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Biomarcadores inflamatórios e epigenéticos precoces de componentes da síndrome metabólica e sua associação com a dieta habitual / Inflammatory and Epigenetic early biomarkers of Metabolic Syndrome components and its association with habitual diet

Carraro, Júlia Cristina Cardoso 18 December 2015 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-12-13T18:03:05Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1506533 bytes, checksum: d73dc353606901f01442f28406e090cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-13T18:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1506533 bytes, checksum: d73dc353606901f01442f28406e090cf (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Síndrome Metabólica (SM) é caracterizada como um conjunto de alterações metabólicas relacionadas ao maior risco de doenças cardiovasculares, diabetes, e morte prematura. Seu desenvolvimento pode estar relacionado a vários fatores, como o estresse oxidativo, a inflamação, fatores ambientais (ex. dieta) e (epi)genéticos, sendo a obesidade e a resistência à insulina fatores centrais em sua fisiopatologia. Uma vez que a SM possui importantes repercussões na qualidade e expectativa de vida, torna-se importante o diagnóstico e intervenção precoce no intuito do aumento da sobrevida destes indivíduos. Assim, este estudo teve como objetivo determinar biomarcadores inflamatórios e epigenéticos precoces da SM, bem como avaliar a associação de componentes da dieta habitual com os componentes da SM, com as concentrações de marcadores inflamatórios e com modificações epigenéticas. Dois estudos transversais foram conduzidos, sendo um composto por profissionais de saúde aparentemente saudáveis do município de Viçosa – MG (n=226; 74% do sexo feminino; idade média de 28,9 ± 7,0 anos e média de IMC de 22,4 ± 3,4 kg/m2), e o segundo por estudantes das universidades de Navarra (UNAV) e Pública de Navarra (UPNA), da cidade de Pamplona, Espanha (n=153; 67% do sexo feminino; idade média de 21,0 ± 3,0 anos e média de IMC de 22,1 ± 2,5 kg/m2). Foram avaliados indicadores antropométricos, de composição corporal, marcadores metabólicos e inflamatórios e a metilação global do DNA e de promotores de genes codificadores de marcadores inflamatórios. Os marcadores epigenéticos foram avaliados por diferentes métodos (High Resolution Melting - HRM e MALDI-TOF-Sequenon). Em relação ao primeiro estudo, a hipermetilação global do DNA e a de promotores de genes inflamatórios (IL-6, SERPINE1 e PCR) esteve associada a marcadores de adiposidade, como o perímetro da cintura - PC e índice de massa corporal - IMC. Indivíduos com maior metilação global também apresentaram aumento da pressão arterial sistólica e de marcadores do metabolismo glicídico, maiores concentrações de TNF-α e menores de adiponectina, bem como pior qualidade da dieta. A hipermetilação dos genes inflamatórios, embora não relacionada a concentrações circulantes das respectivas citocinas, esteve relacionada a componentes específicos da dieta, como o maior consumo de calorias, de carboidratos ou de lipídios totais. No segundo estudo, as concentrações séricas de interleucina-6 (IL- 6) estiveram associadas a indicadores de adiposidade (PC, razão cintura quadril - RCQ, IMC e percentual de gordura corporal), assim como ao maior risco de ocorrência da resistência à insulina e maiores concentrações séricas de PCR, mostrando-se melhor biomarcador precoce de desordens metabólicas que a interleucina-18 (IL-18). As concentrações destas interleucinas podem ser influenciadas pelo hábito de fumar, uma vez que o maior número de cigarros fumados ao dia esteve associado a maiores concentrações de IL-6 e IL-18. A melhor qualidade da dieta, bem como o maior consumo de frutas totais, laranja, maçã, vitamina C e fibra da fruta estiveram associadas à hipometilação do promotor de TNF-α. Em conjunto, os resultados dos dois estudos sugerem que as concentrações de citocinas inflamatórias e marcadores epigenéticos (metilação de DNA) podem ser bons preditores precoces de alterações metabólicas, podendo ser influenciados pela qualidade da dieta e ingestão de nutrientes e,ou grupos alimentares específicos, como o de frutas. / The metabolic syndrome (MetS) is a cluster of metabolic abnormalities associated with increased risk of cardiovascular disease, diabetes, and premature death. The development of MetS may be related to many factors such as oxidative stress, inflammation, environmental (eg. diet) and (epi)genetic factors, being obesity and insulin resistance key factors in the pathophysiology. Since MetS has important repercussions on the quality of life and life expectancy, it is very important the early diagnosis and intervention in order to increase the survival of these subjects. Thus, this study aimed to determine early inflammatory and epigenetic biomarkers of MetS, and to evaluate the association of dietary components with MetS and with the biomarkers evaluated. Two cross-sectional studies were carried out, one composed by apparently healthy healthcare professionals from Viçosa - MG (n = 226, 74% of females, age average 28.9 ± 7.0 years old and BMI average 22.4 ± 3.4 kg/m2), and the second by students from the universities of Navarra (UNAV) and Public of Navarra (UPNA), from Pamplona , Spain (n = 153, 67% of females, age average 21.0 ± 3.0 years old and BMI average 22.1 ± 2.5 kg/m2).). Subjects from the both studies were evaluated by anthropometric, body composition, metabolic and inflammatory markers and, the global DNA methylation and methylation of promoters of genes encoding inflammatory markers. Epigenetic markers were evaluated by different methods (High Resolution Melting - HRM and MALDI-TOF- Sequenon). Regarding to the first study, the global DNA and inflammatory genes promoters hypermethylation (IL-6, SERPINE1 and PCR) have been associated to adiposity markers such as waist circumference (WC) and body mass index (BMI). Individuals with higher global methylation also showed an increase in systolic blood pressure and glycemic metabolism markers, higher TNF-α concentrations and lower adiponectin, as well as poorer quality of the diet. The hypermethylation of inflammatory genes, though not related to circulating concentrations of the cytokines, was related to specific components of the diet, such as higher caloric, carbohydrate or total fatty acids intake. About the second one, interleukin-6 (IL-6) concentrations were associated with adiposity traits (WC, waist hip ratio- WHR, BMI and body fat percentage), as well as the increased risk of resistance insulin and higher serum concentrations of CRP. IL-6 has been shown to be better early biomarker of metabolic disorders that interleukin-18 (IL-18). The concentrations of these interleukins can be influenced by smoking, once the largest number of cigarettes smoked per day was associated with higher concentrations of IL-6 and IL-18. The best quality of the diet and higher consumption of total fruit, orange, apple, vitamin C and fruit fiber were associated with hypomethylation of TNF-α promoter. Taken together, the results of both studies suggest that the inflammatory cytokines levels and epigenetic markers (DNA methylation) can be good predictors of early metabolic changes, which can be influenced by the quality of diet and intake of nutrients or specific.
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Alterações da resposta inflamatória e mudanças epigenéticas como indicadores dos estágios clínicos da tuberculose pulmonar / Alterations in the inflammatory response and epigenetic changes as indicators of clinical stages of pulmonary tuberculosis

Zambuzi, Fabiana Albani 24 February 2015 (has links)
A tuberculose representa um sério problema de Saúde Pública para o Brasil e o mundo. Estima-se que cerca de um terço da população mundial seja infectado pelo bacilo, sendo que 95% destes indivíduos desenvolvem a forma latente da tuberculose. Dessa forma, encontrar um marco entre o que faz o bacilo Mycobacterium tuberculosis (Mtb) induzir no hospedeiro uma doença ativa ou sua forma latente tem sido o objeto de estudo de diferentes grupos de pesquisa. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi correlacionar mudanças na resposta imune desenvolvida por monócitos de pacientes em diferentes estágios da tuberculose pulmonar com alterações epigenéticas, e então com aspectos clínicos de cada estágio. Nosso estudo incluiu 17 pacientes com a doença ativa, 14 indivíduos com tuberculose latente e 16 controles não infectados. A partir de sangue periférico, foi coletado plasma para quantificação de citocinas, sCD163 e sCD14. Complementarmente, monócitos foram purificados para avaliação da ativação imune através da quantificação de citocinas e espécies reativas de oxigênio mediante estimulação in vitro com Mtb inativado por calor, bem como PCR array para detectar expressão de enzimas de repressão ou ativação epigenética entre os grupos e avaliação do padrão de metilação global. Pacientes com tuberculose ativa apresentaram níveis plasmáticos elevados de citocinas como IL-6, IP-10, TNF-, IL-12, bem como IL-5. Dentre as citocinas, TNF-, IL-5, IL-6 e IP-10 permitiram diferenciar indivíduos latentes dos pacientes com tuberculose ativa. Também demostramos que maior número de correlações entre as citocinas foi observado nos pacientes com a doença ativa, indicando um estado geral mais ativado do sistema imune. Níveis plasmáticos de sCD163 e sCD14 estavam elevados nos pacientes quando comparados com indivíduos latentes e controles, e poderiam também diferenciar a tuberculose ativa. Tais níveis aumentados correlacionam-se com o estado ativado de monócitos dos pacientes, que produzem maior quantidade de espécies reativas de oxigênio e tendem a produzir mais citocinas inflamatórias, como IL-6 e TNF-. Este perfil parece ser modulado por modificações epigenéticas, uma vez que monócitos de pacientes com tuberculose pareceram mostrar menor expressão de enzimas responsáveis por mudanças relacionadas à repressão e maior expressão de enzimas relacionadas à ativação da expressão gênica, bem como redução no padrão global de metilação do DNA genômico, sugerindo maior atividade destas células. Finalmente, uma vez que pacientes com tuberculose apresentaram níveis elevados de alguns mediadores, correlacionamos estes com o grau de lesão pulmonar, e consequentemente, com a gravidade da doença. Nós mostramos que dentre os marcadores, TNF- e sCD163 correlacionaram-se positivamente com a progressão da tuberculose. Assim, concluímos que em relação aos indivíduos controle e com TB latente, os pacientes com tuberculose ativa apresentam o sistema imune em maior estado de ativação, e ainda, que alterações epigenéticas podem ser as responsáveis pela modulação observada. Dentre os fatores aumentados nos pacientes, TNF-, IL-6, IP-10, IL-5, sCD163 e sCD14 podem diferenciar os pacientes com doença ativa dos demais indivíduos analisados, e ainda sCD163 e TNF- podem atuar como indicativos da gravidade da tuberculose. / Tuberculosis is a major public health problem for Brazil and worldwide. It is estimated that about one third of the world population is infected with the bacillus, and 95% of those individuals have the condition in the latent form. Thus, finding a hallmark between what makes the Mycobacterium tuberculosis (Mtb) induces in the host an active disease or its latent form has been the subject of different research groups. In this context, the objective of this study was to correlate changes in the immune response developed by monocytes from patients at different stages of pulmonary tuberculosis with epigenetic alterations and then, with clinical aspects of each stage. Our study included 17 patients with active disease, 14 individuals with latent tuberculosis and 16 uninfected controls. From the peripheral blood, plasma was collected for cytokine and CD163s, sCD14 quantification. In addition, monocytes were purified to evaluation of the immune activation through cytokine and reactive oxygen species quantification upon in vitro stimulation with heat-killed Mtb, as well as PCR array for epigenetic repression or activation enzymes were performed to detect epigenetic changes between the groups and evaluation of the global methylation profile. We have shown that patients with active tuberculosis have increased plasma levels of cytokines such as IL-6, IP-10, TNF-, IL-12, as well as IL-5. Among these cytokines, TNF-, IL-5, IL-6 and IP-10 could differentiate latent-infected from TB patients. We also showed that patients with active disease presented higher number of correlations between plasma cytokines, indicating an activated state of the immune system. The plasma levels of sCD163 and sCD14 were more elevated in patients than latent and control individuals, and might differentiate TB active from these other groups. These increased levels of biomarkers correlate with the activated state of monocytes from patients, which produced raised quantities of reactive oxygen species and tended to produced more pro-inflammatory cytokines, such as IL-6 and TNF-. This profile seems to be modulated by epigenetic modifications, since monocytes from patients with tuberculosis seemed to show reduced expression of enzymes responsible for changes related to repression and enhanced expression of enzymes responsible for activation of gene expression, and in addition, these patients presented reduction in the percentage of global methylation of genomic DNA, suggesting increased activity of these cells when compared to the other groups. Finally, once tuberculosis patients presented increased levels of some mediators, we correlated these with the degree of lung injury, and consequently tuberculosis severity. We have showed that TNF- and sCD163 were correlated with disease progression in tuberculosis. In conclusion, we demonstrated that patients with active tuberculosis are more activated than the other groups, and epigenetic alterations might be responsible for these modulations, indicated by the alteration of the enzymes and methylation pattern analyzed. Among the cytokines/chemokines differentially expressed TNF-, IL-6, IP-10, IL-5 and monocyte activation markers, sCD163 and sCD14 could discriminate between active disease from others, and also sCD163 and TNF- could indicate tuberculosis severity.
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Investigação de mecanismos genéticos e epigenéticos em distúrbios do crescimento humano / Investigation of genetic and epigenetic mechanisms in human growth disorders

Bonaldi, Adriano 02 February 2016 (has links)
Parcela considerável de pacientes com distúrbios de crescimento não têm a causa de seus quadros clínicos estabelecida, incluindo aproximadamente 50% dos pacientes com diagnóstico clínico de síndrome de Silver−Russell (SRS) e 10-20% dos pacientes com síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS). O objetivo deste estudo foi investigar as causas genéticas e epigenéticas de distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida, numa contribuição para o entendimento de mecanismos que regulam o crescimento. O estudo compreendeu: (1) a investigação de microdesequilíbrios cromossômicos, por aCGH; (2) a análise do perfil de expressão alelo-específica de genes sujeitos a imprinting (IG), por pirossequenciamento (PSQ) ou sequenciamento de Sanger; (3) a investigação do padrão de metilação global em pacientes com restrição de crescimento, utilizando microarray de metilação. A casuística constituiu-se de 41 pacientes não aparentados, com distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida: (1) 25, com hipótese diagnóstica de SRS; (2) seis, com restrição de crescimento intrauterino e peso ao nascimento abaixo do 10º percentil, associados a outros sinais clínicos; (3) sete, com hipótese diagnóstica de BWS; e (4) três, com macrossomia pré-natal ou pós-natal, associada a outros sinais. A investigação de microdesequilíbrios cromossômicos foi realizada em 40 pacientes. Foram detectadas 58 variantes raras em 30/40 pacientes (75%): 40 foram consideradas provavelmente benignas (18 pacientes, 45%), 12, com efeito patogênico desconhecido (11 pacientes, 27,5%), duas, provavelmente patogênicas (um paciente, 2,5%) e quatro, patogênicas (três pacientes, 7,5%). Essas frequências são comparáveis àquelas descritas em estudos que investigaram CNV em grupos de pacientes com distúrbios de crescimento e outras alterações congênitas, incluindo SRS, e mostram a importância da investigação de microdesequilíbrios cromossômicos nesses pacientes. A diversidade dos microdesequilíbrios cromossômicos identificados é reflexo da heterogeneidade clínica das casuísticas. Neste estudo, muitos dos pacientes com hipótese diagnóstica de SRS e BWS apresentavam sinais clínicos atípicos, explicando a ausência neles das alterações (epi)genéticas que causam essas síndromes. A identificação de CNV características de outras síndromes reflete a sobreposição de sinais clínicos com BWS e SRS. A análise do perfil de expressão alelo-específica de IG foi realizada em um subgrupo de 18 pacientes com restrição de crescimento. Trinta IG com função em proliferação celular, crescimento fetal ou neurodesenvolvimento foram inicialmente selecionados. Após seleção de SNP transcritos com alta frequência na população, genotipagem de pacientes, genitores e indivíduos controle, determinação da expressão dos IG em sangue periférico e seu padrão de expressão (mono ou bialélico), 13 IG, expressos no sangue, tiveram a expressão alelo-específica avaliada, sete deles por PSQ e seis por sequenciamento de Sanger. Alterações no perfil de expressão de dois genes, de expressão normalmente paterna, foram detectadas em 4/18 pacientes (22%). Este estudo é o primeiro a utilizar pirossequenciamento e sequenciamento de Sanger na avaliação do perfil de expressão alelo-específica de IG, em pacientes com restrição de crescimento. Apesar de terem limitações, ambas as técnicas mostraram-se robustas e revelaram alterações de expressão alélica interessantes; entretanto, a relação dessas alterações com o quadro clínico dos pacientes permanece por esclarecer. A investigação da metilação global do DNA foi realizada em subgrupo de 21 pacientes com restrição de crescimento e em 24 indivíduos controle. Dois tipos de análise foram realizados: (1) análise diferencial de grupo e (2) análise diferencial individual. Na primeira análise, em que foi comparado o padrão de metilação do grupo de pacientes com quadro clínico sugestivo de SRS (n=16) com o do grupo controle (n=24), não houve indicação de hipo ou hipermetilação global no grupo SRS. Na segunda análise, foi comparado o padrão de metilação de cada um dos 21 pacientes com restrição de crescimento e dos 24 indivíduos controle, com o padrão de metilação do grupo controle. O número médio de CpG hipermetilados e de segmentos diferencialmente metilados (SDM) foi significativamente maior nos pacientes. Foram identificados 82 SDM hipermetilados, estando 57 associados a gene(s) (69,5%), em 16 pacientes, e 51 SDM hipometilados, 41 deles associados a gene(s) (80,4%), em 10 pacientes. A análise de ontologia genética dos 61 genes associados aos SDM hipo ou hipermetilados nos pacientes destacou genes que atuam no desenvolvimento e na morfogênese do sistema esquelético e de órgãos fetais, e na regulação da transcrição gênica e de processos metabólicos. Alterações de metilação em genes que atuam em processos de proliferação e diferenciação celulares e crescimento foram identificadas em 9/20 dos pacientes (45%), sugerindo implicação clínica. Não foi detectada alteração epigenética comum aos pacientes com diagnóstico clínico de SRS, explicável provavelmente pela heterogeneidade clínica. A investigação de metilação global, utilizando microarray, produziu novos dados que podem contribuir para a compreensão de mecanismos moleculares que influenciam o crescimento pré- e pós-natal. Na translocação aparentemente equilibrada - t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detectada em paciente com suspeita clínica de SRS, a interrupção de um gene, pela quebra no cromossomo 6, pode ser a causa do quadro clínico; alternativamente, a translocação pode ter impactado a regulação de genes de desenvolvimento localizados próximos aos pontos de quebra. A análise de expressão em sangue periférico mostrou que os níveis de cDNA do gene, interrompido pelo ponto de quebra da translocação, estavam reduzidos à metade. Além de sinais típicos da SRS, a paciente apresentava algumas características clínicas sugestivas de displasia cleidocraniana. Assim, a translocação t(5;6) pode ter alterado a interação de genes de desenvolvimento e seus elementos reguladores, levando à desregulação de sua expressão espaço-temporal, e resultando num fenótipo atípico, com características sobrepostas de mais de uma síndrome genética / A large number of patients with growth disorders do not have the cause of their clinical phenotype established, including about 50% of patients with Silver-Russell syndrome (SRS), and 10-20% of patients with Beckwith-Wiedemann syndrome (BWS). The aim of this study was to investigate the (epi)genetic causes of growth disorders of unknown etiology, in a contribution to the understanding of growth regulation. The study included: (1) the investigation of submicroscopic chromosomal imbalances, by aCGH, (2) the analysis of the allele-specific expression profile of imprinted genes (IG), by pyrosequencing (PSQ) or Sanger sequencing, in patients with growth restriction; (3) the investigation of global methylation pattern in patients with growth restriction, using methylation microarray. The cohort consisted of 41 unrelated patients with growth disorders: (1) 25, with the diagnostic hypothesis of SRS; (2) six, with intrauterine growth restriction and birth weight below the 10th centile, associated with other clinical signs; (3) seven, with the diagnostic hypothesis of BWS; and (4) three, with prenatal or postnatal macrosomia, associated with other clinical signs. Chromosomal microdeletions and microduplications were investigated in 40 patients. Fifty-eight rare variants were detected in 30/40 patients (75%): 40 were considered likely benign (18 patients, 45%), 12, of unknown pathogenic significance (11 patients, 27.5%), two, likely pathogenic (one patient, 2.5%), and four, pathogenic (three patients, 7.5%). These frequencies are similar to those described in studies investigating CNVs in groups of patients with growth disorders and other congenital abnormalities, including SRS, and show the importance of investigating chromosomal microimbalances in these patients. The diversity of CNVs identified can be attributed to the clinical heterogeneity of these cohorts. In this study, many of the patients, with the diagnostic hypothesis of SRS or BWS, had atypical clinical signs, thus explaining the absence of specific SRS/BWS (epi)genetic mutations. The identification of CNVs, known to be causative of other syndromes, reflected the overlapping of some of their clinical features with those of SRS and BWS. The analysis of IG allele-specific expression profile was performed in a subgroup of 18 patients with growth restriction. Thirty IGs were initially selected, based on their association with cell proliferation, fetal growth or neurodevelopment. Transcribed SNPs with high frequency in the general population were selected for the genotyping of patients, parents and control subjects, determination of IG expression in peripheral blood, and of the monoallelic or biallelic expression pattern. The allele-specific expression of 13 IGs expressed in blood was then investigated in patients (seven of them by PSQ and six by Sanger sequencing). Expression alterations of two normally paternally expressed genes were detected in 4/18 patients (22%). This study is the first to use pyrosequencing and Sanger sequencing in the evaluation of IG allele-specific expression profile, in patients with growth restriction. Despite the limitations, both techniques have proved to be robust, and revealed interesting alterations in allelic expression; however, the causal relationship of these alterations with the clinical phenotypes remained unclear. The investigation of the global DNA methylation was performed in a subgroup of 21 patients with growth restriction, and in 24 control subjects. Two types of analysis were performed: (1) group differential analysis, and (2) individual differential analysis. In the first analysis, the methylation pattern obtained for the group of patients with the diagnostic hypothesis of SRS (n=16) was compared to that of the control group (n=24); no bias towards DNA hypo or hypermethylation was detected in the SRS group. In the second analysis, the methylation patterns of each of the 21 patients with growth restriction, and each of the 24 control subjects were compared to the methylation pattern of the control group. The average numbers of hypermethylated CpGs and of differentially methylated segments (DMSs) were significantly higher in the patients. In total, 82 hypermethylated DMSs - 57 associated with gene(s) (69.5%), in 16 patients, and 51 hypomethylated DMSs - 41 associated with gene(s) (80.4%), in 10 patients, were identified. Gene ontology analysis of the 61 DMS-associated genes highlighted genes involved in development and morphogenesis of the skeletal system and fetal organs, and also in the regulation of gene transcription and metabolic processes. Methylation changes in genes involved with cellular proliferation and differentiation, and growth were identified in 9/20 patients (45%), suggesting clinical implications; an epigenetic mutation common to SRS patients was not detected, likely due to the clinical heterogeneity of the cohort. The data generated by this global methylation analysis, using microarray, might contribute to the understanding of molecular mechanisms in growth restriction. In an apparently balanced translocation -t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detected in a patient with the diagnostic hypothesis of SRS, a gene found to be disrupted by the chromosome 6 breakpoint might explain the phenotype; alternatively, the translocation might have impacted the regulation of developmental genes in the vicinity of breakpoints. Expression analysis showed a significant decrease in the disrupted gene cDNA levels in the patient\'s blood cells, as expected. In addition to the SRS typical signs, the patient presented clinical features suggestive of cleidocranial dysplasia. Thus, the translocation t(5;6) might have altered the interaction of developmental genes and regulatory elements, leading to misregulation of spatiotemporal gene expression, thus resulting in an atypical phenotype, with overlapping features of more than one genetic syndrome
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Efeitos do tratamento com selênio no crescimento e marcas epigenéticas de células de adenocarcinoma mamário humano MCF-7 / Effects of selenium treatment on growth and epigenetic marks of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells

Miranda, Juliana Xavier de 05 November 2012 (has links)
O câncer de mama representa problema mundial de saúde pública e a causa mais frequente de morte por câncer entre as mulheres. A identificação de agentes moduladores de marcas epigenéticas, tais como metilação global do DNA e modificações pós-tradução em histonas, compreende alternativa promissora para estabelecimento de estratégias de controle da carcinogênese mamária. Dentre os nutrientes, o elemento traço essencial selênio (Se) pode ser destacado como agente dietético com potencial anti-câncer de mama e que poderia atuar modulando processos epigenéticos. Entretanto seus mecanismos de ação são pouco elucidados. Este estudo objetivou, assim, identificar efeitos do tratamento com selênio no crescimento e marcas epigenéticas de células de adenocarcinoma mamário humano MCF-7. Células MCF-7, positivas para o receptor de estrógeno, foram tratadas com ácido metilselenínico (MSA) ou selenito de sódio (ST) por diferentes tempos e em diferentes concentrações. Foram avaliados: padrão de proliferação (ensaio cristal violeta) e viabilidade celular (método de exclusão azul de tripan); integridade de membrana plasmática (citometria de fluxo); níveis de fragmentação do DNA (citometria de fluxo), distribuição das fases do ciclo celular (citometria de fluxo); apoptose (citometria de fluxo/ marcação dupla com Anexina V - Iodeto de propídio); níveis de lisina 9 acetilada (H3K9ac) e trimetilada (H3K9me3) em histona H3; níveis de lisina 16 acetilada (H4K16ac) em histona H4 (Western blot); padrão de metilação global do DNA (HPLC-DAD); expressão de gene supressor de tumor (RASSF1a; qPCR) e padrão de metilação da região promotora (RASSF1a e RAR&#946;; MS-PCR); expressão da enzima DNA metilstransferase 1 (DNMT1) (Western Blotting). Comparado ao grupo controle de células não tratadas (GC), ambos os tratamentos com MSA ou ST inibiram a proliferação e viabilidade de células MCF-7 de forma dose e tempo dependente. Ambas as formas químicas de Se induziram a parada do ciclo celular, aumentando (p< 0,05) a proporção de células na fase G2/M e reduzindo (p< 0,05) a proporção daquelas nas fases G0/G1 e S. Os tratamentos com MSA favoreceram a morte celular por apoptose, que foi associada com nível de fragmentação de DNA aumentado (p< 0,05), e reduzida ruptura da membrana plasmática associada com a exposição aumentada (p< 0,05) de fostadilserina. Por outro lado, o ST aumentou (p< 0,05) a fragmentação do DNA e (p< 0,05) a positividade ao iodeto de propídio associado à indução de necrose (p< 0,05). Dentre os mecanismos epigenéticos investigados, 1,6&#181;M e 2&#181;M reduziram a acetilação de H3K9ac (72h; p< 0,05) e aumentaram a de H4K16ac (96h; p< 0,05). O tratamento por 96h com 2&#181;M de MSA reduziu (p< 0,05) a metilação de H3K9me3. Ambos MSA e ST não alteraram o padrão de metilação global do DNA, mas reduziram a expressão de DNMT1, após 96h com 2&#181;M de MSA (p< 0,001; 88%) e após 120h com 10&#181;M de ST (p< 0,001; 96%). ST, mas não o MSA, aumentou (p< 0,05; 45%) a expressão do gene RASSF1a. Em ambos os grupos tratados com MSA ou ST, bem como no GC, a região promotora dos genes RASSF1a e RAR estavam predominantemente metiladas. Estes resultados fornecem evidências de que as ações anti-câncer de mama de compostos do selênio dependem de sua forma química. Além disso, a modulação de processos epigenéticos parecem ser relevantes para as ações inibitórias do MSA em células de câncer de mama. / Breast cancer is a global public health problem and the most frequent cause of cancer death among women. The identification of agents able to modulate epigenetic marks, such as global DNA methylation and histone post-translational modifications, comprises promising alternative for establishing control strategies on mammary carcinogenesis. Among the nutrients, the essential trace element selenium (Se) can be highlighted as a dietary agent with potential anti-breast cancer and could act by modulating epigenetic processes. However its mechanisms of action are poorly understood. This study aimed, therefore, to identify the effects of selenium treatment on growth and epigenetic marks of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells. MCF-7 cells, positive for estrogen receptor, were treated with methylseleninic acid (MSA) or sodium selenite (ST) for different times and in different concentrations. Evaluated parameters included: cell proliferation (crystal violet assay) and cell viability (trypan blue exclusion assay); plasma membrane integrity (flow cytometry); levels of DNA fragmentation (flow cytometry), apoptosis (flow cytometry - double labeling with Annexin V - propidium iodide); distribution of cell cycle phases (flow cytometry); acetylated (H3K9ac) and trimethylated (H3K9me3) lysine 9 levels on histone H3; acetylated (H4K16ac) lysine 16 level on histone H4 (Western blot); global DNA methylation (HPLC-DAD); tumor suppressor gene expression (RASSF1a; qPCR) and promoter methylation (RASSF1a, RAR&#946;; MS-PCR); DNA methyltransferase 1 (DNMT1) expression (Western blot). Compared to untreated cells (controls), both MSA and ST inhibited (p< 0.05) MCF-7 cell proliferation and viability in a dose- and time-dependent manner. Treatments with MSA favored cell death by apoptosis, that was associated with increased (p< 0.05) DNA fragmentation level, reduced plasma membrane rupture associated with high (p< 0.05) phosphatidylserine exposure. On the other hand, ST increased (p< 0.05) DNA fragmentation, enhanced (p< 0.05) propidium iodide positivity associated to necrosis induction (p< 0,05). Both chemical forms of Se induced nduced cell cycle arrest, increasing (p< 0.05) the proportion of cells in G2/M phase and reducing (p< 0.05) the proportion of those in G0/G1 and S phases. Among the epigenetic mechanisms investigated, 1.6&#181;M and 2&#181;M of MSA reduced acetylation of H3K9ac (72h, p< 0.05) and increased the H4K16ac (96h, p< 0.05). The treatment for 96h with 2&#181;M of MSA reduced (p< 0.05) the H3K9me3 methylation. Neither MSA nor ST altered (p> 0.05) global DNA methylation, while both compounds reduced (p< 0.05) DNMT1 protein expression, after 96h with 2&#181;M of MSA (p< 0.001; 88%) and after 120h with 10&#181;m of ST (p< 0.001; 94%). ST, but not MSA, increased (p< 0.05; 45%) RASSF1a gene expression. In control and Se-treated cells promoter regions of RASSF1a and RAR&#946; were predominantly methylated. These results provide evidence that the anti-breast cancer actions of selenium compounds depend on its chemical form. Additionally, modulation of epigenetic processes seems to represent a relevant feature of MSA inhibitory effects in breast cancer cells.
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Análise da Metilação do DNA de Seleções de Figueira (Ficus carica L.) por MSAP e Sequenciamento / Analysis of Fig (Ficus carica L.) Selections DNA Methylation by MSAP and Sequencing

Rodrigues, Maria Gabriela Fontanetti 25 March 2015 (has links)
Os programas de melhoramento de figueira (Ficus carica L.) por métodos convencionais tais como cruzamentos dirigidos, para a obtenção de novos cultivares, são inviáveis em muitos países, como no Brasil, principalmente pela pequena variabilidade genética encontrada, e pela dificuldade de obtenção de plantas originadas pela fusão de gametas, uma vez que a vespa Blastophaga psenes, responsável pela polinização natural, não existe no país. Desse modo, o melhoramento genético, com o uso de mutagênicos, se torna uma linha de pesquisa importante para a melhoria da cultura, sendo necessário reunir informações sobre essa espécie, principalmente, em relação à sua variabilidade genética, para que projetos de propagação e manejo adequados sejam realizados. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi verificar a existência de variabilidade epigenética devido à metilação do DNA em seleções irradiadas de figueiras, entre si e quando comparadas ao principal cultivar comercial, Roxo-de-Valinhos, utilizando as técnicas de MSAP e ELISA, e posterior sequenciamento do DNA, tratado com bissulfito de sódio, para detecção do posicionamento das regiões polimórficas, analisado por ferramentas de bioinformática. Amostras do DNA genômico foram duplamente digeridas com a enzima HpaII (sensível à metilação) ou com o seu isoesquizomero MspI (não sensível à metilação), juntamente com a enzima EcoRI. Foram testadas 14 combinações de primers e obteve-se 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectivamente, de regiões não metiladas CCGG, regiões metiladas CmCGG e regiões hemimetiladas hmCCGG, de um total de 553 produtos de amplificação, demostrando que a técnica MSAP é eficiente para detecção de sítios diferencialmente metilados no material genômico estudado, evidenciando sua divergência epigenética. Com o sequenciamento do DNA isolado desses sítios diferencialmente metilados, foi possível verificar diferentes padrões de metilação nos mesmos pelo sequenciamento dos DNAs tratados com bissulfito de sódio, em regiões codificadoras de genes regulatórios do desenvolvimento e amadurecimento dos frutos, além de terem sido encontrados no DNA mitocondrial dos tratamentos, o qual regula o fornecimento de energia em forma de ATP para as plantas, estando intimamente relacionado com o desenvolvimento das mesmas, justificando os diferentes fenótipos encontrados, tanto nos frutos, quanto no crescimento das plantas que sofreram estresse devido à exposição à radiação gama. Pela técnica de imunoquímica (ELISA), utilizando anticorpos anti 5-mC, foram observadas diferenças significativas pelo teste de Tukey, a 95 % de confiabilidade, no conteúdo global de metilação dos DNAs dos tratamentos, indicando que este fator abiótico foi responsável pelas alterações no epigenoma das plantas. Como o material utilizado como controle se encontrou também metilado, uma possível desmetilação dos materiais genômicos pode ser a responsável pela variação fenotípica entre os tratamentos. Diante disso, o estudo futuro da expressão gênica entre os tratamentos torna-se uma estratégia de extrema importância para o entendimento dos complexos sistemas regulatórios, levando à identificação de genes de interesse agronômico para a cultura da figueira, possibilitando a sua manipulação subsequente e propagação de cultivares melhorados para fins comerciais. / The fig tree (Ficus carica L.) breeding programs by conventional methods such as directed crosses, in order to obtain new cultivars, are unworkable in many countries, as in Brazil, mainly by small genetic variability found, and by the difficulty for obtaining plants originated from the fusion of gametes, since the wasp Blastophaga psenes, responsible for natural pollination, doesn`t exist in the country. In this way, the genetic breeding, with the use of mutagenic, becomes an important research line for the improvement of culture, being necessary to gather information about this species, mainly in relation to its genetic variability, for perform propagation projects and appropriate management. Given the above, The objective of this study was to verify the existence of epigenetic variability due to DNA methylation in irradiated fig selections, with each other and when compared to the main commercial cultivar, Roxo-de-Valinhos, using MSAP and ELISA techniques, and subsequent DNA sequencing, treated with sodium bisulfite, for detection of the position of the polymorphic regions, analyzed by bioinformatics tools. Samples of genomic DNA were double-digested with the HpaII enzyme (sensitive to methylation) with its isoschizomer MspI (insensitive to methylation), together with the EcoRI enzyme. Fourteen primer combinations were tested and it was obtained 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectively, unmethylated CCGG, methylated CmCGG and hemimethylated regions hmCCGG, from a total of 553 amplification products, displaying, the MSAP technique, efficient for detection of differentially methylated sites in the genomic material studied, demonstrating their epigenetic divergence. With the sequencing of DNA isolated of these differentially methylated sites, it was possible to verify different patterns of methylation in them by sequencing the DNA treated with sodium bisulfite, in coding regions of regulatory genes of the development and fruits ripening, besides they have been found in the mitochondrial DNA of treatments, which regulates the supply of energy in ATP form for the plants, being closely related to their development, justifying the different phenotypes found in both fruits and plant growth that suffered stress due to exposure to gamma radiation. By the technique of immunochemistry (ELISA), using 5-mC antibodies, significant differences were observed by Tukey test, at 95% of trustworthiness, in the global content methylation of the treatments DNA, indicating that this abiotic factor was responsible for the changes in the epigenome of the plants. Since the material used as control was found also methylated, a supposed demethylation of the genomic material may be responsible for phenotypic variation among treatments. Considering this, future study of gene expression between treatments becomes an extreme important strategy for understanding the complex regulatory systems, leading to the identification of genes with agronomic interest for the fig culture, allowing its subsequent manipulation and propagation of improved cultivars for commercial purposes.
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Alterações da resposta inflamatória e mudanças epigenéticas como indicadores dos estágios clínicos da tuberculose pulmonar / Alterations in the inflammatory response and epigenetic changes as indicators of clinical stages of pulmonary tuberculosis

Fabiana Albani Zambuzi 24 February 2015 (has links)
A tuberculose representa um sério problema de Saúde Pública para o Brasil e o mundo. Estima-se que cerca de um terço da população mundial seja infectado pelo bacilo, sendo que 95% destes indivíduos desenvolvem a forma latente da tuberculose. Dessa forma, encontrar um marco entre o que faz o bacilo Mycobacterium tuberculosis (Mtb) induzir no hospedeiro uma doença ativa ou sua forma latente tem sido o objeto de estudo de diferentes grupos de pesquisa. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi correlacionar mudanças na resposta imune desenvolvida por monócitos de pacientes em diferentes estágios da tuberculose pulmonar com alterações epigenéticas, e então com aspectos clínicos de cada estágio. Nosso estudo incluiu 17 pacientes com a doença ativa, 14 indivíduos com tuberculose latente e 16 controles não infectados. A partir de sangue periférico, foi coletado plasma para quantificação de citocinas, sCD163 e sCD14. Complementarmente, monócitos foram purificados para avaliação da ativação imune através da quantificação de citocinas e espécies reativas de oxigênio mediante estimulação in vitro com Mtb inativado por calor, bem como PCR array para detectar expressão de enzimas de repressão ou ativação epigenética entre os grupos e avaliação do padrão de metilação global. Pacientes com tuberculose ativa apresentaram níveis plasmáticos elevados de citocinas como IL-6, IP-10, TNF-, IL-12, bem como IL-5. Dentre as citocinas, TNF-, IL-5, IL-6 e IP-10 permitiram diferenciar indivíduos latentes dos pacientes com tuberculose ativa. Também demostramos que maior número de correlações entre as citocinas foi observado nos pacientes com a doença ativa, indicando um estado geral mais ativado do sistema imune. Níveis plasmáticos de sCD163 e sCD14 estavam elevados nos pacientes quando comparados com indivíduos latentes e controles, e poderiam também diferenciar a tuberculose ativa. Tais níveis aumentados correlacionam-se com o estado ativado de monócitos dos pacientes, que produzem maior quantidade de espécies reativas de oxigênio e tendem a produzir mais citocinas inflamatórias, como IL-6 e TNF-. Este perfil parece ser modulado por modificações epigenéticas, uma vez que monócitos de pacientes com tuberculose pareceram mostrar menor expressão de enzimas responsáveis por mudanças relacionadas à repressão e maior expressão de enzimas relacionadas à ativação da expressão gênica, bem como redução no padrão global de metilação do DNA genômico, sugerindo maior atividade destas células. Finalmente, uma vez que pacientes com tuberculose apresentaram níveis elevados de alguns mediadores, correlacionamos estes com o grau de lesão pulmonar, e consequentemente, com a gravidade da doença. Nós mostramos que dentre os marcadores, TNF- e sCD163 correlacionaram-se positivamente com a progressão da tuberculose. Assim, concluímos que em relação aos indivíduos controle e com TB latente, os pacientes com tuberculose ativa apresentam o sistema imune em maior estado de ativação, e ainda, que alterações epigenéticas podem ser as responsáveis pela modulação observada. Dentre os fatores aumentados nos pacientes, TNF-, IL-6, IP-10, IL-5, sCD163 e sCD14 podem diferenciar os pacientes com doença ativa dos demais indivíduos analisados, e ainda sCD163 e TNF- podem atuar como indicativos da gravidade da tuberculose. / Tuberculosis is a major public health problem for Brazil and worldwide. It is estimated that about one third of the world population is infected with the bacillus, and 95% of those individuals have the condition in the latent form. Thus, finding a hallmark between what makes the Mycobacterium tuberculosis (Mtb) induces in the host an active disease or its latent form has been the subject of different research groups. In this context, the objective of this study was to correlate changes in the immune response developed by monocytes from patients at different stages of pulmonary tuberculosis with epigenetic alterations and then, with clinical aspects of each stage. Our study included 17 patients with active disease, 14 individuals with latent tuberculosis and 16 uninfected controls. From the peripheral blood, plasma was collected for cytokine and CD163s, sCD14 quantification. In addition, monocytes were purified to evaluation of the immune activation through cytokine and reactive oxygen species quantification upon in vitro stimulation with heat-killed Mtb, as well as PCR array for epigenetic repression or activation enzymes were performed to detect epigenetic changes between the groups and evaluation of the global methylation profile. We have shown that patients with active tuberculosis have increased plasma levels of cytokines such as IL-6, IP-10, TNF-, IL-12, as well as IL-5. Among these cytokines, TNF-, IL-5, IL-6 and IP-10 could differentiate latent-infected from TB patients. We also showed that patients with active disease presented higher number of correlations between plasma cytokines, indicating an activated state of the immune system. The plasma levels of sCD163 and sCD14 were more elevated in patients than latent and control individuals, and might differentiate TB active from these other groups. These increased levels of biomarkers correlate with the activated state of monocytes from patients, which produced raised quantities of reactive oxygen species and tended to produced more pro-inflammatory cytokines, such as IL-6 and TNF-. This profile seems to be modulated by epigenetic modifications, since monocytes from patients with tuberculosis seemed to show reduced expression of enzymes responsible for changes related to repression and enhanced expression of enzymes responsible for activation of gene expression, and in addition, these patients presented reduction in the percentage of global methylation of genomic DNA, suggesting increased activity of these cells when compared to the other groups. Finally, once tuberculosis patients presented increased levels of some mediators, we correlated these with the degree of lung injury, and consequently tuberculosis severity. We have showed that TNF- and sCD163 were correlated with disease progression in tuberculosis. In conclusion, we demonstrated that patients with active tuberculosis are more activated than the other groups, and epigenetic alterations might be responsible for these modulations, indicated by the alteration of the enzymes and methylation pattern analyzed. Among the cytokines/chemokines differentially expressed TNF-, IL-6, IP-10, IL-5 and monocyte activation markers, sCD163 and sCD14 could discriminate between active disease from others, and also sCD163 and TNF- could indicate tuberculosis severity.
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Efeitos do tratamento com selênio no crescimento e marcas epigenéticas de células de adenocarcinoma mamário humano MCF-7 / Effects of selenium treatment on growth and epigenetic marks of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells

Juliana Xavier de Miranda 05 November 2012 (has links)
O câncer de mama representa problema mundial de saúde pública e a causa mais frequente de morte por câncer entre as mulheres. A identificação de agentes moduladores de marcas epigenéticas, tais como metilação global do DNA e modificações pós-tradução em histonas, compreende alternativa promissora para estabelecimento de estratégias de controle da carcinogênese mamária. Dentre os nutrientes, o elemento traço essencial selênio (Se) pode ser destacado como agente dietético com potencial anti-câncer de mama e que poderia atuar modulando processos epigenéticos. Entretanto seus mecanismos de ação são pouco elucidados. Este estudo objetivou, assim, identificar efeitos do tratamento com selênio no crescimento e marcas epigenéticas de células de adenocarcinoma mamário humano MCF-7. Células MCF-7, positivas para o receptor de estrógeno, foram tratadas com ácido metilselenínico (MSA) ou selenito de sódio (ST) por diferentes tempos e em diferentes concentrações. Foram avaliados: padrão de proliferação (ensaio cristal violeta) e viabilidade celular (método de exclusão azul de tripan); integridade de membrana plasmática (citometria de fluxo); níveis de fragmentação do DNA (citometria de fluxo), distribuição das fases do ciclo celular (citometria de fluxo); apoptose (citometria de fluxo/ marcação dupla com Anexina V - Iodeto de propídio); níveis de lisina 9 acetilada (H3K9ac) e trimetilada (H3K9me3) em histona H3; níveis de lisina 16 acetilada (H4K16ac) em histona H4 (Western blot); padrão de metilação global do DNA (HPLC-DAD); expressão de gene supressor de tumor (RASSF1a; qPCR) e padrão de metilação da região promotora (RASSF1a e RAR&#946;; MS-PCR); expressão da enzima DNA metilstransferase 1 (DNMT1) (Western Blotting). Comparado ao grupo controle de células não tratadas (GC), ambos os tratamentos com MSA ou ST inibiram a proliferação e viabilidade de células MCF-7 de forma dose e tempo dependente. Ambas as formas químicas de Se induziram a parada do ciclo celular, aumentando (p< 0,05) a proporção de células na fase G2/M e reduzindo (p< 0,05) a proporção daquelas nas fases G0/G1 e S. Os tratamentos com MSA favoreceram a morte celular por apoptose, que foi associada com nível de fragmentação de DNA aumentado (p< 0,05), e reduzida ruptura da membrana plasmática associada com a exposição aumentada (p< 0,05) de fostadilserina. Por outro lado, o ST aumentou (p< 0,05) a fragmentação do DNA e (p< 0,05) a positividade ao iodeto de propídio associado à indução de necrose (p< 0,05). Dentre os mecanismos epigenéticos investigados, 1,6&#181;M e 2&#181;M reduziram a acetilação de H3K9ac (72h; p< 0,05) e aumentaram a de H4K16ac (96h; p< 0,05). O tratamento por 96h com 2&#181;M de MSA reduziu (p< 0,05) a metilação de H3K9me3. Ambos MSA e ST não alteraram o padrão de metilação global do DNA, mas reduziram a expressão de DNMT1, após 96h com 2&#181;M de MSA (p< 0,001; 88%) e após 120h com 10&#181;M de ST (p< 0,001; 96%). ST, mas não o MSA, aumentou (p< 0,05; 45%) a expressão do gene RASSF1a. Em ambos os grupos tratados com MSA ou ST, bem como no GC, a região promotora dos genes RASSF1a e RAR estavam predominantemente metiladas. Estes resultados fornecem evidências de que as ações anti-câncer de mama de compostos do selênio dependem de sua forma química. Além disso, a modulação de processos epigenéticos parecem ser relevantes para as ações inibitórias do MSA em células de câncer de mama. / Breast cancer is a global public health problem and the most frequent cause of cancer death among women. The identification of agents able to modulate epigenetic marks, such as global DNA methylation and histone post-translational modifications, comprises promising alternative for establishing control strategies on mammary carcinogenesis. Among the nutrients, the essential trace element selenium (Se) can be highlighted as a dietary agent with potential anti-breast cancer and could act by modulating epigenetic processes. However its mechanisms of action are poorly understood. This study aimed, therefore, to identify the effects of selenium treatment on growth and epigenetic marks of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells. MCF-7 cells, positive for estrogen receptor, were treated with methylseleninic acid (MSA) or sodium selenite (ST) for different times and in different concentrations. Evaluated parameters included: cell proliferation (crystal violet assay) and cell viability (trypan blue exclusion assay); plasma membrane integrity (flow cytometry); levels of DNA fragmentation (flow cytometry), apoptosis (flow cytometry - double labeling with Annexin V - propidium iodide); distribution of cell cycle phases (flow cytometry); acetylated (H3K9ac) and trimethylated (H3K9me3) lysine 9 levels on histone H3; acetylated (H4K16ac) lysine 16 level on histone H4 (Western blot); global DNA methylation (HPLC-DAD); tumor suppressor gene expression (RASSF1a; qPCR) and promoter methylation (RASSF1a, RAR&#946;; MS-PCR); DNA methyltransferase 1 (DNMT1) expression (Western blot). Compared to untreated cells (controls), both MSA and ST inhibited (p< 0.05) MCF-7 cell proliferation and viability in a dose- and time-dependent manner. Treatments with MSA favored cell death by apoptosis, that was associated with increased (p< 0.05) DNA fragmentation level, reduced plasma membrane rupture associated with high (p< 0.05) phosphatidylserine exposure. On the other hand, ST increased (p< 0.05) DNA fragmentation, enhanced (p< 0.05) propidium iodide positivity associated to necrosis induction (p< 0,05). Both chemical forms of Se induced nduced cell cycle arrest, increasing (p< 0.05) the proportion of cells in G2/M phase and reducing (p< 0.05) the proportion of those in G0/G1 and S phases. Among the epigenetic mechanisms investigated, 1.6&#181;M and 2&#181;M of MSA reduced acetylation of H3K9ac (72h, p< 0.05) and increased the H4K16ac (96h, p< 0.05). The treatment for 96h with 2&#181;M of MSA reduced (p< 0.05) the H3K9me3 methylation. Neither MSA nor ST altered (p> 0.05) global DNA methylation, while both compounds reduced (p< 0.05) DNMT1 protein expression, after 96h with 2&#181;M of MSA (p< 0.001; 88%) and after 120h with 10&#181;m of ST (p< 0.001; 94%). ST, but not MSA, increased (p< 0.05; 45%) RASSF1a gene expression. In control and Se-treated cells promoter regions of RASSF1a and RAR&#946; were predominantly methylated. These results provide evidence that the anti-breast cancer actions of selenium compounds depend on its chemical form. Additionally, modulation of epigenetic processes seems to represent a relevant feature of MSA inhibitory effects in breast cancer cells.
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Análise da Metilação do DNA de Seleções de Figueira (Ficus carica L.) por MSAP e Sequenciamento / Analysis of Fig (Ficus carica L.) Selections DNA Methylation by MSAP and Sequencing

Maria Gabriela Fontanetti Rodrigues 25 March 2015 (has links)
Os programas de melhoramento de figueira (Ficus carica L.) por métodos convencionais tais como cruzamentos dirigidos, para a obtenção de novos cultivares, são inviáveis em muitos países, como no Brasil, principalmente pela pequena variabilidade genética encontrada, e pela dificuldade de obtenção de plantas originadas pela fusão de gametas, uma vez que a vespa Blastophaga psenes, responsável pela polinização natural, não existe no país. Desse modo, o melhoramento genético, com o uso de mutagênicos, se torna uma linha de pesquisa importante para a melhoria da cultura, sendo necessário reunir informações sobre essa espécie, principalmente, em relação à sua variabilidade genética, para que projetos de propagação e manejo adequados sejam realizados. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi verificar a existência de variabilidade epigenética devido à metilação do DNA em seleções irradiadas de figueiras, entre si e quando comparadas ao principal cultivar comercial, Roxo-de-Valinhos, utilizando as técnicas de MSAP e ELISA, e posterior sequenciamento do DNA, tratado com bissulfito de sódio, para detecção do posicionamento das regiões polimórficas, analisado por ferramentas de bioinformática. Amostras do DNA genômico foram duplamente digeridas com a enzima HpaII (sensível à metilação) ou com o seu isoesquizomero MspI (não sensível à metilação), juntamente com a enzima EcoRI. Foram testadas 14 combinações de primers e obteve-se 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectivamente, de regiões não metiladas CCGG, regiões metiladas CmCGG e regiões hemimetiladas hmCCGG, de um total de 553 produtos de amplificação, demostrando que a técnica MSAP é eficiente para detecção de sítios diferencialmente metilados no material genômico estudado, evidenciando sua divergência epigenética. Com o sequenciamento do DNA isolado desses sítios diferencialmente metilados, foi possível verificar diferentes padrões de metilação nos mesmos pelo sequenciamento dos DNAs tratados com bissulfito de sódio, em regiões codificadoras de genes regulatórios do desenvolvimento e amadurecimento dos frutos, além de terem sido encontrados no DNA mitocondrial dos tratamentos, o qual regula o fornecimento de energia em forma de ATP para as plantas, estando intimamente relacionado com o desenvolvimento das mesmas, justificando os diferentes fenótipos encontrados, tanto nos frutos, quanto no crescimento das plantas que sofreram estresse devido à exposição à radiação gama. Pela técnica de imunoquímica (ELISA), utilizando anticorpos anti 5-mC, foram observadas diferenças significativas pelo teste de Tukey, a 95 % de confiabilidade, no conteúdo global de metilação dos DNAs dos tratamentos, indicando que este fator abiótico foi responsável pelas alterações no epigenoma das plantas. Como o material utilizado como controle se encontrou também metilado, uma possível desmetilação dos materiais genômicos pode ser a responsável pela variação fenotípica entre os tratamentos. Diante disso, o estudo futuro da expressão gênica entre os tratamentos torna-se uma estratégia de extrema importância para o entendimento dos complexos sistemas regulatórios, levando à identificação de genes de interesse agronômico para a cultura da figueira, possibilitando a sua manipulação subsequente e propagação de cultivares melhorados para fins comerciais. / The fig tree (Ficus carica L.) breeding programs by conventional methods such as directed crosses, in order to obtain new cultivars, are unworkable in many countries, as in Brazil, mainly by small genetic variability found, and by the difficulty for obtaining plants originated from the fusion of gametes, since the wasp Blastophaga psenes, responsible for natural pollination, doesn`t exist in the country. In this way, the genetic breeding, with the use of mutagenic, becomes an important research line for the improvement of culture, being necessary to gather information about this species, mainly in relation to its genetic variability, for perform propagation projects and appropriate management. Given the above, The objective of this study was to verify the existence of epigenetic variability due to DNA methylation in irradiated fig selections, with each other and when compared to the main commercial cultivar, Roxo-de-Valinhos, using MSAP and ELISA techniques, and subsequent DNA sequencing, treated with sodium bisulfite, for detection of the position of the polymorphic regions, analyzed by bioinformatics tools. Samples of genomic DNA were double-digested with the HpaII enzyme (sensitive to methylation) with its isoschizomer MspI (insensitive to methylation), together with the EcoRI enzyme. Fourteen primer combinations were tested and it was obtained 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectively, unmethylated CCGG, methylated CmCGG and hemimethylated regions hmCCGG, from a total of 553 amplification products, displaying, the MSAP technique, efficient for detection of differentially methylated sites in the genomic material studied, demonstrating their epigenetic divergence. With the sequencing of DNA isolated of these differentially methylated sites, it was possible to verify different patterns of methylation in them by sequencing the DNA treated with sodium bisulfite, in coding regions of regulatory genes of the development and fruits ripening, besides they have been found in the mitochondrial DNA of treatments, which regulates the supply of energy in ATP form for the plants, being closely related to their development, justifying the different phenotypes found in both fruits and plant growth that suffered stress due to exposure to gamma radiation. By the technique of immunochemistry (ELISA), using 5-mC antibodies, significant differences were observed by Tukey test, at 95% of trustworthiness, in the global content methylation of the treatments DNA, indicating that this abiotic factor was responsible for the changes in the epigenome of the plants. Since the material used as control was found also methylated, a supposed demethylation of the genomic material may be responsible for phenotypic variation among treatments. Considering this, future study of gene expression between treatments becomes an extreme important strategy for understanding the complex regulatory systems, leading to the identification of genes with agronomic interest for the fig culture, allowing its subsequent manipulation and propagation of improved cultivars for commercial purposes.

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