que se comunicam por meio de mensageiros químicos no ambiente extracelular. Nesse contexto, nosso grupo tem reportado o envolvimento da bradicinina (BK) em processos do desenvolvimento neural. Recentemente, observou-se que a BK desempenha um papel importante na determinação do destino neural, favorecendo a neurogênese em detrimento da gliogênese em diversos modelos de diferenciação, além de potencializar a migração celular observada no modelo de neuroesferas de rato (Trujillo et al, 2012). Essas descobertas motivaram, como objetivo geral dessa tese, a investigação dos mecanismos subjacentes à BK que determinam seus efeitos. Dessa forma, o principal modelo de diferenciação utilizado foi as células precursoras neurais (CPNs) isoladas do telencéfalo de embriões de camundongos. Estas células proliferam na presença dos fatores de crescimento (GFs) EGF + FGF2, mantendo-se multipotentes e formando as neuroesferas, ao passo que migram e diferenciam em neurônios e glias pela remoção desses GFs, com boa proximidade aos eventos do desenvolvimento do cortex in vivo. Como resultados do presente trabalho, observou-se, inicialmente, que a BK também influencia efetivamente na diferenciação neural no modelo de CPNs murinas. Ao término da diferenciação, observou-se que esta cinina favoreceu a migração e promoveu o enriquecimento neuronal, evidenciado pelo aumento da expressão das proteínas β3-Tubulina e MAP2. Constatou-se também, que se observa uma baixa taxa de proliferação ao término da diferenciação na presença de BK (Trujillo et al, 2012), em consequência da grande proporção de neurônios em cultura estimulada por esta cinina. Esta relação causal foi evidenciada pelo ensaio de incorporação de EdU e concomitante imuno-detecção dos marcadores β3-Tubulina, GFAP e Nestina. Fatores que promovem a neurogênese podem promovê-la suprimindo a proliferação celular em CPNs indiferenciadas, mais especificamente, alongando a fase G1 do ciclo celular que resulta na divisão de diferenciação. Assim, investigou-se também se a BK influencia nesse processo. Análises por citometria de fluxo demonstraram que esta cinina suprimiu a proliferação estimulada pelos GFs, levando ao acúmulo de células na fase G1 do ciclo celular. Esse acúmulo não provém do bloqueio do ciclo, uma vez que se observam grandes proporções de células nas fases subsequentes à G1, indicando que essa fase foi apenas prolongada pela BK e, assim, corroboraria no favorecimento da neurogênese. Outra face dos mecanismos adjacentes à BK para seus efeitos na diferenciação neural se refere às vias de sinalização disparadas por esta cinina. Observou-se que a BK induz a produção de AMPc por intermédio de proteínas G sensíveis à toxina pertussis (TP) (provavelmente através da subunidade βγ de proteínas Gi) e promove a mobilização de cálcio dos estoques intracelulares, evidenciando o envolvimento da família de proteínas Gq. Esses resultados sugerem que o receptor B2 de cinina acopla-se tanto às proteínas Gi quanto às proteínas Gq em CPNs. A exposição dessas células à BK também ativou as vias da PI3K/Akt e da MAPK p38, mas não influenciou na ativação de STAT3 e JNK. Destaca-se o potencial da rota da MAPK ERK como uma das principais cascatas responsáveis por decodificar sinais de mensageiros externos em respostas celulares. O tratamento com BK em CPNs ativou a ERK por tempo prolongado e estimulou sua translocação para o núcleo. O efeito de BK na glio- e neurogênese de CPNs foi dependente da atividade de ERK, porque o bloqueio farmacológico dessa enzima impediu esse efeito de BK. Por outro lado, o favorecimento da migração induzido por esta cinina foi dependente da atividade da p38, enquanto, o seu efeito antiproliferativo foi condicionado à atividade das suas duas MAPKs, ERK e p38. Além disso, a via da PI3K/Akt ativada por BK não influenciou nos três eventos avaliados. Finalmente, utilizou-se nessa tese uma abordagem reducionista da diferenciação, porém amplamente utilizada por estudos mecanísticos de neurogênese, as células PC12. Assim, observou-se que a BK também ativa a ERK por tempo prolongado e com translocação nuclear, sendo que tal forma de ativação dessa quinase é proposta na literatura como necessária e suficiente para induzir a neurogênese dessas células. Demonstrou-se ainda que o bloqueio apenas da ativação sustentada de ERK, pela inibição das atividades das PKCs clássicas, impede o favorecimento da neurogênese por BK em células PC12. Juntos, esses resultados contribuem para elucidação dos mecanismos de ação da BK na regulação da diferenciação neural, colaborando para melhor entender esse processo e prevendo possíveis aplicações em terapias de reparo neuronal em pacientes com doenças, por exemplo, de Parkinson, Alzheimer, Esclerose Múltipla e lesões isquêmicas. / During CNS development cells perform the task of proliferating, migrating, differentiating, dying or maturing in highly accurate patterns. Such accuracy is reached as a result of the perfect interaction among the cells that constantly communicate with each other through cell-cell contact or through chemical messengers present in the extracellular medium. In this context, our group has reported the involvement of bradykinin (BK) in neural differentiation of stem cell models (Trujillo et al, 2012). Recently, it has been observed that BK plays an important role in determining neural destination, favoring neurogenesis over gliogenesis in several models of differentiation, besides potentializing cell migration observed in the model of rat neurospheres. These discoveries have motivated, as the general objective of this thesis, the investigation of the mechanisms underlying BK-promoted effects on neural differentiation using neural precursor cells (NPCs) isolated from the telencephalon of mice embryos. These cells proliferate in the presence of growth factors (GFs) EGF + FGF2, remaining multipotent and forming neurospheres, while they migrate and differentiate in neurons and glias following removal of these GFs, resembling in simplified conditions events of the development of the cortex in vivo. As results of the present thesis, it was initially observed that BK also effectively influences neural differentiation fate of the mouse NPC model. This kinin favored migration and promoted neuronal enrichment, evidenced by increased expression of β3-Tubulin and MAP2 marker proteins. Moreover, proliferation rates were largely decreased following differentiation in the presence of BK (Trujillo et al, 2012), due to the large proportion of neurons in the culture stimulated by this kinin. This causal relation was evidenced by the EdU incorporation assay and the concomitant immunodetection rates of β3- Tubulin, GFAP and Nestin markers. Factors which promote neurogenesis can promote it by suppressing cell proliferation in undifferentiated NPCs, more specifically, prolonging the G1 phase of the cell cycle that result in the division of differentiation. Thus, it was further investigated whether BK influences this process. Flow cytometry analyses showed that this kinin suppressed the proliferation stimulated by GFs, resulting in the accumulation of cells in the G1 phase of the cell cycle. This accumulation is not caused by a cycle block, since wide proportions of cells are observed in phases subsequent to the G1, indicating that this phase was only prolonged by BK, thus corroborating for favoring neurogenesis. Another aspect of the mechanisms adjacent to BK for its effects on neural differentiation refers to the signaling pathways triggered by this kinin. Here, we show that the kinin B2 receptor couples to both Gi and Gq proteins in NPCs. BK induced the production of intracellular cAMP by activation of G proteins sensitive to pertussis toxin (PT) (probably through βγ subunit of Gi proteins) and promoted the mobilization of calcium from intracellular stocks, demonstrating the involvement of YM-254890-sensitive Gq proteins. Exposure of these cells to BK also activated PI3K/Akt and MAPK p38 pathways, but did not affect the activation of STAT3 and JNK. It is important to note the potential MAPK-ERK route as one of the main cascades responsible for decoding signals from external messengers into cellular responses. NPC treatment with BK activated ERK for prolonged time and stimulated its translocation into the nucleus. The effect of BK on glio- and neurogenesis of NPCs depended plainly on ERK activity, because the pharmacological blockade of this enzyme prevented the BK-exerted effects. On the other hand, the favoring of migration induced by this kinin was dependent on p38 activity, while its antiproliferative effect was conditioned to the activity of both the MAPKs ERK and p38. In addition, the PI3K/Akt pathway activated by BK did not affect any of the three evaluated events. Finally, we used in this thesis a reductionist approach of differentiation based on the use of PC12 cells, which has been widely used for mechanistic studies of neurogenesis. Thus, it was observed that BK also activated ERK for prolonged time and with nuclear translocation, considering that such form of kinase activation is proposed in the literature as necessary and sufficient to induce neurogenesis in these cells. This study also demonstrated that blockade only of the sustained ERK activation, through the inhibition of the activity of classic PKCs, prevents the favoring of neurogenesis by BK in PC12 cells. Together, these results compose novel mechanisms of action of BK on events of neural development in vitro, contributing to the better understanding of this process and foreseeing possible applications in the future for neuronal repair strategies

Monócitos são células hematopoiéticas com função na imunidade inata e adquirida. De acordo com o estímulo que recebem, podem se diferenciar em macrófagos e potencializar suas funções efetoras, modulando a resposta imune e participando de vários processos fisiológicos e patológicos. Os macrófagos são muito heterogêneos e capazes de assumir diferentes fenótipos em resposta aos estímulos que recebem do microambiente. Em um ambiente gorvernado por interferon gama (IFN-γ), se diferenciam em células com aumentada capacidade de apresentação de antígenos e síntese de citocinas pró-inflamatórias (macrófagos M1). Por outro lado, quando são estimulados por interleucina-4 (IL-4), eles se diferenciam em um fenótipo antagonista com atividade de reparo (macrófagos M2). Dada a importância destas células no sistema imune, é necessário desenvolver e otimizar técnicas que sirvam de ferramentas para estudar a diferenciação de macrófagos em seus perfis fenotípicos bem como seu papel em doenças humanas. Assim, o objetivo deste estudo foi padronizar e comparar dois diferentes protocolos de isolamento de monócitos descritos na literatura e analisar seu impacto sobre a diferenciação de macrófagos. Isolamos monócitos do sangue periférico de cinco indivíduos saudáveis pelas técnicas de aderência e seleção positiva. Os monócitos foram diferenciados a macrófagos com suplementação de M-CSF. Depois da indução aos perfis M1 e M2, avaliamos marcadores de superfície celular, expressão de mRNA de citocinas, secreção de quimiocinas e fagocitose. Observamos que os métodos utilizados para isolar monócitos possuem diferentes purezas, mas que monócitos isolados por ambos métodos foram capazes de ser diferenciados a macrófagos em seus perfis M1 e M2. Análises de citometria de fluxo mostraram que há uma diminuição da expressão de CD14, principalmente em macrófagos M2, e manutenção (M2) ou aumento (m1) da expressão de HLA-DR. Monócitos (CD80-CD86high) induzidos aos fenótipo M1 são caracterizados pela regulação positiva de CD80 e regulação negativa de CD86 (CD80++CD86+). O perfil M2 foi caracterizado pela expressão de CD206high e ausência de CD163- (CD206highCD163-). A expressão do mRNA revelou que IL-1β e TNF-α foram marcadores de M1 e TGF-β e CCL18 foram marcadores de M2. Além disso, quimiocinas inflamatórias como CXCL9, CXCL10 e CCL5 foram significativamente aumentadas em macrophagos M1. Macrófagos M1 e M2 são ativos e funcionais como demonstrado no ensaio de fagocitose. Embora ambos métodos utilizados para isolar monócitos tiveram purezas diferentes, ambas técnicas forneceram monócitos capazes de serem diferenciados a macrófagos. / Monocytes are hematopoietic cells with a major role in innate and adaptative immunity. According to the stimulus they receive, they can differentiate into macrophages and enhance effector functions by modulating the immune response and participating in various physiological and pathophysiological processes. Macrophages are very heterogeneous and are able to assume different phenotypes in response to the different stimuli they receive from the microenvironment. In a proinflammatory milieu ruled by interferon gamma (IFN-γ), they differentiate into cells with increased capacity to present antigens and synthesis of proinflammatory cytokines (M1 macrophages). On the other hand, when they are stimulated with interleukin 4 (IL-4), they differentiate into an antagonist phenotype with repair activity (M2 macrophages). Given the importance of these cells in the immune system, it is necessary to develop and optimize techniques that serve as useful tools for studying the differentiation of macrophages in their different phenotypic profiles as well as their roles in human diseases. In this regard, the aim of this study was to standardize and compare two different human monocyte isolation protocols described in the literature and analyze their impact on macrophage differentiation. We isolated peripheral blood monocytes from five healthy subjects by the adherence technique and positive selection. Monocytes were differentiated into macrophages with M-CSF supplementation. After M1 or M2 induction, we evaluated cell surface markers, mRNA cytokine expression, chemokine secretion and phagocytosis. We found that the methods used to isolate monocytes have different purities, but monocytes isolated from both methods were able to differentiate into the M1 and M2 profile. The monocyte and macrophage flow cytometry analysis demonstrated that CD14 decreased expression, mainly in M2 macrophages, and maintained (M2) or increased (M1) the HLA-DR expression. Monocytes (CD80-CD86high) induced to an M1 phenotype were characterized by upregulation of CD80 and down regulation of CD86. (CD80++CD86+) The M2 profile was characterized by the expression of CD206high and absence of CD163- (CD206highCD163-). The mRNA expression revealed that IL-1β and TNF-α were M1 markers and TGF-β and CCL18 were M2 markers. Further more, inflammatory chemokines as CXCL9, CXCL10 and CCL5 were significantly increased in M1 macrophages. M1 and M2 macrophages were active and functional as shown in the phagocytic assay. Although methods used for the isolation of monocytes yielded different purities, both techniques provided monocytes able to differentiate to macrophages.

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-10T18:50:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Gleydson Vilanova.pdf: 10406213 bytes, checksum: 4161dab35fb90ca62e4ebd0186c0870e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T17:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Gleydson Vilanova.pdf: 10406213 bytes, checksum: 4161dab35fb90ca62e4ebd0186c0870e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / A presença de textos manuscritos e impressos em um mesmo documento representa um grande desafio para os atuais mecanismos de Reconhecimento Óptico de Caracteres. Uma vez que essas classes de texto possuem suas próprias rotinas de reconhecimento, o uso de técnicas que permitam diferenciação entre elas tornou-se indispensável e o bom funcionamento dessas técnicas depende da escolha de características que melhor representem os elementos de texto sobre os quais os classificadores devem atuar. Considerando que na literatura existe uma grande variedade de características utilizadas para este fim, este trabalho objetiva o desenvolvimento de um método que permita, através de um processo de otimização com Algoritmos Genéticos e a partir de um conjunto inicial de 52 características, a seleção de subconjuntos de melhores características que, além de menores que o conjunto original, possibilitem melhoria dos resultados de classificação. Os experimentos foram realizados com classificadores kNN e Redes Neurais MLP a partir de imagens de palavras segmentadas. O método proposto foi avaliado fazendo uso de uma base de dados pública para textos manuscritos e outra criada especificamente para este trabalho para textos impressos. Os resultados dos experimentos mostram que os objetivos propostos foram alcançados. Os Erros Médios de Classificação foram estatisticamente equivalentes para os dois classificadores e uma melhor performance foi obtida com o kNN. A influência dos diferentes tipos de fontes e estilos utilizados nos textos impressos também foi analisada e mostrou que as fontes que imitam textos manuscritos como a "Lucida Handwriting" e "Comic Sans MS" apresentam maiores ocorrências de erros de classificação. Da mesma forma, a maioria dos erros foi percebida nos textos impressos com estilo itálico.

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-04-08T19:25:32Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO UFPE - THIAGO GOMES DE FIGUEIREDO GONDIM GONDIM.pdf: 1777887 bytes, checksum: 04a3dbfbbbc52b848fcc8cb7fed2ab4f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO UFPE - THIAGO GOMES DE FIGUEIREDO GONDIM GONDIM.pdf: 1777887 bytes, checksum: 04a3dbfbbbc52b848fcc8cb7fed2ab4f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / CAPES E PROPESQ/UFPE / As células-tronco mesenquimais constituem uma rara população de células progenitoras com capacidade de diferenciação multipotencial e parecem constituir uma ferramenta atrativa no contexto da engenharia de tecidos e da terapia celular. O desenvolvimento de novos materiais pode ser citado como um setor de vanguarda para a engenharia de tecidos; e os biopolímeros despontam como biomateriais inovadores com vasta aplicação na biologia celular, especialmente em função de sua biocompatibilidade. Nesse contexto, temos como principal objetivo estudar a evolução das características morfológicas das células-tronco mesenquimais de cordão umbilical humano quando cultivadas sobre suportes de biopolímero de cana-de-açúcar (gel ou membranas), enfatizando-se a potencial capacidade dessas células diferenciarem-se em queratinócitos. Cordões umbilicais foram obtidos de parturientes do Setor de Obstetrícia do Hospital das Clínicas/UFPE (n=40, com 30 a 40 semanas de idade gestacional). Veias de cordões umbilicais foram preenchidas com colagenase tipo IV e mantidas a 37º C. As células coletadas foram centrifugadas por 10 minutos e ressuspendidas em meio DMEM suplementado com 20% de soro fetal bovino, mistura de antibióticos e plaqueadas em garrafas (105 células/mL). Os aspectos morfológicos das células fenotipicamente semelhantes às células-tronco mesenquimais foram avaliados com 3, 5, 10, 14, 28, 40 e 45 dias, através de microscópio invertido com contraste de fase e sistema de captura de imagem. Com 72h de cultivo sobre um suporte comercial, observamos que as células-tronco mesenquimais apresentaram-se com aspecto fibroblastóide difuso e a formação de monocamada ocorreu com cinco dias. Células cultivadas em placas contendo o gel de biopolímero de cana-de-açúcar também apresentaram morfologia semelhante a fibroblastos (72h), porém mais alongadas e dispostas radialmente; com formação de monocamada em torno de sete dias. Quando cultivadas sobre membranas desse biomaterial, notamos com o auxílio de microscópio invertido, células com formato variando de arredondadas a fibroblastóides, e através da microscopia eletrônica de varredura foi possível detalhar essa variação no formato das células e perceber a emissão de finos prolongamentos (nanofibras). Nos ensaios de diferenciação das células-tronco mesenquimais em queratinócitos usando-se o gel de biopolímero de cana-de-açúcar como suporte, observamos que inicialmente grande parte das células conservou a morfologia arredondada e apresentaram-se de forma enfileirada, especialmente em algumas áreas do referido gel, e em torno de 14 dias a típica forma cubóide-arredondada das colônias de queratinócitos pode ser observada. Os resultados do nosso estudo sugerem que os suportes (gel ou membranas) de biopolímeros de cana-de-açúcar foram capazes de favorecer o crescimento e a diferenciação das células-tronco mesenquimais e mais experimentos deverão ser realizados para que o cultivo dessas células nessas condições, possivelmente, possa fornecer uma fonte eticamente não controversa e facilmente acessível de queratinócitos para futuras aplicações experimentais e clínicas.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-05-16T14:49:47Z No. of bitstreams: 1 Rafael Marques do Nascimento.pdf: 1808210 bytes, checksum: da5eea3b80f893488b3bc6a6b6d6cff1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T14:49:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Marques do Nascimento.pdf: 1808210 bytes, checksum: da5eea3b80f893488b3bc6a6b6d6cff1 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / In experimental research usually it is need to extract derivatives from the obtained data for the study and characterization of the phenomenon in question. Such data contains random noise and / or statistical errors and usual techniques of numerical di erentiation, such as nite di erences, can amplify the noise. Keep the noise inherent to the data under control is essential to avoid misinterpretation of the phenomenon. In the present study we applied an alternative methodology to analyze sh growth curves. In this methodology the growth curve is approximated by a smooth function that is not associated with a growth model and therefore is independent of parameter estimation. The method is based on Tikhonov regularization process and consists in a simple and reliable procedure for calculating derivative from experimental data. The process is independent of the nature of the data and can handle points which are not evenly distributed. The method can be extended to derivatives of higher order and can also be used to smooth experimental data. We apply the method to the adjustment for growth curves of the three species of sh: curema Mugil, Thunnus obesus and Pseudupeneus maculatus, whose data were previously analyzed through growth models. We conclude that the methodology here employed approximates accurately the curves of the rst and second derivative and provides information on the instantaneous rate animal growth. / Em ensaios experimentais usualmente se faz necessário a extração de derivadas dos dados obtidos, para o estudo e caracterização do fenômeno em questão. Tais dados contém ruídos aleatórios e/ou erros estatísticos e técnicas usuais de diferenciação numérica, como diferenças nitas, podem amplificar o ruído. Manter o ruído inerente aos dados sob controle é imprescindível para não introduzir comportamentos espúrios nos dados. No presente estudo, aplicamos uma metodologia alternativa na análise das curvas de crescimento de peixes. Nesta metodologia, a curva de crescimento é aproximada por uma função suave que não está associada a um modelo de crescimento e, portanto, é independente de estimação de parâmetros. O método baseia-se no processo de regularização de Tikhonov e consiste em um procedimento simples e cofiável para se calcular derivadas de dados experimentais. O processo é independente da natureza dos dados e pode lidar com pontos de dados não uniformemente distribuídos. O método pode ser estendido para derivadas de ordem mais altas e também pode ser usado para suavizar dados experimentais. Aplicamos o método ao ajuste da curva de crescimento de três espécies de peixes: Mugil curema, Thunnus obesus e Pseudupeneus maculatus, cujos dados foram previamente analisados via modelos de crescimento. Concluímos que a metodologia empregada aproxima com precisão as curvas da primeira e segunda derivada e fornece informações sobre as taxas instantâneas de crescimento animal.

Orientador: Margarida Pinheiro Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T06:57:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gower_RobertMansel_M.pdf: 908087 bytes, checksum: f8067f63c68dadafecf74e1387966331 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Dentro do contexto de programação não linear, vários algoritmos resumem-se à aplicação do método de Netwon aos sistemas constituídos pelas condições de primeira ordem de Lagrange. Nesta classe de métodos é necessário calcular a matriz hessiana. Nosso foco é o cálculo exato, dentro da precisão da máquina, de matrizes hessianas usando diferenciação automática. Para esse fim, exploramos o cálculo da matriz hessiana sob dois pontos de vista. O primeiro é um modelo de grafo que foca nas simetrias que ocorrem no processo do cálculo da hessiana. Este ângulo propicia a intuição de como deve ser calculada a hessiana e leva ao desenvolvimento de um novo método de modo reverso para o cálculo de matrizes hessianas denominado edge pushing. O segundo ponto de vista é uma representação puramente algébrica que reduz o cálculo da hessiana à avaliação de uma expressão. Esta expressão pode ser usada para demonstrar algoritmos já existentes e projetar novos. Para ilustrar, deduzimos dois novos algoritmos, edge pushing e um novo algoritmo de modo direto, e uma série de outros métodos conhecidos [1], [20, p.157] e [9]. Apresentamos estudos teóricos e empíricos sobre o algoritmo edge pushing. Analisamos sua complexidade temporal e de uso de memória. Implementamos o algoritmo como um driver do pacote ADOL-C [19] e efetuamos testes computacionais, comparando sua performance com à de dois outros drivers em dezesseis problemas da coleção CUTE [5]. Os resultados indicam que o novo algoritmo é muito promissor. Pequenas modificações em edge pushing produzem um novo algoritmo, edge pushing sp, para o cálculo da esparsidade de matrizes hessianas, um passo necessário de uma classe de métodos que calculam a matriz hessiana usando colorações de grafos, [14, 19, 30]. Estudos de complexidade e testes numéricos são realizados comparando o novo método contra um outro recentemente desenvolvido [30] e os testes favorecem o novo algoritmo edge pushing sp. No capítulo final, motivado pela disponibilidade crescente de computadores com multiprocesadores, investigamos o processamento em paralelo do cálculo de matrizes hessianas. Examinamos o cálculo em paralelo de matrizes hessianas de funções parcialmente separáveis. Apresentamos uma abordagem desenvolvida para o cômputo em paralelo que pode ser usando em conjunto com qualquer método de cálculo de hessiana e outra estratégia específica para métodos de modo reverso. Testes são executados em um computador com memória compartilhada usando a interface de programação de aplicativo OpenMP / Abstract: In the context of nonlinear programming, many algorithms boil down to the application of Newton's method to the system constituted by the first order Lagrangian conditions. The calculation of Hessian matrices is necessary in this class of solvers. Our focus is on the exact calculation, within machine precision, of Hessian matrices through automatic differentiation. To this end, we detail the calculations of the Hessian matrix under two points of view. The first is an intuitive graph model that focuses on what symmetries occur throughout the Hessian calculation. This provides insight on how one should calculate the Hessian matrix, and we use this enlightened perspective to deduce a new reverse Hessian algorithm called edge pushing. The second viewpoint is a purely algebraic representation of the Hessian calculation via a closed formula. This formula can be used to demonstrate existing algorithms and design new ones. In order to illustrate, we deduce two new algorithms, edge pushing and a new forward algorithm, and a series of other known Hessian methods [1], [20, p.157] and [9]. We present theoretical and empirical studies of the edge pushing algorithm, establishing memory and temporal bounds, and comparing the performance of its computer implementation against that of two algorithms available as drivers of the software ADOL-C [14, 19, 30] on sixteen functions from the CUTE collection [5]. Test results indicate that the new algorithm is very promising. As a by-product of the edge pushing algorithm, we obtain an efficient algorithm, edge pushing sp, for automatically obtaining the sparsity pattern of Hessian matrices, a necessary step in a class of methods used for computing Hessian matrices via graph coloring, [14, 19, 30]. Complexity bounds are developed and numerical tests are carried out comparing the new sparsity detection algorithm against a recently developed method [30] and the results favor the new edge pushing sp algorithm. In the final chapter, motivated by the increasing commercial availability of multiprocessors, we investigate the implementation of parallel versions of the edge pushing algorithm. We address the concurrent calculation of Hessian matrices of partially separable functions. This includes a general approach to be used in conjunction with any Hessian software, and a strategy specific to reverse Hessian methods. Tests are carried out on a shared memory computer using the OpenMP paradigm / Mestrado / Analise Numerica / Mestre em Matemática Aplicada

Orientadores: Fatima Bottcher-Luiz, Maria Yolanda Makuch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-06T06:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_EsequielLaco_D.pdf: 974475 bytes, checksum: 3034498be25000cc6e7617f4f7097099 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente estudo teve como objetivos estudar as características psicológicas e as vivências em portadoras de distúrbios de diferenciação sexual, caracterizados por um fenótipo feminino e o cariótipo 46,XY. Foram selecionadas oito participantes, com idade entre 22 e 44 anos, que apresentavam amenorréia e esterilidade primárias, comprometimento dos caracteres sexuais secundários e diagnóstico de disgenesia gonadal pura 46,XY ou síndrome de insensibilidade androgênica completa. Os dados foram coletados através de entrevistas semidirigidas e aplicação do teste projetivo Rorschach. Seguindo as premissas do método clínico-qualitativo, observou-se que as pacientes tiveram uma infância sem intercorrências significativas até o início da adolescência, quando a ausência de menstruação e de outros sinais característicos desta etapa do desenvolvimento revelaram as diferenças em relação às demais meninas. Após o estabelecimento do diagnóstico e tratamento, passaram por período sofrido de questionamento sobre a dimensão e o significado das síndromes, uma vez que o tratamento não revertia suas manifestações, especialmente quanto à infertilidade. Como agravante, observou-se insegurança quanto à percepção de intercorrências pelos parceiros e dificuldades com a imagem corporal após a cirurgia profilática das gônadas e uso da terapia hormonal. Estas mulheres foram seriamente abaladas pelo diagnóstico, gerando negação e/ou incompreensão deste, mas sempre se perceberam como femininas, tanto na entrevista como no teste Rorschach. A análise conjunta dos dados apontou claramente para a necessidade de formação de grupos de apoio que não contemplem apenas a infertilidade, mas também o esclarecimento sobre os aspectos peculiares destas síndromes genéticas e suas manifestações na vida adulta / Abstract: The present study was aimed at assessing the psychological characteristics and experiences of individuals with sex differentiation disorders, represented by phenotypic females with a 46,XY karyotype. Eight participants were selected, ages ranging from 22 to 44 years, who presented primary amenorrhea and sterility, lack of development of secondary sexual characteristics and diagnosed with a 46,XY Pure Gonadal Dysgenesis or Complete Androgen Insensitivity Syndrome. Data was collected by using semi-structured interviews and by applying the Rorschach projective test. Based on the assumptions of the clinical qualitative method, it was observed that the patients described an uneventful childhood until the beginning of adolescence, when absence of menstruation and other signs characteristic of this developmental stage revealed the differences between these patients and other girls. After the diagnosis and treatment were established, the patients experienced a painful period of doubts about the magnitude and meaning of these syndromes, since treatment did not reverse their manifestations, especially regarding infertility. To further aggravate the situation, these patients demonstrated a sense of insecurity about their partners¿ perception of complications as well as difficulties with their body image after undergoing prophylactic gonadectomy and use of hormone therapy. These women were deeply upset by the diagnosis, which generated feelings of negation and/or incomprehension, although they had always perceived themselves as being feminine, both in the interview and in the Rorschach test. Taken together, data analysis clearly showed the need to form support groups not only to consider infertility, but also to explain the peculiar aspects of these genetic syndromes and their manifestations in adult life / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Tocoginecologia