Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. Entretanto, nos últimos anos, a toxoplasmose tem sido amplamente investigada uma vez que se apresenta como uma das doenças oportunistas que acometem pacientes portadores da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS) e indivíduos transplantados. A toxoplasmose congênita pode provocar aborto ou até sérios danos ao feto provocando retardo mental e cegueira em crianças, reduzindo significativamente a qualidade de vida dos sobreviventes. Assim, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava. Estudos sobre a evolução da infecção por Toxoplasma gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Nesse estudo utilizamos as técnicas de imunofluorescência e imunocitoquímica ultraestrutural com o objetivo de investigar a participação de Bax e Bcl-2, proteínas da família Bcl-2 que regulam a apoptose e a dinâmica mitocondrial durante a evolução da infecção das células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC) por taquizoítos de T. gondii. A microscopia confocal revelou uma rede mitocondrial filamentosa marcada pelo Mito Tracker Red no citoplasma de HUVEC e após 2h de infecção essa rede se mostrou desorganizada, provavelmente por conseqüência da invasão da HUVEC pelo T. gondii. Porém, em 6h de infecção, observamos a reestruturação da rede mitocondrial no citoplasma de HUVEC que se manteve no tempo de 20h de infecção. Ainda por microscopia confocal observamos que a proteína pró-apoptótica Bax se localiza principalmente no citoplasma, na mitocôndria, e pela primeira vez foi detectada no núcleo de HUVEC. No tempo de 2h de infecção, observamos a expressão de Bax principalmente na mitocôndria. Entretanto, após 6h e 20h de infecção, essa expressão diminuiu tanto na mitocôndria quanto no citoplasma de HUVEC. A expressão de Bcl-2 não foi observada em HUVEC não infectada e infectada por 2h, 6h e 20h. Taquizoítos de T. gondii apresentaram marcação positiva para Bax e Bcl-2 ao longo de todos os tempos de infecção. A análise ultraestrutural confirmou a dinâmica mitocondrial observada por microscopia confocal durante toda a interação. Os resultados de imunocitoquímica confirmaram a expressão de Bax no núcleo de HUVEC e a expressão de Bax e Bcl-2 em taquizoítos de T. gondii isolados. Portanto, nossos resultados sugerem que o T. gondii modula a morfologia da mitocôndria e a expressão de Bax em HUVEC, interferindo possivelmente nos mecanismos de defesa das células hospedeiras, entre eles a progressão da apoptose. / Toxoplasmosis is a zoonosis widely distributed that affects over a third of world population and is of great importance on public health. Most Toxoplasma gondii infection in humans is asymptomatic. However, on recent years toxoplasmosis has been investigated since it comes as some opportunistic diseases in patients with the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) and transplant patients. Congenital toxoplasmosis can cause miscarriage or serious damage to the fetus leading to mental retardation and blindness in children, significantly reducing the quality of life of survivors. Thus, congenital transmission can be much more important than previously thought. Studies on the development of Toxoplasma gondii in different host cells are necessary for an appropriate therapy. At this study we employed the immunofluorescence and ultrastructural immunocytochemical assay with the aim to investigate the involvement of Bax and Bcl-2, members of Bcl-2 family which regulate apoptosis and the mitochondrial dynamic during the infection progress of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) by tachyzoites of T. gondii. Confocal microscopy revealed a mitochondrial filamentous network stained by Mito Tracker Red within cytoplasm of HUVEC and after 2h of infection this network became desorganized, probably as a consequence of T. gondii invasion. However, at 6h of infection, we observed the restructuring of the mitochondrial network in the cytoplasm of HUVEC, which remained at the time of 20h of infection. Even by confocal microscopy we observed Bax pro-apoptotic protein located mainly in the cytoplasm, in the mitochondria, and for the first time it was detected in the nucleus of HUVEC. At the time of 2h of infection, we observed the expression of Bax mainly in mitochondria. However, after 6h and 20h of infection, this expression decreased such in mitochondria as in HUVEC cytoplasm. The Bcl-2 expression was not observed in uninfected and HUVEC infected for 2h, 6h and 20h. Tachyzoites of T. gondii presented positive labeling for Bax and Bcl-2 over all time of infection. The ultrastructural analysis confirmed the mitochondrial dynamics observed by confocal microscopy throughout the interaction. The results of immunocytochemistry confirmed Bax expression in the nucleus of HUVEC and the expression of Bax and Bcl-2 in isolated tachyzoites of T. gondii. Therefore, our results suggest that T. gondii modulates the mitochondria morphology and Bax expression in HUVEC, probably interfering on the host cells defense mechanisms, including the progression of apoptosis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. A toxoplasmose é amplamente investigada visto que se apresenta como uma doença grave em pessoas imunodeprimidas (portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (SIDA), não tratados, indivíduos transplantados, paciente em tratamento quimioterápico ou em uso de drogas supressoras e gestantes). A toxoplasmose congênita frequentemente pode levar ao aborto espontâneo ou até mesmo resultar na formação de crianças com algum grau de atraso no desenvolvimento mental e/ou físicos, deste modo, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava, pois os parasitos encontrados na circulação sanguinea são capazes de infectar as células endoteliais dos vasos e os tecidos circunjacentes, podendo resultar no encistamento do T. gondii. Atualmente a toxoplasmose vem sendo investigada devido a sua associação a inúmeras outras doenças, assim, estudos sobre a evolução da infecção por T. gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Ao invadir a célula hospedeira o parasito possui a capacidade de recrutar as mitocôndrias promovendo mudanças na organização mitocondrial ao longo da progressão da infecção, garantindo um ambiente favorável a sua multiplicação. Diante disso, investigamos se o parasito possui a capacidade de interferir no metabolismo mitocondrial e na resposta apoptótica da célula endotelial. O presente trabalho teve como objetivo analisar o metabolismo mitocondrial através da respirometria de alta-resolução e da resposta apoptótica através do western blotting das células endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC) infectadas por 2, 6 e 20 horas por taquizoítos de T. gondii. A respirometria de alta-resolução revelou que o parasito interfere no metabolismo energético da célula hospedeira. A análise do conteúdo de proteínas da família Bcl-2 por western blotting revelou maior estímulo apoptótico no tempo inicial de infecção, quando comparado aos demais tempos. Os resultados dos conteúdos de caspase 3, proteína efetora da apoptose, não demonstrou diferença nos tempos iniciais de infecção Entretanto, em tempos mais tardios, o conteúdo de caspase 3 mostrou-se significativamente aumentado quando comparado às HUVEC não infectadas. A dinâmica de replicação do parasito foi observada através do monitoramento pelo sistema Time-Lapse Nikon BioStation IMQ em tempo real das células infectadas por T.gondii. Portanto, nossos resultados sugerem que o protozoário ao recrutar as mitocôndrias da célula hospedeira interfere no metabolismo mitocondrial e na modulação da apoptose para garantir um ambiente favorável a sua multiplicação. / Toxoplasmosis is a widespread zoonosis that affects more than a third of the world population and of great public health importance. Most human infections with Toxoplasma gondii are asymptomatic. Toxoplasmosis is widely investigated since it presents itself as a serious disease in immunocompromised persons (holders of acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), untreated, transplant recipients, patients undergoing chemotherapy or suppressing drugs and pregnant). Congenital toxoplasmosis can often lead to miscarriage or even result in the formation of children with some degree of developmental delay mental and / or physical, thus congenital transmission may be much more important than previously thought, because the parasites found In the bloodstream are able to infect endothelial cells of blood vessels and surrounding tissues, which may result in encystment T. gondii. Currently toxoplasmosis has been investigated because of their association with other diseases, so, studies of the evolution of T.gondii infection in different types of host cells are necessary for an adequate therapeutic approach. To invade the host cell, the parasite has the ability to recruit mitochondria promoting changes in mitochondrial organization along the progression of infection, ensuring a favorable environment for their multiplication. Therefore, we investigated whether the parasite has the ability to interfere with mitochondrial metabolism and apoptotic response of endothelial cells. This study aimed to analyze the mitochondrial metabolism by high-resolution respirometry and apoptotic response by western blotting of endothelial cells of human umbilical vein (HUVEC) infected for 2, 6 and 20 hours per tachyzoites of T. gondii. The high-resolution respirometry revealed that the parasite interferes with the energy metabolism of the host cell. The analysis of the family protein content of Bcl-2 by western blotting revealed higher apoptotic stimulus at the initial time of infection, as compared to other times. The results of the contents of caspase 3 protein effector of apoptosis, showed no difference in the initial days of infection However, in more recent times, the content of caspase 3 was significantly increased when compared to non-infected HUVEC. The dynamics of parasite replication was observed by monitoring the system Time-Lapse Nikon BioStation IMQ in real time from infected cells by T. gondii. Therefore, our findings suggest that mitochondria in recruiting protozoan host cell interfere with mitochondrial metabolism and in the modulation of apoptosis to ensure a favorable environment for multiplication.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. A toxoplasmose é amplamente investigada visto que se apresenta como uma doença grave em pessoas imunodeprimidas (portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (SIDA), não tratados, indivíduos transplantados, paciente em tratamento quimioterápico ou em uso de drogas supressoras e gestantes). A toxoplasmose congênita frequentemente pode levar ao aborto espontâneo ou até mesmo resultar na formação de crianças com algum grau de atraso no desenvolvimento mental e/ou físicos, deste modo, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava, pois os parasitos encontrados na circulação sanguinea são capazes de infectar as células endoteliais dos vasos e os tecidos circunjacentes, podendo resultar no encistamento do T. gondii. Atualmente a toxoplasmose vem sendo investigada devido a sua associação a inúmeras outras doenças, assim, estudos sobre a evolução da infecção por T. gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Ao invadir a célula hospedeira o parasito possui a capacidade de recrutar as mitocôndrias promovendo mudanças na organização mitocondrial ao longo da progressão da infecção, garantindo um ambiente favorável a sua multiplicação. Diante disso, investigamos se o parasito possui a capacidade de interferir no metabolismo mitocondrial e na resposta apoptótica da célula endotelial. O presente trabalho teve como objetivo analisar o metabolismo mitocondrial através da respirometria de alta-resolução e da resposta apoptótica através do western blotting das células endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC) infectadas por 2, 6 e 20 horas por taquizoítos de T. gondii. A respirometria de alta-resolução revelou que o parasito interfere no metabolismo energético da célula hospedeira. A análise do conteúdo de proteínas da família Bcl-2 por western blotting revelou maior estímulo apoptótico no tempo inicial de infecção, quando comparado aos demais tempos. Os resultados dos conteúdos de caspase 3, proteína efetora da apoptose, não demonstrou diferença nos tempos iniciais de infecção Entretanto, em tempos mais tardios, o conteúdo de caspase 3 mostrou-se significativamente aumentado quando comparado às HUVEC não infectadas. A dinâmica de replicação do parasito foi observada através do monitoramento pelo sistema Time-Lapse Nikon BioStation IMQ em tempo real das células infectadas por T.gondii. Portanto, nossos resultados sugerem que o protozoário ao recrutar as mitocôndrias da célula hospedeira interfere no metabolismo mitocondrial e na modulação da apoptose para garantir um ambiente favorável a sua multiplicação. / Toxoplasmosis is a widespread zoonosis that affects more than a third of the world population and of great public health importance. Most human infections with Toxoplasma gondii are asymptomatic. Toxoplasmosis is widely investigated since it presents itself as a serious disease in immunocompromised persons (holders of acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), untreated, transplant recipients, patients undergoing chemotherapy or suppressing drugs and pregnant). Congenital toxoplasmosis can often lead to miscarriage or even result in the formation of children with some degree of developmental delay mental and / or physical, thus congenital transmission may be much more important than previously thought, because the parasites found In the bloodstream are able to infect endothelial cells of blood vessels and surrounding tissues, which may result in encystment T. gondii. Currently toxoplasmosis has been investigated because of their association with other diseases, so, studies of the evolution of T.gondii infection in different types of host cells are necessary for an adequate therapeutic approach. To invade the host cell, the parasite has the ability to recruit mitochondria promoting changes in mitochondrial organization along the progression of infection, ensuring a favorable environment for their multiplication. Therefore, we investigated whether the parasite has the ability to interfere with mitochondrial metabolism and apoptotic response of endothelial cells. This study aimed to analyze the mitochondrial metabolism by high-resolution respirometry and apoptotic response by western blotting of endothelial cells of human umbilical vein (HUVEC) infected for 2, 6 and 20 hours per tachyzoites of T. gondii. The high-resolution respirometry revealed that the parasite interferes with the energy metabolism of the host cell. The analysis of the family protein content of Bcl-2 by western blotting revealed higher apoptotic stimulus at the initial time of infection, as compared to other times. The results of the contents of caspase 3 protein effector of apoptosis, showed no difference in the initial days of infection However, in more recent times, the content of caspase 3 was significantly increased when compared to non-infected HUVEC. The dynamics of parasite replication was observed by monitoring the system Time-Lapse Nikon BioStation IMQ in real time from infected cells by T. gondii. Therefore, our findings suggest that mitochondria in recruiting protozoan host cell interfere with mitochondrial metabolism and in the modulation of apoptosis to ensure a favorable environment for multiplication.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. Entretanto, nos últimos anos, a toxoplasmose tem sido amplamente investigada uma vez que se apresenta como uma das doenças oportunistas que acometem pacientes portadores da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS) e indivíduos transplantados. A toxoplasmose congênita pode provocar aborto ou até sérios danos ao feto provocando retardo mental e cegueira em crianças, reduzindo significativamente a qualidade de vida dos sobreviventes. Assim, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava. Estudos sobre a evolução da infecção por Toxoplasma gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Nesse estudo utilizamos as técnicas de imunofluorescência e imunocitoquímica ultraestrutural com o objetivo de investigar a participação de Bax e Bcl-2, proteínas da família Bcl-2 que regulam a apoptose e a dinâmica mitocondrial durante a evolução da infecção das células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC) por taquizoítos de T. gondii. A microscopia confocal revelou uma rede mitocondrial filamentosa marcada pelo Mito Tracker Red no citoplasma de HUVEC e após 2h de infecção essa rede se mostrou desorganizada, provavelmente por conseqüência da invasão da HUVEC pelo T. gondii. Porém, em 6h de infecção, observamos a reestruturação da rede mitocondrial no citoplasma de HUVEC que se manteve no tempo de 20h de infecção. Ainda por microscopia confocal observamos que a proteína pró-apoptótica Bax se localiza principalmente no citoplasma, na mitocôndria, e pela primeira vez foi detectada no núcleo de HUVEC. No tempo de 2h de infecção, observamos a expressão de Bax principalmente na mitocôndria. Entretanto, após 6h e 20h de infecção, essa expressão diminuiu tanto na mitocôndria quanto no citoplasma de HUVEC. A expressão de Bcl-2 não foi observada em HUVEC não infectada e infectada por 2h, 6h e 20h. Taquizoítos de T. gondii apresentaram marcação positiva para Bax e Bcl-2 ao longo de todos os tempos de infecção. A análise ultraestrutural confirmou a dinâmica mitocondrial observada por microscopia confocal durante toda a interação. Os resultados de imunocitoquímica confirmaram a expressão de Bax no núcleo de HUVEC e a expressão de Bax e Bcl-2 em taquizoítos de T. gondii isolados. Portanto, nossos resultados sugerem que o T. gondii modula a morfologia da mitocôndria e a expressão de Bax em HUVEC, interferindo possivelmente nos mecanismos de defesa das células hospedeiras, entre eles a progressão da apoptose. / Toxoplasmosis is a zoonosis widely distributed that affects over a third of world population and is of great importance on public health. Most Toxoplasma gondii infection in humans is asymptomatic. However, on recent years toxoplasmosis has been investigated since it comes as some opportunistic diseases in patients with the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) and transplant patients. Congenital toxoplasmosis can cause miscarriage or serious damage to the fetus leading to mental retardation and blindness in children, significantly reducing the quality of life of survivors. Thus, congenital transmission can be much more important than previously thought. Studies on the development of Toxoplasma gondii in different host cells are necessary for an appropriate therapy. At this study we employed the immunofluorescence and ultrastructural immunocytochemical assay with the aim to investigate the involvement of Bax and Bcl-2, members of Bcl-2 family which regulate apoptosis and the mitochondrial dynamic during the infection progress of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) by tachyzoites of T. gondii. Confocal microscopy revealed a mitochondrial filamentous network stained by Mito Tracker Red within cytoplasm of HUVEC and after 2h of infection this network became desorganized, probably as a consequence of T. gondii invasion. However, at 6h of infection, we observed the restructuring of the mitochondrial network in the cytoplasm of HUVEC, which remained at the time of 20h of infection. Even by confocal microscopy we observed Bax pro-apoptotic protein located mainly in the cytoplasm, in the mitochondria, and for the first time it was detected in the nucleus of HUVEC. At the time of 2h of infection, we observed the expression of Bax mainly in mitochondria. However, after 6h and 20h of infection, this expression decreased such in mitochondria as in HUVEC cytoplasm. The Bcl-2 expression was not observed in uninfected and HUVEC infected for 2h, 6h and 20h. Tachyzoites of T. gondii presented positive labeling for Bax and Bcl-2 over all time of infection. The ultrastructural analysis confirmed the mitochondrial dynamics observed by confocal microscopy throughout the interaction. The results of immunocytochemistry confirmed Bax expression in the nucleus of HUVEC and the expression of Bax and Bcl-2 in isolated tachyzoites of T. gondii. Therefore, our results suggest that T. gondii modulates the mitochondria morphology and Bax expression in HUVEC, probably interfering on the host cells defense mechanisms, including the progression of apoptosis.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM-1) e a esclerose múltipla (EM) são doenças auto-imunes órgão-específicas, inflamatórias, mediadas por células T e B auto-reativas e caracterizadas pela destruição seletiva de células b pancreáticas produtoras de insulina e do sistema nervoso central, respectivamente. Acredita-se que a desregulação da expressão de genes reguladores da maquinaria apoptótica possa contribuir para o desenvolvimento da auto-imunidade, visto que algumas dessas moléculas participam nos processos de tolerância central e periférica de linfócitos auto-reativos. O objetivo deste projeto foi analisar a expressão de moléculas reguladoras das vias intrínseca, extrínseca e da Família de proteínas inibidoras da apoptose (IAP) em 33 indivíduos saudáveis, 15 pacientes com DM-1 e 18 com EM submetidos à terapia de imunossupressão em altas doses seguida do transplante autólogo de células-tronco hematopoéticas (IAD/TACTH). As células mononucleares (CMN) foram isoladas do sangue periférico dos controles e de pacientes nos períodos pré-mobilização (pré-mob), pré-condicionamento (pré-cond), D+180, D+360, D+540 e D+720 pós-transplante. As CMN foram utilizadas para extração de RNA, síntese de cDNA, quantificação da expressão por PCR em tempo real dos genes a1, bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bak, bax, bid, bik, bim, bok, noxa, fas, fasL, c-FLIPL, cIAP-1 e cIAP-2 e protéica de Bcl-2, Bcl-xL, Bak, Bim e c-FLIPL por western-blotting. Os resultados de expressão gênica foram representados por unidades relativas de expressão em medianas nas diferentes amostras. Os pacientes com DM-1 apresentaram diminuição da expressão dos genes anti-apoptóticos bcl-2 (mediana: 0,98; p=0,04), bcl-w (0,08; p=0,04), mcl-1 (1254; p=0,03) e cIAP-1 (1,24; p=0,003) nas CMN dos pacientes no período pré-mob em relação aos indivíduos saudáveis (medianas: bcl-2: 7,58; bcl-w: 0,52; mcl-1: 1659; cIAP-1: 14,5), enquanto a expressão de cIAP-2 (60,8; p=0,0005) estava aumentada em relação aos controles (23,3). Foi observada redução significativa na expressão dos genes pró-apoptóticos bad (0,002; p<0,0001), bax (0,01; p=0,002) e fasL (1,66; p=0,001) no período pré-mob comparada aos controles sadios (bad: 0,23; bax: 2,79; fasL: 3,56). Os níveis de RNAm de bid (0,10; p=0,001) e bok (0,72; p=0,006) estavam elevados no pré-mob em relação ao grupo controle (bid: 0,004; bok: 0,31). As moléculas bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bax, bok, fasL e cIAP-1 atingiram níveis de RNAm similares aos controles após o TACTH. Foi verificado que a expressão de bcl-w, cIAP-1 e noxa estava maior nos pacientes com DM-1 em remissão quando comparados àqueles em recaída. A diminuição da expressão de a1, bcl-2 e bcl-w e o aumento de fas e noxa correlacionaram-se às porcentagens de hemoglobina glicosilada, concentração de auto-anticorpos GAD65, e aos níveis séricos de peptídeo-C após o transplante. Os pacientes com EM mostraram uma expressão reduzida dos genes anti-apoptóticos bcl-w (0,11; p=0,02) e cIAP-1 (1,87; p=0,04) no pré-mob comparada aos valores dos controles (bcl-w: 0,27; cIAP-1: 7,75) e maior expressão dos genes a1 (90,8; p=0,001) e cIAP-2 (58,8; p=0,009) em relação aos controles (a1: 12,7; cIAP-2: 22,3). As moléculas pró-apoptóticas bad (0,007; p=0,01) e bax (0,0007; p=0,004) mostraram menor expressão nas CMN no período pré-mob do que nos controles (bad: 0,27; bax: 1,24). Os genes bid (20,7; p=0,004), bik (0,84; p=0,02) e bok (1,77; p=0,0001) possuíam maior expressão no período pré-mob em relação aos indivíduos sadios (bid: 2,64; bik: 0,33; bok: 0,26). Não foram observadas diferenças significativas na expressão das moléculas da via extrínseca da apoptose nos pacientes com EM (p>0,05) nos períodos avaliados. Os valores de expressão de bcl-w, bak, bax, bik, bok e cIAP-1 atingiram níveis semelhantes aos controles após o transplante. A expressão dos genes bcl-2, cIAP-1, bad e bax estava maior nos pacientes em remissão da EM quando comparados àqueles em progressão neurológica. O aumento da expressão dos genes pró-apoptóticos bax, bak e bimEL correlacionou-se inversamente aos valores de EDSS dos pacientes com EM após o TACTH. Os resultados de expressão protéica foram equivalentes aos de expressão gênica nas duas doenças, com exceção dos dados das proteínas Bcl-2 e Bim. Em conjunto, os resultados demonstraram a desregulação da expressão de várias moléculas anti- e pró-apoptóticas nas CMN dos pacientes com DM-1 e EM. Esses achados sugerem a associação de alterações nos processos de apoptose celular com o surgimento e persistência de células auto-reativas no DM-1 e EM. Os dados indicam que essas alterações, principalmente a diminuição da expressão de moléculas pró-apoptóticas, como bak e bax, possam contribuir para a patogênese do DM-1 e EM. Além disso, a terapia de IAD/TACTH foi capaz de modular a expressão da maioria dos genes anormalmente expressos nas CMN dos pacientes com DM-1 e EM, já que esses atingiram níveis de expressão similares ao grupo controle após o transplante. Esta normalização da expressão de vários genes analisados correlacionou-se com a remissão clínica da doença na maioria dos pacientes / Type 1 diabetes mellitus (T1DM) and multiple sclerosis (MS) are inflammatory, organ-specific autoimmune diseases characterized by selective destruction of insulin-producing pancreatic -cells and central nervous system, respectively, by autoreactive B and T cells. Deregulation of apoptotic machinery is supposed to contribute to self-tolerance breakdown and autoimmune diseases pathogenesis, since apoptotic molecules have an important role in B and T lymphocytes central and peripheral tolerance mechanisms. The aim of this study was to evaluate the expression of pro and anti-apoptotic molecules from intrinsic and extrinsic apoptotic pathways and IAP Family members in 33 healthy individuals, 15 T1DM and 18 MS patients submitted to high-dose immunossupression therapy followed by autologous hematopoietic stem cell transplantation (HDI/AHSCT). Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated from controls and patients at pre-mobilization (pre-mob), pre-conditioning (pre-cond), D+180, D+360, D+540 and D+720 post-transplantation. PBMC were used for RNA extraction, cDNA synthesis, gene quantification of a1, bcl-2, bcl-w, bcl-xL, bad, bak, bax, bid, bik, bimEL, bok, noxa, fas, fasL, c-FLIPL, cIAP-1 and cIAP-2 by Real Time PCR and Bcl-2, Bcl-xL, Bak, BimEL and c-FLIPL proteins detection by western-blotting. Results are expressed as median of relative expression units. Results from T1DM patients indicated that antiapoptotic molecules bcl-2 (median: 0,98; p=0,04), bcl-w (0,08; p=0,04), mcl-1 (1254; p=0,03) and cIAP-1 (1,24; p=0,003) were downregulated at pre-mob compared with healthy controls (medians bcl-2: 7,58; bcl-w: 0,52; mcl-1: 1659; cIAP-1: 14,5), while cIAP-2 (60,8; p=0,0005) gene expression was upregulated compared to healthy controls (23,3). We observed a significant decrease in proapoptotic bad (0,002; p<0,0001), bax (0,01; p=0,002) and fasL (1,66; p=0,001) genes expression in patients PBMC at pre-mob period compared to healthy subjects (bad: 0,23; bax: 2,79; fasL: 3,56). mRNA levels of bid (0.10; p=0.001) and bok (0.72; p=0.006) were elevated at pre-mob period when compared to control group (bid: 0.004; bok: 0.31). The bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bak, bax, bok, fasL and cIAP-1 mRNA levels reached controls levels after HDI/AHSCT. We observed that bcl-w, cIAP-1 and noxa gene expression were increased in T1DM patients in remission when compared to relapsed patients. The decreased antiapoptotic gene expression and increased in proapoptotic molecules correlated with decreased glicosilated hemoglobin percentages (Hb A1C) and anti-GAD65 antibodies and increased peptide-C levels. Results from MS patients showed decreased bcl-w (0,11; p=0,02) and cIAP-1 gene expression (1,87; p=0,04) in patients PBMC at pre-mob period compared to healthy controls (bcl-w: 0,27; cIAP-1: 7,75) and increased expression of a1 (90,8; p=0,001) and cIAP-2 (58,8; p=0,009) compared to controls (a1: 12,7; cIAP-2: 22,3). Proapoptotic molecules bad (0.007; p=0.01) and bax (0.0007; p=0.004) showed decreased gene expression at pre-mob compared to control group (bad: 0.27; bax: 1.24). bid (20.7; p=0.004), bik (0.84; p=0.01) and bok genes (1.77; p=0.0001) showed increased expression at pre-mob compared to healthy controls (bid: 2.64; bik: 0.33; bok: 0.26). Significant differences were not observed in the expression of the extrinsic pathway genes in pre-mob and healthy controls samples (p>0.05). bcl-w, bak, bax, bik, bok and cIAP-1 expression values reached healthy control values after transplantation. We observed that bcl-2, cIAP-1, bad and bax gene expression was increased in MS patients in disease remission when compared to patients with neurologic progression. Significant correlation of increased proapoptotic genes expression with decreased EDSS values in MS patients after HDI/AHSCT was observed. Results of protein quantification of apoptotic molecules in PBMC of T1DM and MS patients were similar to the gene expression results of these molecules, except for Bcl-2 and Bim proteins. Taken together, these data indicate a deregulated expression of anti- and proapoptotic genes in T1DM and MS patients PBMC. These data suggest an association of deregulated apoptosis with emergence and maintenance of autoreactive lymphocytes in analyzed patients. Based on these results, we suggest that this altered gene expression profile, mainly the decreased proapoptotic genes expression, as bak and bax, may contribute to T1DM and MS pathogenesis. Furthermore, we showed that the HDI/AHSCT therapy was able to modulate and normalize the expression of most genes abnormally expressed in T1DM and MS patients at pre-transplant period. Many analyzed genes achieved expression levels similar to healthy controls. The normalization of the expression of many evaluated genes correlated to disease remission in the majority of the patients.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM-1) e a esclerose múltipla (EM) são doenças auto-imunes órgão-específicas, inflamatórias, mediadas por células T e B auto-reativas e caracterizadas pela destruição seletiva de células b pancreáticas produtoras de insulina e do sistema nervoso central, respectivamente. Acredita-se que a desregulação da expressão de genes reguladores da maquinaria apoptótica possa contribuir para o desenvolvimento da auto-imunidade, visto que algumas dessas moléculas participam nos processos de tolerância central e periférica de linfócitos auto-reativos. O objetivo deste projeto foi analisar a expressão de moléculas reguladoras das vias intrínseca, extrínseca e da Família de proteínas inibidoras da apoptose (IAP) em 33 indivíduos saudáveis, 15 pacientes com DM-1 e 18 com EM submetidos à terapia de imunossupressão em altas doses seguida do transplante autólogo de células-tronco hematopoéticas (IAD/TACTH). As células mononucleares (CMN) foram isoladas do sangue periférico dos controles e de pacientes nos períodos pré-mobilização (pré-mob), pré-condicionamento (pré-cond), D+180, D+360, D+540 e D+720 pós-transplante. As CMN foram utilizadas para extração de RNA, síntese de cDNA, quantificação da expressão por PCR em tempo real dos genes a1, bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bak, bax, bid, bik, bim, bok, noxa, fas, fasL, c-FLIPL, cIAP-1 e cIAP-2 e protéica de Bcl-2, Bcl-xL, Bak, Bim e c-FLIPL por western-blotting. Os resultados de expressão gênica foram representados por unidades relativas de expressão em medianas nas diferentes amostras. Os pacientes com DM-1 apresentaram diminuição da expressão dos genes anti-apoptóticos bcl-2 (mediana: 0,98; p=0,04), bcl-w (0,08; p=0,04), mcl-1 (1254; p=0,03) e cIAP-1 (1,24; p=0,003) nas CMN dos pacientes no período pré-mob em relação aos indivíduos saudáveis (medianas: bcl-2: 7,58; bcl-w: 0,52; mcl-1: 1659; cIAP-1: 14,5), enquanto a expressão de cIAP-2 (60,8; p=0,0005) estava aumentada em relação aos controles (23,3). Foi observada redução significativa na expressão dos genes pró-apoptóticos bad (0,002; p<0,0001), bax (0,01; p=0,002) e fasL (1,66; p=0,001) no período pré-mob comparada aos controles sadios (bad: 0,23; bax: 2,79; fasL: 3,56). Os níveis de RNAm de bid (0,10; p=0,001) e bok (0,72; p=0,006) estavam elevados no pré-mob em relação ao grupo controle (bid: 0,004; bok: 0,31). As moléculas bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bax, bok, fasL e cIAP-1 atingiram níveis de RNAm similares aos controles após o TACTH. Foi verificado que a expressão de bcl-w, cIAP-1 e noxa estava maior nos pacientes com DM-1 em remissão quando comparados àqueles em recaída. A diminuição da expressão de a1, bcl-2 e bcl-w e o aumento de fas e noxa correlacionaram-se às porcentagens de hemoglobina glicosilada, concentração de auto-anticorpos GAD65, e aos níveis séricos de peptídeo-C após o transplante. Os pacientes com EM mostraram uma expressão reduzida dos genes anti-apoptóticos bcl-w (0,11; p=0,02) e cIAP-1 (1,87; p=0,04) no pré-mob comparada aos valores dos controles (bcl-w: 0,27; cIAP-1: 7,75) e maior expressão dos genes a1 (90,8; p=0,001) e cIAP-2 (58,8; p=0,009) em relação aos controles (a1: 12,7; cIAP-2: 22,3). As moléculas pró-apoptóticas bad (0,007; p=0,01) e bax (0,0007; p=0,004) mostraram menor expressão nas CMN no período pré-mob do que nos controles (bad: 0,27; bax: 1,24). Os genes bid (20,7; p=0,004), bik (0,84; p=0,02) e bok (1,77; p=0,0001) possuíam maior expressão no período pré-mob em relação aos indivíduos sadios (bid: 2,64; bik: 0,33; bok: 0,26). Não foram observadas diferenças significativas na expressão das moléculas da via extrínseca da apoptose nos pacientes com EM (p>0,05) nos períodos avaliados. Os valores de expressão de bcl-w, bak, bax, bik, bok e cIAP-1 atingiram níveis semelhantes aos controles após o transplante. A expressão dos genes bcl-2, cIAP-1, bad e bax estava maior nos pacientes em remissão da EM quando comparados àqueles em progressão neurológica. O aumento da expressão dos genes pró-apoptóticos bax, bak e bimEL correlacionou-se inversamente aos valores de EDSS dos pacientes com EM após o TACTH. Os resultados de expressão protéica foram equivalentes aos de expressão gênica nas duas doenças, com exceção dos dados das proteínas Bcl-2 e Bim. Em conjunto, os resultados demonstraram a desregulação da expressão de várias moléculas anti- e pró-apoptóticas nas CMN dos pacientes com DM-1 e EM. Esses achados sugerem a associação de alterações nos processos de apoptose celular com o surgimento e persistência de células auto-reativas no DM-1 e EM. Os dados indicam que essas alterações, principalmente a diminuição da expressão de moléculas pró-apoptóticas, como bak e bax, possam contribuir para a patogênese do DM-1 e EM. Além disso, a terapia de IAD/TACTH foi capaz de modular a expressão da maioria dos genes anormalmente expressos nas CMN dos pacientes com DM-1 e EM, já que esses atingiram níveis de expressão similares ao grupo controle após o transplante. Esta normalização da expressão de vários genes analisados correlacionou-se com a remissão clínica da doença na maioria dos pacientes / Type 1 diabetes mellitus (T1DM) and multiple sclerosis (MS) are inflammatory, organ-specific autoimmune diseases characterized by selective destruction of insulin-producing pancreatic -cells and central nervous system, respectively, by autoreactive B and T cells. Deregulation of apoptotic machinery is supposed to contribute to self-tolerance breakdown and autoimmune diseases pathogenesis, since apoptotic molecules have an important role in B and T lymphocytes central and peripheral tolerance mechanisms. The aim of this study was to evaluate the expression of pro and anti-apoptotic molecules from intrinsic and extrinsic apoptotic pathways and IAP Family members in 33 healthy individuals, 15 T1DM and 18 MS patients submitted to high-dose immunossupression therapy followed by autologous hematopoietic stem cell transplantation (HDI/AHSCT). Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated from controls and patients at pre-mobilization (pre-mob), pre-conditioning (pre-cond), D+180, D+360, D+540 and D+720 post-transplantation. PBMC were used for RNA extraction, cDNA synthesis, gene quantification of a1, bcl-2, bcl-w, bcl-xL, bad, bak, bax, bid, bik, bimEL, bok, noxa, fas, fasL, c-FLIPL, cIAP-1 and cIAP-2 by Real Time PCR and Bcl-2, Bcl-xL, Bak, BimEL and c-FLIPL proteins detection by western-blotting. Results are expressed as median of relative expression units. Results from T1DM patients indicated that antiapoptotic molecules bcl-2 (median: 0,98; p=0,04), bcl-w (0,08; p=0,04), mcl-1 (1254; p=0,03) and cIAP-1 (1,24; p=0,003) were downregulated at pre-mob compared with healthy controls (medians bcl-2: 7,58; bcl-w: 0,52; mcl-1: 1659; cIAP-1: 14,5), while cIAP-2 (60,8; p=0,0005) gene expression was upregulated compared to healthy controls (23,3). We observed a significant decrease in proapoptotic bad (0,002; p<0,0001), bax (0,01; p=0,002) and fasL (1,66; p=0,001) genes expression in patients PBMC at pre-mob period compared to healthy subjects (bad: 0,23; bax: 2,79; fasL: 3,56). mRNA levels of bid (0.10; p=0.001) and bok (0.72; p=0.006) were elevated at pre-mob period when compared to control group (bid: 0.004; bok: 0.31). The bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, bad, bak, bax, bok, fasL and cIAP-1 mRNA levels reached controls levels after HDI/AHSCT. We observed that bcl-w, cIAP-1 and noxa gene expression were increased in T1DM patients in remission when compared to relapsed patients. The decreased antiapoptotic gene expression and increased in proapoptotic molecules correlated with decreased glicosilated hemoglobin percentages (Hb A1C) and anti-GAD65 antibodies and increased peptide-C levels. Results from MS patients showed decreased bcl-w (0,11; p=0,02) and cIAP-1 gene expression (1,87; p=0,04) in patients PBMC at pre-mob period compared to healthy controls (bcl-w: 0,27; cIAP-1: 7,75) and increased expression of a1 (90,8; p=0,001) and cIAP-2 (58,8; p=0,009) compared to controls (a1: 12,7; cIAP-2: 22,3). Proapoptotic molecules bad (0.007; p=0.01) and bax (0.0007; p=0.004) showed decreased gene expression at pre-mob compared to control group (bad: 0.27; bax: 1.24). bid (20.7; p=0.004), bik (0.84; p=0.01) and bok genes (1.77; p=0.0001) showed increased expression at pre-mob compared to healthy controls (bid: 2.64; bik: 0.33; bok: 0.26). Significant differences were not observed in the expression of the extrinsic pathway genes in pre-mob and healthy controls samples (p>0.05). bcl-w, bak, bax, bik, bok and cIAP-1 expression values reached healthy control values after transplantation. We observed that bcl-2, cIAP-1, bad and bax gene expression was increased in MS patients in disease remission when compared to patients with neurologic progression. Significant correlation of increased proapoptotic genes expression with decreased EDSS values in MS patients after HDI/AHSCT was observed. Results of protein quantification of apoptotic molecules in PBMC of T1DM and MS patients were similar to the gene expression results of these molecules, except for Bcl-2 and Bim proteins. Taken together, these data indicate a deregulated expression of anti- and proapoptotic genes in T1DM and MS patients PBMC. These data suggest an association of deregulated apoptosis with emergence and maintenance of autoreactive lymphocytes in analyzed patients. Based on these results, we suggest that this altered gene expression profile, mainly the decreased proapoptotic genes expression, as bak and bax, may contribute to T1DM and MS pathogenesis. Furthermore, we showed that the HDI/AHSCT therapy was able to modulate and normalize the expression of most genes abnormally expressed in T1DM and MS patients at pre-transplant period. Many analyzed genes achieved expression levels similar to healthy controls. The normalization of the expression of many evaluated genes correlated to disease remission in the majority of the patients.