A proteína miostatina, é um regulador negativo do crescimento muscular e a modulação de sua expressão pode consistir em tratamento para distrofias musculares. Nós estudamos expressão endógena da miostatina no músculos gastrocnêmio e diafragma de 4 modelos murinos de degeneração muscular: os camundongos Dmdmdx, SJL/J, Largemyd e Lama2dy-2J/J. Observamos que a miostatina é menos expressa no músculo gastrocnêmio do que diafragma normal, refletindo um músculo mais sujeito a lesão. Nas quatro linhagens distróficas a miostatina é menos expressa do que em camundongos normais, tanto no músculo gastrocnêmio como diafragma, sem diferença entre os dois. A analise comparativa da degeneração e regeneração muscular mostrou maior correlação da inibição da miostatina com o padrão de degeneração. Nossos resultados sugerem que o processo de degeneração, quando iniciado, e independentemente de seu grau, causa molecular primária, ou músculo afetado, parece atuar de forma similar na inibição da expressão da miostatina, possivelmente como estimulo a regeneração do dano. / Myostatin is a negative regulator of muscle growth, and its inhibition has been considered a therapeutic strategy for muscular dystrophies. We evaluated the endogenous expression of myostatin in the gastrocnemius and diaphragm muscles from 4 mouse dystrophic models including Dmdmdx, SJL/J>, Largemyd and Lama2dy2J/J. In normal mice, we observed that myostatin is less expressed in the gastrocnemius than in the diaphragm, reflecting a muscle most prone to lesions. In the 4 dystrophic models, myostatin expression was reduced, in both gastrocnemius and diaphragm muscles. The comparative analysis of the histopathology of the muscles with the expression of myostatin showed a stronger correlation with the pattern of degeneration then regeneration. Our results suggest that, when started, the process of degeneration of the muscle, independently of the primary molecular defect, or degree, seems to act in a similar pathway leading to the inhibition of the expression of myostatin in the affected muscles, possibly as a stimulus to regeneration of damage.

Sublinhagens de camundongos AIRmax e AIRmin homozigotas para os alelos R ou S do gene Slc11a1 apresentam distinta capacidade regenerativa à perfuração de suas orelhas. Animais AIRmaxSS exibiram regeneração tecidual precoce em comparação aos animais AIRmaxRR, sugerindo que o alelo S favorece a regeneração nestes animais. Camundongos das sublinhagens AIRmin não apresentaram regeneração após perfuração de suas orelhas. Em resposta ao estímulo, animais AIRmaxSS exibiram inflamação local mais intensa e tardia do que animais AIRmaxRR, demonstrando elevados níveis de MPO e edema, e influxo celular predominantemente de neutrófilos. Ensaios de expressão gênica global demonstraram genes diferencialmente expressos entre as sublinhagens, evidenciando genes sobre-representados no tema biológico proliferação celular em ambas sublinhagens, enquanto somente nos animais AIRmaxSS ocorreu sobre-representação para resposta inflamatória nos genes ativados e para contração muscular nos genes reprimidos. Os resultados de microarray foram validados por qPCR. / Homozygous AIRmax and AIRmin sublines for Slc11a1 R and S alleles present distinct regenerative capacity to the ear hole. AIRmaxSS mice exhibited early tissue regeneration compared to AIRmaxRR animals, suggesting that the Slc11a1 S allele promotes regeneration in these animals. AIRmin sublines didnt show regeneration after ear punch. In response to the stimulus, AIRmaxSS animals exhibited more intense and later local inflammation than AIRmaxRR animals, presenting elevated levels of MPO, edema and cellular influx predominantly of neutrophils. Global gene expression analysis showed differentially-expressed genes between the sublines, in which over-represented biological theme is cell proliferation in both sublines. AIRmaxSS animals displayed over-representation of inflammatory response in up-regulated genes and of muscle contraction in down-regulated genes. Microarray results were validated by using quantitative PCR.

Sublinhagens de camundongos AIRmax e AIRmin homozigotas para os alelos R ou S do gene Slc11a1 apresentam distinta capacidade regenerativa à perfuração de suas orelhas. Animais AIRmaxSS exibiram regeneração tecidual precoce em comparação aos animais AIRmaxRR, sugerindo que o alelo S favorece a regeneração nestes animais. Camundongos das sublinhagens AIRmin não apresentaram regeneração após perfuração de suas orelhas. Em resposta ao estímulo, animais AIRmaxSS exibiram inflamação local mais intensa e tardia do que animais AIRmaxRR, demonstrando elevados níveis de MPO e edema, e influxo celular predominantemente de neutrófilos. Ensaios de expressão gênica global demonstraram genes diferencialmente expressos entre as sublinhagens, evidenciando genes sobre-representados no tema biológico proliferação celular em ambas sublinhagens, enquanto somente nos animais AIRmaxSS ocorreu sobre-representação para resposta inflamatória nos genes ativados e para contração muscular nos genes reprimidos. Os resultados de microarray foram validados por qPCR. / Homozygous AIRmax and AIRmin sublines for Slc11a1 R and S alleles present distinct regenerative capacity to the ear hole. AIRmaxSS mice exhibited early tissue regeneration compared to AIRmaxRR animals, suggesting that the Slc11a1 S allele promotes regeneration in these animals. AIRmin sublines didnt show regeneration after ear punch. In response to the stimulus, AIRmaxSS animals exhibited more intense and later local inflammation than AIRmaxRR animals, presenting elevated levels of MPO, edema and cellular influx predominantly of neutrophils. Global gene expression analysis showed differentially-expressed genes between the sublines, in which over-represented biological theme is cell proliferation in both sublines. AIRmaxSS animals displayed over-representation of inflammatory response in up-regulated genes and of muscle contraction in down-regulated genes. Microarray results were validated by using quantitative PCR.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-11T19:27:27Z No. of bitstreams: 1 daianaaparecidarodrigues.pdf: 8225936 bytes, checksum: 96ec323f343f92c319f4e261145f9c6a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:34:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 daianaaparecidarodrigues.pdf: 8225936 bytes, checksum: 96ec323f343f92c319f4e261145f9c6a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:34:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daianaaparecidarodrigues.pdf: 8225936 bytes, checksum: 96ec323f343f92c319f4e261145f9c6a (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fenômenos biológicos são todo e qualquer evento que possa ser observado nos seres vivos. O estudo desses fenômenos permite propor explicações para o seu mecanismo, a m de entender as causas e efeitos. Pode-se citar como exemplos de fenômenos biológicos o comportamento das células como respiração, reprodução, metabolismo e morte celular. Equações de reação-difusão são frequentemente utilizadas para modelar fenômenos bioló- gicos. Sistemas de reação-difusão podem produzir padrões espaciais estáveis a partir de uma distribuição inicial uniforme esse fenômeno é conhecido como instabilidade de Turing. Este trabalho apresenta a análise da instabilidade de Turing bem como resultados numéricos para a solução de três modelos biológicos, modelo de Schnakenberg, modelo de glicólise e modelo da coagulação sanguínea. O modelo de Schnakenberg é utilizado para descrever uma reação química autocatalítica e o modelo de glicólise é relativo ao processo de degradação metabólica da molécula de glicose para proporcionar energia para o metabolismo celular, esses dois modelos são frequentemente relatados na literatura. O terceiro modelo é mais recente e descreve o fenômeno da coagulação sanguínea. Nas soluções numéricas se utiliza o método das linhas onde a discretização espacial é feita através de um esquema de diferenças nitas. O sistema de equações diferencias ordinárias resultante é resolvido por um esquema de integração adaptativo, com a utilização de pacote para computação cientí ca da linguagem Python, Scipy. / Biological phenomena are all and any event that can be observed in living beings. The study of these phenomena enables us to propose explanations for its mechanisms in order to understand causes and e ects. One can cite as examples of biological phenomena the behavior of cells as respiration, reproduction, metabolism and cell death. Reactiondi usion equations are often used to model biological phenomena. Reaction-di usion systems can produce stable spatial patterns from a uniform initial distribution, this phenomenon is known as Turing instability. This dissertation presents an analysis of the Turing instability as well as numerical results for the solution of three biological models, model Schnakenberg, model of glycolysis and model of blood coagulation. The Schnakenberg model is used to describe an autocatalytic chemical reaction and glycolysis model refers to the process of metabolic breakdown of the glucose molecule to provide energy for cellular metabolism, these two models are frequently reported in the literature. The third model is newer and describes the phenomenon of blood coagulation. The method of lines is used in the numerical solutions, where the spatial discretization is done through a nite di erence scheme. The resulting system of ordinary di erential equations is then solved by an adaptive integration scheme with the use of the package for scienti c computing of Python language, Scipy.

A proteína miostatina, é um regulador negativo do crescimento muscular e a modulação de sua expressão pode consistir em tratamento para distrofias musculares. Nós estudamos expressão endógena da miostatina no músculos gastrocnêmio e diafragma de 4 modelos murinos de degeneração muscular: os camundongos Dmdmdx, SJL/J, Largemyd e Lama2dy-2J/J. Observamos que a miostatina é menos expressa no músculo gastrocnêmio do que diafragma normal, refletindo um músculo mais sujeito a lesão. Nas quatro linhagens distróficas a miostatina é menos expressa do que em camundongos normais, tanto no músculo gastrocnêmio como diafragma, sem diferença entre os dois. A analise comparativa da degeneração e regeneração muscular mostrou maior correlação da inibição da miostatina com o padrão de degeneração. Nossos resultados sugerem que o processo de degeneração, quando iniciado, e independentemente de seu grau, causa molecular primária, ou músculo afetado, parece atuar de forma similar na inibição da expressão da miostatina, possivelmente como estimulo a regeneração do dano. / Myostatin is a negative regulator of muscle growth, and its inhibition has been considered a therapeutic strategy for muscular dystrophies. We evaluated the endogenous expression of myostatin in the gastrocnemius and diaphragm muscles from 4 mouse dystrophic models including Dmdmdx, SJL/J>, Largemyd and Lama2dy2J/J. In normal mice, we observed that myostatin is less expressed in the gastrocnemius than in the diaphragm, reflecting a muscle most prone to lesions. In the 4 dystrophic models, myostatin expression was reduced, in both gastrocnemius and diaphragm muscles. The comparative analysis of the histopathology of the muscles with the expression of myostatin showed a stronger correlation with the pattern of degeneration then regeneration. Our results suggest that, when started, the process of degeneration of the muscle, independently of the primary molecular defect, or degree, seems to act in a similar pathway leading to the inhibition of the expression of myostatin in the affected muscles, possibly as a stimulus to regeneration of damage.