O remodelamento ósseo é um processo metabólico, dentro do qual os osteoblastos e os osteoclastos, participam ativamente. Portanto, qualquer alteração neste equilíbrio, pode provocar uma modificação na densidade mineral do osso, situação observada em certas doenças osteolíticas como osteoporose, artrite reumatóide e periodontite. Nos últimos anos, há um crescente interesse em avaliar o papel da glicólise na proliferação, sobrevivência e diferenciação dos diferentes tipos celulares. Em particular, tem sido evidenciado o efeito regulador da frutose 1,6-bisfosfato (FBP), um intermediário da via glicolítica de alta energia. Considerando que ainda não existem dados na literatura que correlacionem a FBP com o funcionamento dos osteoclastos, este trabalho tem por finalidade avaliar seu papel na osteoclastogênese e reabsorção óssea in vitro. Para isso, pré-osteoclastos murinos derivados da medula óssea foram diferenciados em osteoclastos na presença de M-CSF, RANKL e duas concentrações da FBP (100 e 300 ?M). Os resultados obtidos amostram que a FBP inibe a diferenciação osteoclástica em uma relação dose-dependente, sem afetar a viabilidade celular. Observa-se também, que o tratamento com FBP diminui a expressão de genes marcadores como, Nfatc1, Trap e Catepsina K (p < 0.01) e das proteínas NFATc1 e catepsina K. Como também, promove uma redução na atividade reabsortiva dos osteoclastos depois de 96 h de cultura. O efeito inibidor da FBP não depende da atividade da piruvato quinase M2 (PKM2). Em conjunto, estes dados sugerem que a FBP é um metabolito regulador importante da osteoclastogênese, demonstrando ser um agente potencial para o tratamento de doenças osteolíticas. / Bone remodeling is a coordinated metabolic process, where the osteoblasts and osteoclasts participate actively. Therefore, any alteration in this balance may cause a change in the bone mineral density, a condition observed in certain bone loss-associated diseases such as osteoporosis, rheumatoid arthritis and periodontitis. Recently, there has been a growing interest in assessing the role of the glycolysis on the proliferation, survival, and differentiation of the different cell types. In particular, it has been demonstrated the protective effect of the Fructose 1,6-bisphosphate (FBP), a high-energy glycolytic intermediate. Considering that there is no evidence in the literature that associate FBP with the function of osteoclasts, this work aims to evaluate its role in osteoclastogenesis and bone resorption in vitro. To this end, murine bone marrow derived pre-osteoclasts were differentiated into osteoclasts in the presence of M-CSF, RANKL and two concentrations of FBP (100 and 300 ?M). The results showed that FBP inhibits the differentiation of osteoclasts in a dose dependent manner, without affecting the cell viability. It was also observed that the treatment with the FBP decreases the expression of marker genes such as Nfatc1, Trap and Cathepsin K (p < 0.01) and the NFATc1 and cathepsin K protein levels. As well, the treatment with FBP resulted in markedly fewer osteoclast activity after 96 h of culture. FBP osteoclast inhibitory effect does not involve Pyruvate Kinase M2 (PKM2) activity. Together, these data denote the important regulatory role of the FBP on osteoclastogenesis, proving to be a potential agent for the treatment of bone loss-associated diseases.

O remodelamento ósseo é um processo metabólico, dentro do qual os osteoblastos e os osteoclastos, participam ativamente. Portanto, qualquer alteração neste equilíbrio, pode provocar uma modificação na densidade mineral do osso, situação observada em certas doenças osteolíticas como osteoporose, artrite reumatóide e periodontite. Nos últimos anos, há um crescente interesse em avaliar o papel da glicólise na proliferação, sobrevivência e diferenciação dos diferentes tipos celulares. Em particular, tem sido evidenciado o efeito regulador da frutose 1,6-bisfosfato (FBP), um intermediário da via glicolítica de alta energia. Considerando que ainda não existem dados na literatura que correlacionem a FBP com o funcionamento dos osteoclastos, este trabalho tem por finalidade avaliar seu papel na osteoclastogênese e reabsorção óssea in vitro. Para isso, pré-osteoclastos murinos derivados da medula óssea foram diferenciados em osteoclastos na presença de M-CSF, RANKL e duas concentrações da FBP (100 e 300 ?M). Os resultados obtidos amostram que a FBP inibe a diferenciação osteoclástica em uma relação dose-dependente, sem afetar a viabilidade celular. Observa-se também, que o tratamento com FBP diminui a expressão de genes marcadores como, Nfatc1, Trap e Catepsina K (p < 0.01) e das proteínas NFATc1 e catepsina K. Como também, promove uma redução na atividade reabsortiva dos osteoclastos depois de 96 h de cultura. O efeito inibidor da FBP não depende da atividade da piruvato quinase M2 (PKM2). Em conjunto, estes dados sugerem que a FBP é um metabolito regulador importante da osteoclastogênese, demonstrando ser um agente potencial para o tratamento de doenças osteolíticas. / Bone remodeling is a coordinated metabolic process, where the osteoblasts and osteoclasts participate actively. Therefore, any alteration in this balance may cause a change in the bone mineral density, a condition observed in certain bone loss-associated diseases such as osteoporosis, rheumatoid arthritis and periodontitis. Recently, there has been a growing interest in assessing the role of the glycolysis on the proliferation, survival, and differentiation of the different cell types. In particular, it has been demonstrated the protective effect of the Fructose 1,6-bisphosphate (FBP), a high-energy glycolytic intermediate. Considering that there is no evidence in the literature that associate FBP with the function of osteoclasts, this work aims to evaluate its role in osteoclastogenesis and bone resorption in vitro. To this end, murine bone marrow derived pre-osteoclasts were differentiated into osteoclasts in the presence of M-CSF, RANKL and two concentrations of FBP (100 and 300 ?M). The results showed that FBP inhibits the differentiation of osteoclasts in a dose dependent manner, without affecting the cell viability. It was also observed that the treatment with the FBP decreases the expression of marker genes such as Nfatc1, Trap and Cathepsin K (p < 0.01) and the NFATc1 and cathepsin K protein levels. As well, the treatment with FBP resulted in markedly fewer osteoclast activity after 96 h of culture. FBP osteoclast inhibitory effect does not involve Pyruvate Kinase M2 (PKM2) activity. Together, these data denote the important regulatory role of the FBP on osteoclastogenesis, proving to be a potential agent for the treatment of bone loss-associated diseases.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The assessment of biomarkers of reactions involving reactive oxygen species have the potential not only to determine the extent of oxidative damage, but also to predict the effectiveness of therapeutic strategies aimed at reducing or preventing the damage promoted by oxidative stress. Recently, it has been described and characterized a new class of compounds formed in consequence of oxidative stress, designated as advanced oxidation protein products (AOPP). The accumulation of AOPP was first described in patients with chronic renal failure undergoing hemodialysis and was subsequently found in diabetes, atherosclerosis, obesity and acute renal failure. Previous studies have identified AOPP as a new marker of oxidative damage to proteins and a new class of inflammatory mediators, providing arange of effects at both the cellular and systemic levels. Although the mechanism of action by which AOPP act is not fully understood, it is known that these products activate respiratory burst in phagocytes, including neutrophils and monocytes, through the activation of enzymes present in these cells. Furthermore, it has been demonstrated that AOPP may promot these effects (pro-oxidants and pro-inflammatory) at several cell types such as endothelial and kidney cells via activation of a signaling cascade, and in some aspects of this cascade AOPP effects is very similar to effects caused by advanced glycation end products (AGEs). In this context, the evaluation of the antioxidant activity of compounds in vitro models involving the formation of AOPP may present special interest. Among these compounds, N-acetylcysteine (NAC) and Fructose-1 ,6-bisphosphate (FBP) may be promising substances for this purpose. The NAC is a sulfhydryl donor group very similar to the amino acid cysteine and FBP is a highly energetic intermediate metabolite of glycolysis. Thus, the aim of this study was to determine the effects of FBP and NAC, as well as the synergistic effect of both treatments on the formation of AOPP in vitro. For this purpose, purified human albumin was incubated with various concentrations of hypochlorous acid (HOCl) (1, 2 and 4 mM) to produce AOPP in vitro, which was named albumin-advanced oxidation protein products (albumin-AOPP). In this context, both FBP as NAC were able to inhibit the formation of AOPP concentration-dependent manner, with FBP 20mg/mL and NAC 1mg/mL were responsible for the inhibition of 64% and 85% respectively. Furthermore, the synergistic effect promoted by the association of both compounds was more effective ininhibiting the formation of AOPP. Therefore, FBP and NAC may be promising candidates to mitigate or neutralize the pro-inflammatory and pro-oxidant triggered by AOPP. / A avaliação de biomarcadores das reações que envolvem as espécies reativas de oxigênio têm potencial não apenas de determinar a extensão do dano oxidativo, mas também de predizer a eficiência das estratégias terapêuticas destinadas a reduzir ou prevenir os danos promovidos pelo estresse oxidativo. Recentemente, foi descrita e caracterizada uma nova classe de compostos formados em consequência do estresse oxidativo, designada como produtos proteicos de oxidação avançada (AOPP). O acúmulo de AOPP foi primeiramente descrito em pacientes com insuficiência renal crônica submetidos à hemodiálise e, posteriormente, verificou-se que este marcador está envolvido em várias condições patológicas, incluindo diabetes, aterosclerose, obesidade e insuficiência renal aguda. Estudos prévios têm identificado AOPP como um novo marcador de dano oxidativo a proteínas e uma nova classe de mediadores inflamatórios, promovendo uma série de efeitos tanto a nível celular quanto a nível sistêmico. Embora o mecanismo de ação pelo qual os AOPP agem não está totalmente esclarecido, sabe-se que estes produtos ativam o burst respiratório em fagócitos, incluindo neutrófilos e monócitos, através da ativação de complexos enzimáticos presentes nestas células. Além disso, tem sido demonstrado que os AOPP também podem promover efeitos deletéreis (pró-oxidantes e pró-inflamatórios) a vários tipos celulares, como células renais e endoteliais, através da ativação de uma cascata de sinalização, sendo em alguns aspectos desta cascata muito semelhante aos efeitos promovidos pelos produtos finais de glicação avançada (AGEs). Neste contexto, a avaliação da atividade antioxidante e antiinflamaória de compostos em modelos in vitro envolvendo a formação de AOPP pode apresentar especial interesse. Dentre esses compostos, a N-acetilcisteína (NAC) e a Frutose- 1,6-bisfosfato (FBP) podem ser substâncias promissoras para esta finalidade. A NAC é um doador de grupo sulfidrila muito semelhante ao aminoácido cisteína e a FBP é um açúcar bifosforilado e um metabólito intermediário altamente energético da glicólise. Assim, o principal objetivo deste estudo foi determinar o efeito da FBP e da NAC, bem como o efeito sinérgico de ambas, sobre a formação de AOPP in vitro. Para isso, a albumina purificada humana foi incubada com várias concentrações de ácido hipocloroso (HOCl) (1, 2 e 4 mM) para produzir AOPP in vitro, a qual foi denominada de albumina-produtos proteicos de oxidação avançada (albumina-AOPP). Neste contexto, tanto FBP quanto NAC foram capazes de inibir a formação de AOPP de maneira concentração-dependente, sendo que FBP 20 mg/mL e NAC 1mg/mL foram responsáveis pela inibição de 64% e 85% respectivamente. Além disso, o efeito sinérgico promovido pela associação de ambos os compostos foi maisefetivo em inibir a formação de AOPP quando comparado com o efetio promovido pelos compostos isoladamente. Portanto, FBP e NAC podem ser candidatos promissores para amenizar ou neutralizar os efeitos pró-inflamatórios e pró-oxidantes desencadeados pelos AOPP.