O objetivo deste trabalho foi avaliar se a proteína bifuncional de planta, CrataBL, que tem lectina e as propriedades inibidoras de enzima, modula alterações de mecânica pulmonar, inflamatórias e remodelamento induzidas por elastase intratraqueal em camundongos. Métodos: 36 camundongos C57BL6 receberam elastase (0,025 mg) por instilação intratraqueal (grupo ELA e ELA-CrataBL). Os grupos controles receberam salina (grupo SAL e SAL-CrataBL). Os camundongos foram tratados com instilação intraperitoneal de CrataBL (2mg/kg) nos dias 1, 14 e 21 após a instilação intratraqueal de elastase (grupo SAL-CrataBL e ELA-CrataBL) os animais controle receberam salina no mesmo volume. No dia 28, os camundongos foram anestesiados, ventilados mecanicamente e foram analisados a resistência e elastância do sistema respiratório (Ers e Rrs), elastância e resistência tecidual (Htis e Gtis), resistência das vias aéreas (Raw) e óxido nítrico exalado (NOex). Após, o lavado broncoalveolar (LBA) foi realizado, os pulmões foram retirados e por morfometria, e foram quantificados o intercepto linear médio (Lm), a quantidade de neutrófilos, células positivas para TNF-alfa, fibras colágenas, elásticas, células positivas para MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS e iNOS e isoprostano no parênquima pulmonar e vias aéreas. No parênquima foram avaliados os macrófagos nos septos alveolares e nas vias aéreas, foram também avaliadas as células para MUC-5. Resultados: No grupo ELA houve um aumento na Ers, Raw, Gtis, Htis, Lm, NOex, nas células totais, macrófagos, neutrófilos, eosinófilos e linfócitos no LBA em relação aos controles (p < 0,05), sendo que Raw, diminuiu também nos grupos SAL-CrataBL e ELA-CrataBL. Nos grupos tratados com CrataBL houve uma diminuição de Ers (37,0±2,2 cmH2O/L), Htis (37,9±3,5 cmH2O/ml/s), ENO (14,7±0,7 ppb), comparativamente ao grupo ELA (p < 0,05). No LBA houve atenuação de neutrófilos (0,003±0,001 104células/ml), linfócitos (0,003±0,001 104células/ml) e de Lm (54,6±6,0 mm). Complementando a avaliação, no grupo que recebeu elastase houve um aumento no número de macrófagos (22,88 +- 2,24 células/104um2), neutrófilos (1,18 +- 0,15 células/10 4um2), células positivas para TNF-ala (12,52 +- 0,42 células/104um2) no parênquima pulmonar. Nas alterações de remodelamento no parênquima pulmonar, houve um aumento da proporção de volume de fibras colágenas (11,5 +- 0,11%), elásticas (0,5 +- 0,03%), na quantidade de células positivas para MMP-9 (18,59 +- 1,87 células/104?m2), MMP-12 (20,17 +- 1,92 células/104?m2), TIMP-1 (14,42 +- 2,05 células/104um2) em comparação com os controlos (p < 0,001). No estresse oxidativo, houve um aumento de eNOS (13,15 +- 0,40 células/104um2), iNOS (10,49 +- 0,65 células/104um2) e isoprostano (18,11 =- 5,38%). O tratamento CrataBL (grupo ELA-CrataBL) reduziu no parênquima pulmonar a quantidade de macrófagos (9,58 +- 1,36 células/104um2), neutrófilos (0,75 +- 0,1 células/104um2), células positivas para TNF-alfa (10.4±0,49 células/104?m2), fibras colágenas (10,8 +- 0,13%), elásticas (0,3 +- 0,02%), a quantidade de células positivas para a MMP-9 (10,35±0,65 células/104um2), MMP-12 (14,15±0,59 células/104um2), TIMP-1 (9,89 +- 2,79 células/104um2), MUC-5 (3,56 +- 0,54 células/104um2), eNOS (6.98 +- 0.32 células/104um2) e iNOS (6,21 +- 0,42 células/104um2) e isoprostano (8,96 +- 3,08 %) em relação ao grupo ELA (p < 0,001). Nas vias aéreas também ocorreu um aumento significativo de neutrófilos (5,97 +- 1,03 células/104um2), células positivas para TNF-alfa (15,82 +- 1,03 células/104um2). Nas alterações de remodelamento pulmonar nas vias aéreas também ocorreu um aumento da proporção de volume de fibras colágenas (8,73 +- 2,59%), elásticas (2,56 +- 0,18%), na quantidade de células positivas para MMP-9 (14,86 +- 1,77 células/104um2), MMP-12 (18,56 +- 1,79 células/104um2), TIMP-1 (1,31 +- 0,12 células/104um2) e MUC-5 (7,09 +- 1,71 células/104um2) em comparação com os controlos (p < 0,001). No estresse oxidativo, houve um aumento de células positivas para eNOS (3,09 +- 0,08 células/104um2), iNOS (5,4 +- 0,3 células/104um2) e isoprostano (18,11 +- 5,38%) em comparação com os controlos (p < 0,001). O tratamento CrataBL (grupo ELA-CrataBL) reduziu nas vias aéreas a quantidade de neutrófilos (4,62 +- 0,61 células/104um2), TNF- alfa (14,30 +- 1,28 células/104um2), fibras colágenas (7,80 +- 1,37%), elásticas (1,4 +- 0,13%), a quantidade de células positivas para a MMP-9 (9,93 +- 1,39 células/104um2), MMP-12 (12,06 +- 1,15 células/104um2), TIMP-1 (0,73 +- 0,05 células/104?m2), MUC-5 (3,56 +- 0,54 células/104um2), eNOS (1,89 +- 0,16 células/104um2) e iNOS (4,3 +- 0,31 células/104um2), isoprostano (7,34 +- 2,31%) em relação ao grupo ELA (p < 0,001). Conclusão: CrataBL atenua as alterações de mecânica pulmonar, lavado bronco alveolar, responsividade inflamatória, controle do remodelamento e estresse oxidativo induzidas pela elastase. Embora mais estudos devam ser realizados, esta proteína bifuncional pode contribuir como potencial ferramenta terapêutica para o tratamento da DPOC / The aim of this study was to evaluate whether the bifunctional protein plant, CrataBL, which has lectin and enzyme inhibitory properties, modulates changes in lung mechanics, inflammatory and remodeling induced by intratracheal elastase in mice.Methods : 36 C57/Bl6 mice received elastase (0.025 mg) by intratracheal (group ELA and ELA-CrataBL). Control groups received saline (group SAL and SAL-CrataBL).The mice were treated with intraperitoneal instillation of CrataBL (2mg/kg) on days 1, 14 and 21 after intratracheal instillation of elastase (group SAL-CrataBL and ELA-CrataBL), control animals received saline in the same volume. On day 28, the mice were anesthetized and mechanically ventilated were analyzed resistance and respiratory system elastance (Ers and Rrs), elastance and tissue resistance (Htis and Gtis), airway resistance (Raw) and exhaled nitric oxide (ENO). After the bronchoalveolar lavage (BAL) was performed, the lungs were removed and morphometry were quantified and the linear intercept mean (Lm), the number of neutrophils, positive cells for TNF-alfa, collagen fibers, positive cells for MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS, iNOS and isoprostane in lung parenchyma and airways. Parenchyma was also evaluated macrophages in the alveolar septa. Airway was also evaluated MUC-5 cells. Results: In group ELA was an increase in Ers, Raw, Gtis, Htis, Lm, ENO, in total cells, macrophages, neutrophils, eosinophils and lymphocytes in BAL compared to controls (p < 0.05), and Raw, decreased in both groups SAL-CrataBL and ELA-CrataBL. In the groups treated with CrataBL there was a decrease in Ers (37.0±2.2 cmH2O/L) Htis (37 9±3.5 cmH2O/ml/s) and ENO (14.7±0.7 ppb) compared to the ELA group (p < 0.05). In BAL there was attenuation of neutrophils (0.003±0.001 104cells/ml), lymphocytes (0.003±0.001 104cells/ml) and Lm (54.6±6.0 mm). Complementing the assessment, the group that received elastase was an increase in the number of macrophages (22.88±2.24 cells/104um2), neutrophils (1.18±0.15 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (12.52±0.42 cells/104um2) in the lung parenchyma. In remodeling changes in lung parenchyma, there was an increase in the volume ratio of collagen fibers (11.5 ± 0.11%), elastic (0.5±0.03%), the number of positive MMP-9 cells (18.59±1.87 cells/104um2), MMP-12 (20.17 ± 1.92 cells/104um2) TIMP-1 (14.42±2.05 cells/104um2) compared to controls (p < 0.001). Oxidative stress, was an increased of eNOS (13.15±0.40 cells/104um2), iNOS (10.49 ± 0.65 cells/104um2) and isoprostane (18.11±5.38%). Treatment CrataBL (ELA-CrataBL group) reduced the amount of parenchymal lung macrophages (9.58±1.36 cells/104um2), neutrophils (0.75±0.1 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (10.4±0.49 cells/104um2), collagen (10.8±0.13%), elastic (0.3±0.02%), the number of positive MMP-9 cells (10.35±0.65 cells/104?m2), MMP-12 (14.15±0.59 cells/104um2), TIMP-1 (9.89±2.79 cells/104um2) MUC-5 (3.56±0.54 cells/104um2), eNOS (6.98±0:32 cells/104um2) and iNOS (6.21±0.42 cells/104um2) and isoprostane (8.96 ± 3.08%) compared to group ELA (p < 0.001). Airway was also a significant increase in neutrophils (5.97±1.03 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (15.82±1.03 cells/104um2). Changes in lung airway remodeling also occurred an increase in the volume ratio of collagen fibers (8.73±2.59%), elastic (2.56±0.18%), the number of positive MMP-9 cells (14.86±1.77 cells/104um2), MMP-12 (18.56±1.79 cells/104um2) TIMP-1 (1.31±0.12 cells/104um2) and MUC-5 (7.09±1.71 cells/104um2) compared to controls (p < 0.001). Oxidative stress, an increase of eNOS (3.09 ± 0.08 cells/104um2), iNOS (5.4±0.3 cells/104um2) and isoprostane (18.11±5.38%) compared to controls (p < 0.001). Treatment CrataBL (ELA-CrataBL group) reduced the amount airway neutrophils (4.62±0.61 cells/104um2), TNF-alfa (14.30 ± 1.28 cells/104um2), collagen fibers (7 80±1.37%), elastic (1.4±0.13%), the number of positive MMP-9 cells (9.93±1.39 cells/104um2), MMP-12 (12.06±1.15), TIMP-1 (0.73±0.05 cells/104um2), MUC-5 (3.56±0.54 cells/104um2), eNOS (1.89±0,16 cells/104um2) and iNOS (4.3±0.31 cells/104um2), isoprostane (7.34±2.31%) compared to group ELA (p < 0.001). Conclusion: CrataBL attenuates changes in lung mechanics, broncho alveolar inflammatory responsiveness, control remodeling and oxidative stress induced by elastase. Although more studies should be conducted, this bifunctional protein may contribute as a potential therapeutic tool for the treatment of COPD

Introdução: O desequilibrio protease-antiprotease é fundamental para a fisiopatologia da doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC). No entanto, poucos estudos para a inibição da elastase têm sido investigados. Objetivo: O nosso estudo avaliou a capacidade do inibidor proteinase derivada da planta Bauhinia bauhinioides (BbKI) na modulação da inflamação pulmonar induzida pela elastase. Métodos: Camundongos C57BL receberam instilação intratraqueal de elastase (0,025 mg, ELA n=6) ou solução salina (SAL n=6) e foram tratados por via intraperitoneal com BbKI (2 mg/kg, de ELA-BbKI n=6, SAL-BbKI n=6) nos dias 1, 14 e 21. No dia 28 foram realizadas as seguintes análises: (I) avaliação da mecânica pulmonar (II) medida do óxido nítrico exalado (ENO), (III) a determinação do número de céluas no lavado broncoalveolar (FLBA), e ( IV) coloração imunohistoquímica do fluído pulmonar, (V) intercepto linear médio (Lm), Resultados: Além de diminuir alterações mecânicas e a lesão do septo alveolar (Lm), BbKI reduziu o número de células no fluido de FLBA e diminuiu a expressão celular de TNF-alfa, MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS e iNOS em vias aéreas e nas paredes alveolares em comparação com o grupo de ELA (p < 0,05). BbKI diminuiu a proporção de volume de 8-iso-PGF2, as fibras colagenas e as elásticas nas vias aéreas e paredes alveolares em comparação com o grupo de ELA (p < 0,05). Houve redução do número de células para positivas MUC-5 nas paredes das vias aéreas (p < 0,05). Houve redução do número de neutrófilos em vias aereas e parenquima e de macrófagosnas paredes alveolares. Conclusão: BbKI foi eficaz na redução da inflamação pulmonar, mecânica pulmonar e do remodelamento da matriz extracelular induzida por elastase. BbKI pode ser uma ferramenta farmacológica potencial para o tratamento da DPOC; no entanto, são necessárias análises adicionais / Introduction: The protease-antiprotease imbalance is essential to the pathophysiology of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). However, few studies for inhibition of elastase have been investigated. Objective: Our study evaluated the ability of proteinase inhibitor derived Bauhinia bauhinioides plant (BbKI) in modulating lung inflammation induced by elastase. Methods: Mice C57BL received intratracheal elastase instillation (0.025 mg, ELA n = 6) or saline (SAL n = 6) and were treated intraperitoneally with BbKI (2 mg/kg of ELA-BbKI n = 6, SAL-BbKI n = 6) on days 1, 14 and 21. On the 28th the following analyzes were performed: (i) assessment of pulmonary mechanics (II) measurement of exhaled nitric oxide (ENO), (III) determining the number of cells in bronchoalveolar lavage fluid (BALF), and (IV) immunohistochemical staining of lung fluid, (V) mean linear intercept (Lm) Results: In addition to reducing mechanical changes and Lm, BbKI reduced the number of cells in BALF fluid and decreased cellular expression of TNF-alfa, MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS and iNOS in the airway and alveolar walls compared with ELA group (p < 0.05). BbKI decreased volume proportion of 8-iso-PGF2, collagen fibers and elastic airway and alveolar walls compared with ELA group (p < 0.05). There was a reduction from MUC-5 positive cells in the airway walls (p < 0.05). There was a reduction in the number of neutrophils in airway and alveolar walls (p < 0.005) and a reduction in macrophages in alveolar walls (p < 0.005). Conclusion: BbKI was effective in reducing inflammation, pulmonary mechanics and remodeling of the extracellular matrix induced by elastase. BbKI may be a potential pharmacological agent for the treatment of COPD; however, additional tests are required

Mais de 60% dos pacientes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) podem apresentar hiper-responsividade brônquica. Entretanto, não se sabe se, além das vias aéreas, o tecido pulmonar periférico também apresenta uma resposta exagerada a um agonista na DPOC. No presente estudo foi investigado o comportamento mecânico in vitro e as alterações estruturais e inflamatórias do tecido pulmonar periférico de 10 pacientes com DPOC comparados com 10 controles não fumantes. Foram realizadas medidas de resistência (R) e elastância (E) de fatias pulmonares em situação basal e após desafio com Acetilcolina. Também foram analisados no tecido alveolar as densidades de neutrófilos, eosinófilos, macrófagos, mastócitos e linfócitos CD8+ e CD4+, além do conteúdo de células positivas para -actina de músculo liso, fibras elásticas e colágenas. Os valores de R após o tratamento com Acetilcolina (RACh) e a porcentagem de aumento de resistência (%R) foram significativamente maiores no grupo DPOC comparado ao grupo controle (p0,03). O grupo DPOC também apresentou densidade de macrófagos (p=0,04) e linfócitos CD8+ (p=0,017) significativamente maior e conteúdo de fibras elásticas significativamente menor (p=0,003) comparado ao grupo controle. Foi observada uma correlação positiva significativa entre a %R e a densidade de eosinófilos e linfócitos CD8+ (r=0,608, p=0,002; e r=0,581, p=0,001, respectivamente), e também uma correlação negativa significativa entre a %R e a relação VEF1/ CVF (r=-0,451, p<0,05). Concluímos que a resposta colinérgica de fatias de parênquima pulmonar está aumentada em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica e parece estar relacionada tanto à densidade de eosinófilos e de linfócitos CD8+ no tecido alveolar quanto ao grau de obstrução determinado pela prova de função pulmonar. / Up to 60% of COPD patients can present airway hyperresponsiveness. However, it is not known whether the peripheral lung tissue also presents an exaggerated response to agonists in COPD. In this study we investigated the in vitro mechanical behavior and structural and inflammatory changes of peripheral lung tissue of 10 COPD patients and compared to 10 non-smoking controls. We measured resistance (R) and elastance (E) of lung strips at baseline and after acetylcholine (ACh) challenge. We further assessed the alveolar tissue density of neutrophils, eosinophils, macrophages, mast cells and CD8+ and CD4+ cells, and the content of -smooth muscle actin+ cells, elastic fibers and collagen fibers. Values of R after ACh treatment (RACh) and percent increase of tissue resistance (%R) were significantly higher in COPD group compared to controls (p0.03). There was a significantly higher density of macrophages (p=0.04) and CD8+ cells (p=0.017) and a lower elastic fiber content (p=0.003) in COPD group compared to controls. We observed a significant positive correlation between %R and eosinophil and CD8+ cells density (r=0.608, p=0.002; and r=0.581, p=0.001, respectively), and also a negative correlation between %R and FEV1/FVC (r=-0.451, p<0.05). We conclude that the cholinergic responsiveness of parenchymal lung strips is increased in COPD patients and seems to be related to alveolar tissue eosinophilic and CD8 lymphocytic inflammation and also to the degree of airway obstruction at pulmonary function test.

Embora a fumaça do cigarro configure-se como o principal fator de risco para o desenvolvimento da DPOC, nem todos os fumantes desenvolvem a DPOC clinicamente significativa, sugerindo outros fatores intrínsecos ao indivíduo, como diferenças nas respostas imunológicas envolvidas na patogênese e progressão desta doença. Objetivos: Compreender melhor o papel da resposta imune adaptativa na progressão da DPOC. Métodos: Foram estudados amostras de tecidos pulmonares de 21 indivíduos não fumantes (grupo controle); 22 fumantes não obstrutivos (FNO) e 17 fumantes com DPOC. A densidade de células CD4+ e CD8+, células T regulatórias (Treg) FOXP3+, células B e células positivas para interleucinas IL-10 e IL-17, e citocinas como CCL19, BAFF e TGF-beta foram avaliadas em pequenas e grandes vias aéreas, e em tecidos linfoides associados ou não aos brônquios (BALT e iBALT, respectivamente). Resultados: Observamos um aumento das células T CD4+ e CD8+ em pequenas e grandes vias aéreas, BALT e iBALT em fumantes; no entanto, os valores mais elevados foram detectados em pequenas vias aéreas dos indíviduos DPOC. Além disso, observouse uma diminuição na expressão de TGF-? em pacientes com DPOC em comparação aos grupos de FNO e controle em pequenas e grandes vias aéreas ao passo que uma diminuição na densidade de Treg foi observado apenas em pequenas vias aéreas, com consequente diminuição da densidade de células positivas para IL-10 em pequenas e grandes vias aéreas. Em BALT observou-se uma resposta diferente, com um aumento na densidade de Treg no grupo DPOC, sem diferenças para as análises de IL-10. Houve um aumento da densidade de células positvas para IL-17 em pequenas e grandes vias aéreas e iBALT na DPOC. Conclusões: Observamos que a redução da atividade regulatória do processo inflamatório em pequenas vias aéreas e a progressão da obstrução em fumantes esteve associado à diminuição da densidade de células Treg e da expressão de IL-10 e aumento da expressão de IL-17. Além disso, verificou-se diferenças entre o perfil inflamatório nos compartimentos pulmonares estudados / Although cigarette smoke is configured as the primary risk factor for the development of COPD, not all smokers develop COPD clinically significant, suggesting that there are other factors intrinsic to the individual, such as differences in immune responses involved in the pathogenesis and progression of this disease. Objectives: To better understand the role of the adaptive immune response in the progression of COPD. Methods: Lung tissue samples from 21 nonsmokers were studied (control group); 22 non-obstructive smokers (NOS) and 17 COPD smokers. The density of CD4 + cells and CD8 + regulatory T cells (Treg) FOXP3 + cells, B cells and positive cells for interleukins IL-10 and IL-17, and cytokines as CCL19, BAFF and TGF-beta were evaluated in large and small airways, and lymphoid tissue associated with bronchi or not (BALT and iBALT, respectively). Results: We observed an increase in CD4 + T cells and CD8 + in small and large airways, BALT and iBALT in smokers; however, the highest amounts were detected in the small airways of COPD patients. Furthermore, there was a decrease in TGF-beta expression in COPD patients compared to FNO and control groups in large and small airways while a decrease in Treg density was observed only in small airway and consequent decrease in the density of cells positive for IL-10 in large and small airways. In BALT we observed a different response, with an increase in Treg density in COPD patients without differences in IL-10 analysis. There was an increase in cell density for IL-17 in large and small airways, and iBALT in COPD. Conclusions: We observed that reduction of inflammation regulatory activity in small airways obstruction and progression of smoking was associated with decreased Treg cell density and IL-10 expression and increased IL-17 expression. Furthermore, there are differences between the inflammatory profile in the lung compartments studied

A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é uma das principais causas de morbidade crônica e mortalidade em todo o mundo e tem como principal manifestação o enfisema pulmonar, caracterizado pelo contínuo e progressivo remodelamento dos componentes da matriz extracelular (MEC). De acordo com estudos experimentais e clínicos esse remodelamento pode ser atribuído à ação proteolítica das metaloproteases de matriz (MMPs), especialmente da MMP-12, sobre os componentes da MEC, sendo a elastina considerada, até recentemente, a principal fibra alvo da proteólise. Dessa forma, só recentemente tem sido esclarecida a importância de outros componentes da MEC e outras MMPs, como as colagenases, no remodelamento da MEC. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a progressão do remodelamento das fibras no parênquima pulmonar e a expressão gênica das MMPs no início do desenvolvimento do enfisema. Para isso camundongos C57BL/6 receberam instilação intranasal de elastase pancreática suína (PPE 0,667 UI / Grupos ELA: n=40) ou o mesmo tratamento com solução salina (NaCl 0,9% / Grupos controle SAL: n=40). Os animais foram anestesiados, eutanasiados e separados em sub-grupos iguais (n=8) de acordo com o tempo após a instilação de PPE (1, 3, 6 horas, 3 e 21 dias) para remoção dos seus pulmões. Foram medidos o intercepto linear médio (Lm) e as proporções do volume de colágeno tipo I e tipo III, elastina e fibrilina. A expressão gênica para metaloproteinases (MMP-1a, MMP-1b, MMP-8, MMP-12 e MMP-13) no parênquima pulmonar foi avaliada por RT-PCR em tempo real. Os resultados demonstraram que o Lm aumentou desde 3 horas após a instilação de PPE, atingindo os maiores aumentos no 3º e 21º dias, sugerindo uma progressão no alargamento alveolar. Em comparação com o grupo SAL, os grupos ELA apresentaram uma diminuição no colágeno tipo I (no 3º dia) e colágeno tipo III (a partir de 6 horas até 3 dias) em tempos posteriores ao aumento da expressão gênica para MMP-8 (a partir de 3 até 6 horas) e - 13 (a partir de 1 até 6 horas). Após 21 dias, o colágeno tipo III apresentou aumento e o colágeno tipo I retornou a valores semelhantes aos do seu respectivo grupo controle. A expressão gênica para MMP-12 aumentou nos grupos ELA em tempos anteriores (3 e 6 horas) aos que constatamos a redução na proporção de elastina no pulmão (3º dia), reforçando a importância já estabelecida da MMP-12 na quebra deste componente da MEC. A proporção de volume de elastina aumentou no grupo ELA em relação ao respectivo grupo SAL no 21º dia. Não houve aumento na expressão gênica da MMP-1b em nenhum momento e a MMP-1a não teve expressão mensurável em nenhum dos grupos. Não foram observadas diferenças entre os grupos experimentais na avaliação da fibrilina. Nossos resultados serão úteis para melhor elucidar as alterações dinâmicas nos componentes da MEC e a importância, não só da metaloelastase, mas também das colagenases em estágios iniciais do enfisema, fornecendo novas ferramentas para futuros estudos sobre possíveis alvos terapêuticos / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major cause of chronic morbidity and mortality worldwide and has as the major manifestation pulmonary emphysema in which the components of the extracellular matrix (ECM) are in a continuous process of remodeling. According to experimental and clinical studies that remodeling can be attributed to proteolytic action of matrix metalloproteinases (MMPs), particularly MMP-12, on the ECM components, with elastin being considered until recently, the primary target fiber of proteolysis. Therefore, only recently has been clarified the importance of other components of the ECM and other MMPs such as collagenases on ECM remodeling. Thus, the objective of this study was to analyze the progression of lung parenchymal fibers remodeling and the gene expression of MMPs in the early development of emphysema. For this C57BL/6 mice were given intranasal instillation of porcine pancreatic elastase (PPE 0,667 IU / ELA groups: n=40) or the same treatment with saline (0.9% NaCl / SAL Control groups: n=40). The animals were anesthetized and euthanized divided into equal sub-groups (n=8) according to time after PPE instillation (1, 3, 6 hours, 3 and 21 days) to remove their lungs. The mean linear intercept (Lm) and the volume proportions of type I and type III collagen, elastin and fibrillin were measured. Gene expression of metalloproteinases (MMP-1a, 1b-MMP, MMP-8, MMP-12 and MMP-13) in the lung parenchyma was evaluated by Real Time RT-PCR. The results demonstrated that the Lm has increased from 3 hours after PPE instillation, with the highest increases reached at 3rd and 21th day, suggesting a progression in the alveolar enlargement. Compared to SAL group, ELA group showed a decrease in type I collagen (3rd day) and collagen type III (from 6 hours to 3 days) on later times to the increase in MMP-8 gene expression (from 3 to 6 hours) and - 13 (from 1 to 6 hours). After 21 days, type III collagen showed an increase and collagen type I returned to values similar to those of their respective control group. Gene expression for MMP-12 increased on PPE groups in earlier times (3 and 6 hours) at which we detected reduction in elastin proportion in the lung (3rd day), reinforcing the importance already established of MMP-12 in the breakage of this ECM component. The elastin volume proportion increased in PPE group compared to respective SAL group at 21st day. There was no increase in MMP-1b gene expression at any time and MMP-1a shows no measurable expression in either group. There were no differences between the experimental groups in the evaluation of fibrillin. Our results will be useful to better elucidate the dynamic changes in ECM components and the importance not only of metalloelastase but also of collagenases in the early stages of emphysema, providing new tools for future studies of potential therapeutic targets

Introdução: O desequilibrio protease-antiprotease é fundamental para a fisiopatologia da doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC). No entanto, poucos estudos para a inibição da elastase têm sido investigados. Objetivo: O nosso estudo avaliou a capacidade do inibidor proteinase derivada da planta Bauhinia bauhinioides (BbKI) na modulação da inflamação pulmonar induzida pela elastase. Métodos: Camundongos C57BL receberam instilação intratraqueal de elastase (0,025 mg, ELA n=6) ou solução salina (SAL n=6) e foram tratados por via intraperitoneal com BbKI (2 mg/kg, de ELA-BbKI n=6, SAL-BbKI n=6) nos dias 1, 14 e 21. No dia 28 foram realizadas as seguintes análises: (I) avaliação da mecânica pulmonar (II) medida do óxido nítrico exalado (ENO), (III) a determinação do número de céluas no lavado broncoalveolar (FLBA), e ( IV) coloração imunohistoquímica do fluído pulmonar, (V) intercepto linear médio (Lm), Resultados: Além de diminuir alterações mecânicas e a lesão do septo alveolar (Lm), BbKI reduziu o número de células no fluido de FLBA e diminuiu a expressão celular de TNF-alfa, MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS e iNOS em vias aéreas e nas paredes alveolares em comparação com o grupo de ELA (p < 0,05). BbKI diminuiu a proporção de volume de 8-iso-PGF2, as fibras colagenas e as elásticas nas vias aéreas e paredes alveolares em comparação com o grupo de ELA (p < 0,05). Houve redução do número de células para positivas MUC-5 nas paredes das vias aéreas (p < 0,05). Houve redução do número de neutrófilos em vias aereas e parenquima e de macrófagosnas paredes alveolares. Conclusão: BbKI foi eficaz na redução da inflamação pulmonar, mecânica pulmonar e do remodelamento da matriz extracelular induzida por elastase. BbKI pode ser uma ferramenta farmacológica potencial para o tratamento da DPOC; no entanto, são necessárias análises adicionais / Introduction: The protease-antiprotease imbalance is essential to the pathophysiology of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). However, few studies for inhibition of elastase have been investigated. Objective: Our study evaluated the ability of proteinase inhibitor derived Bauhinia bauhinioides plant (BbKI) in modulating lung inflammation induced by elastase. Methods: Mice C57BL received intratracheal elastase instillation (0.025 mg, ELA n = 6) or saline (SAL n = 6) and were treated intraperitoneally with BbKI (2 mg/kg of ELA-BbKI n = 6, SAL-BbKI n = 6) on days 1, 14 and 21. On the 28th the following analyzes were performed: (i) assessment of pulmonary mechanics (II) measurement of exhaled nitric oxide (ENO), (III) determining the number of cells in bronchoalveolar lavage fluid (BALF), and (IV) immunohistochemical staining of lung fluid, (V) mean linear intercept (Lm) Results: In addition to reducing mechanical changes and Lm, BbKI reduced the number of cells in BALF fluid and decreased cellular expression of TNF-alfa, MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS and iNOS in the airway and alveolar walls compared with ELA group (p < 0.05). BbKI decreased volume proportion of 8-iso-PGF2, collagen fibers and elastic airway and alveolar walls compared with ELA group (p < 0.05). There was a reduction from MUC-5 positive cells in the airway walls (p < 0.05). There was a reduction in the number of neutrophils in airway and alveolar walls (p < 0.005) and a reduction in macrophages in alveolar walls (p < 0.005). Conclusion: BbKI was effective in reducing inflammation, pulmonary mechanics and remodeling of the extracellular matrix induced by elastase. BbKI may be a potential pharmacological agent for the treatment of COPD; however, additional tests are required

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a proteína bifuncional de planta, CrataBL, que tem lectina e as propriedades inibidoras de enzima, modula alterações de mecânica pulmonar, inflamatórias e remodelamento induzidas por elastase intratraqueal em camundongos. Métodos: 36 camundongos C57BL6 receberam elastase (0,025 mg) por instilação intratraqueal (grupo ELA e ELA-CrataBL). Os grupos controles receberam salina (grupo SAL e SAL-CrataBL). Os camundongos foram tratados com instilação intraperitoneal de CrataBL (2mg/kg) nos dias 1, 14 e 21 após a instilação intratraqueal de elastase (grupo SAL-CrataBL e ELA-CrataBL) os animais controle receberam salina no mesmo volume. No dia 28, os camundongos foram anestesiados, ventilados mecanicamente e foram analisados a resistência e elastância do sistema respiratório (Ers e Rrs), elastância e resistência tecidual (Htis e Gtis), resistência das vias aéreas (Raw) e óxido nítrico exalado (NOex). Após, o lavado broncoalveolar (LBA) foi realizado, os pulmões foram retirados e por morfometria, e foram quantificados o intercepto linear médio (Lm), a quantidade de neutrófilos, células positivas para TNF-alfa, fibras colágenas, elásticas, células positivas para MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS e iNOS e isoprostano no parênquima pulmonar e vias aéreas. No parênquima foram avaliados os macrófagos nos septos alveolares e nas vias aéreas, foram também avaliadas as células para MUC-5. Resultados: No grupo ELA houve um aumento na Ers, Raw, Gtis, Htis, Lm, NOex, nas células totais, macrófagos, neutrófilos, eosinófilos e linfócitos no LBA em relação aos controles (p < 0,05), sendo que Raw, diminuiu também nos grupos SAL-CrataBL e ELA-CrataBL. Nos grupos tratados com CrataBL houve uma diminuição de Ers (37,0±2,2 cmH2O/L), Htis (37,9±3,5 cmH2O/ml/s), ENO (14,7±0,7 ppb), comparativamente ao grupo ELA (p < 0,05). No LBA houve atenuação de neutrófilos (0,003±0,001 104células/ml), linfócitos (0,003±0,001 104células/ml) e de Lm (54,6±6,0 mm). Complementando a avaliação, no grupo que recebeu elastase houve um aumento no número de macrófagos (22,88 +- 2,24 células/104um2), neutrófilos (1,18 +- 0,15 células/10 4um2), células positivas para TNF-ala (12,52 +- 0,42 células/104um2) no parênquima pulmonar. Nas alterações de remodelamento no parênquima pulmonar, houve um aumento da proporção de volume de fibras colágenas (11,5 +- 0,11%), elásticas (0,5 +- 0,03%), na quantidade de células positivas para MMP-9 (18,59 +- 1,87 células/104?m2), MMP-12 (20,17 +- 1,92 células/104?m2), TIMP-1 (14,42 +- 2,05 células/104um2) em comparação com os controlos (p < 0,001). No estresse oxidativo, houve um aumento de eNOS (13,15 +- 0,40 células/104um2), iNOS (10,49 +- 0,65 células/104um2) e isoprostano (18,11 =- 5,38%). O tratamento CrataBL (grupo ELA-CrataBL) reduziu no parênquima pulmonar a quantidade de macrófagos (9,58 +- 1,36 células/104um2), neutrófilos (0,75 +- 0,1 células/104um2), células positivas para TNF-alfa (10.4±0,49 células/104?m2), fibras colágenas (10,8 +- 0,13%), elásticas (0,3 +- 0,02%), a quantidade de células positivas para a MMP-9 (10,35±0,65 células/104um2), MMP-12 (14,15±0,59 células/104um2), TIMP-1 (9,89 +- 2,79 células/104um2), MUC-5 (3,56 +- 0,54 células/104um2), eNOS (6.98 +- 0.32 células/104um2) e iNOS (6,21 +- 0,42 células/104um2) e isoprostano (8,96 +- 3,08 %) em relação ao grupo ELA (p < 0,001). Nas vias aéreas também ocorreu um aumento significativo de neutrófilos (5,97 +- 1,03 células/104um2), células positivas para TNF-alfa (15,82 +- 1,03 células/104um2). Nas alterações de remodelamento pulmonar nas vias aéreas também ocorreu um aumento da proporção de volume de fibras colágenas (8,73 +- 2,59%), elásticas (2,56 +- 0,18%), na quantidade de células positivas para MMP-9 (14,86 +- 1,77 células/104um2), MMP-12 (18,56 +- 1,79 células/104um2), TIMP-1 (1,31 +- 0,12 células/104um2) e MUC-5 (7,09 +- 1,71 células/104um2) em comparação com os controlos (p < 0,001). No estresse oxidativo, houve um aumento de células positivas para eNOS (3,09 +- 0,08 células/104um2), iNOS (5,4 +- 0,3 células/104um2) e isoprostano (18,11 +- 5,38%) em comparação com os controlos (p < 0,001). O tratamento CrataBL (grupo ELA-CrataBL) reduziu nas vias aéreas a quantidade de neutrófilos (4,62 +- 0,61 células/104um2), TNF- alfa (14,30 +- 1,28 células/104um2), fibras colágenas (7,80 +- 1,37%), elásticas (1,4 +- 0,13%), a quantidade de células positivas para a MMP-9 (9,93 +- 1,39 células/104um2), MMP-12 (12,06 +- 1,15 células/104um2), TIMP-1 (0,73 +- 0,05 células/104?m2), MUC-5 (3,56 +- 0,54 células/104um2), eNOS (1,89 +- 0,16 células/104um2) e iNOS (4,3 +- 0,31 células/104um2), isoprostano (7,34 +- 2,31%) em relação ao grupo ELA (p < 0,001). Conclusão: CrataBL atenua as alterações de mecânica pulmonar, lavado bronco alveolar, responsividade inflamatória, controle do remodelamento e estresse oxidativo induzidas pela elastase. Embora mais estudos devam ser realizados, esta proteína bifuncional pode contribuir como potencial ferramenta terapêutica para o tratamento da DPOC / The aim of this study was to evaluate whether the bifunctional protein plant, CrataBL, which has lectin and enzyme inhibitory properties, modulates changes in lung mechanics, inflammatory and remodeling induced by intratracheal elastase in mice.Methods : 36 C57/Bl6 mice received elastase (0.025 mg) by intratracheal (group ELA and ELA-CrataBL). Control groups received saline (group SAL and SAL-CrataBL).The mice were treated with intraperitoneal instillation of CrataBL (2mg/kg) on days 1, 14 and 21 after intratracheal instillation of elastase (group SAL-CrataBL and ELA-CrataBL), control animals received saline in the same volume. On day 28, the mice were anesthetized and mechanically ventilated were analyzed resistance and respiratory system elastance (Ers and Rrs), elastance and tissue resistance (Htis and Gtis), airway resistance (Raw) and exhaled nitric oxide (ENO). After the bronchoalveolar lavage (BAL) was performed, the lungs were removed and morphometry were quantified and the linear intercept mean (Lm), the number of neutrophils, positive cells for TNF-alfa, collagen fibers, positive cells for MMP-9, MMP-12, TIMP-1, eNOS, iNOS and isoprostane in lung parenchyma and airways. Parenchyma was also evaluated macrophages in the alveolar septa. Airway was also evaluated MUC-5 cells. Results: In group ELA was an increase in Ers, Raw, Gtis, Htis, Lm, ENO, in total cells, macrophages, neutrophils, eosinophils and lymphocytes in BAL compared to controls (p < 0.05), and Raw, decreased in both groups SAL-CrataBL and ELA-CrataBL. In the groups treated with CrataBL there was a decrease in Ers (37.0±2.2 cmH2O/L) Htis (37 9±3.5 cmH2O/ml/s) and ENO (14.7±0.7 ppb) compared to the ELA group (p < 0.05). In BAL there was attenuation of neutrophils (0.003±0.001 104cells/ml), lymphocytes (0.003±0.001 104cells/ml) and Lm (54.6±6.0 mm). Complementing the assessment, the group that received elastase was an increase in the number of macrophages (22.88±2.24 cells/104um2), neutrophils (1.18±0.15 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (12.52±0.42 cells/104um2) in the lung parenchyma. In remodeling changes in lung parenchyma, there was an increase in the volume ratio of collagen fibers (11.5 ± 0.11%), elastic (0.5±0.03%), the number of positive MMP-9 cells (18.59±1.87 cells/104um2), MMP-12 (20.17 ± 1.92 cells/104um2) TIMP-1 (14.42±2.05 cells/104um2) compared to controls (p < 0.001). Oxidative stress, was an increased of eNOS (13.15±0.40 cells/104um2), iNOS (10.49 ± 0.65 cells/104um2) and isoprostane (18.11±5.38%). Treatment CrataBL (ELA-CrataBL group) reduced the amount of parenchymal lung macrophages (9.58±1.36 cells/104um2), neutrophils (0.75±0.1 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (10.4±0.49 cells/104um2), collagen (10.8±0.13%), elastic (0.3±0.02%), the number of positive MMP-9 cells (10.35±0.65 cells/104?m2), MMP-12 (14.15±0.59 cells/104um2), TIMP-1 (9.89±2.79 cells/104um2) MUC-5 (3.56±0.54 cells/104um2), eNOS (6.98±0:32 cells/104um2) and iNOS (6.21±0.42 cells/104um2) and isoprostane (8.96 ± 3.08%) compared to group ELA (p < 0.001). Airway was also a significant increase in neutrophils (5.97±1.03 cells/104um2), positive TNF-alfa cells (15.82±1.03 cells/104um2). Changes in lung airway remodeling also occurred an increase in the volume ratio of collagen fibers (8.73±2.59%), elastic (2.56±0.18%), the number of positive MMP-9 cells (14.86±1.77 cells/104um2), MMP-12 (18.56±1.79 cells/104um2) TIMP-1 (1.31±0.12 cells/104um2) and MUC-5 (7.09±1.71 cells/104um2) compared to controls (p < 0.001). Oxidative stress, an increase of eNOS (3.09 ± 0.08 cells/104um2), iNOS (5.4±0.3 cells/104um2) and isoprostane (18.11±5.38%) compared to controls (p < 0.001). Treatment CrataBL (ELA-CrataBL group) reduced the amount airway neutrophils (4.62±0.61 cells/104um2), TNF-alfa (14.30 ± 1.28 cells/104um2), collagen fibers (7 80±1.37%), elastic (1.4±0.13%), the number of positive MMP-9 cells (9.93±1.39 cells/104um2), MMP-12 (12.06±1.15), TIMP-1 (0.73±0.05 cells/104um2), MUC-5 (3.56±0.54 cells/104um2), eNOS (1.89±0,16 cells/104um2) and iNOS (4.3±0.31 cells/104um2), isoprostane (7.34±2.31%) compared to group ELA (p < 0.001). Conclusion: CrataBL attenuates changes in lung mechanics, broncho alveolar inflammatory responsiveness, control remodeling and oxidative stress induced by elastase. Although more studies should be conducted, this bifunctional protein may contribute as a potential therapeutic tool for the treatment of COPD

Embora a fumaça do cigarro configure-se como o principal fator de risco para o desenvolvimento da DPOC, nem todos os fumantes desenvolvem a DPOC clinicamente significativa, sugerindo outros fatores intrínsecos ao indivíduo, como diferenças nas respostas imunológicas envolvidas na patogênese e progressão desta doença. Objetivos: Compreender melhor o papel da resposta imune adaptativa na progressão da DPOC. Métodos: Foram estudados amostras de tecidos pulmonares de 21 indivíduos não fumantes (grupo controle); 22 fumantes não obstrutivos (FNO) e 17 fumantes com DPOC. A densidade de células CD4+ e CD8+, células T regulatórias (Treg) FOXP3+, células B e células positivas para interleucinas IL-10 e IL-17, e citocinas como CCL19, BAFF e TGF-beta foram avaliadas em pequenas e grandes vias aéreas, e em tecidos linfoides associados ou não aos brônquios (BALT e iBALT, respectivamente). Resultados: Observamos um aumento das células T CD4+ e CD8+ em pequenas e grandes vias aéreas, BALT e iBALT em fumantes; no entanto, os valores mais elevados foram detectados em pequenas vias aéreas dos indíviduos DPOC. Além disso, observouse uma diminuição na expressão de TGF-? em pacientes com DPOC em comparação aos grupos de FNO e controle em pequenas e grandes vias aéreas ao passo que uma diminuição na densidade de Treg foi observado apenas em pequenas vias aéreas, com consequente diminuição da densidade de células positivas para IL-10 em pequenas e grandes vias aéreas. Em BALT observou-se uma resposta diferente, com um aumento na densidade de Treg no grupo DPOC, sem diferenças para as análises de IL-10. Houve um aumento da densidade de células positvas para IL-17 em pequenas e grandes vias aéreas e iBALT na DPOC. Conclusões: Observamos que a redução da atividade regulatória do processo inflamatório em pequenas vias aéreas e a progressão da obstrução em fumantes esteve associado à diminuição da densidade de células Treg e da expressão de IL-10 e aumento da expressão de IL-17. Além disso, verificou-se diferenças entre o perfil inflamatório nos compartimentos pulmonares estudados / Although cigarette smoke is configured as the primary risk factor for the development of COPD, not all smokers develop COPD clinically significant, suggesting that there are other factors intrinsic to the individual, such as differences in immune responses involved in the pathogenesis and progression of this disease. Objectives: To better understand the role of the adaptive immune response in the progression of COPD. Methods: Lung tissue samples from 21 nonsmokers were studied (control group); 22 non-obstructive smokers (NOS) and 17 COPD smokers. The density of CD4 + cells and CD8 + regulatory T cells (Treg) FOXP3 + cells, B cells and positive cells for interleukins IL-10 and IL-17, and cytokines as CCL19, BAFF and TGF-beta were evaluated in large and small airways, and lymphoid tissue associated with bronchi or not (BALT and iBALT, respectively). Results: We observed an increase in CD4 + T cells and CD8 + in small and large airways, BALT and iBALT in smokers; however, the highest amounts were detected in the small airways of COPD patients. Furthermore, there was a decrease in TGF-beta expression in COPD patients compared to FNO and control groups in large and small airways while a decrease in Treg density was observed only in small airway and consequent decrease in the density of cells positive for IL-10 in large and small airways. In BALT we observed a different response, with an increase in Treg density in COPD patients without differences in IL-10 analysis. There was an increase in cell density for IL-17 in large and small airways, and iBALT in COPD. Conclusions: We observed that reduction of inflammation regulatory activity in small airways obstruction and progression of smoking was associated with decreased Treg cell density and IL-10 expression and increased IL-17 expression. Furthermore, there are differences between the inflammatory profile in the lung compartments studied

A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é uma das principais causas de morbidade crônica e mortalidade em todo o mundo e tem como principal manifestação o enfisema pulmonar, caracterizado pelo contínuo e progressivo remodelamento dos componentes da matriz extracelular (MEC). De acordo com estudos experimentais e clínicos esse remodelamento pode ser atribuído à ação proteolítica das metaloproteases de matriz (MMPs), especialmente da MMP-12, sobre os componentes da MEC, sendo a elastina considerada, até recentemente, a principal fibra alvo da proteólise. Dessa forma, só recentemente tem sido esclarecida a importância de outros componentes da MEC e outras MMPs, como as colagenases, no remodelamento da MEC. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a progressão do remodelamento das fibras no parênquima pulmonar e a expressão gênica das MMPs no início do desenvolvimento do enfisema. Para isso camundongos C57BL/6 receberam instilação intranasal de elastase pancreática suína (PPE 0,667 UI / Grupos ELA: n=40) ou o mesmo tratamento com solução salina (NaCl 0,9% / Grupos controle SAL: n=40). Os animais foram anestesiados, eutanasiados e separados em sub-grupos iguais (n=8) de acordo com o tempo após a instilação de PPE (1, 3, 6 horas, 3 e 21 dias) para remoção dos seus pulmões. Foram medidos o intercepto linear médio (Lm) e as proporções do volume de colágeno tipo I e tipo III, elastina e fibrilina. A expressão gênica para metaloproteinases (MMP-1a, MMP-1b, MMP-8, MMP-12 e MMP-13) no parênquima pulmonar foi avaliada por RT-PCR em tempo real. Os resultados demonstraram que o Lm aumentou desde 3 horas após a instilação de PPE, atingindo os maiores aumentos no 3º e 21º dias, sugerindo uma progressão no alargamento alveolar. Em comparação com o grupo SAL, os grupos ELA apresentaram uma diminuição no colágeno tipo I (no 3º dia) e colágeno tipo III (a partir de 6 horas até 3 dias) em tempos posteriores ao aumento da expressão gênica para MMP-8 (a partir de 3 até 6 horas) e - 13 (a partir de 1 até 6 horas). Após 21 dias, o colágeno tipo III apresentou aumento e o colágeno tipo I retornou a valores semelhantes aos do seu respectivo grupo controle. A expressão gênica para MMP-12 aumentou nos grupos ELA em tempos anteriores (3 e 6 horas) aos que constatamos a redução na proporção de elastina no pulmão (3º dia), reforçando a importância já estabelecida da MMP-12 na quebra deste componente da MEC. A proporção de volume de elastina aumentou no grupo ELA em relação ao respectivo grupo SAL no 21º dia. Não houve aumento na expressão gênica da MMP-1b em nenhum momento e a MMP-1a não teve expressão mensurável em nenhum dos grupos. Não foram observadas diferenças entre os grupos experimentais na avaliação da fibrilina. Nossos resultados serão úteis para melhor elucidar as alterações dinâmicas nos componentes da MEC e a importância, não só da metaloelastase, mas também das colagenases em estágios iniciais do enfisema, fornecendo novas ferramentas para futuros estudos sobre possíveis alvos terapêuticos / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major cause of chronic morbidity and mortality worldwide and has as the major manifestation pulmonary emphysema in which the components of the extracellular matrix (ECM) are in a continuous process of remodeling. According to experimental and clinical studies that remodeling can be attributed to proteolytic action of matrix metalloproteinases (MMPs), particularly MMP-12, on the ECM components, with elastin being considered until recently, the primary target fiber of proteolysis. Therefore, only recently has been clarified the importance of other components of the ECM and other MMPs such as collagenases on ECM remodeling. Thus, the objective of this study was to analyze the progression of lung parenchymal fibers remodeling and the gene expression of MMPs in the early development of emphysema. For this C57BL/6 mice were given intranasal instillation of porcine pancreatic elastase (PPE 0,667 IU / ELA groups: n=40) or the same treatment with saline (0.9% NaCl / SAL Control groups: n=40). The animals were anesthetized and euthanized divided into equal sub-groups (n=8) according to time after PPE instillation (1, 3, 6 hours, 3 and 21 days) to remove their lungs. The mean linear intercept (Lm) and the volume proportions of type I and type III collagen, elastin and fibrillin were measured. Gene expression of metalloproteinases (MMP-1a, 1b-MMP, MMP-8, MMP-12 and MMP-13) in the lung parenchyma was evaluated by Real Time RT-PCR. The results demonstrated that the Lm has increased from 3 hours after PPE instillation, with the highest increases reached at 3rd and 21th day, suggesting a progression in the alveolar enlargement. Compared to SAL group, ELA group showed a decrease in type I collagen (3rd day) and collagen type III (from 6 hours to 3 days) on later times to the increase in MMP-8 gene expression (from 3 to 6 hours) and - 13 (from 1 to 6 hours). After 21 days, type III collagen showed an increase and collagen type I returned to values similar to those of their respective control group. Gene expression for MMP-12 increased on PPE groups in earlier times (3 and 6 hours) at which we detected reduction in elastin proportion in the lung (3rd day), reinforcing the importance already established of MMP-12 in the breakage of this ECM component. The elastin volume proportion increased in PPE group compared to respective SAL group at 21st day. There was no increase in MMP-1b gene expression at any time and MMP-1a shows no measurable expression in either group. There were no differences between the experimental groups in the evaluation of fibrillin. Our results will be useful to better elucidate the dynamic changes in ECM components and the importance not only of metalloelastase but also of collagenases in the early stages of emphysema, providing new tools for future studies of potential therapeutic targets

Mais de 60% dos pacientes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) podem apresentar hiper-responsividade brônquica. Entretanto, não se sabe se, além das vias aéreas, o tecido pulmonar periférico também apresenta uma resposta exagerada a um agonista na DPOC. No presente estudo foi investigado o comportamento mecânico in vitro e as alterações estruturais e inflamatórias do tecido pulmonar periférico de 10 pacientes com DPOC comparados com 10 controles não fumantes. Foram realizadas medidas de resistência (R) e elastância (E) de fatias pulmonares em situação basal e após desafio com Acetilcolina. Também foram analisados no tecido alveolar as densidades de neutrófilos, eosinófilos, macrófagos, mastócitos e linfócitos CD8+ e CD4+, além do conteúdo de células positivas para -actina de músculo liso, fibras elásticas e colágenas. Os valores de R após o tratamento com Acetilcolina (RACh) e a porcentagem de aumento de resistência (%R) foram significativamente maiores no grupo DPOC comparado ao grupo controle (p0,03). O grupo DPOC também apresentou densidade de macrófagos (p=0,04) e linfócitos CD8+ (p=0,017) significativamente maior e conteúdo de fibras elásticas significativamente menor (p=0,003) comparado ao grupo controle. Foi observada uma correlação positiva significativa entre a %R e a densidade de eosinófilos e linfócitos CD8+ (r=0,608, p=0,002; e r=0,581, p=0,001, respectivamente), e também uma correlação negativa significativa entre a %R e a relação VEF1/ CVF (r=-0,451, p<0,05). Concluímos que a resposta colinérgica de fatias de parênquima pulmonar está aumentada em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica e parece estar relacionada tanto à densidade de eosinófilos e de linfócitos CD8+ no tecido alveolar quanto ao grau de obstrução determinado pela prova de função pulmonar. / Up to 60% of COPD patients can present airway hyperresponsiveness. However, it is not known whether the peripheral lung tissue also presents an exaggerated response to agonists in COPD. In this study we investigated the in vitro mechanical behavior and structural and inflammatory changes of peripheral lung tissue of 10 COPD patients and compared to 10 non-smoking controls. We measured resistance (R) and elastance (E) of lung strips at baseline and after acetylcholine (ACh) challenge. We further assessed the alveolar tissue density of neutrophils, eosinophils, macrophages, mast cells and CD8+ and CD4+ cells, and the content of -smooth muscle actin+ cells, elastic fibers and collagen fibers. Values of R after ACh treatment (RACh) and percent increase of tissue resistance (%R) were significantly higher in COPD group compared to controls (p0.03). There was a significantly higher density of macrophages (p=0.04) and CD8+ cells (p=0.017) and a lower elastic fiber content (p=0.003) in COPD group compared to controls. We observed a significant positive correlation between %R and eosinophil and CD8+ cells density (r=0.608, p=0.002; and r=0.581, p=0.001, respectively), and also a negative correlation between %R and FEV1/FVC (r=-0.451, p<0.05). We conclude that the cholinergic responsiveness of parenchymal lung strips is increased in COPD patients and seems to be related to alveolar tissue eosinophilic and CD8 lymphocytic inflammation and also to the degree of airway obstruction at pulmonary function test.