Ratas adultas foram tratadas com 2.5, 5, 10, 20 e 40x a dose fisiológica de triiodotironina (T3) por 10 semanas. Houve redução, dose-dependente, da massa óssea, volume e espessura trabecular (Tb.Th), e espessura de osso cortical. Até a dose de 10xT3, houve aumento na taxa de formação óssea (BFR). Doses maiores de T3 reduziram a BFR, e a reabsorção óssea. Esses dados mostram que, até um certo grau de tireotoxicose, a osteopenia é resultado de aumento da formação e reabsorção ósseas, com predomínio da última. Em graus mais elevados, a osteopenia é causada por redução no remodelamento ósseo, com predomínio da atividade reabsortiva. Em seguida, comparamos os efeitos do T3 e GC-1, um tireomimético seletivo pelo receptor b de T3 (TRb), no osso de camundongos fêmeas adultas. Na tíbia, o T3 reduziu a resistência, rigidez e resiliência, enquanto o GC-1 aumentou esses parâmetros e a Tb.Th, o que mostra que o GC-1 melhora a qualidade óssea. Considerando-se a seletividade do GC-1 pelo TRb, esses achados sugerem que o TRb medeia predominantemente ações positivas do T3 no osso. / Adult rats were treated with 2.5, 5, 10, 20 and 40x the physiological dose of triiodothyronine (T3) for 10 weeks. There was a dose-dependent reduction in bone mass, trabecular volume and thickness (Tb.Th), and cortical thickness. Up to 10xT3, there was an increase in the bone formation rate (BFR). Higher doses of T3 decreased BFR and bone resorption. These data show that, up to a certain degree of thyrotoxicosis, osteopenia is the result of an increase in bone formation and resorption, with a prevalence of resorption. In more severe thyrotoxicosis, the osteopenia is caused by a reduction in bone remodeling, with a predominance of bone resorption. Then, we compared the effects of T3 and GC-1, a thyromimetic that is selective for T3 receptor b (TRb), on bone of adult female mice. T3 treatment decreased tibial resistance, stiffness and resilience, while GC-1 increase these parameters and Tb.Th, showing that GC-1 improves bone quality. Considering the selectiveness of GC-1 for TRb, these findings suggest that TRb mediates mainly positive actions of T3 in the bone.

Ratas adultas foram tratadas com 2.5, 5, 10, 20 e 40x a dose fisiológica de triiodotironina (T3) por 10 semanas. Houve redução, dose-dependente, da massa óssea, volume e espessura trabecular (Tb.Th), e espessura de osso cortical. Até a dose de 10xT3, houve aumento na taxa de formação óssea (BFR). Doses maiores de T3 reduziram a BFR, e a reabsorção óssea. Esses dados mostram que, até um certo grau de tireotoxicose, a osteopenia é resultado de aumento da formação e reabsorção ósseas, com predomínio da última. Em graus mais elevados, a osteopenia é causada por redução no remodelamento ósseo, com predomínio da atividade reabsortiva. Em seguida, comparamos os efeitos do T3 e GC-1, um tireomimético seletivo pelo receptor b de T3 (TRb), no osso de camundongos fêmeas adultas. Na tíbia, o T3 reduziu a resistência, rigidez e resiliência, enquanto o GC-1 aumentou esses parâmetros e a Tb.Th, o que mostra que o GC-1 melhora a qualidade óssea. Considerando-se a seletividade do GC-1 pelo TRb, esses achados sugerem que o TRb medeia predominantemente ações positivas do T3 no osso. / Adult rats were treated with 2.5, 5, 10, 20 and 40x the physiological dose of triiodothyronine (T3) for 10 weeks. There was a dose-dependent reduction in bone mass, trabecular volume and thickness (Tb.Th), and cortical thickness. Up to 10xT3, there was an increase in the bone formation rate (BFR). Higher doses of T3 decreased BFR and bone resorption. These data show that, up to a certain degree of thyrotoxicosis, osteopenia is the result of an increase in bone formation and resorption, with a prevalence of resorption. In more severe thyrotoxicosis, the osteopenia is caused by a reduction in bone remodeling, with a predominance of bone resorption. Then, we compared the effects of T3 and GC-1, a thyromimetic that is selective for T3 receptor b (TRb), on bone of adult female mice. T3 treatment decreased tibial resistance, stiffness and resilience, while GC-1 increase these parameters and Tb.Th, showing that GC-1 improves bone quality. Considering the selectiveness of GC-1 for TRb, these findings suggest that TRb mediates mainly positive actions of T3 in the bone.

Os hormônios tireoidianos estão envolvidos em vários efeitos regulatórios, em órgãos diversos. Suas variações no organismo estão relacionadas a quadros clínicos de grande relevância. A presente dissertação trata do estudo de duas proteínas diretamente relacionadas ao complexo sistema regulatório associado a tais hormônios. A primeira delas é a globulina de ligação à tiroxina (TBG), responsável pelo transporte da grande maioria dos hormônios tireoidianos circulantes, e cujas alterações estão relacionadas a falhas na interpretação de testes de avaliação da função tireoidiana, podendo levar a tratamentos desnecessários. A segunda proteína é o receptor tireoidiano (TR), responsável pela mediação dos efeitos regulatórios do hormônio tireoidiano, tendo sua estimulação de atividade transcricional relacionada à ligação do hormônio em um de seus domínios. A TBG foi estudada através da técnica computacional conhecida como modelagem molecular por homologia, aplicada à proteína em sua forma selvagem e a mutantes observados no Brasil, com o intuito de relacionar a inviabilidade de tais mutantes a aspectos estruturais. Foi proposto que, para dois dos mutantes estudados, a formação das estruturas secundárias como na forma nativa da proteína seria inviável, enquanto que para o terceiro mutante a inviabilidade poderia ser causada por enovelamento incorreto causado por uma possível interação entre um resíduo de cisteína adveniente da mutação e outros resíduos do mesmo aminoácido em posição fisicamente próxima. O estudo do TR teve como base as estruturas cristalográficas das duas isoformas humanas do receptor (hTR α e hTR β) quando ligadas ao tiromimético GC-1. Esse composto tem a propriedade de ligar-se preferencialmente à isoforma β, o que pode ter interessantes aplicações farmacológicas. A análise comparativa da ligação do GC-1 às duas isoformas mostrou que, para tal composto, a seletividade se deve a mudanças consideráveis no modo de ligação ao hTR α e hTR β. Para a isoforma , há dois modos de ligação, envolvendo conformações alternativas de ligante e proteína, onde em uma delas a ligação é mais favorável e semelhante à ligação do composto à isoforma , enquanto no outro modo de ligação há a perda de uma interação direta entre composto e proteína, explicando a mais baixa afinidade do GC-1 à isoforma quando comparado à isoforma . O mecanismo de -seletividade para esse composto está relacionado a um átomo de oxigênio específico que não existe no ligante natural do receptor, o que fornece úteis informações para a criação de novos compostos. / The thyroid hormones are involved in various regulatory effects, on diverse organs. Their fluctuations on the body are related to clinical scenarios of great relevance. This work deals with the study of two proteins which are directly related to the regulatory system associated to these hormones. The first one is the thyroxine-binding globulin (TBG), responsible for the transport of a large part of the thyroid hormones in serum, and whose variations are related to misinterpretation of thyroid function tests. The second protein is the thyroid receptor (TR), responsible for the mediation of the thyroid hormone regulatory effects . the transcriptional activity being related to ligand binding to one of the protein domains. The wild-type TBG and three mutants discovered in Brazil were studied by the computational technique known as homology modeling. The purpose of this investigation was to relate protein unviability to structural aspects. It was proposed that, for two mutants, the unviability was related to the impossibility of secondary structure formation as needed to form the native folding, while the third mutant the cause could be the formation of an incorrect folding due to possible interactions involving a cysteine residue created by the mutation and other nearby cysteine residues. The thyroid receptor was studied in the light of the x-ray structures of the two isoforms of the protein (hTR α and hTRβ) bound to GC-1, a synthesized compound which resembles the thyroid hormones. This ligand binds preferably the isoform, a feature that may have interesting pharmacological applications. The comparative analysis of GC-1 binding to the two isoforms allowed the construction of a structural basis of its -selectivity property, which is due to considerable differences in the binding modes for the two isoforms. This involves two different configurations of ligand and protein conformations for the isoform - on one of them, the ligand docks to the molecule the same way it docks to hTRβ, while on the second configuration it loses one direct interaction to the protein, explaining its lower affinity to hTR α when compared to hTRβ. The -selectivity mechanism for this compound is related to a specific oxygen atom which doesn?t exist on the receptor endogenous ligand, providing useful information for the development of new compounds.

Os hormônios tireoidianos estão envolvidos em vários efeitos regulatórios, em órgãos diversos. Suas variações no organismo estão relacionadas a quadros clínicos de grande relevância. A presente dissertação trata do estudo de duas proteínas diretamente relacionadas ao complexo sistema regulatório associado a tais hormônios. A primeira delas é a globulina de ligação à tiroxina (TBG), responsável pelo transporte da grande maioria dos hormônios tireoidianos circulantes, e cujas alterações estão relacionadas a falhas na interpretação de testes de avaliação da função tireoidiana, podendo levar a tratamentos desnecessários. A segunda proteína é o receptor tireoidiano (TR), responsável pela mediação dos efeitos regulatórios do hormônio tireoidiano, tendo sua estimulação de atividade transcricional relacionada à ligação do hormônio em um de seus domínios. A TBG foi estudada através da técnica computacional conhecida como modelagem molecular por homologia, aplicada à proteína em sua forma selvagem e a mutantes observados no Brasil, com o intuito de relacionar a inviabilidade de tais mutantes a aspectos estruturais. Foi proposto que, para dois dos mutantes estudados, a formação das estruturas secundárias como na forma nativa da proteína seria inviável, enquanto que para o terceiro mutante a inviabilidade poderia ser causada por enovelamento incorreto causado por uma possível interação entre um resíduo de cisteína adveniente da mutação e outros resíduos do mesmo aminoácido em posição fisicamente próxima. O estudo do TR teve como base as estruturas cristalográficas das duas isoformas humanas do receptor (hTR α e hTR β) quando ligadas ao tiromimético GC-1. Esse composto tem a propriedade de ligar-se preferencialmente à isoforma β, o que pode ter interessantes aplicações farmacológicas. A análise comparativa da ligação do GC-1 às duas isoformas mostrou que, para tal composto, a seletividade se deve a mudanças consideráveis no modo de ligação ao hTR α e hTR β. Para a isoforma , há dois modos de ligação, envolvendo conformações alternativas de ligante e proteína, onde em uma delas a ligação é mais favorável e semelhante à ligação do composto à isoforma , enquanto no outro modo de ligação há a perda de uma interação direta entre composto e proteína, explicando a mais baixa afinidade do GC-1 à isoforma quando comparado à isoforma . O mecanismo de -seletividade para esse composto está relacionado a um átomo de oxigênio específico que não existe no ligante natural do receptor, o que fornece úteis informações para a criação de novos compostos. / The thyroid hormones are involved in various regulatory effects, on diverse organs. Their fluctuations on the body are related to clinical scenarios of great relevance. This work deals with the study of two proteins which are directly related to the regulatory system associated to these hormones. The first one is the thyroxine-binding globulin (TBG), responsible for the transport of a large part of the thyroid hormones in serum, and whose variations are related to misinterpretation of thyroid function tests. The second protein is the thyroid receptor (TR), responsible for the mediation of the thyroid hormone regulatory effects . the transcriptional activity being related to ligand binding to one of the protein domains. The wild-type TBG and three mutants discovered in Brazil were studied by the computational technique known as homology modeling. The purpose of this investigation was to relate protein unviability to structural aspects. It was proposed that, for two mutants, the unviability was related to the impossibility of secondary structure formation as needed to form the native folding, while the third mutant the cause could be the formation of an incorrect folding due to possible interactions involving a cysteine residue created by the mutation and other nearby cysteine residues. The thyroid receptor was studied in the light of the x-ray structures of the two isoforms of the protein (hTR α and hTRβ) bound to GC-1, a synthesized compound which resembles the thyroid hormones. This ligand binds preferably the isoform, a feature that may have interesting pharmacological applications. The comparative analysis of GC-1 binding to the two isoforms allowed the construction of a structural basis of its -selectivity property, which is due to considerable differences in the binding modes for the two isoforms. This involves two different configurations of ligand and protein conformations for the isoform - on one of them, the ligand docks to the molecule the same way it docks to hTRβ, while on the second configuration it loses one direct interaction to the protein, explaining its lower affinity to hTR α when compared to hTRβ. The -selectivity mechanism for this compound is related to a specific oxygen atom which doesn?t exist on the receptor endogenous ligand, providing useful information for the development of new compounds.