A conexina 32 (Cx32) é uma estrutura protéica que constitui os canais que promovem as comunicações intercelulares via junções comunicantes (GJIC), permitindo difusão de pequenas moléculas citoplasmáticas de uma célula à outra. Este trabalho objetivou os estudos destas estruturas devido a sua importância em processos hepáticos, mais especificamente, a fibrose hepática. O presente estudo foi realizado através da administração oral da droga hepatotoxica dimetilnitrosamina (DMN) em ratas Wistar duas vezes por semana em dias consecutivos no prazo de cinco semanas. A necropsia destes animais foi realizada após cinco semanas da última administração da droga e revelou um quadro de fibrose hepática, em contra partida aos resultados obtidos em um grupo controle com a mesma quantidade de animais. O material fibrótico foi submetido à análise imunohistoquímica que revelou uma presença preferencial de Cx32 dispersa no citoplasma, o que pode levar à hipótese de problemas no mecanismo de transporte citoplasmático destas estruturas, em contrapartida ao material pertencente ao grupo controle que evidenciou a presença das Cx32 na membrana plasmática formando placas juncionais. Quando submetido à análises moleculares o fígado fibrótico revelou uma diminuição da expressão gênica embora o produto protéico deste material quando comparado ao grupo controle não tenha se mostrado diminuído. / The connexin 32 (Cx32) is a proteic structure that constitute the channels that promote the cell communication by means of the gap junction (GJIC), allowing the diffusion of short cytoplasmic molecules from a cell to another. This work aimed to study these structures due to their importance in the hepatic metabolic processes. The hepatic fibrosis was triggered by the oral administration of dimethylnitrosamine (DMN) in the female rat Wistars twice a week in consecutive days during five weeks. The necropsy of these animals was carried out after the last drug administration. They presented a hepatic fibrosis state. The fibrotic material was submitted to the imunohistochemical analysis, which showed a preferencial presence of Cx32 in the cytoplasm, whereas in the control group the Cx32 was located at the membranes, in the junctional plaques. The molecular analysis showed a decrease of the genic expresson of the fibrotic material, however the proteic product wasn? t reduced in comparison with the control group as it was shown by western blot. We concluded that the fibrotic state introduced a disturbance in the intracellular distribution and genic expression of the connexin 32.

A conexina 32 (Cx32) é uma estrutura protéica que constitui os canais que promovem as comunicações intercelulares via junções comunicantes (GJIC), permitindo difusão de pequenas moléculas citoplasmáticas de uma célula à outra. Este trabalho objetivou os estudos destas estruturas devido a sua importância em processos hepáticos, mais especificamente, a fibrose hepática. O presente estudo foi realizado através da administração oral da droga hepatotoxica dimetilnitrosamina (DMN) em ratas Wistar duas vezes por semana em dias consecutivos no prazo de cinco semanas. A necropsia destes animais foi realizada após cinco semanas da última administração da droga e revelou um quadro de fibrose hepática, em contra partida aos resultados obtidos em um grupo controle com a mesma quantidade de animais. O material fibrótico foi submetido à análise imunohistoquímica que revelou uma presença preferencial de Cx32 dispersa no citoplasma, o que pode levar à hipótese de problemas no mecanismo de transporte citoplasmático destas estruturas, em contrapartida ao material pertencente ao grupo controle que evidenciou a presença das Cx32 na membrana plasmática formando placas juncionais. Quando submetido à análises moleculares o fígado fibrótico revelou uma diminuição da expressão gênica embora o produto protéico deste material quando comparado ao grupo controle não tenha se mostrado diminuído. / The connexin 32 (Cx32) is a proteic structure that constitute the channels that promote the cell communication by means of the gap junction (GJIC), allowing the diffusion of short cytoplasmic molecules from a cell to another. This work aimed to study these structures due to their importance in the hepatic metabolic processes. The hepatic fibrosis was triggered by the oral administration of dimethylnitrosamine (DMN) in the female rat Wistars twice a week in consecutive days during five weeks. The necropsy of these animals was carried out after the last drug administration. They presented a hepatic fibrosis state. The fibrotic material was submitted to the imunohistochemical analysis, which showed a preferencial presence of Cx32 in the cytoplasm, whereas in the control group the Cx32 was located at the membranes, in the junctional plaques. The molecular analysis showed a decrease of the genic expresson of the fibrotic material, however the proteic product wasn? t reduced in comparison with the control group as it was shown by western blot. We concluded that the fibrotic state introduced a disturbance in the intracellular distribution and genic expression of the connexin 32.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-08-03T19:11:49Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Andrade Lesoes vasculares intra-hepaticas....pdf: 3334038 bytes, checksum: 67ec7a5a26604cc2e6ee412582500748 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-03T19:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Andrade Lesoes vasculares intra-hepaticas....pdf: 3334038 bytes, checksum: 67ec7a5a26604cc2e6ee412582500748 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / Lesões vasculares são importantes na patogênese de muitas das doenças agudas e crônicas do fígado e estão relacionadas às principais doenças hepáticas no nosso meio, como esquistossomose, hepatites e cirrose. Estudos recentes têm enfocado a importância da fibrose obliterativa de veias centrais, porém seu completo entendimento ainda não foi estabelecido e muitos de seus aspectos fisiopatológicos permanecem obscuros. Neste contexto, a eficácia e reprodutibilidade dos modelos animais são fundamentais e cruciais para o estudo destas alterações, permitindo avanço científico na área. Para o presente estudo analisamos as alterações histopatológicas nos fígados de 28 ratos tratados por quatro semanas com injeções intraperitoneais de dimetilnitrosamina (DMN). Nas duas primeiras semanas de tratamento com DMN os animais apresentavam alterações necro-hemorrágicas na zona 3 acinar, além da presença de espessamento fibroso subendotelial em ramos da veia central e discreta fibrose portal. Nas duas últimas semanas de tratamento pudemos observar a associação de fibrose hepática e ativação de células estreladas, com a oclusão parcial ou total dos ramos de médio calibre da veia central. Nossos achados nos permitem inferir que as alterações vasculares observadas em ramos da veia central são fundamentais para o agravamento da fibrose no órgão. Propomos ainda que o modelo experimetal de agressão hepática tóxica pela DMN se mostra adequado para o estudo destas lesões vasculares. / Vascular lesions are important features in the pathogenesis of acute and chronic liver diseases and are related to the major diseases of the organ, such as schistosomiasis, hepatitis and chirrosis. Recent studies have focused on the importance of obliterative fibrosis in central veins, but its complete understanding has not yet been established and many of its pathophysiological aspects remain unclear. In this context, efficiency and reliability of animal models are essential and crucial to the study of these changes, allowing scientific advances in the area. For this study we analyzed the histopathological changes in the livers of 28 rats treated with intraperitoneal injections of dimethylnitrosamine (DMN), for four weeks. In the first two weeks of treatment animals showed necro-hemorrhagic changes in acinar zone 3 and the presence of subendothelial fibrous thickening in the central vein branches, beyond mild portal fibrosis. In the last two weeks of treatment we observed hepatic fibrosis and stellate cell activation, associated with partial or complete occlusion of medium-caliber branches of central vein. Our findings allow us to infer that the vascular changes observed in the central vein branches are critical to the worsening of liver fibrosis. We also propose that the experiential model of toxic liver injury by DMN is adequate for the study of these vascular lesions

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 4842604 bytes, checksum: 4468b46dc88edcbb8cca74341b5e5b91 (MD5) Previous issue date: 2013-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A research of nitrosamines has attracted attention, because its complexation with the heme group of cytochrome P450 may be associated with its carcinogenic potential. To characterize this problem is realized quantum-chemical treatment of some molecules from the class of metalloporphyrins, more specifically porphyrins Iron III, similar to the heme group mentioned above, with two nitrosamines ligand in axial positions. In literature it is reported that, experimentally these ferroporfirinas containing nitrosamines ligand, have been synthesized and structurally characterized and properly paramagneticamente (sextet spin state). As the Fe (III), this complex presents three possible spin state (doublet, quartet and sextet) the motivation of this dissertation is to know theoretically what spin state most likely to be the ground state, with the goal of describing the relative energy difference between these spin states of Fe (III), as well as characterize the order of energy d orbitals belonging to unpaired electrons alpha iron, these three electronic states. Thus, we performed single-point calculations analyzing guess in control from the beginning of SCF calculation using the program Gaussian09, using ab initio methods at the Hartree-Fock version restricted and unrestricted layer to open with charges calculations NBO, with a set base 6-31 + g *, 6-311 + g * and cc-pVDZ. The method UHF / cc-pVDZ, with Harris and guess Rdscale, showed the best results, providing the lowest energies and contamination in spin states. For the method using the ROHF wave function generated by calculating the spin state in the method sextet UHF wave function as initial results showed parallel to the UHF method. The Mulliken population analysis and NBO, the shape of the spin density and the electrostatic potential map show the location of the positive charge on the iron. The d orbitals, the unpaired electrons, show no overlap with the orbitals of dimetilnitrosaminas. The main contribution of the theoretical results are in agreement with the experimental results available in the literature about the spin state of Fe (III) heme group in the interaction with the dimetilnitrosaminas. / A pesquisa envolvendo nitrosaminas tem despertado interesse, pois a sua complexação com o Fe do grupo heme do Citocromo P450 pode estar associada ao seu potencial carcinogênico. Para caracterização deste problema, realiza-se o tratamento químico-quântico de algumas moléculas da classe das metaloporfirinas, mais especificamente porfirinas de Ferro III, similares às do grupo heme citado acima, com duas nitrosaminas ligadas nas posições axiais. Na literatura é relatado que, experimentalmente, estas ferroporfirinas contendo ligantes nitrosaminas, já foram sintetizadas e devidamente caracterizadas estruturalmente e paramagneticamente (estado de spin sexteto). Como o Fe(III), neste complexo, apresenta três possibilidades de estado de spin (dubleto, quarteto e sexteto) a motivação desta dissertação é saber teoricamente qual o estado de spin mais provável para ser o estado fundamental, com o objetivo de descrever a diferença de energia relativa entre esses estados de spin do Fe(III), assim como caracterizar a ordem de energia dos orbitais d, pertencentes aos elétrons alfa desemparelhados do ferro, nesses três estados eletrônicos. Para isso, foram realizados cálculos single-point analisando os chutes iniciais no controle do início do cálculo SCF utilizando o programa Gaussian09, empregando métodos ab initio a nível Hartree-Fock na versão restrita e irrestrita para camada aberta com cálculos de carga NBO, com um conjunto de base 6-31+G*, 6-311+G* e cc-pVDZ. O método UHF/cc-pVDZ, com o chute inicial para função de onda Harris e Rdscale, apresentaram os melhores resultados, fornecendo as menores energias e contaminações nos estados de spin. Para o método ROHF utilizando a função de onda gerada pelo cálculo no estado de spin sexteto no método UHF, como função de onda inicial, mostrou resultados paralelos ao do método UHF. A análise populacional de Mulliken e NBO, a forma da densidade de spin e o mapa do potencial eletrostático evidenciam a localização da carga positiva no ferro. Os orbitais d, dos elétrons desemparelhados, mostram nenhuma sobreposição com os orbitais das dimetilnitrosaminas. A principal contribuição dos resultados teóricos, está na concordância com o resultado experimental disponível na literatura, sobre o estado de spin do Fe(III) do grupo Heme na interação com as dimetilnitrosaminas.

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um protocolo para a diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais (CTM) em hepatócitos e a padronização de um modelo animal de fibrose hepática induzida por dimetilnitrosamina (DMN) para ensaios pré-clínicos de transplante de CTM. CTM isoladas de fontes variadas apresentaram morfologia fibroblastóide e aderência ao plástico e o padrão de marcadores de superfície celular esperado na análise por citometria de fluxo. A capacidade de diferenciação osteogênica e adipogênica dessas células foi comprovada pelas colorações de vermelho de alizarina, oil red e azul de toluidina, respectivamente, confirmando, que as células isoladas para este estudo se comportaram como CTM conforme proposto pela Sociedade Internacional de Pesquisa em Células-tronco. A diferenciação hepática foi avaliada quanto à morfologia e capacidade das células diferenciadas de estocar glicogênio confirmada por PAS (ácido periódico-Schiff), de sintetizar albumina confirmada por imunofluorescência, além da capacidade de expressar genes hepato-específicos verificada por ensaios de PCR em tempo real. Com base na literatura para diferenciação hepática, diferentes protocolos de um, dois e três passos foram testados. CTM humanas mostraram capacidade de produzir e estocar glicogênio e de sintetizar albumina, apenas quando diferenciadas com protocolos de três etapas, porém sem uma expressão aumentada dos genes hepato-específicos albumina, α-fetoproteína e c-Met. Uma etapa de diferenciação endodérmica, previamente aplicada à diferenciação hepática, aumentou a capacidade de produzir e estocar glicogênio das CTM diferenciadas. Para a padronização do modelo de fibrose hepática induzida por DMN, foram realizados experimentos de dose-resposta e foi verificado o efeito da hepatectomia em modelos mistos DMN/hepatectomia. A injúria hepática e o efeito do transplante de CTM foram avaliados por análise macroscópica dos fígados, histologia das biópsias de fígados corados com HE e tricromo de Masson e parâmetros bioquímicos séricos. Alterações macroscópicas, histológicas e nos níveis séricos de fosfatase alcalina indicam a indução da fibrose hepática nos ratos Wistar tratados com DMN na dose de 10 µg/g de peso animal por três dias consecutivos durante quatro semanas, mas não observamos nenhum efeito induzido pela hepatectomia. Porém, este modelo com DMN se mostra semelhante a estágios iniciais de uma fibrose hepática. O transplante de 1 x 107 CTM de veia de cordão umbilical humano (VCUH) no modelo de injúria hepática induzida por DMN não resultou em melhora da fibrose, diminuição dos níveis séricos de fosfatase alcalina e nem em ganho de peso dos animais quando comparados aos animais tratados com PBSA após a injúria hepática (grupo placebo). Em conjunto, esses resultados sugerem que CTM humanas se diferenciam após tratamentos mais complexos, onde os indutores hepatogênicos são sequencialmente adicionados ao meio de modo a mimetizar a sinalização durante o desenvolvimento embrionário. O transplante de CTM de VCUH parece não ter efeito positivo em um modelo pré-clínico de injúria hepática similar a estágios iniciais de fibrose. Financiado por CNPq (573578/2008-7) e FAPESP (2007/54260-2). / This study aimed to develop an in vitro differentiation protocol of mesenchymal (MSC) stem cells to hepatocytes and to standardize an animal model for hepatic fibrosis induced by dimethylnitrosamine (DMN) for preclinical transplant assays of MSC. MSC isolated from various sources presented fibroblastoid morphology, plastic adherence, and the expected pattern of cell surface markers by flow cytometry analysis. The capacity of osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation of these cells was confirmed by alizarin red, oil red and toluidine blue staining, respectively, confirming that the cells isolated for this study behave as MSC, as proposed by the International Society for Stem Cell Research. Hepatogenic differentiation was evaluated by analysis of cell morphology, capacity to store glycogen confirmed by PAS (periodic acid-Schiff), albumin synthesis confirmed by immunofluorescence, as well as hepatic-specific gene expression verified by real time PCR assays. Based on the published literature on hepatic differentiation, several protocols of one, two, and three steps were tested. Human MSC differentiated solely when treated in a three step-protocol, showing the ability to produce and store glycogen and synthesize albumin; however the expression of hepatic-specific genes such as albumin, α-fetoprotein and c-Met was not increased. An endoderm differentiation stage, added to the hepatic differentiation protocol, increased the capacity to produce and store glycogen of differentiated MSC. In order to standardize the model of liver fibrosis induced by DMN, dose-response experiments were performed and the effect of hepatectomy in mixed models DMN/hepatectomy was observed. Severity of liver injury and the effect of cell transplantation were evaluated by macroscopic analysis of the livers, histology of liver biopsies stained with HE and Masson\'s trichrome, and evaluation of serum biochemical parameters. The macroscopic and histological observations, and altered alkaline phosphatase serum levels indicated the success in inducing liver fibrosis in DMN-treated rats at a dose of 10 µg/g of animal weight for three consecutive days, during four weeks, without any additional effect upon hepatectomy. Transplanting 1 x 107 umbilical cord MSC in the model of liver injury induced by DMN did not result in improvement of the fibrosis, decrease of alkaline phosphatase serum levels, or in weight gain of the treated animals compared to animals treated with PBSA after liver injury (placebo group). Together, these results suggest that human MSC are capable of differentiating to hepatocyte-like cells after more complex protocols, where hepatogenic inducers are sequentially added to the medium in order to mimic signaling that occurs during fetal development. Transplantation of undifferentiated umbilical cord MSC did not have any positive effect in a preclinical liver injury model characterized by an early stage of fibrosis. Supported by CNPq (573578/2008-7) and FAPESP (2007/54260-2).

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um protocolo para a diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais (CTM) em hepatócitos e a padronização de um modelo animal de fibrose hepática induzida por dimetilnitrosamina (DMN) para ensaios pré-clínicos de transplante de CTM. CTM isoladas de fontes variadas apresentaram morfologia fibroblastóide e aderência ao plástico e o padrão de marcadores de superfície celular esperado na análise por citometria de fluxo. A capacidade de diferenciação osteogênica e adipogênica dessas células foi comprovada pelas colorações de vermelho de alizarina, oil red e azul de toluidina, respectivamente, confirmando, que as células isoladas para este estudo se comportaram como CTM conforme proposto pela Sociedade Internacional de Pesquisa em Células-tronco. A diferenciação hepática foi avaliada quanto à morfologia e capacidade das células diferenciadas de estocar glicogênio confirmada por PAS (ácido periódico-Schiff), de sintetizar albumina confirmada por imunofluorescência, além da capacidade de expressar genes hepato-específicos verificada por ensaios de PCR em tempo real. Com base na literatura para diferenciação hepática, diferentes protocolos de um, dois e três passos foram testados. CTM humanas mostraram capacidade de produzir e estocar glicogênio e de sintetizar albumina, apenas quando diferenciadas com protocolos de três etapas, porém sem uma expressão aumentada dos genes hepato-específicos albumina, α-fetoproteína e c-Met. Uma etapa de diferenciação endodérmica, previamente aplicada à diferenciação hepática, aumentou a capacidade de produzir e estocar glicogênio das CTM diferenciadas. Para a padronização do modelo de fibrose hepática induzida por DMN, foram realizados experimentos de dose-resposta e foi verificado o efeito da hepatectomia em modelos mistos DMN/hepatectomia. A injúria hepática e o efeito do transplante de CTM foram avaliados por análise macroscópica dos fígados, histologia das biópsias de fígados corados com HE e tricromo de Masson e parâmetros bioquímicos séricos. Alterações macroscópicas, histológicas e nos níveis séricos de fosfatase alcalina indicam a indução da fibrose hepática nos ratos Wistar tratados com DMN na dose de 10 µg/g de peso animal por três dias consecutivos durante quatro semanas, mas não observamos nenhum efeito induzido pela hepatectomia. Porém, este modelo com DMN se mostra semelhante a estágios iniciais de uma fibrose hepática. O transplante de 1 x 107 CTM de veia de cordão umbilical humano (VCUH) no modelo de injúria hepática induzida por DMN não resultou em melhora da fibrose, diminuição dos níveis séricos de fosfatase alcalina e nem em ganho de peso dos animais quando comparados aos animais tratados com PBSA após a injúria hepática (grupo placebo). Em conjunto, esses resultados sugerem que CTM humanas se diferenciam após tratamentos mais complexos, onde os indutores hepatogênicos são sequencialmente adicionados ao meio de modo a mimetizar a sinalização durante o desenvolvimento embrionário. O transplante de CTM de VCUH parece não ter efeito positivo em um modelo pré-clínico de injúria hepática similar a estágios iniciais de fibrose. Financiado por CNPq (573578/2008-7) e FAPESP (2007/54260-2). / This study aimed to develop an in vitro differentiation protocol of mesenchymal (MSC) stem cells to hepatocytes and to standardize an animal model for hepatic fibrosis induced by dimethylnitrosamine (DMN) for preclinical transplant assays of MSC. MSC isolated from various sources presented fibroblastoid morphology, plastic adherence, and the expected pattern of cell surface markers by flow cytometry analysis. The capacity of osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation of these cells was confirmed by alizarin red, oil red and toluidine blue staining, respectively, confirming that the cells isolated for this study behave as MSC, as proposed by the International Society for Stem Cell Research. Hepatogenic differentiation was evaluated by analysis of cell morphology, capacity to store glycogen confirmed by PAS (periodic acid-Schiff), albumin synthesis confirmed by immunofluorescence, as well as hepatic-specific gene expression verified by real time PCR assays. Based on the published literature on hepatic differentiation, several protocols of one, two, and three steps were tested. Human MSC differentiated solely when treated in a three step-protocol, showing the ability to produce and store glycogen and synthesize albumin; however the expression of hepatic-specific genes such as albumin, α-fetoprotein and c-Met was not increased. An endoderm differentiation stage, added to the hepatic differentiation protocol, increased the capacity to produce and store glycogen of differentiated MSC. In order to standardize the model of liver fibrosis induced by DMN, dose-response experiments were performed and the effect of hepatectomy in mixed models DMN/hepatectomy was observed. Severity of liver injury and the effect of cell transplantation were evaluated by macroscopic analysis of the livers, histology of liver biopsies stained with HE and Masson\'s trichrome, and evaluation of serum biochemical parameters. The macroscopic and histological observations, and altered alkaline phosphatase serum levels indicated the success in inducing liver fibrosis in DMN-treated rats at a dose of 10 µg/g of animal weight for three consecutive days, during four weeks, without any additional effect upon hepatectomy. Transplanting 1 x 107 umbilical cord MSC in the model of liver injury induced by DMN did not result in improvement of the fibrosis, decrease of alkaline phosphatase serum levels, or in weight gain of the treated animals compared to animals treated with PBSA after liver injury (placebo group). Together, these results suggest that human MSC are capable of differentiating to hepatocyte-like cells after more complex protocols, where hepatogenic inducers are sequentially added to the medium in order to mimic signaling that occurs during fetal development. Transplantation of undifferentiated umbilical cord MSC did not have any positive effect in a preclinical liver injury model characterized by an early stage of fibrosis. Supported by CNPq (573578/2008-7) and FAPESP (2007/54260-2).