Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Pancitopenia é uma manifestação frequente na leishmaniose visceral (LV) cuja patogenia não é esclarecida. Neste estudo, a patogenia foi analisada em cão e camundongo com LV. Cães com LV, naturalmente infectados, sem coinfecção com erliquiose, foram classificados de acordo com as alterações hematimétricas em: pancitopenia, bicitopenia, citopenia e sem alterações hematológicas. O mielograma revelou um aumento na proporção mielóide:eritróide nos cães infectados em relação ao grupo controle. Havia mudanças no padrão morfológico e quantitativo nas células sanguíneas, particularmente na série eritróide em cães pancitopênicos. Na contagem diferencial, notou-se a diminuição da porcentagem de linfócitos, plasmócitos e monócitos que tinham correlação com a gravidade das alterações hematológicas. No exame histopatológico da medula óssea, observaram-se aumento na celularidade, hiperplasia megacariocítica, proliferação macrofágica e degeneração e/ou necrose. No estudo de fatores de crescimento e citocinas, o aumento da expressão de IFN-?, GM-CSF, IL-7 e TNF-? parece assumir um papel importante nos cães bicitopênicos, e IL-3 nos cães com citopenia. A expressão de IGF-I, em contraste, estava diminuída significantemente em cães pancitopênicos em relação aos demais grupos. Os dados sugerem, portanto, a ocorrência de uma dishematopoiese com a diminuição da expressão de IGF-I na doença severa. Em camundongos C57BL/6 infectados por via intravenosa com L. (L.) donovani, as alterações hematológicas foram analisadas com 28 dias pós-infecção quando vimos o desenvolvimento de um quadro pancitopênico. O mielograma revelou displasia celular, aumento na proporção mielóide:eritróide e do índice de maturação mielóide, bem como, uma hipoplasia eritróide. Além disso, observamos um aumento significante na porcentagem de linfócitos e macrófagos nos animais infectados. No exame histopatológico havia um aumento significante da celularidade com infiltrado e/ou proliferação de células mononucleares similares a macrófagos. Na caracterização dessas células por microscopia confocal, estas expressavam F4/80, um marcador típico de macrófagos residentes e/ou estromais. Por citometria de fluxo, constatamos um aumento significante na porcentagem de células F4/80+ em proliferação. Além disso, utilizamos outros marcadores expressos em macrófagos como CD169 e CD11b, e vimos que a população F4/80+CD169+CD11b+ estava diminuída nos camundongos infectados. Com base nesses dados, consideramos o camundongo C57BL/6 infectado por L. (L.) donovani um bom modelo para o estudo da dishematopoiese na LV e que os macrófagos estromais devam ter um papel importante, o que merece estudos futuros mais aprofundados. / Pancytopenia is a common manifestation in visceral leishmaniasis (VL) that may contribute to lethality. We assessed the factors involved in the pathogenesis of pancytopenia in canine and murine VL. We selected dogs with VL but without erlichiosis that were classified according to hematological alterations in: pancytopenia, bicytopenia, cytopenia and dogs infected without hematological changes. The myelogram revealed an increase in the myeloid:erythroid cell ratio in infected dogs compared with healthy dogs and changes in the morphological and quantitative patterns in hematopoietic cells, particularly in erythroid series of the pancytopenic dogs. In differential cell count, decrease in the percentage of lymphocytes, plasma cells and monocytes correlated with the severity of hematological changes. In the histopathological examination of the bone marrow, the main alterations were the increase in cellularity, megakaryocytic hyperplasia, macrophage proliferation and degeneration and/or necrosis. Addressing the growth factors and cytokines, increased expression of IFN-?, GM-CSF, IL-7 and TNF-? seemingly plays an important role in bicytopenic dogs, and the expression fo IL-3 in dogs with cytopenia. In contrast, pancytopenic dogs had a significant decrease in the IGF-I expression compared with other groups. The data suggest a dyshematopoiesis with participation of IGF-I in severe stage of disease. In L. (L.) donovani-intravenously infected C57BL / 6 mice hematological changes were evaluated at 28 days post-infection when pancytopenia was established. The bone marrow examination showed cellular morphological changes, an increase in myeloid:erythroid ratio and myeloid maturation index, and erythroid hypoplasia. Moreover, we observed a significant increase in the percentage of lymphocytes and macrophages in infected animals. In histopathological examination, we observed a significant increase in the cellularity accompanied by infiltration and/or proliferation of mononuclear cells resembling macrophages. We characterized these cells as F4/80+ cells by confocal microscopy, a typical marker of residents and/or stromal macrophages. Using flow cytometry, we found a significant increase in the percentage of F4/80 in proliferation. In addition, we used other macrophage markers such as CD169 and CD11b, when a reduction in F4/80+CD169+CD11b+ population was shown in infected mice. Based on these data, we may consider L. (L.) donovani-infected C57BL/6 mouse a good model for the study of dyshematopoiesis in VL and that stromal macrophage may have important role in the in the hematopoiesis that deserve further studies .

O fator de crescimento transformante beta tipo 1, TGF-β1, é uma proteína extracelular homodimérica secretada por vários tipos celulares, que pode ter ação parácrina ou endócrina. Essa proteína está envolvida em processos celulares de diferenciação, proliferação, mobilidade e formação de matriz extracelular. Além disso, é parte importante dos processos de regeneração tecidual, atuando, de maneira decisiva, no reparo, atraindo macrófagos e fibroblastos para o local da injúria e estimulando a angiogênese. Assim, considerando o papel desse peptídeo no processo regenerativo, o uso de TGF-β1 como proteína terapêutica na área de Bioengenharia Tecidual é bastante promissor. Apesar disso, a venda dessa proteína, para fins terapêuticos, é inexistente no mercado e a proteína recombinante vendida, que só pode ser utilizada em pesquisas científicas, não é produzida nacionalmente e chega a custar R$200.000,00/mg. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma metodologia de produção do fator recombinante TGF-β1 em células de ovário de hamster chinês (CHO), visando à obtenção de níveis altos de rendimento, e, futuramente, a transferência da tecnologia de produção para a iniciativa privada, tornando possível seu uso na Medicina Regenerativa, sozinho ou em combinação com outros fatores de crescimento. O cDNA de TGF-β1 foi amplificado a partir de um banco de cDNA humano e clonado no vetor proprietário pNU1 de expressão de mamífero. A construção pNU1/TGF-β1 foi utilizada para transfectar estavelmente células CHO DG44 e uma estratégia de co-amplificação foi utilizada para selecionar células transfectantes com maior número de cópias da sequência correspondente a TGF-β1. Estas culturas foram submetidas ao processo de amplificação gênica com concentrações crescentes de metotrexato. Ensaios de Western Blot e ELISA foram realizados utilizando-se o meio condicionado pelas populações selecionadas e por clones superprodutores. Entre os 41clones obtidos, cinco apresentaram maiores níveis de produção de TGF-β1, entre 1.000 e 2.000 ng/mL. Estes clones foram selecionados para a realização de testes de atividade in vitro utilizando-se células A549, que permitem avaliar a transição epitélio-mesênquima. Um ensaio de cicatrização de feridas em peles do dorso de camundongos foi padronizado e utilizado para avaliar a atividade in vivo do clone que apresentou melhor resultado in vitro. A proteína TGF-β1 foi parcialmente purificada por HPLC em uma coluna de afinidade. Portanto, a proteína TGF-β1 humana recombinante foi produzida, apresentando atividade biológica in vitro e in vivo, sendo capaz de reparar eficientemente feridas cutâneas. Essa iniciativa pode oferecer aos pacientes uma alternativa para o tratamento de lesões teciduais, acelerando a cicatrização de feridas e o reparo de tecidos. / The transforming growth factor beta 1, TGF-β1, is a homodimeric extracellular protein secreted by several cell types, which may have paracrine or endocrine action. This protein is involved in cellular processes of differentiation, proliferation, mobility and formation of extracellular matrix. In addition, it is an important part of the tissue regeneration processes, acting decisively on repair, attracting macrophages and fibroblasts to the site of injury and stimulating angiogenesis. Therefore, considering the role of this peptide in the regenerative process and the use of TGF-β1 as a therapeutic protein in the field of Tissue Bioengineering is very promising. Despite this, the sale of this protein for therapeutic purposes is nonexistent in the market and the recombinant protein available in the market, which can only be used in scientific research, is not produced nationally and the costs are in the order of R$ 200,000.00/mg. In this context, the objective of the present work is to develop a methodology for the production of the TGF-β1 recombinant factor in Chinese hamster ovary (CHO) cells, aiming at obtaining high yields, and, in the future, transfering the production technology to the private initiative, allowing its use in Regenerative Medicine, alone or in combination with other growth factors. The TGF-β1 cDNA was amplified from a human cDNA library and cloned into the proprietary pNU1 mammalian expression vector. The pNU1/TGF-β1 construct was used to stably transfect CHO DG44 cells, and a co-amplification strategy was used to select transfectant cells with the largest number of gene copies. These cultures were subjected to the process of gene amplification with methotrexate. Western Blot and ELISA were used to assay the conditioned medium obtained from the selected cell populations and from overproducing cell clones. Among the 41 clones obtained, five presented higher levels of TGF-β1 production, between 1,000 and 2,000 ng/mL. These clones were selected for in vitro activity testing using A549 cells to evaluate the epithelial-mesenchymal transition. Awound healing assay on mouse dorsal skin was standardized and used to evaluate the in vivo activity of the cell clone which displayed the highest result in vitro. The TGF-β1 protein was partially purified by HPLC on an affinity column. Therefore, the recombinant human TGF-β1 protein was produced and shown to display biological activity both in vitro and in vivo, being able to eficiently repair cutaneous wounds. This initiative may provide patients with an alternative treatment for tissue damage, accelerating wound healing and tissue repair.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / S179D prolactina (hPRL) é uma mímica molecular da prolactina humana fosforilada. Demonstrou-se que a S179D-hPRL era anti angiogênica nos ensaios de angiogênese baseados na membrana corialantóica de galinha e na córnea de camundongos. Investigações posteriores realizadas empregando modelos in vitro demonstraram que o tratamento com S179D-hPRL diminuiu o número de células viáveis, reduziu a formação de túbulos em Matrigel e interferiu com a migração e invasão da matriz extracelular. A análise dos fatores de crescimento de células endoteliais humanas tratadas com S179D-hPRL revelou: uma diminuição na expressão ou liberação da PRL endógena, da heme-oxigenase-1, do fator de crescimento de fibroblasto básico (bFGF) e um aumento na expressão de dois inibidores teciduais de metaloproteases. A S179D-hPRL também bloqueou a sinalização provocada por bFGF nessas células. Nós concluímos que essa mímica molecular do hormônio pituitário fosforilado é uma potente proteína anti-angiogênica, em parte devido á sua habilidade de reduzir o estímulo autócrino de fatores de crescimento de células endoteliais de cordão umbilical humano (HUVEC), por sua capacidade de bloquear a sinalização promovida pelo bFGF e por sua habilidade de interferir na migração endotelial. Também foi estudada a influência da S179D-hPRL na apoptose em células endoteliais humanas, empregando caspase-8 como um marcador da via extrínseca, e a liberação de citocromo C como um marcador da via intrínseca. As duas cascatas convergem na ativação da caspase-3, que cliva a fator de fragmentação de DNA (DFF45). Uma incubação de três dias com 50 ng/mL de S179D-hPRL quadruplicou o número de células apoptóticas; esse efeito duplicou-se com uma concentração de 100 ng/mL e atingiu um ápice com 500 ng/mL. A clivagem de DFF45 e da pro-caspase-8 foi detectado com 100 ng/mL. Citocromo C, porém, só foi observado com concentrações de 500 ng/mL. O regulador de ciclo celular p21 (um marcador pró-apoptótico) elevou-se com 100 ng/mL, enquanto que um incremento do supressor tumoral p53 necessitou três vezes o tempo de incubação e 500 ng/mL. A atividade do promotor de p21 foi máxima com 50 ng/mL do análogo de hPRL, enquanto que 500 ng/mL foram necessários para se visualizar uma alteração significativa na atividade do promotor de Bax (um indicador da atividade de p53). Como previamente demonstrado na literatura, S179D-hPRL bloqueou a fosforilação da quinase regulada extracelularmente (ERK) em resposta ao bFGF, mas também causou uma ativação tardia e prolongada da ERK. PD 98059 [inibidor específico da proteína quinase ativada por mitógeno (MAPkinase)] inibiu essa ativação tardia e sustentada assim como outros efeitos da S179D-hPRL, exceto aquele sobre a indução de p53 e ativação do promotor de Bax. Podemos concluir que baixas doses de S179D-hPRL bloqueiam a sinalização de ERK induzida por bFGF e concomitantemente ativam a ERK em um tempo diferente, resultando na elevação de p21 e ativando a via extrínseca de apoptose. Maiores tempos de incubação e concentração, entretanto, ativam a via intrínseca empregando uma cascata intracelular diferente. Esses achados sugerem que níveis circulantes de PRL fosforilada podem inibir a progressão do câncer e, portanto, S179D-hPRL poderia ser um agente anti-angiogênico útil na terapêutica. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A interação entre as vias de sinalização dos estrógenos e fatores de crescimento está relacionada a maior agressividade dos tumores de mama. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar a interação entre as vias do E2 e do EGF no controle da expressão dos genes HNRPK, PAWR e PHLDA1 nas células MCF-7 (ER+) e MDA-MB-231 (ER-). Nas células MCF-7, o EGF e o E2 diminuíram a expressão do PAWR e aumentaram a expressão de PHLDA1. A inibição do ER pelo ICI resultou no aumento da expressão de PAWR sendo que a adição do E2 ou do EGF diminuiu sua expressão sem retomar os níveis observados nos tratamentos com E2 ou EGF isoladamente. Para o gene PHLDA1, o efeito do E2 e do EGF não variou após o tratamento com ICI. Nas células MDA-MB-231, a ação do EGF foi mais efetiva sobre a expressão de PAWR. A via ERK1/2 é importante na ativação do ER pelo EGF. O efeito do EGF sobre o PHLDA1 ocorre através da ativação das vias ERK1/2 e p38 MAPK. Estes resultados mostram a interação entre as vias do E2 e do EGF no controle da expressão do PAWR, mas não do PHLDA1. / The crosstalk between estrogens and growth factors pathways has been associated with breast cancer aggressiveness. Based on this, the present study aimed to determine the possible crosstalk between E2 and EGF pathways on the HNRPK, PAWR and PHLDA1 expression regulation in MCF-7 (ER+) and MDA-MB-231 (ER-) cells. In MCF-7 cells, treatments with E2 and EGF decreased PAWR expression and increased PHLDA1 expression. The ER inhibition by the ICI treatment resulted in increased PAWR expression. The E2 or EGF addition down-regulated its expression without a return to the levels observed after the E2 or EGF treatments alone. To the PHLDA1 gene, the effect of E2 and EGF treatments did not change after the ICI treatment. In MDA-MB-231 cells, the EGF effect was more significant on the PAWR gene expression control. The ERK1/2 pathway is important to the ER activation by EGF. The EGF effect over the PHLDA1 is dependent on the ERK1/2 and p38 MAPK activation. These findings suggest a crosstalk between E2 and EGF pathways on the PAWR expression control but not to PHLDA1.

O leite materno constitui uma rica fonte de nutrientes e peptídeos. O desmame precoce (DP) induz o aumento da proliferação e da diferenciação celular, e pode ser uma condição estressante capaz de elevar a corticosterona (CORT). Neste estudo, investigamos a interação entre padrão alimentar, CORT, TGF<font face=\"Symbol\">a e TGF<font face=\"Symbol\">b na regulação da proliferação celular na mucosa gástrica de ratos em desenvolvimento pós-natal. Utilizamos ratos Wistar em DP a partir do 15ºd, e observamos o aumento de CORT aos 16, 17 e 18d (p<0,05). No 17ºd, encontramos nível alto de TGF<font face=\"Symbol\">a e baixo de TGF<font face=\"Symbol\">b1 na mucosa gástrica (p<0,05). Para avaliarmos a ação da CORT, usamos o RU486, que ao reduzir a ação hormonal, estimulou a proliferação celular nos animais amamentados e DP (p<0,05), sem alterar os níveis de TGF<font face=\"Symbol\">a e TGF<font face=\"Symbol\">b. A sinalização para esses fatores foi estudada, e RU486 reduziu a ativação de ERK1/2 (p<0,05) no DP. Concluímos que a corticosterona circulante possui efeito antiproliferativo sobre a mucosa gástrica de ratos, e sua ação parece direta sem depender da regulação dos níveis de TGF<font face=\"Symbol\">a e TGF<font face=\"Symbol\">b. / Milk is a source of nutrients and active peptides. Early weaning (EW) leads to the increase of cell proliferation and differentiation, and can characterize a stressful condition to induce corticosterone (CORT). In the current study we investigated the interaction among dietary pattern, CORT, TGF<font face=\"Symbol\">a and TGF<font face=\"Symbol\">b on the regulation of cell proliferation in gastric mucosa of developing rats. We used Wistar rats submitted to EW on the 15thd, and we observed higher CORT levels throughout EW (p<0.05). At 17d, we also found higher TGF<font face=\"Symbol\">a and lower TGF<font face=\"Symbol\">b1 in the gastric mucosa (p<0.05). To evaluate CORT action, we used RU486 which antagonized the hormone and increased cell proliferation in both suckling and EW pups (p<0.05), without changing TGF<font face=\"Symbol\">a and TGF<font face=\"Symbol\">b1 levels. The signaling pathways triggered by these factors were studied and RU486 reduced ERK1/2 phosphorylation (p<0.05) in EW. We conclude that CORT is repressive for cell proliferation in the rat gastric mucosa, and its action seems to be direct, i.e. independent of TGF<font face=\"Symbol\">a and TGF<font face=\"Symbol\">b regulation.

Apesar da ampla aplicação clínica de plasma rico em plaquetas (PRP), a sua eficácia no reparo de defeitos ósseos e na osseointegração de implantes metálicos continua sendo questionada. Em vista disso, objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de um coquetel contendo os principais fatores de crescimento (GFs) e proteínas de PRP no desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro sobre titânio (Ti). O coquetel referido continha PDGF-BB, TGF-&beta;1, TGF- &beta;2, albumina, fibronectina e trombospondina. Células da linhagem osteoblástica foram obtidas por digestão enzimática de osso alveolar humano e cultivadas sob condições osteogênicas convencionais até a subconfluência, sendo, em seguida, subcultivadas sobre superfície de Ti. As subculturas foram expostas durante os 7 primeiros dias a meio osteogênico, suplementado com GFs e proteínas, e apenas ao meio osteogênico nos 7 dias subseqüentes. Os grupos controles foram expostos apenas ao meio osteogênico. Nos experimentos dose-resposta foram utilizadas culturas primárias de calvária de ratos, as quais foram expostas ao coquetel de GFs e proteínas e às suas diluições de 1:10 e 1:100. Culturas derivadas de osso alveolar humano expostas ao coquetel de GFs e proteínas apresentaram: aumento significativo do número de células a partir do dia 4 e da proliferação celular em 1 e 4 dias; redução significativa nos níveis de atividade de fosfatase alcalina (ALP) em 4, 7 e 10 dias e ausência de marcação com vermelho de Alizarina em 14 dias. Apesar de as diluições 1:10 e 1:100 restaurarem a atividade proliferativa das culturas aos níveis controles, formações de matriz calcificada foram observadas apenas na diluição 1:100. Os resultados do presente trabalho mostram que o coquetel de GFs e proteínas inibe o desenvolvimento do fenótipo osteogênico de culturas de células osteoblásticas humanas e de ratos crescidas sobre Ti. / Background: Despite wide clinical application, the efficacy of platelet-rich plasma (PRP) for repairing bone defects and enhancing osseointegration of metal implants is still subject of debate. The objective of the present study was to evaluate the effects of a well-defined mixture of growth factors (GFs) and proteins (GFs+proteins) on the development of the osteogenic phenotype on titanium (Ti) in vitro. The composition of the mixture was based on the major components found in PRP preparations. Methods: The PRP-like mixture contained PDGF-BB, TGF-&beta;1, TGF-&beta;2, albumin, fibronectin, and thrombospondin. Osteoblastic cells were obtained by enzymatic digestion of human alveolar bone and cultured under standard osteogenic condition until subconfluence. They were then subcultured on Ti discs up to 14 days. Treated cultures were exposed during the first 7 days to osteogenic medium supplemented with GFs+proteins and to osteogenic medium alone thereafter. Control cultures were exposed to only osteogenic medium throughout the culture interval. Dose-response experiments were carried out using rat primary calvarial cells exposed to GFs+proteins and 1:10 or 1:100 dilutions of the mixture. Results: Treated human-derived cell cultures exhibited a significantly higher number of cells from day 4 on and of cycling cells at days 1 and 4, significantly reduced levels for alkaline phosphatase (ALP) activity, and no Alizarin red stained areas at day 14. Although the 1:10 and 1:100 dilutions restored the proliferative activity of rat calvaria-derived osteogenic cells to control levels, mineralized bone-like nodule formation was only observed with the 1:100 dilution. Conclusions: The present results demonstrated that a PRP-like protein mixture inhibits development of the osteogenic phenotype in both human and rat osteoblastic cell cultures grown on Ti.

O corpo lúteo é uma glândula endócrina temporária que regula tanto o ciclo estral quanto a prenhez, apresentando extrema dependência de aporte sanguíneo adequado. O tratamento superovulatório aumenta a concentração sérica de progesterona (P4) e conseqüentemente as taxas de concepção e de prenhez. Esse trabalho objetivou quantificar a vascularização dos corpora lútea (CLL) de animais controle e superovulados, correlacionando-a com a P4 sérica e expressão de VEGF e seus receptores. Foram utilizadas 30 búfalas, cujos CLL foram divididos em cinco grupos: superovulados (receberam 400 mg de FSH divididos em doses diárias decrescentes: 80 mg, 60 mg, 40 mg e 20mg a cada 12 horas durante 4 dias), corpos hemorrágicos (CH), corpo lúteo maduro (CL), CL em regressão (CR) e corpo albicans (CA), que não receberam nenhum tratamento. Três CLL de cada grupo foram fixados em formol tamponado para quantificação da densidade vascular e imunolocalização de VEGF, VEGFR-1 e VEGFR-2. Os três restantes foram injetados com resina Mercox para análise da microvascularização. Amostras de sangue foram coletadas e a P4 mensurada através de RIA convencional. A densidade capilar média encontrada foi de 37,78 ± 8,89; 17,8 ± 3,33; 11,92 ± 3,57; 10,83 ± 2,42 e 3,46 ± 1,66 vasos/ mm2 respectivamente para os cinco grupos, indicando maior vascularização (p<0,001) para o grupo superovulado. A microvasculatura apresentou comportamento semelhante para ambos os grupos, revelando apenas maior densidade da rede capilar dos CLL de animais superovulados, o que se refletiu nos valores séricos de progesterona que foram significativamente maiores (p<0,05) para estes animais, com concentração média de 5,58 ( 0,97ng/ml vs 2,02 ( 0,16 ng/ml para os animais controle na mesma fase. O VEGF, bem como seus receptores (VEGFR-1 e VEGFR-2) foram encontrados imunohistoquimicamente no CLL de búfalas. A imunoreatividade para o VEGF e receptores, pode ser observada nas células endoteliais e luteínicas a partir do 2° dia após a ovulação (p.o.) até a fase de corpo lúteo em regressão (17° dia p.o.), com forte reação nas fase luteínicas inicial e média. A imunoreatividade foi mais intensa nos animais submetidos a superovulação. / Corpus luteum is a temporary organ, which regulates the estrous cycle and pregnancy; it is extremely dependent on vascularization. During corpus luteum life span P4 production is associated with an increase of capillary number known as angiogenesis. The angiogenic process is modulated by many factors, including VEGF (vascular endothelial growth factor), which is considered the most important of them. Hyperstimulation of ovarian function, a largely spread technique employed in cattle raising, is associated with high levels of estradiol and P4, as well as an increase of capillary invasion of the new formed CL. This study intended to quantify the vascularization of normal and superovulated corpora lutea (CLL), trying to correlate this parameter with blood P4 concentrations and expression of VEGF and its receptors. For that purpose thirty buffalo cows were divided into five groups: superovulated (received 400 mg FSH divided in decreasing doses of 80 mg, 60 mg, 40 mg e 20mg 12/12h during 4 days), corpus hemorragicans (CH), mature corpus luteum (CL), regression CL (CR) e corpo albicans (CA), that received no treatment and were slaughtered at days 2, 9, 17 and 26 after ovulation. After slaughter ovaries were collected and corpora lutea prepared as follows: three animals from each group had their CLL fixed in buffered formol solution, cut into 0,5 cm pieces, dehydrated in increasing ethanol concentrations, cleared in xylene and embedded in paraffin using conventional procedures. Five µm slices were prepared for quantification of vascular density and immunolocalization of VEGF, VEGFR-1 and VEGFR-2. The ovaries of the remaining animals were injected with Mercox resin through ovarian artery in order to have the microvascularization evaluated by electron scanning microscopy. Blood samples were collected and P4 measured through conventional RIE. Capillary density during CL life span was 37,78 ± 8,89; 17,8 ± 3,33; 11,9 ± 3,57; 10,83 ± 2,42 and 3,46 ± 1,66 vessels/ mm2 respectively for superovulated (CS), CH, CL, CR and CA, indicated higher vascularization (p<0,001) for superovulated group. The microvasculature showed similar behavior: the density of capillary network was higher in CLL of superovulated animals. Values of serum progesterone were significantly higher (p<0,05) for CS animals: 5,58 ± 0,97 ng/ml vs 2,02 ± 0,16 ng/ml for control animals in the same stage of estrous cycle. The VEGF system and its receptors (VEGFR-1 e VEGFR-2) were immunolocalized in CLL of buffalo cows. The immunoreactivity could be detected in endothelial and luteal cells since day two post ovulation (p.o.) until the stage of regression corpus luteum (Day 17 p.o.), with strong immunostaining at the early and midluteal phase. The immunostaining was more intense in CLL of animals submitted to superovulation.

Abstract Various bone proteins and growth factors are needed during the bone healing cascade. If the body cannot produce sufficient quantities of these factors, bone trauma healing can be improved with an implant that contains the required growth factors. However, an added bone protein extract needs a suitable delivery system to protect the proteins from degradation and to release them gradually, promoting new bone formation. This study focused on evaluating and optimization of the bone forming capacity of various scaffold systems of reindeer bone protein extract formulations using different experimental models. The tested carrier systems for various reindeer bone protein extract doses were collagen sponge and bioactive glass granules in critical-size defect model of rat femur. Calcium salt compositions (beta-tricalcium phosphate (β-TCP), hydroxyapatite or calcium sulphate) in disc and compressed pellet forms were tested in the thigh muscle pouch model of mouse. Various β-TCP granules combined with polyethylene/glycerol and stearic acid gel were tested in a hole defect model of sheep femur and humerus. Control groups involved carrier materials with no protein extract or untreated defects. In the sheep study, reference materials also included autograft and demineralized bone matrix (DBM). New bone formation, bone healing, and carrier resorption were evaluated based on radiographs, peripheral computerized tomography (pQCT), mechanical tests, histological examination, and micro-CT. New bone formation and bone union were markedly better in groups receiving higher doses of the extract and with follow-ups of six or more weeks, compared to empty defect or carrier without extract. Resorptions of carrier materials in active groups were faster and more active than in the control groups. The greatest bone formation occurred in the groups that had the bone protein extract readily available, which indicated that bone forming factors are required in sufficient concentrations at an early stage. The micro-CT analysis showed that bone formation in the groups with the extract was comparable to autograft, while the least bone formation was observed in the DBM and untreated groups. The present study indicated that the tested reindeer bone protein extract can be used to improve bone formation with various carriers. The study suggests that an inorganic carrier material together with stearic acid is the one of most suitable carrier alternatives for this extract. The developed medical device in paste form can be an alternative for autograft use. / Tiivistelmä Luun paraneminen vaatii erilaisia proteiineja ja kasvutekijöitä. Jos elimistö ei pysty tuottamaan riittävää määrää näitä tekijöitä, luumurtuma ei parane luonnollisesti vaan vaatii hoitoa, jossa murtuma alueelle viedään tarvittavia kasvutekijöitä. Kasvutekijät kiinnitetään tarkoituksenmukaiseen kantaja-aineeseen, jonka avulla kasvutekijöiden vapautumista ja toimintaa voidaan säädellä. Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida ja optimoida erilaisissa eläinmalleissa porosta eristetyn luuproteiiniuutteen kantaja-ainesysteemien toimivuutta. Testatut kantaja-ainemateriaalit olivat kollageenihuopa ja bioaktiivinen lasirae. Näitä testattiin useilla luuproteiiniannoksilla, ja mallina oli rotan reisiluun kriittisen koon murtuma. Hiiren reisilihasmallilla testattiin kalsiumsuolayhdistelmiä (beta trikalsiumfosfaatti (β-TCP), hydroksiapatiitti ja kalsiumsulfaatti) tablettina ja pellettinä. Lampaan reisi- ja olkaluiden reikämurtumamallilla testattiin erilaisia β-TCP-rakeita yhdistettynä polyetyleenistä, glyserolista ja steariinihaposta valmistettuun geeliin. Kontrollisryhmistä toinen sisälsi kantaja-aineen ilman luuproteiiniuutetta, toisessa ryhmässä murtuma jätettiin kokonaan hoitamatta. Lammaskokeessa verrattiin lisäksi omaluusiirteen ja demineralisoidun luumateriaalin (DBM) toimivuutta verrattuna poron luuproteiiniuutteeseen. Uudisluun muodostuminen, murtuman paraneminen ja kantaja-aineen hajoaminen arvioitiin natiiviröntgenillä, perifeerisellä tietokonetomografialla (pQCT), mekaanisin testein, histologisesti ja mikro-CT:llä. Luuproteiiniuutetta sisältäneillä ryhmillä oli luun paraneminen ja kantaja-aineen hajoaminen merkittävästi parempaa kuin uutetta sisältämättömillä ryhmillä. Uudisluun muodostuminen oli suurempaa korkeammilla annoksilla ja pitemmillä seuranta-ajoilla. Suurin uudisluun muodostus mitattiin ryhmillä, joissa luuproteiiniuute oli heti käytettävissä implantoinnin jälkeen. Tämä osoittaa, että varsinkin murtuman paranemisen alkuvaiheissa tarvitaan luuta muodostavia kasvutekijöitä riittävinä pitoisuuksina. Mikro-CT-analyysit osoittivat, että luuproteiiniuuttetta sisältäneet ryhmät olivat verrannollisia omaluusiirrehoidolle. Vähiten uudisluuta havaittiin DBM ja tyhjäreikäryhmissä. Tutkimus osoittaa, että poron luuproteiiniuutetta erilaisten kantajamateriaalien kanssa voidaan käyttää parantamaan luun muodostumista. Erityisesti epäorgaaninen kantajamateriaali steariinihapon kanssa on yksi soveltuvimmista vaihtoehdoista luu-uutteelle. Kehitelty pastamutoinen lääkinnällinen laite, joka sisälsi poron luuproteiiniuutteen ja kalsiumsuolakantaja-aineen, osoittautui vaihtoehdoksi omaluusiirrehoidolle.

Abstract Cardiac hypertrophy is the primary adaptive mechanism of the heart to increased workload, though when advanced, it becomes a leading predictor for heart failure and sudden death. The growth stimulus elicited by a hemodynamic load is attributable to a combination of mechanical and neurohumoral factors, but the precise roles of individual growth promoting components are still unclear. This study utilized atrial natriuretic peptide (ANP) and B-type natriuretic peptide (BNP) as model genes with which to investigate the involvement and mechanisms of mechanical stress and peptide growth factors in hypertrophic response of cardiac myocytes. The direct effect of mechanical stretch was studied in two different in vitro models of cultured neonatal rat cardiomyocytes. In the first approach, hypo-osmotic swelling -induced stretch increased ANP mRNA levels in atrial cells. In the second model, cyclic mechanical stretch of ventricular cells grown on flexible membranes evoked ANP and BNP gene expression and secretion. The mechanisms of stretch-induced BNP gene expression were studied by measurement of the activities of transcription factors and by utilizing promoter analysis together with site specific mutations. Stretch activated the binding of the transcription factor GATA-4 similarly to pressure overload in vivo. Mutational studies revealed that specific GATA consensus sites on the BNP promoter, in combination with an Nkx-2.5 binding element, were critical for stretch-activated BNP transcription. Importantly, a reduction of GATA-4 protein levels inhibited the stretch-induced hypertrophic response. Both cyclic mechanical stretchin vitro and hemodynamic overload in vivo activated the expression of peptide growth factor bone morphogenetic protein-2 (BMP-2). The effects of BMP-2 closely resembled those of mechanical stretch including the increase in the expressions of ANP and BNP. Furthermore, the BMP antagonist noggin inhibited the effect of stretch on ANP and BNP. Fibroblast growth factor 1 stimulated ANP synthesis and secretion in a protein kinase C dependent manner. In conclusion, this work demonstrates that mechanical stretch per se is sufficient to activate the hypertrophic gene program in cardiac myocytes. This effect seems to be at least partially mediated by the growth factor BMP-2 acting in a paracrine manner. The activation of the GATA-4 transcription factor, in cooperation with a factor binding to the Nkx-2.5 binding element, is essential for mechanical stretch-induced cardiomyocyte hypertrophy. / Tiivistelmä Sydämen tärkein mukautumiskeino kohonneeseen työmäärään on sydänlihaksen kasvu. Sydänlihaksen liikakasvu on kuitenkin tärkein sydämen vajaatoiminnan ja äkkikuoleman ennustetekijä. Hemodynaamisen ylikuormituksen kasvua edistävä vaikutus on lukuisten mekaanisten ja neurohumoraalisten tekijöiden summa, jossa kunkin yksittäisen tekijän osuus on vielä epäselvä. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin mekaanisen venytyksen ja peptidikasvutekijöiden osuutta ja vaikutusmekanismeja sydämen liikakasvun synnyssä käyttämällä malligeeneinä sydämen eteispeptidiä (ANP) ja B-tyypin natriureettista peptidiä (BNP). Mekaanisen venytyksen välitöntä vaikutusta tutkittiin vastasyntyneen rotan sydänsoluviljelymalleissa. Osmolaliteetin muutoksella aiheutettu venytys lisäsi ANP:n lähetti-RNA-tasoja eteissoluissa. Venyväpohjaisilla kalvoilla kasvatettujen kammiosolujen syklinen venytys stimuloi ANP:n ja BNP:n geeniekspressiota ja eritystä. BNP:n geenisäätelymekanismeja tutkittiin mittaamalla transkriptiotekijöiden aktiivisuutta sekä geeninsiirtokokeilla hyödyntäen muunneltuja BNP:n geenisäätelyalueita. Venytys lisäsi transkriptiotekijä GATA-4:n sitoutumisaktiivisuutta samaan tapaan kuin painekuormitus koe-eläimillä. Tietyt BNP:n säätelyalueen GATA-sitoutumispaikat yhdessä Nkx-2.5:ttä sitovan elementin kanssa osoittautuivat tärkeiksi venytysvasteen kannalta. GATA-4 -proteiinitasojen vähentäminen esti venytyksen aiheuttamaa kasvuvastetta. Sekä syklinen mekaaninen venytys soluviljelykokeissa että hemodynaaminen ylikuormitus koe-eläimillä lisäsivät peptidikasvutekijä bone morphogenetic protein-2:n (BMP-2) geeniekspressiota. BMP-2:n suorat vaikutukset puolestaan muistuttivat läheisesti mekaanisen venytyksen vaikutusta, ANP:n ja BNP:n lisääntynyt geeniekspressio mukaan lukien. BMP-antagonisti noggin esti lisäksi venytyksen vaikutusta ANP:iin ja BNP:iin. Työssä osoitettiin myös, että fibroblastikasvutekijä 1 stimuloi ANP:n synteesiä ja eritystä proteiinikinaasi C:n välityksellä. Yhteenvetona tulokset osoittavat, että mekaaninen venytys itsessään riittää aktivoimaan sydänlihaksen kasvuun liittyvää geeniohjelmaa. Vasteen välittäjänä näyttää kuitenkin ainakin osittain toimivan paikallisesti tuotettu BMP-2. Edelleen, transkriptiotekijä GATA-4 yhdessä Nkx-2.5 -elementtiin sitoutuvan tekijän kanssa osoittautui välttämättömäksi mekaanisen venytyksen aiheuttamalle kasvuvasteelle.