Orientador: Edson Antunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T14:39:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BaldisseraJunior_Lineu_D.pdf: 1965195 bytes, checksum: 107b841684637a6a66bcdb7b9e929cef (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O recrutamento de eosinófilos para o pulmão inflamado é uma característica central da asma alérgica. Há relatos de que a ativação da guanilil ciclase solúvel (GCs) exerce atividade anti-inflamatória por inibir o recrutamento de leucócitos, e que o aumento de GMPc intracelular inibe a migração in vitro de eosinófilos humanos. A GCs é estimulada pelo NO, seu agonista fisiológico. Outros compostos são capazes de estimular a GCs de forma independente do NO, como as moléculas da família dos estimuladores NO-independentes e heme-dependentes, e, mais recentemente, por compostos estimuladores NO- e heme-independentes, chamados de ativadores da GCs. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do BAY 60-2770 (ativador NO- e heme-independente da GCs) em modelo murino de asma alérgica e na quimiotaxia in vitro de eosinófilos humanos induzida pela eotaxina. Para tanto, camundongos machos C57Bl6 (25 g, 6 semanas de idade) foram sensibilizados (2 injeções s.c. de 100 ?g de ovalbumina, nos dias 0 e 7) e submetidos ao desafio intranasal com OVA (10 ?g; duas vezes por dia, com intervalos de 6 horas entre cada desafio) nos dia 14 e 15, na presença e/ou ausência (veículo) do tratamento crônico com BAY 60-2770 (1mg/Kg/gavage; 14 dias). Os animais foram anestesiados e sacrificados 48 horas após o primeiro desafio, e as amostras biológicas colhidas para análise. O perfil inflamatório alérgico foi avaliado através da contagem total e diferencial de leucócitos no lavado broncoalveolar (LBA), sangue periférico, perfusato de medula óssea (MO) e em corte histológico. Foram dosados os níveis de IgE sérica específica a OVA, citocinas Th1 (IFN-?), Th2 (IL-4, IL-5, IL-10), TNF-? e eotaxina no LBA. A expressão proteica da GCs (subunidades ?2 e ?1) e da iNOS foi quantificada no parênquima pulmonar. O desenho experimental foi dividido em quatro grupos, a saber: grupo tratado com Veículo e instilado com Salina (VS); grupo tratado com Veículo e desafiado com OVA (VO); grupo tratado com BAY 60-2770 e instilado com Salina (BS); grupo tratado com o BAY 60-2770 e desafiado com OVA (BO). Nossos resultados mostraram níveis elevados (p<0,05) de IgE em soro de animais sensibilizados comparados com animais naive, confirmando a eficácia da sensibilização, que não foi alterada pelo tratamento com BAY 60-2770. O desafio alérgico à OVA (grupo VO), como esperado, gerou uma resposta inflamatória alérgica pulmonar, caracterizada pela presença marcante de eosinófilos no pulmão e de níveis elevados de IL-4 no LBA, assim como eosinofilia sanguínea e eosinofilopoese na medula óssea. Esta resposta foi significativamente acompanhada da redução da expressão da GCs (subunidades ?1 e ?1) e aumento da expressão protéica da iNOS no parênquima pulmonar, comparada a animais não desafiados (grupo VS). Não foram observadas diferenças nos níveis de TNF-? e eotaxina no LBA entre os grupos. As citocinas IFN-? e IL-10 não foram detectadas no LBA em nenhum grupo experimental. O tratamento crônico com BAY 60-2770 (grupo BO) reduziu significativamente os níveis de IL-4 e IL-5 no LBA, inibiu a eosinofilia pulmonar (LBA), sanguínea e peri-bronquiolar, e suprimiu a eosinofilopoiese na medula óssea, os quais foram acompanhados da restauração da expressão da GCs (?1 e ?1) e da iNOS no parênquima pulmonar, comparado com o grupo desafiado tratado com veículo (grupo VO). Em experimentos separados, eosinófilos humanos de indivíduos saudáveis foram submetidos aos ensaios de quimiotaxia induzida por eotaxina (300 ng/mL) na presença do BAY 60-2770 individualmente e/ou co-incubado com inibidor da GCs, ODQ (10 ?M). Nas mesmas condições, foram determinados os níveis de GMPc intracelular, e realizado o teste de viabilidade celular por redução do MTT. A resposta quimiotática induzida por eotaxina foi significativamente inibida pelo BAY 60-2770 (10 ?M), de modo dependente de GMPc. O efeito inibitório do BAY 60-2770 foi potencializado pela prévia co-incubação com ODQ, que elevou marcantemente os níveis de GMPc intracelulares e inibiu significativamente a migração de eosinófilos frente à eotaxina nas concentrações de 1, 3 e 5 ?M de BAY 60-2770. A viabilidade celular não foi afetada pelo BAY 60-2770. Em conjunto, nossos resultados mostram que o BAY 60-2770 é capaz de reduzir a inflamação alérgica pulmonar murina, e de inibir de forma dependente de GMPc a migração de eosinófilos humanos induzida por eotaxina. Concluímos que o BAY 60-2770 apresenta potencial valor terapêutico na asma alérgica / Abstract: Eosinophil recruitment to inflamed lung is a hallmark of allergic asthma. The literature has shown that soluble guanylyl cyclase (sGC) plays a key antiinflammatory role by inhibiting leukocyte recruitment, and that increased cGMP intracellular levels inhibit human eosinophil chemotaxis in vitro. The soluble guanylyl cyclase is stimulated by NO, its physiological agonist. Other compounds are able to NO-independently stimulate sGC, such as the family of NO-independent and heme-dependent stimulators, and the NO- and heme-independent stimulators, known as sGC activators. Therefore, this study aimed to investigate the effects of BAY 60-2770 (NO- and haem-independent sGC activator) in pulmonary allergic inflammation in mice and human eosinophil chemotaxis in vitro induced by eotaxin. Part I: Male C57BL6 mice were sensitized (100 ?g of ovalbumin, s.c.; day 0 and 7) and intranasally challenged with OVA (10 ?g; twice a day, 6 h between challenges) at days 14 and 15, with BAY 60-2770 (1 mg/Kg/gavage; 14 days) and/or its vehicle. Mice were anaesthetized and exsanguinated at 48 hours post first-OVA challenge, and biological samples were collected. The inflammatory profile was evaluated by total and differential cell counts in bronchoalveolar lavage (BAL) fluids, peripheral blood, bone marrow perfusate and histological slides. Serum OVA-specific IgE levels were measured and Th1 (IFN-?), Th2 (IL-4, IL-5, IL-10) cytokines, TNF-? and eotaxin levels were quantified in BAL fluids. Soluble guanylyl cyclase subunits (?1 and ?1) and iNOS protein expression were determined in lung parenchyma. The experimental design was divided in four groups, namely: Vehicle treated-instilled with Saline (VS group); Vehicle treated-challenged with OVA (VO group); BAY 60-2770 treated-instilled with Saline (BS group) and BAY 60-2770 treated-challenged with OVA (BO group). Our results showed seric elevated IgE levels (p<0.05) in OVA-sensitized mice compared with naive animals, confirming the efficiency of sensitization procedure, which was not affected under BAY 60-2770 treatment. As expected, the OVA-challenge in VO group triggered a pulmonary allergic inflammatory response, characterized by markedly eosinophil migration to lung, elevated IL-4 levels in BAL fluid, as well as blood eosinophilia and marrow eosinophilopoiesis in bone marrow. This response was significantly accompanied by reduced GCs (subunits ?1 and ?1) and increased iNOS expression in lung parenchyma, compared with non-challenged animals (VS group). No differences on TNF-? and eotaxin levels in BAL fluids were observed among studied groups. Levels of IFN-? and IL-10 were not detected in BAL fluids of any groups. Chronic oral treatment with BAY 60-2770 (BO group) significantly reduced IL-4 and IL-5 levels in BAL fluids, inhibited pulmonary (BAL), blood and peri-bronchiolar eosinophilia, and supressed bone marrow eosinophilopoiesis, which was accompanied by restoration of sGC and iNOS expression in lung parenchyma, compared with vehicle treated group (VO). In separate experiments, isolated human eosinophils from healthy volunteers were individually incubated with BAY 60-2770 and/or previously co-incubated with the sGC inhibitor, ODQ (10 ?M), and allowed to migrate toward eotaxin (300 ng/ml; 1 h, 37°C) in chemotaxis chamber. In the same conditions, intracellular cGMP levels were determinated and cell viability test were performed by MTT reduction. Our data showed that human eosinophil migration to eotaxin was significantly inhibited by BAY 60-2770 (10 ?M) in a cGMP-dependent manner. Inhibitory effect of BAY 60-2770 was potentiated by previous co-incubation with ODQ, which markedly elevated cGMP intracellular levels and inhibited eosinophils migration induced by eotaxin at 1, 3 and 5 ?M BAY 60-2770 concentrations. The cell viability was not affected by BAY 60-2770. Together, our results show that BAY 60-2770 is able to reduce murine pulmonary allergic inflammation, and to inhibit human eosinophil migration toward eotaxin in cGMP-dependent manner. In conclusion, the compound BAY 60-2770 presents potential therapeutic value in allergic asthma / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientadores: Fabíola Taufic Mónica Iglesias, Edson Antunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-29T00:02:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_CamilaStefaniEstancial_M.pdf: 2289746 bytes, checksum: e67d3948b14883b515cd7e008bc69850 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Duas classes de medicamentos denominadas estimuladores e ativadores da GCs foram desenvolvidas para uso terapêutico em situações patológicas, onde há menor biodisponibilidade NO ou tolerância farmacológica. A principal diferença entre os moduladores da GCs é que os ativadores atuam de maneira mais eficaz mesmo quando a enzima encontra-se no estado oxidado. O presente trabalho foi dividido em duas etapas, a saber: 1) caracterização farmacológica do ativador BAY 60-2770 em corpo cavernoso (CC) de coelho e 2) avaliação do efeito do ativador BAY 60-2770 e estimulador BAY 41-2272 da GCs em CC isolado de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) e normotensos (WKY). O BAY 60-2770 promoveu relaxamento concentração dependente em corpo cavernoso de coelho (pEC50: 7,584 ± 0,1923), sendo este efeito potencializado na presença dos inibidores da GCs ODQ (10 µM; pEC50: 8,170 ± 0,1365) e da fosfodiesterase tipo 5 (PDE5), tadalafil (100 ?M; pEC50: 8,381 ± 0,1334). A contração induzida por estimulação elétrica foi reduzida em aproximadamente 50% na presença de BAY 60-2770, sendo este efeito potencializado na presença de ODQ. Em relação ao relaxamento induzido pela estimulação elétrica, o ODQ e BAY 60-2770 aboliu e aumentou, respectivamente o relaxamento. A co-incubação de BAY 60-2770 com ODQ não alterou o relaxamento em comparação com o ODQ sozinho. Curiosamente, quando BAY 60-2770 foi incubado 20 min antes da adição de ODQ, os relaxamentos induzidos por estimulação elétrica foram parcialmente restaurados quando comparado com o ODQ sozinho. Em relação à segunda etapa do trabalho, o relaxamento induzido pelos moduladores da GCs, BAY 60-2770 e BAY 41-2272 não diferiram em CC de ratos SHR comparados ao seu respectivo controle, porém, estes dados não corroboram com a quantificação de GMPc, no qual evidenciamos aumento dos seus níveis em CC de ratos SHR sendo estes níveis ainda maiores quando na presença de ODQ em comparação ao CC de WKY. Observamos também que o relaxamento induzido pela acetilcolina (ACh) encontrou-se reduzido em CC dos animais hipertensos, entretanto, a adição de BAY 60-2770 ou BAY 41-2272 restaurou este relaxamento. Não foi encontrada diferença na expressão das subunidades ?1 e ?1 da GCs em ratos SHR e WKY, porém quando analisamos a expressão da PDE-5, verificamos maior expressão em CC de ratos SHR. O BAY 60-2770 foi capaz de elevar a pressão intracavernosa em CC de ratos normotensos em todas as frequências estudadas, porém esta elevação somente foi significativa na frequência de 16 Hz. Considerando que 1) BAY 60-2770 induziu relaxamento em CC de coelho e de rato hipertenso de maneira mais potente que o estimulador BAY 41-2272, 2) a adição de ODQ potencializou o relaxamento do BAY 60-2770, mas não do BAY 41-2272 em CC de ambas espécies, 3) o aumento dos níveis de GMPc foi maior em CC de ratos SHR após estímulo com BAY 60-2770, mas não com BAY 41-2272 pode-se concluir que em situações patológicas onde há oxidação da GCs e/ou menor biodisponilidade de NO, os ativadores da GCs seriam mais vantajosos que os estimuladores ou inibidores da PDE5 para o tratamento da disfunção erétil / Abstract: Two classes of drugs referred to as stimulators and sGC activators have been developed for therapeutic use in pathological situations where there is less NO bioavailability and pharmacological tolerance. The main difference between the sGC activators modulators is that they act more effectively even when the enzyme is in the oxidized state. This study was divided into two stages: 1) pharmacological characterization of BAY 60-2770 activator in corpus cavernosum (CC) of rabbit and 2) evaluation of the effect of BAY 60-2770 BAY 41-2272 activator and stimulator of GCs isolated from spontaneously hypertensive rats (SHR) and normotensive (WKY). The BAY 60-2770 induced concentration-dependent relaxation in rabbit corpus cavernosum (pEC 50: 7.584 ± 0.1923), and this increased effect in the presence of GCs ODQ inhibitors (10 ?M; pEC 50: 8.170 ± 0.1365) and the phosphodiesterase type 5 (PDE5), tadalafil (100 ?m; pEC50: 8.381 ± 0.1334). The contraction induced by electric stimulation was reduced by approximately 50% in the presence of BAY 60-2770, and this increased effect in the presence of ODQ. In relation to the relaxation induced by electrical stimulation, ODQ and BAY 60-2770 abolished and increased, respectively the relaxation. Co-incubation with BAY 60-2770 with ODQ did not change compared to the relaxation with only ODQ. Curiously, when BAY 60-2770 was incubated 20 minutes before addition of ODQ, the relaxation induced by electric stimulation was partially restored when compared with only ODQ. In the second part, relaxation induced by modulators of GCs, BAY 60-2770 and BAY 41-2272 did not differ in SHR CC compared to their respective control, however, these data do not corroborate the quantification of cGMP, in which we observed an increase in their levels in SHR rats and these levels even higher in the presence of ODQ in comparing the CC of WKY. We also observed a reduction of the relaxation induced by acetylcholine (ACh) in CC of hypertensive animals, however, the addition of BAY 60-2770 or BAY 41-2272 restored this relaxation. There was no difference in the expression of ?1 and ?1 subunits of sGC in SHR and WKY rats, but when we analyzed the expression of PDE-5, we found greater expression in SHR. The BAY 60-2770 was able to raise up the intracavernous pressure in the normotensive rats in all studied frequencies, but this increase was only significant in the frequency of 16 Hz. Considering 1) BAY 60-2770 induced relaxation in rabbit and hypertensive rat so that the most potent stimulator BAY 41-2272, 2) addition of ODQ potentiated relaxation of BAY 60-2770, but not in BAY 41-2272 in CC of both, 3) increased levels cGMP was greater in SHR rats after stimulation with BAY 60-2770, but not in BAY 41-2272 so can be concluded that in pathologic situations where there is oxidation of GCs and / or low bioavailability of NO, would activators of sGC more advantageous than PDE5 inhibitors or stimulators for the treatment of erectile dysfunction / Mestrado / Farmacologia / Mestra em Farmacologia

INTRODUÇÃO. O termo Lesão Pulmonar Aguda (LPA) é usado para descrever a resposta pulmonar à lesão que ocorre diretamente ou indiretamente nos pulmões. A quebra da barreira alvéolo-capilar determina o influxo de líquido rico em proteínas para dentro dos espaços alveolares, sendo necessária a reabsorção desse líquido no processo de resolução da LPA. A infusão intravenosa de Ácido Oleico (AO) em ratos provoca agudamente edema alveolar difuso e focos hemorrágicos intra-alveolares, sendo um bom modelo de indução. Estudos relatam que o Azul de Metileno (AM) atenua tais lesões, com efeito protetor, no tecido pulmonar, e reduz o edema presente na LPA em animais com sepse através da inibição da guanilato ciclase solúvel (GCs), uma enzima ativadora da via NO-GMPc. OBJETIVO. Estudar a repercussão da inibição da GCs pelo AM na permeabilidade capilar pulmonar ministrando-o antes e após a indução da lesão pulmonar por AO. MÉTODO. Ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: Sham com infusão de salina em bolus; AM com infusão de AM por 2h; AO com infusão de AO em bolus, AM/AO com infusão de AM por 2h, sendo que, após 5 min do início, recebeu AO simultaneamente em bolus e AO/AM com infusão de AO em bolus e, após 2h, infusão de AM por mais 2h. Após 4h foi realizada a coleta de materiais (sangue, lavado bronco-alveolar e tecido pulmonar) para análise do NO plasmático e tecidual, gasometria arterial, cálculo do peso úmido/peso seco (PU/PS) e histologia do tecido pulmonar de todos os grupos. A estatística utilizada foi a análise de variância (one-way ANOVA) com p<0.05. RESULTADO. Não foi encontrado hipoxemia grave após 4h de lesão. O grupo AO apresenta um aumento no número de proteínas no lavado bronco-alveolar e na relação PU/PS comparado aos grupos controle: Sham e AM, confirmando a presença de lesão e alteração de permeabilidade pulmonar. Os grupos tratados com AM apresentaram melhora na permeabilidade pulmonar, porém, apenas o grupo pré-tratamento (AM/AO) apresentou diferença estatística na redução do extravasamento de proteínas no lavado. Não foram encontradas diferenças significativas no NO plasmático e tecidual. Na microscopia, a congestão capilar foi intensa, acompanhada de múltiplos focos de edema alveolar, exsudato intra-alveolar proteico, áreas de hemorragia e infiltrado inflamatório neutrofílico, tanto no interstício quanto nos septos alveolares.Os grupos tratados com AM apresentaram diminuição das áreas de edema, exsudação e hemorragia, porém, com maior evidência no grupo AM/AO. CONCLUSÃO. O AM diminui a permeabilidade pulmonar quando administrado de maneira precoce amenizando os danos causados pela LPA induzida por AO. / BACKGROUND. The term Acute Lung Injury (ALI) is used to describe the response to lung injury that occurs directly or indirectly in the lungs. The rupture of the alveolar - capillary barrier determines the influx of protein-rich fluid into the alveolar spaces, the reabsorption of this fluid in the process of resolving the ALI is required. Intravenous infusion of oleic acid (OA) in rats acutely causes diffuse alveolar edema and intra-alveolar hemorrhagic foci, being a good role model induction. Studies have reported that Methylene Blue (MB) attenuates such injuries, with a protective effect in lung tissue and reduce edema present in the ALI present in with sepsis by inhibition of soluble guanylate cyclase (sGC), an activator of the enzyme NO- cGMP pathway. OBJECTIVE. To study the effect of inhibition of sGC by MB in pulmonary capillary permeability ministering to the before and after induction of lung injury by OA. METHOD. Wistar rats were divided into 5 groups: Sham infused with saline bolus, MB infused with MB for 2hrs, OA infused with OA bolus, MB/OA infused with MB for 2hrs, and after 5 min from the beginning, simultaneously received OA bolus and OA/MB infused with OA bolus and after 2hrs, MB infusion for 2hrs. After 4hrs the collection of materials was performed (blood, bronchoalveolar lavage and lung tissue) for analysis of plasma and tissue NO, arterial blood gases, calculation of the wet weight/dry weight (WW/DW) and histology of lung tissue from all groups. The statistic used was analysis of variance (one-way ANOVA) with p<0.05. RESULTS. Not found severe hypoxemia after 4hrs of injury. The OA group shows an increase in the number of proteins in bronchoalveolar lavage and in WW/DW ratio compared to the control groups: Sham and MB, confirming the presence of injury and alterations of lung permeability. The groups treated with MB showed improvement in lung permeability, however, only the pretreatment group (MB/OA) showed statistical significance in reducing the leakage of protein in the lavage. No significant differences were found in plasma and tissue NO. In microscopy, capillary congestion was intense, accompanied by multiple foci of alveolar edema, intra-alveolar proteinaceous exudates, areas of hemorrhage and neutrophilic inflammatory infiltrate in both the interstitium and in the alveolar septa. The groups treated with MB showed reduction in areas of edema, exudation and hemorrhage, however, most obviously in MB/OA group. CONCLUSION. The MB decreases lung permeability when administered as early as possible, mitigating the damage caused by OA-induced ALI.

INTRODUÇÃO. O termo Lesão Pulmonar Aguda (LPA) é usado para descrever a resposta pulmonar à lesão que ocorre diretamente ou indiretamente nos pulmões. A quebra da barreira alvéolo-capilar determina o influxo de líquido rico em proteínas para dentro dos espaços alveolares, sendo necessária a reabsorção desse líquido no processo de resolução da LPA. A infusão intravenosa de Ácido Oleico (AO) em ratos provoca agudamente edema alveolar difuso e focos hemorrágicos intra-alveolares, sendo um bom modelo de indução. Estudos relatam que o Azul de Metileno (AM) atenua tais lesões, com efeito protetor, no tecido pulmonar, e reduz o edema presente na LPA em animais com sepse através da inibição da guanilato ciclase solúvel (GCs), uma enzima ativadora da via NO-GMPc. OBJETIVO. Estudar a repercussão da inibição da GCs pelo AM na permeabilidade capilar pulmonar ministrando-o antes e após a indução da lesão pulmonar por AO. MÉTODO. Ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: Sham com infusão de salina em bolus; AM com infusão de AM por 2h; AO com infusão de AO em bolus, AM/AO com infusão de AM por 2h, sendo que, após 5 min do início, recebeu AO simultaneamente em bolus e AO/AM com infusão de AO em bolus e, após 2h, infusão de AM por mais 2h. Após 4h foi realizada a coleta de materiais (sangue, lavado bronco-alveolar e tecido pulmonar) para análise do NO plasmático e tecidual, gasometria arterial, cálculo do peso úmido/peso seco (PU/PS) e histologia do tecido pulmonar de todos os grupos. A estatística utilizada foi a análise de variância (one-way ANOVA) com p<0.05. RESULTADO. Não foi encontrado hipoxemia grave após 4h de lesão. O grupo AO apresenta um aumento no número de proteínas no lavado bronco-alveolar e na relação PU/PS comparado aos grupos controle: Sham e AM, confirmando a presença de lesão e alteração de permeabilidade pulmonar. Os grupos tratados com AM apresentaram melhora na permeabilidade pulmonar, porém, apenas o grupo pré-tratamento (AM/AO) apresentou diferença estatística na redução do extravasamento de proteínas no lavado. Não foram encontradas diferenças significativas no NO plasmático e tecidual. Na microscopia, a congestão capilar foi intensa, acompanhada de múltiplos focos de edema alveolar, exsudato intra-alveolar proteico, áreas de hemorragia e infiltrado inflamatório neutrofílico, tanto no interstício quanto nos septos alveolares.Os grupos tratados com AM apresentaram diminuição das áreas de edema, exsudação e hemorragia, porém, com maior evidência no grupo AM/AO. CONCLUSÃO. O AM diminui a permeabilidade pulmonar quando administrado de maneira precoce amenizando os danos causados pela LPA induzida por AO. / BACKGROUND. The term Acute Lung Injury (ALI) is used to describe the response to lung injury that occurs directly or indirectly in the lungs. The rupture of the alveolar - capillary barrier determines the influx of protein-rich fluid into the alveolar spaces, the reabsorption of this fluid in the process of resolving the ALI is required. Intravenous infusion of oleic acid (OA) in rats acutely causes diffuse alveolar edema and intra-alveolar hemorrhagic foci, being a good role model induction. Studies have reported that Methylene Blue (MB) attenuates such injuries, with a protective effect in lung tissue and reduce edema present in the ALI present in with sepsis by inhibition of soluble guanylate cyclase (sGC), an activator of the enzyme NO- cGMP pathway. OBJECTIVE. To study the effect of inhibition of sGC by MB in pulmonary capillary permeability ministering to the before and after induction of lung injury by OA. METHOD. Wistar rats were divided into 5 groups: Sham infused with saline bolus, MB infused with MB for 2hrs, OA infused with OA bolus, MB/OA infused with MB for 2hrs, and after 5 min from the beginning, simultaneously received OA bolus and OA/MB infused with OA bolus and after 2hrs, MB infusion for 2hrs. After 4hrs the collection of materials was performed (blood, bronchoalveolar lavage and lung tissue) for analysis of plasma and tissue NO, arterial blood gases, calculation of the wet weight/dry weight (WW/DW) and histology of lung tissue from all groups. The statistic used was analysis of variance (one-way ANOVA) with p<0.05. RESULTS. Not found severe hypoxemia after 4hrs of injury. The OA group shows an increase in the number of proteins in bronchoalveolar lavage and in WW/DW ratio compared to the control groups: Sham and MB, confirming the presence of injury and alterations of lung permeability. The groups treated with MB showed improvement in lung permeability, however, only the pretreatment group (MB/OA) showed statistical significance in reducing the leakage of protein in the lavage. No significant differences were found in plasma and tissue NO. In microscopy, capillary congestion was intense, accompanied by multiple foci of alveolar edema, intra-alveolar proteinaceous exudates, areas of hemorrhage and neutrophilic inflammatory infiltrate in both the interstitium and in the alveolar septa. The groups treated with MB showed reduction in areas of edema, exudation and hemorrhage, however, most obviously in MB/OA group. CONCLUSION. The MB decreases lung permeability when administered as early as possible, mitigating the damage caused by OA-induced ALI.

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Thus, we verified the contribution of the different types of K+ channels, the importance of sGC/cGMP pathway, the inhibition of PDEs (for IBMX, amrinone, rolipram and dypiridamole), the influence of the extra and intracellular Ca2+ sources (for cyclopiazonic acid) and the influence of the store and voltage operated calcium channels. Besides inhibition of COX (diclofenac), antagonism of leukotriene receptor (montelukast) and superoxide anion scavenger (TIRON). Analyses were performed under light microscopy for evidence of inflammatory infiltration and bronchoditation by TERPY in slices bronchioles of asthmatic animals. The results verified that sensitization with ovalbumin led to intense inflammatory process and hyperresponsives to carbachol in compared Sham group. TERPY and SNP led to the relaxation of tracheal smooth muscle preparations in a dependent-concentration mode in both groups. However, the maximum effect induced by TERPY was higher than the effect of SNP in Sham and OVA groups. The relaxation mechanism of TERPY in boht groups showed differences. In Sham group, TERPY relaxation by the activation of Kv, Kir, KCa and KATP channels, cGMP-independent mechanisms and by reduction of calcium influx by blocking the store and voltage operated calcium channels. In OVA group, TERPY acts through activation K+ channels, NO/GCs/GMP way and blocking the store and voltage operated calcium channels. The relaxing effect induced by SNP in OVA group was dependent of NO/GCs/GMP pathway, Kv, KCa and BKCa channels and blocking the store and voltage operated calcium channels. However, the activation of the enzyme sGC seems to be reduced in inflamed smooth muscle, as well as the role of the sarcoplasmic reticulum calcium pump. Diclofenac, montelukast and TIRON improved relaxation of the TERPY and SNP in OVA group. The TERPY is able to reverse the contraction of carbachol in asthmatic bronchioles. In conclusion, TERPY and SNP have their mechanisms of relaxation modified by the inflammatory process. However, this modification was not able to alter the pharmacological parameters potency and efficacy to TERPY. Since SNP has less efficacy effect in asthmatic tracheas. This may result from the lower participation of the enzyme sGC and reticular calcium pump, making TERPY a promising drug to reverse the narrowing of the airways. / O óxido nítrico é um potente broncodilatador e compostos capazes de aumentar a sua oferta têm demonstrado interesse clínico no tratamento das doenças obstrutivas das vias aéreas. Estee trabalho avaliou comparativamente os mecanismos de relaxamento de dois doadores de óxido nítrico, o complexo de rutênio [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ (TERPY) e o nitroprussiato de sódio (SNP) em traqueias isoladas de ratos saudáveis, grupo Sham, e com asma experimental induzida por ovalbumina, grupo OVA. As traqueias isoladas foram cortadas em anéis, montadas em banho para órgãos isolados e contraída com carbacol para estudo do relaxamento. O efeito relaxante do TERPY e do SNP foi avaliado em concentrações crescentes e cumulativas (10 nM a 100 μM). Foi verificada a participação dos diferentes tipos de canais de K+, a participação da via GCs/GMPc, inibição das PDEs (pelo IBMX, amrinona, rolipram e dipiridamol), a participação dos estoques internos de Ca2+ (pelo ácido ciclopiazônico), assim como a participação do influxo deste íon pelos canais de cálcio controlados por estoque e por voltagem, além da inibição da COX (pelo diclofenaco), do antagonismo dos receptores de leucotrienos (pelo montelucaste) e do sequestro dos íons superóxidos (pelo TIRON). Foram realizadas análises em microscopia de luz para comprovação da presença de infiltrado inflamatório e da broncodilatação exercida pelo TERPY em cortes de bronquíolos de animais asmáticos. Como resultados, verificou-se que a sensibilização com ovalbumina levou a um intenso processo inflamatório com migração celular e hiperreatividade ao carbacol. Evidenciou-se que o TERPY e o SNP relaxaram o músculo liso traqueal de forma concentração-dependente em ambos os grupos. Entretanto, o efeito máximo induzido pelo TERPY foi maior do que o do SNP tanto no grupo Sham quanto no OVA. O mecanismo de relaxamento do TERPY mostrou-se diferente entre os grupos. No grupo Sham, o TERPY exerce relaxamento por ativação dos canais Kv, Kir, KCa e KATP independentemente de GMPc e por redução do influxo de cálcio através do bloqueio dos canais de cálcio operados por voltagem e por estoque. No grupo OVA, o TERPY exerce seu efeito através da por ativação dos canais K+, via NO/GCs/GMP e redução do influxo de cálcio por bloqueio dos canais de cálcio operados por voltagem e operados por estoque. O efeito relaxante do SNP no grupo OVA ocorre através da ativação da via NO/GCs/GMPc, dos canais Kv, KCa e SKCa e por redução do influxo de cálcio pelos canais de cálcio operados por voltagem e operados por estoque. Entretanto, a ativação da enzima GCs parece estar reduzida em músculo liso inflamado, assim como o papel da bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático. O diclofenaco, o montelucaste e o TIRON melhoraram o perfil de relaxamento tanto do TERPY quanto do SNP no grupo OVA. O TERPY é capaz de reverter a contração do carbacol em bronquíolos asmáticos. Em conclusão, tanto o SNP quanto o TERPY têm seus mecanismos de relaxamento modificados pelo processo inflamatório. Entretanto, esta modificação não foi capaz de alterar os parâmetros farmacológicos de potência e eficácia do TERPY. Já o SNP, tem menor eficácia em traqueias de ratos do grupo OVA e isso pode decorrer da menor participação da enzima GCs e da bomba de cálcio reticular, fazendo do TERPY uma droga promissora para reversão do estreitamento das vias aéreas.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_Patricia.pdf: 625432 bytes, checksum: 32e620a502dea70144fc4ce6a16d4bd3 (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / This study evaluated the mechanisms of relaxation of two nitric oxide (NO) donors, ruthenium complex [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ (Terpy) and sodium nitroprusside (SNP) in isolated trachea of rats. The isolated trachea was sectioned into rings and contracted with carbachol in an organ chamber. The relaxing effect of Terpy and SNP was evaluated at increasing concentrations from 10 nM to 100 &#956;M. Thus, we verified the contribution of the different types of K+ channels, the importance of sGC/cGMP pathway, the inhibition of COX and PDEs, the influence of the extra and intracellular Ca2+ sources and the influence of the epithelium on the relaxing response. The synergism between NO-donor and &#946;-adrenoceptor agonist terbutaline was also verified. Additionally, we have used confocal microscopy in order to analyze the effect of the donors on cytosolic Ca2+ concentration. We have verified that both compounds led to the relaxation of tracheal smooth muscle preparations in a dependent-concentration mode. However, the maximum effect (Emax) induced by Terpy was higher than the effect of SNP. However, the Terpy effects were significantly reduced by pre-contraction with 75 mM KCl. K+ channel blockers like the tetraethylammonium, glybenclamide, BaCl2 and 4-aminopyridine reduced the relaxation to Terpy, while iberiotoxin and apamin did not modify this response. SNP- induced relaxation was significantly reduced by pretreatment with ODQ (sGC inhibitor). On the IBMX (non-selective PDEs inhibitor) increased the relaxation only to SNP. The response to both NO-donors was not altered by indomethacin, thapsigargin (reticular Ca2+-ATPase inhibitor) or ruthenium red (a mitochondrial Ca2+ uniporter inhibitor). The epithelium removal reduced the relaxation only to SNP, and it had no effects on Terpy. In relation to synergic effect of the association of NO-donors and terbutaline, we did not observe any additive effect in the relaxation induced by terbutaline. Terpy was more effective than SNP in reducing the cytosolic Ca2+ concentration measured by confocal microscopy. In conclusion, these results have shown that Terpy induces airway smooth muscle relaxation by cGMP-independent mechanisms. It involves Ca2+ and K+ fluxes (mainly via Kv, Kir and KATP channels) across the membrane, and it is more effective in reducing cytosolic Ca2+ concentration and inducing relaxation in the rat trachea than the SNP. In relation to SNP, the most important relaxation pathway seems to be related to sGC/cGMP pathway and activation of Kir and SKCa channels. / O presente trabalho avaliou os mecanismos de relaxamento de dois doadores de óxido nítrico (NO), o complexo de rutênio [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ (Terpy) e o nitroprussiato de sódio (NPS) em traquéias isoladas de ratos. A traquéia isolada foi montada em banho para órgãos isolados e contraída com carbacol para estudo do relaxamento. O efeito relaxante do Terpy e do NPS foi avaliado em concentrações crescentes e cumulativas (10 nM a 100 &#956;M). Foi verificada a participação dos diferentes tipos de canais de K+, a participação da via GCs/GMPc, a inibição da COX (pela indometacina) e das PDEs (pelo IBMX), a influência do epitélio, a participação dos estoques internos de Ca2+ assim como a participação do influxo deste íon e o potencial sinergismo dos doadores com terbutalina. Foram feitas análises de microscopia confocal para quantificação da concentração citosólica de Ca2+ mobilizada pelos doadores de NO. Como resultados, verificamos que os dois compostos levaram ao relaxamento do músculo liso traqueal de forma concentração-dependente. Entretanto o efeito máximo (Emax) do Terpy foi maior do que o NPS. O relaxamento estimulado pelo Terpy foi reduzido significativamente sob a pré-contração com KCl 75 mM. Bloqueadores de canais de K+ como tetraetilamônio, BaCl2, glibenclamida e 4-aminopiridina reduziram significativamente o relaxamento estimulado pelo Terpy, apesar da iberiotoxina e apamina não alterarem a resposta. O ODQ (inibidor da GCs) somente reduziu o efeito relaxante do NPS e o IBMX aumentou seu Emax, sendo que ambos inibidores não apresentaram efeito para o Terpy. A indometacina não alterou o padrão de resposta para ambos doadores. A retirada do epitélio reduziu o efeito relaxante somente para o NPS, não alterando o padrão de relaxamento para o Terpy. A inibição da Ca2+-ATPase reticular (pela tapsigargina) e da captação de Ca2+ mitocondrial (pelo ruthenium red) não modificaram o perfil de relaxamento para ambos doadores testados. Em relação ao efeito sinérgico estudado, não foi observado benefício com a adição dos doadores sobre o efeito relaxante da terbutalina. A medida da concentração intracelular de Ca2+ revelou que o Terpy é capaz de reduzir a concentração intracelular de Ca2+ de forma mais pronunciada que o NPS. Os resultados apresentados neste trabalho levam a concluir que o mecanismo pelo qual o Terpy leva ao relaxamento do músculo liso traqueal de ratos está associado à diminuição da concentração intracelular de Ca2+, e este mecanismo pode estar relacionado à ativação dos canais de K+ do tipo Kv, KIR e KATP e ao influxo de Ca2+. Para o NPS, o mecanismo mais importante que leva ao relaxamento parece ser através da ativação da via GCs/GMPc, além do envolvimento dos canais para K+ do tipo KIR e SKCa.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / IntroduÃÃo: Guanilinas, peptÃdeos natriurÃticos (ANP e urodilatina) e bradicinina estÃo implicados na fisiopatologia, com potencial terapÃutico, do metabolismo do sal e da hipertensÃo. Objetivo: Estudar o mecanismo de aÃÃo e possÃveis interaÃÃes destes peptÃdeos, pelo emprego de inibidores da guanilato ciclase isatina e ODQ. MÃtodo: Foram realizadas experiÃncias no rim isolado e perfundido de rato com ferramentas farmacolÃgicas, isatina (IS; 0,3 ou 10&#956;M) ou com ODQ (37&#956;M), nos estudos com uroguanilina (UGN; 0,3 ou 0,6&#956;M), bradicinina (BK; 0,3 ou 0,9 ou 1,8nM) ou urodilatina (UD; 0,03nM). Investigaram-se ainda possÃveis interaÃÃes entre os referidos petÃdeos. Resultados: Isoladamente, IS (0,3&#956;M), ODQ, UGN (0,3&#956;M), BK (0,9 ou 0,3nM) nÃo interferiram signficativamente na presssÃo de perfusÃo, na diurese ou na reabsorÃÃo tubular fracionada renal de eletrÃlitos (sÃdio - %TNa+; potÃssio - %TK+; cloreto - %TCl- ). Nas condiÃÃes experimentais, ODQ mostrou-se eficaz (p<0,05) em inibir os efeitos de BK (1,8nM) sobre a pressÃo de perfusÃo (ODQ+BK120min: 111+3mmHg; BK120min: 139+5mmHg) e %TNa+ (ODQ+BK120min: 80+1%; BK120min: 76+2%). IS (3&#956;M) mostrou-se parcialmente eficaz em inibir efeitos de UGN (0,6&#956;M; IS+UGN90min: 76+2%; UGN90min: 72+2%) e de BK (1,8nM; IS+BK90min: 81+2%; BK60min: 0,76+2%) sobre %TNa+. UD (0,03nM90min: 86+2%; UGN+UD90min: 73+4%; p<0,05) potencializou a natriurese produzida por UGN (0,3&#956;M90min: 83+2%), cujos efeitos vasculares foram inibidos com BK (0,3nM90min: 104+5mmHg; UGN0,6&#956;M; 90min: 135+4mmHg; UGN+BK90min: 110+2mmHg). ConclusÃes: IS e ODQ comprovaram a participaÃÃo da via de sinalizaÃÃo NO-GMP no mecanismo de aÃÃo dos peptÃdeos estudados. A perfusÃo simultÃnea com mais de um peptÃdio, comprovou que hà interaÃÃes em suas diferentes vias de sinalizaÃÃo. / Introduction: Guanylins, natriuretic peptides (ANP and urodilatina) and bradykinin are involved in the pathophysiology, with therapeutic potential, of salt metabolism and hypertension. Objective: To study the mechanism of action and possible interactions of these peptides, with the employment of guanylate cyclase inhibitors isatina and ODQ. Method: Experiments were performed on isolated perfused rat kidney with pharmacological tools, isatin (IS; 0.3 or 10&#956;M) or with ODQ (37&#956;M), in studies with uroguanylin (UGN, 0.3 or 0.6&#956;M), bradykinin (BK , 0.3 or 0.9 or 1.8nM) or urodilatin (UD, 0.03nM). It was also investigated possible interactions between those peptides. Results: Alone, IS (0.3&#956;M), ODQ, UGN (0.3&#956;M), BK (0.9 or 0.3nM) did not interfere significantly in perfusion perfusion (PP), in diuresis or in fractional renal tubular reabsorption of electrolytes (sodium - %TNa+; potassium - %TK+; chloride - %TCl-). In experimental conditions, ODQ proved to be effective (p<0.05) in inhibiting the effects of BK (1.8nM) on the PP (ODQ+BK120min: 111+3mmHg; BK120min: 139+5mm Hg) and %TNa+ (ODQ+BK120min: 80+1%; BK120min: 76+2%). IS (3&#956;M) proved to be partially effective in inhibiting effects of UGN (0.6&#956;M; IS+UGN90min: 76+2%; UGN90min: 72+2%) and BK (1.8nM; IS+BK90min: 81+2%; BK60min: 0.76+2%) on %TNa+. UD (0.03nM90min: 86+2%; UGN+UD90min: 73+4%, p<0.05) increased the natriuresis produced by UGN (0.3&#956;M90min: 83+2%), whose vascular effects were inhibited with BK (0.3nM90min: 104+5mmHg; UGN0, 6&#956;M; 90min: 135+4mmHg; UGN+BK90min: 110+2mmHg). Conclusions: IS and ODQ confirmed the participation of the NO-GMP signalling pathway in the mechanism of action of peptides studied. The infusion simultaneously over a peptide, proved that there are interactions in their different signalling pathway.