Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Segundo a American Diabetes Association, é importante a ênfase no controle glicêmico com o objetivo de prevenir complicações microvasculares em diabéticos, e a adoção de um plano alimentar saudável é fundamental no tratamento destes pacientes. O método de contagem de carboidratos é uma estratégia nutricional, é um método usado por indivíduos diabéticos, que associa o total de carboidratos ingerido nas refeições com a dose de insulina utilizada, com o objetivo de manter a glicemia dentro dos limites convenientes. O objetivo desse estudo foi avaliar se a intervenção nutricional, utilizando o método de contagem de carboidratos, influencia o controle glicêmico de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1). Foram avaliados 157 DM1, 96 constituíram o grupo intervenção com dieta prescrita e com o uso do método de contagem de carboidratos e 61 pacientes DM1 constituíram o grupo controle com dieta prescrita e sem contagem de carboidratos. Os diabéticos foram monitorados por um período de seis meses. Na primeira visita foram submetidos a um questionário de caracterização dos indivíduos, avaliação antropométrica, bioquímica, clínica e dietética. Houve diferença significativa entre o registro alimentar preenchido durante 3 dias e a dieta prescrita, nos gramas de proteína consumidos por dia 50,39 + 29,27 e 22,01 + 3,05 (p= 0,02), como também no índice glicêmico (IG) do almoço 43,00 + 24,89 e 7,83 + 1,88 (p=0,02), e do jantar 50,09 + 35,09 e 7,56 + 2,57 (p=0,00). Em relação a avaliação antropométrica houve aumento não significativo em ambos os grupos, no Índice de Massa Corporal calculado e nos parâmetros antropométricos (circunferência abdominal, circunferência de quadril e relação cintura-quadril). Na avaliação dos parâmetros bioquímicos, observa-se diminuição significativa, somente no grupo intervenção, da hemoglobina glicada (A1C) de 9,8 + 2,26 para 9,1 + 2,16 (p= 0,023) após 6 meses. As correlações entre os dados antropométricos e a A1C, e entre os diferentes tipos de ácidos graxos da dieta proposta e parâmetros bioquímicos colesterol, triglicerídeos, HDLc e LDLc plasmáticos foram consideradas de baixa intensidade. Diante dos resultados concluiu-se que a intervenção por meio do método de contagem de carboidratos proporcionou uma melhora significativa no controle glicêmico dos pacientes estudados. / According to the American Diabetes Association, is important to focus on glycemic control in order to prevent microvascular complications in patients with type 1 diabetes, and the adoption of a plan healthy food is crucial in treating these patients. The method of carbohydrate counting is a nutritional strategy, it is a method used by diabetic individuals, which combines the total carbohydrate intake at meals with the dose of insulin used, with the goal of maintaining blood glucose within the limits appropriate. The aim of this study was to assess whether the nutrition intervention, using the method of carbohydrate couting, influences the glycemic control of patients with diabetes mellitus type 1 (DM1). We evaluated 157 DM1, 96 constituted the intervention group with diet and the use of the method of carbohydrate counting and 61 DM1 patients formed the control group with diet and without the method of carbohydrate counting. The patients were monitored for six months. In the first visit were submitted to a questionnaire, anthropometric, biochemical, clinical and dietary evaluations. Significant difference between the food record completed for 3 days and prescribed diet, in grams of protein consumed per day 50.39 + 29.27 and 22.01 + 3.05 (p = 0.02), on the glycemic index (GI) of lunch 43.00 + 24.89 and 7.83 + 1.88 (p = 0.02), and dinner 50.09 + 35.09 and 7.56 + 2.57 (p = 0.00). For anthropometric assessment increase was not significant in both groups, the body mass index and anthropometric parameters (waist circumference, hip circumference and the waist-hip ratio). In the assessment of biochemical parameters, there is a significant decrease, only in the intervention group, the glycated hemoglobin (A1C) from 9.8 + 2.26 to 9,1 + 2.16 (p = 0.023) after 6 months. The correlations between the anthropometric data and A1C, and between different types of fatty acids in the diet proposal and biochemical parameters cholesterol, triglycerides, HDLc and LDLc plasma were of low intensity. The results concluded that intervention by the method of carbohydrate counting has provided a significant improvement in glycemic control of patients.

Orientador: Fernando Ferreira Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T05:30:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lanaro_Carolina_D.pdf: 2434106 bytes, checksum: 653633a8c42bec18d4e48b182ef0e289 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A anemia falciforme (AF) é causada pela substituição de uma única base no códon 6 do gene da globina beta (GAG - GTG), levando à produção de hemoglobina S. Estudos recentes têm mostrado que a ativação de guanilato ciclase (GCs) em linhagens de células eritrocíticas e em cultura primária de precursores da série vermelha, causa um aumento na transcrição do gene gama globina e conseqüentemente aumento na produção de hemoglobina fetal (Hb F) (Ikuta et al., 2001). Os nucleotídeos cíclicos, AMPc e GMPc são segundos mensageiros responsáveis por vários sinais extracelulares, incluindo hormônios e neurotransmissores e provavelmente têm papel importante na anemia falciforme regulando a produção de HbF. Este trabalho teve como objetivo, primeiramente, estabelecer um sistema de cultura de células CD 34+ e posteriormente investigar a existência de uma via NO-GMPc/AMPc envolvida na produção de Hb F nos eritrócitos de pacientes com anemia falciforme e verificar se haveria aumento da expressão de GCs e de gama globina nestes mesmos pacientes. Amostras de sangue foram coletadas de voluntários sadios e pacientes com anemia falciforme. Foi utilizado cultura de células CD34+ hematopoéticas de sangue periférico, e ao longo da diferenciação eritróide (7°, 10° e 13° dia) foram coletadas células para citometria de fluxo, citospin, dosagem de GMPc e AMPc e avaliação da expressão gênica de gama globina, GCs alfa e beta subunidades, eNOS, PDE3B, CD36, CD29B e CD49. Observamos que gama globina encontra-se significativamente mais expressa nas culturas falciformes no 13° dia de diferenciação eritróide em relação ao mesmo ponto das culturas controle (2,945 ± 0,303 x 1,445 ± 0,165, respectivamente ,p=0,0095, n=6). A expressão de GCs alfa e beta subunidades, eNOS, PDE3B, CD36, CD29B e CD49 não apresentou diferenças significativas durante a diferenciação eritróide nas culturas falciformes e controles. Os níveis de GMPc nas culturas de pacientes com anemia falciforme estavam significativamente diminuídos ao longo da eritropoese in vitro em comparação com as culturas controles (dia 7: 0,2765 ± 0,0527 x 0,639 ± 0,1221 (p=0,0260); dia 10: 0,1166 ± 0,0219 x 0,268 ± 0,1181; dia 13: 0,037 ± 0,0061 x 0,093 ± 0,0236 (p=0,0152), respectivamente), enquanto o AMPc, encontrava-se elevado no dia 7 das culturas falciformes em relação às culturas controles (dia 7: 72,017 ± 14,849 x 24,987 ± 13,497 (p=0,048); dia 10: 36,3384 ± 16,708 x 8,663 ± 4,591; dia 13: 1,7138 ± 1,093 x 0,680 ± 0,370, respectivamente). O tratamento com BAY 41-2272 (ativador de GCs) em única cultura controle aumentou aproximadamente 3x os níveis de gama globina após 72 h de incubação. Nossos resultados sugerem que as células tronco hematopoéticas dos pacientes com AF são diferentes às dos controles, uma vez que ambas, sob as mesmas condições in vitro expressaram níveis significativamente diferentes de gama globina. Um cross talk entre o GMPc e o AMPc poderia regular a expressão de gama globina ao longo da diferenciação eritróide. Estes dados resultam no primeiro trabalho a demonstrar a expressão basal de gama globina ao longo da diferenciação eritróide de pacientes com anemia falciforme. Desta maneira, o esclarecimento desta via pode contribuir com entendimento da fisiopatologia da anemia falciforme e identificar novos alvos para a regulação farmacológica de hemoglobina fetal / Abstract: Sickle cell disease (SCD) is caused by the substitution of a single base in codon 6 of the beta globin gene (GAG-GTG), causing the production of S hemoglobin. Recent studies have demonstrated that the activation of soluble guanylate cyclase (sGC) in erythrocytic cell lines and in primary erythroid precursor culture causes an increase in the transcription of the gamma globin gene and, consequently, an augmented production of fetal hemoglobin (HbF) (Ikuta et al., 2001). The cyclic nucleotides, cAMP and cGMP, are second messengers that are responsible for mediating the signaling of various extracellular signals, including those of hormones and neurotransmitters and, probably, have an important role in SCD by regulating the production of HbF. This study aimed to investigate the existence of a NO-cAMP/cAMP pathway involved in the production of HbF in the erythroid cells of patients with SCD and to determine whether there is an increase in the expression of sGC and of gamma globin in these same patients. Blood samples were collected from healthy volunteers and SCD patients. Peripheral blood hematopoietic CD34+ cell culture was used for the investigation; cells were differentiated into erythroid lineage and cells collected (7th, 10th and 13th day) for flow cytometry, citospin, measurement of cGMP/cAMP and evaluation of the gene expression of gamma globin, the sGC alpha and beta subunits, eNOS, PDE3B, CD36, CD29B and CD49. We demonstrate that gamma globin was significantly more expressed in the cultures of SCD cells on the 13th day of erythroid differentiation compared to the same time point in control cells (2.95 ± 0.30 vs. 1.45 ± 0.17, respectively, p=0.0095, n=6). The expression of sGC alpha and beta subunits, eNOS, PDE3B, CD36, CD29B and CD49 did not present significant differences during erythroid differentiation in control or SCD cell cultures. Levels of cGMP were significantly decreased during erythropoiesis in the SCD cultures compared to control cultures (day 7: 0.277 ± 0.053 vs. 0.639 ± 0.122 (p=0.026); day 10: 0.117 ± 0.022 vs. 0.268 ± 0,118; day 13: 0.037 ± 0.006 vs. 0.093 ± 0.024 (p=0.015), respectively). In contrast, levels of cAMP were significantly increased in the SCD cultures compared to the control cultures (day 7: 72.02 ± 14.85 vs. 24.99 ± 13.50 (p=0.048); day 10: 36.34 ± 16.71 vs. 8.66 ± 4.59; day 13: 1.74 ± 1.09 vs. 0.680 ± 0.370, respectively). Treatment with BAY 41-2272 (sGC inducer) in a single control cell culture increased the levels of gamma globin by approximately 3 times after 72h of incubation. Results suggest that the hematopoietic stem cells of SCD patients are significantly and constitutively different to those of controls, since under the same in vitro culture conditions, differentiation of the two cell types results in consistently significant different levels of gamma globin. A cross talk between cGMP and cAMP may regulate the expression of gamma globin during erythroid differentiation in patients with SCD. Thus, further investigation of this pathway may contribute to the understanding of the physiopathology of the disease and identify new targets for the pharmacological regulation of HbF production / Doutorado / Medicina Experimental / Doutor em Fisiopatologia Medica

INTRODUÇÃO: Embora todos os indivíduos com anemia falciforme (AF) apresentem o mesmo defeito molecular nos genes da beta-globina, existe uma considerável variabilidade fenotípica entre eles. A síntese continuada da hemoglobina fetal (HbF) é o mais potente modificador da morbimortalidade da AF. A HbF diminui a polimerização da desoxi-HbS, reduzindo a intensidade da anemia hemolítica crônica e dos fenômenos vaso-oclusivos, consequentemente, as complicações sistêmicas da AF. Há uma grande variação na taxa de síntese de HbF (1% a 30%) em indivíduos com AF. Vários estudos demonstraram que o tratamento com hidroxiureia (HU) diminui a morbimortalidade desta hemoglobinopatia, principalmente, por estimular a síntese de HbF. Na dose máxima tolerada (DMT), a HU geralmente aumenta os níveis de HbF entre 10% e 40%. Contudo, há uma grande variabilidade de resposta, a DMT é muito variável, cerca de 25% dos portadores de AF não respondem e não há preditores de resposta definidos à HU. Estudos polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) demonstraram a influência de modificadores epigenéticos na regulação da expressão da HbF. Estes elementos são, principalmente, o oncogene BCL11A, a região intergênica HMIP e o polimorfismo Xmn1-HBG2. Estes 3 quantitative trait loci (QTLs) detêm 20% a 50% do controle da expressão dos genes HBG (genes envolvidos na síntese da HbF). OBJETIVOS: Avaliar o comportamento epidemiológico e a associação dos SNPs Xmn1- HBG2; BCL11A rs7482144, rs4671393 e rs11886868; HMIP-2 rs9399137 e rs9402686 com a expressão da HbF e com o comportamento dos parâmetros hematimétricos em portadores de AF tratados com HU. PACIENTES E MÉTODOS: Neste estudo pioneiro de coorte prospectivo foram incluídos sequencialmente indivíduos com AF, em uso regular de HU por pelo menos 6 meses, que não receberam transfusão sanguínea 3 meses antes de ingressar no estudo e que não faziam uso de drogas que estimulassem a síntese de HbF. Foram coletados 4 ml de sangue venoso periférico para extração do DNA genômico. A genotipagem dos polimorfismos foi realizada por meio da reação da cadeia de polimerase em tempo real. RESULTADOS: Foram avaliados 121 pacientes, entre 1 ano e 9 meses-54 anos (19 ± 14) anos idade, que estavam recebendo doses regulares de HU entre 8,6-42,8 (23 ± 7,6) mg/kg/dia, durante 6- 254 (102± 67) meses. Não encontramos correlação entre a contagem de leucócitos, de neutrófilos e de reticulócitos; hemoglobina total; volume corpuscular médio e a concentração de hemoglobina corpuscular média, com os valores basais da HbF. A HbF basal (r=0,40; P < 0,001), a hemoglobina total basal (r=0,26; P = 0,005) e o tempo de exposição (r = -0,30; P = 0,001) foram associadas significativamente com maiores taxas de HbF ao final do estudo. Não houve correlação dos polimorfismos com os parâmetros hematimétricos, com o tempo de exposição e com a DMT de HU. Os SNPs HMIP-2 rs9399137 e rs9402686 foram responsáveis por 5,7% e 8,4% do total de variação da HbF basal (P= 0,01 e P=0,002). Não houve correlação, porém, entre os demais polimorfismos com a variação dos níveis basais de HbF. Os SNPs BCL11A rs1427407, rs4671393 e rs11886868 foram responsáveis, respectivamente, por uma variação de 7,6%, 4,5% e 4,3% nos níveis de HbF final (P=0,017; P=0,025 e P=0,029). Ainda, houve uma associação do rs1427407 (B = 0,29; P = 0,035) e do rs4671393 (B = 0,28; P = 0,036) em relação aos valores do delta HbF (variação da HbF final menos a HbF inicial). CONCLUSÃO: Estes dados sugerem que os indivíduos com AF com SNP BCL11A rs1427407 respondem mais favoravelmente ao tratamento com HU, no incremento dos níveis de HbF. São necessários estudos com populações maiores para validarmos estes achados. / INTRODUCTION: Although all individuals with sickle cell anemia (SCA) have the same molecular defect in the beta-globin genes, considerable phenotypic variability exists between them. Continued synthesis of fetal hemoglobin (HbF) is the most powerful SCA morbimortality modifier. HbF decreases the polymerization of deoxy-Hb, reducing the intensity of chronic hemolytic anemia and vaso-occlusive phenomena, and consequently systemic complications of SCA. There is a large variation in the HbF synthesis rate (1 to 30%) in patients with SCA. Several studies show that treatment with hydroxyurea (HU) decreases the morbimortality of this hemoglobinopathy, mainly by stimulating HbF synthesis. At the maximum tolerated dose (MTD), HU generally increases HbF levels from 10 to 40%. However, there is great variability in response as the MTD is highly variable, about 25% of SCA patients do not respond and there are no response predictors set for HU. Single nucleotide polymorphism studies (SNPs) demonstrate the influence of epigenetic modifiers in the regulation of HbF expression. These elements are, mainly, the BCL11A oncogene, the HMIP intergenic region and the Xmn1-HBG2 polymorphism. These 3 quantitative trait loci (QTLs) hold 20 to 50% of HBG gene expression control (genes involved in HbF synthesis). OBJECTIVE: To study the epidemiological behaviors and the association of SNPs Xmn1- HBG2; BCL11A rs7482144, rs4671393 and rs11886868; HMIP-2 rs9399137 and rs9402686 with HbF expression and with the behavior of hematimetric parameters in SCA patients treated with HU. PATIENTS AND METHODS: In this pioneering prospective cohort study, we included SCA patients, in regular treatment with HU at least for 6 months, who had not received blood transfusions in the 3 months prior to entering in the study and who didn‘t use drugs that stimulate HbF synthesis. We collected 4 ml of venous blood to proceed with the genomic DNA extraction. The polymorphism genotyping was done by real-time polymerase chain reaction. RESULTS: We evaluated 121 individuals with SCA aged between 1 year 9 months and 54 years (19 ± 14) who were receiving HU doses between 8.6 and 42.8 (23 ± 7.6) mg/kg/day for 6 to 254 (102 ± 67) months. No correlation was found between total leukocyte, neutrophils and reticulocytes counts; total hemoglobin; mean corpuscular volume and the concentration of mean corpuscular hemoglobin with baseline values of HbF. Basal HbF (r = 0.40; P <0.001), total baseline hemoglobin (r = 0.26; P = 0.005) and exposure time to HU (r = -0.30; P = 0.001) were significantly associated with higher HbF rates at the end of the study. There was no correlation of polymorphisms with the hematological parameters, exposure time and the MTD of HU. The SNPs HMIP-2, rs9399137 and rs9402686 accounted for 5.7% and 8.4% of the total variation of baseline HbF (P = 0.01 and P = 0.002). There was no correlation, however, between the other polymorphisms and variation in baseline HbF levels. The SNPs BCL11, rs1427407, rs4671393 and rs11886868 were responsible, respectively, for a variation of 7.6%, 4.5% and 4.3% in the final HbF levels (P = 0.017, P = 0.025 and P = 0.029). Still, there was an association of rs1427407 (B = 0.29; P = 0.035) and rs4671393 (B = 0.28; P = 0.036) in relation to delta HbF values (final minus initial HbF variation). CONCLUSIONS: These data suggest that individuals with SCA who have SNP rs1427407 BCL11A respond more favorably to HU treatment, with increased HbF levels. Studies with larger populations are necessary to validate these findings.

A presente pesquisa teve a finalidade de estudar a hematologia de bezerros clonados da raça Nelore, originados por meio da técnica de transferência nuclear de células somáticas (TNCS) por meio da avaliação do quadro eritrocitário, da dinâmica dos tipos de hemoglobina e do metabolismo do ferro destes animais durante o primeiro mês de vida. O delineamento experimental envolveu a colheita de 260 amostras de sangue e soro sanguíneo de 20 bezerros distribuídas nos seguintes momentos: imediatamente após o nascimento, 12 horas após o nascimento, 1 dia de vida, 2 , 3 , 4, 5, 7, 10, 15, 20 e 30 dias de vida. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais: 12 bezerros obtidos por meio da técnica de TNCS pelos laboratórios A e 8, 4 por meio de fertilização in vitro (FIV) e 4 por monta natural (MN). A ocorrência de anemia de grau moderado a grave, do tipo normocítico e normocrômico, foi observada em 100 % (5/5) dos 5 bezerros clonados pelo Laboratório A, enquanto a incidência nos bezerros clonados pelo Laboratório B foi igual a 14,2 % (1/7), nos bezerros obtidos por fertilização in vitro foi igual 50,0 % (2/4) e em bezerros obtidos por monta natural foi igual a 50,0 % (2/4). A avaliação do eritrograma dos bezerros cio nados pelo Laboratório A evidenciou que a anemia instalou-se gradualmente a partir das 12 horas de vida atingindo ao final da primeira semana, a, sua intensidade máxima, sendo observada a recuperação gradativa dos valores eritrograma a partir do 15°dia de vida. Os valores médios obtidos para o eritrograma dos bezerros clonados do Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: Hemácias - 4,33X106/mm3-; Volume Globular - 23 %, Taxa de Hemoglobina - 7,25 g/dL; VCM - 52,89 µ3-; HCM - 16,65 pg; CHCM - 31,47%. A anemia observada nos bezerros clonados pelo Laboratório A era de origem ferropriva, pois se evidenciou nesses animais uma significativa diminuição dos teores séricos de ferro associada à diminuição do índice de saturação da transferrina (1ST), enquanto os valores da capacidade total de ligação do ferro (CTLF) não sofreram influência durante o período. Os valores médios obtidos para o metabolismo de ferro dos bezerros clonados pelo Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: teores séricos de ferro - 47,35 mg/dL; capacidade total de ligação de ferro - 455,90 mg/dL, índice de saturação da transferrina - 9,64%. Durante o estudo dos tipos de hemoglobinas, utilizando-se técnica de eletroforese foram identificados três fenótipos de hemoblogina adulta (Hb-A; Hb-B e Hb-AB) e a presença de hemoglobina fetal (Hb-F), não sendo observadas anomalias que pudessem sugerir a ocorrência de hemoglobinopatias hereditárias e/ ou congênitas. Verificou-se que as taxas de Hb-A, nos clones com fenótipo Hb-AB e Hb-A, permaneceram estáveis durante todo o período experimental, enquanto nos bezerros obtidos por fertilização in vitro ou monta natural com os mesmos fenótipos (Hb-A e Hb-AB) observou-se a partir de 120 horas de vida um gradativo aumento das taxas de Hb-A. Durante a avaliação da dinâmica da hemoglobina do tipo fetal (Hb-F) no primeiro mês de vida observou-se, que todos os grupos animais apresentaram comportamento similar, caracterizado por sua diminuição com o desenvolvimento etário. / The present work aimed to study the hematology of cloned Nelore calves produced using the technique of somatic cell nuclear transfer (SCNT), by evaluating erythrocyte parameters, hemoglobin dynamics, and iron metabolism in the animals during the first month after birth. The experimental design included the collection of 260 blood and blood serum samples from 20 calves in the following times: immediately after birth, 12 hours after birth, 1st of life, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 7th, 20th and 30th day of life. The animals were classified in four experimental groups: 12 calves produced, using SCNT for two commercial laboratories (laboratory A=5 calves and laboratory B= 7 calves), four calves produced by in vitro fertilization (IVF) and four calves produced by natural mating (NM). Mild to severe normocytic and normochromic anemia was observed in 100% (5/5) cloned calves from laboratory A, and 14.2% (117) cloned calves from laboratory B. In both IVF and NM calves, anemia was observed in 50% (214) of the calves. Erytrogram evaluation of cloned calves from laboratory A showed that anemia developed gradually from 12 hours after birth, was most intense at the end of the first week, and then erytrogram normal values were recovered after the 15th day of life. Mean values for the laboratory A cloned calves erytrogram in the 7th day of life were the following: Red cells 4033X106/mm3, hematocrit 23%, hemoglobin 7.25g/dL, MCV 52.89µ3-; MCH 16.65, MCHC 31.47%. Anemia observed in cloned calves from laboratory A was caused by iron deficiency, since a significant decrease in iron se rum levels together with a decrease in transferrin saturation index (TSI) was confirmed. At the same time, Total iron-binding capacity (TIBC) was not changed in this period of time. Mean iron metabolism values for cloned calves from laboratory A were the following: serum iron amount: 47,35mg/dL, TIBC 455,90 mg/dL and TSI 9,64%. Hemoglobin identification by eletrophoresis identified three adult hemolglobin phenotypes (A-Hb; B-Hb e AB-Hb) and the fetal hemoglobin (F-HB), and there was no sign of hereditary hemoglobin disorders were observed. The rate of A-Hb in cloned calves with A-Hb and AB-Hb phenotypes was maintained during the experimental period. Nonetheless, for the IVF calves with the same phenotypes (A-Hb and AB-Hb) a constant increase in the A-Hb was noticed. For the evaluation of F-Hb dynamics in the first month of life, results showed similar pattern, characterized by its decrease with age.

A transfusão de sangue é uma intervenção terapêutica capaz de salvar muitas vidas. Entretanto, transfusões também apresentam uma alta gama de possíveis eventos adversos, questões logísticas, econômicas e sociais. Dentre as principais preocupações terapêuticas estão a incompatibilidade (principalmente do sistema ABO), a transmissão de microrganismos patogênicos, os distúrbios imunomodulatórios, as reações hemolíticas, o aumento estatístico do risco de morte proporcional ao volume de sangue infundido, dentre outros. Diversas alternativas às transfusões sanguíneas são propostas na literatura científica, dentre elas o desenvolvimento de transportadores de oxigênio que utilizam a hemoglobina, comumente intitulados substitutos sanguíneos. Neste âmbito, o presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de uma rota de síntese e a síntese de partículas de gelatina contendo hemoglobina polimerizada. Para tanto, realizou-se a síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato], extraiu-se e polimerizou-se com glutaraldeído ou polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] hemoglobina de sangue bovino e, partículas de gelatina coriácea ou óssea contendo hemoglobina polimerizada foram sintetizadas e caracterizadas. A síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] (SSPEG) foi caracterizada por espectroscopia RAMAN, análise diferencial de calorimetria (DSC) e os resultados obtidos indicaram o sucesso das reações. O produto da reação de polimerização da hemoglobina e albumina com o SSPEG foi verificado por SDS-PAGE e os resultados obtidos indicaram a formação com sucesso de polímeros de alta massa molecular. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina coriácea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 1370 nm, dispersividade de 0,029 e potencial zeta de -36,1 mV. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina óssea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 438 nm, dispersividade de 0,563 e potencial zeta de -24,5 mV. Os resultados obtidos sugerem a aplicabilidade da gelatina coriácea para a produção de partículas contendo hemoglobina polimerizada com possível aplicação como transportador de oxigênio. / Blood transfusion is a therapeutic intervention that can save many lives. However, transfusion is also related to several possible adverse therapeutic events and logistic, economic and social concerns. Among the major therapeutic concerns are incompatibility (mainly of the ABO group system), pathogenic microorganisms\' transmission, immunomodulatory disturbances, hemolytic reactions, death risk increase that is proportional to the infused volume, among others. Several alternatives to blood transfusion are proposed in the scientific literature. Among them is the development of hemoglobin based oxygen carriers, commonly entitle blood substitutes. To this extent, the present work aimed to develop a synthetic route and to synthesize gelatin particles containing polymerized hemoglobin. To this purpose PEG bis(succinimidyl succinate) was synthesized, bovine hemoglobin was extracted and polymerized with glutaraldehyde or PEG and polyhemoglobin contained particles of gelatin from leather or bones were synthesized and characterized. PEG bis(succinimidyl succinate) synthesis was characterized by RAMAN spectroscopy and by differential scanning calorimetry (DSC) and the obtained results indicated the successful synthesis. The reaction product of the polymerization of hemoglobin or albumin with PEG was verified by SDS-PAGE and the results indicated the successful formation of high molecular mass polymers. The particles generated with leather gelatin and polyhemoglobin had a hydrodynamic diameter of 1370 nm, dispersity of 0.029 and zeta potential of -36.1 mV. Particles generated with bone gelatin and polyhemoglobin had hydrodynamic diameter of 438 nm, dispersity of 0.563 and zeta potential of -24.5 mV. The obtained results suggest the applicability of leather gelatin for the production of polyhemoglobin containing particles aiming to the development of a hemoglobin based oxygen carrier.

A estabilidade térmica em função do pH para três formas da hemoglobina extracelular gigante do anelídeo Glossoscolex paulistus (HbGp), monitorada atraves de DSC, CD e absorção óptica, e estudada no presente trabalho. Estes estudos possibilitaram a determinação de parâmetros importantes do processo de desnaturação e dissociação da proteína oligomerica em pH ácido, neutro e alcalino. A HbGp se mostrou mais estável no pH ácido do que em pH neutro e alcalino. No meio alcalino a HbGp sofre dissociação oligomérica gerando subunidades tais como o dodecâmero, o trímero e o monômero. Além disso, as técnicas de DSC, dicroísmo circular (CD) e absorção óptica permitiram o monitoramento da desnaturação da estrutura protéica global, da estrutura secundária e do centro ativo da HbGp, em função da temperatura. Por DSC foi determinado que o mecanismo do processo de desnaturação térmica da HbGp é irreversível. As variações de entalpia calorimétrica, &Delta;Hcal, e de van Hoff, &Delta;HvH, nas formas oxi-, meta- e cianometa-HbGp são bem distintas, em todos os pHs estudados, indicando que o processo de desnaturação é bastante complexo, sugerindo que o pico de transição deve ser composto por varias transições. A ordem de estabilidade apresentada pela HbGp em termos dos valores de temperatura de transição (Tm) foi a seguinte: cianometa- > oxi- > meta- no intervalo de pH 5,0 a 8,0. Os valores de &Delta;Hcal no pH 7,0 para a oxi-HbGp, meta-HbGp e cianometa-HbGp foram de 25 &plusmn; 4, 20 &plusmn; 2 e 56 &plusmn; 4 MJ/mol, respectivamente. Os valores de energia de ativação (Ea) obtidos no pH 7,0 para a oxi- e cianometa-HbGp foram de 673 &plusmn; 99 e 780 &plusmn; 105 KJ/mol, e no pH 8,0 de 897 &plusmn; 106 e 850 &plusmn; 201 KJ/mol, respectivamente. Esses valores de energia de ativação são condizentes com os reportados na literatura para outras hemoglobinas. Nos estudos realizados por CD a oxi-HbGp forma hemicromo no pH 6,0 e 7,0, em temperaturas superiores a 40 &deg;C, e se dissocia em meio alcalino. A oxi-HbGp apresenta temperatura crítica (Tc) nas regiões das hélices-&alpha; e do grupo heme praticamente idêntica nos vários pHs estudados. A cianometa-HbGp possui maior quantidade de estrutura secundária do que a oxi-HbGp, e maiores valores de temperatura crítica (Tc), sendo bem mais estável que a oxi-HbGp, assim como o observado por DSC. Por absorção óptica o comportamento térmico da HbGp é similar ao do CD, sendo observado ainda, além da formação de hemicromo, a presença de espécies pentacoordenadas no pH neutro e alcalino. / The thermal stability as a function of the pH, for three forms of the extracellular giant hemoglobin of the annelid Glossoscolex paulistus (HbGp) was monitored by DSC, CD and optical absorption in the present work. These studies allowed the determination of important parameters characterizing the denaturation and dissociation at acid, neutral and alkaline pH values. HbGp was shown to be more stable in acid pH as compared to neutral and alkaline pH values. In alkaline medium, HbGp presents oligomeric dissociation generating smaller subunits such as the dodecamer, the trimer and the monomer. Besides that, the techniques of the DSC, circular dichroism (CD) and optical absorption spectroscopy allowed to monitor, respectively, the denaturation of the global protein structure, of the secondary structure and of the active center of the hemoglobin, as a function of the temperature. By DSC it was determined that the mechanism of the thermal denaturation of the HbGp is irreversible. The variations of calorimetric and van Hoff enthalpies, in the oxy- and cyanomet-HbGp forms, are quite different, for all studied pH values, indicating that the process of denaturation is complex, characterized by a transition peak composed by several contributions. The order of stability presented by the HbGp in terms of the transition temperature values (Tm) was the following: cyanomet-> oxy- for pH from 5.0 to 8.0. The values of &Delta;Hcal at pH 7.0 for the oxy-HbGp, met-HbGp and cianomet-HbGp were 25 &plusmn; 4, 20 &plusmn; 2 and 56 &plusmn; 4 MJ/mol, respectively. The activation energy values (Ea) obtained at pH 7.0 for the oxy- and cyanomet-HbGp were 673 &plusmn; 99 and 780 &plusmn; 105 KJ/mol, and at pH 8.0 they were 897 &plusmn; 106 and 850 &plusmn; 201 KJ/mol, respectively. Those energy values are consistent with data reported in the literature for other hemoglobins. In the studies carried out by CD for oxy-HbGp formation of hemichrome was observed at pH 6.0 and 7.0, at temperatures above 40 &deg;C. In alkaline medium the oligomeric dissociation is observed. Oxy-HbGp presents critical temperatures (Tc), which are practically identical in the spectral regions of the polypeptide and of the heme groups for all studied pH values. The cyanomet-HbGp own larger quantity of secondary structure than oxy-HbGp, and higher values of critical temperatures (Tc), being more stable than oxy-HbGp, in agreemente with DSC data. Optical absorption spectroscopy shows thermal behavior of HbGp similar to that observed by CD. Besides the formation of the hemichrome species upon heating, the presence of penta-coordinate species at neutral and alkaline pH values was observed.

A hemoglobina extracelular de Glossoscolex paulistus (HbGp) possui estrutura oligomérica composta por 144 cadeias globínicas e 36 cadeias linkers, que não possuem heme, formando uma bicamada hexagonal. Estudos mostraram que a HbGp possui uma alta estabilidade á variação de pH e presença de agentes desnaturantes, tais como, surfactantes e ureia, a 25&deg;C. Com esses conhecimentos prévios, o presente estudo tem por objetivo avaliar a estabilidade térmica da HbGp 0,5-3,0 mg/mL, nas formas oxi-, meta- e cianometa-, em diferentes valores de pH. O efeito do SDS na estabilidade térmica da oxi-HbGp 0,5 e 3,0 mg/mL, em função do pH, será investigado também. Esses estudos foram realizados usando as técnicas de absorção óptica, dicroísmo circular (CD), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). Os resultados de absorção óptica e CD revelam que o processo de desnaturação da oxi- e cianometa-HbGp, no pH 7,0, envolve a formação das espécies oxidadas aquo-meta-HbGp e hemicromo. O processo de desnaturação é próximo ao modelo de dois estados, com uma temperatura crítica (Tc) de 58-59 &deg;C. No pH ácido, a proteína agrega a partir de 58 &deg;C. A cinética de agregação da oxi-HbGp, no pH 7,0, é dependente da concentração de proteína e da temperatura. Os dados de DLS mostram que a meta- e cianometa-HbGp 0,5 mg/mL, pH 7,0, desnaturam a 48 &plusmn; 1 e 56 &plusmn; 1 &deg;C, respectivamente. Em pH alcalino, a proteína dissocia parcialmente antes de desnaturar, e o aumento da concentração de proteína faz aumentar o valor de Tc para a cianometa-HbGp. Dados de SAXS mostram que a oxi- e meta-HbGp, pH 7,0, desnaturam a 60 &deg;C, apresentando valores de Rg=143&plusmn;1 &Aring; e Dmax=450&plusmn;1 &Aring;, enquanto que a cianometa-HbGp se mantém estável, com valores de Rg=107&plusmn;1 &Aring; e Dmax=300&plusmn;1 &Aring;. As análises das curvas p(r) mostram uma porcentagem crescente de dodecâmero e tetrâmero em solução, em relação à fração de protreína íntegra e de subunidades maiores, com o aumento do pH e da temperatura. As análises baseadas no programa OLIGOMER são similares às baseadas na função p(r). A presença do SDS induz a dissociação da oxi-HbGp 0,5 mg/mL pH 7,0. Entretanto, com 3,0 mg/mL de proteína a dissociação é parcial, com a sobreposição dos processos de dissociação, desnaturação e agregação, com o aumento da temperatura. No pH 5,0, o SDS promove a agregação da oxi-HbGp em temperaturas menores. As constantes cinéticas de dissociação da oxi-HbGp 0,5 mg/mL, pH 7,0 aumentam de (0,53&plusmn;0,07)x10-4 s-1 para (2,1&plusmn;0,2)x10-4 s-1 na presença de 0,4 e 0,6 mmol/L de SDS a 40 &deg;C, respectivamente. Na temperatura de 42 &deg;C a constante aumenta 2,6 vezes, com 0,6 mmol/L de SDS, comparada a 40 &deg;C. A oxi-HbGp 3,0 mg/ml na presença de 0,6 mmol/L de SDS, dissocia parcialmente em tempos menores com o aumento da temperatura antes de agregar. Portanto, esses estudos mostram que a estabilidade térmica da HbGp é sensível ao aumento de pH e presença de SDS. A ordem de estabilidade térmica em pH alcalino é dado por: cianometa->oxi->meta-HbGp. Alem disso, o processo de desnaturação é governado pelo valor do pH e dependente da concentração de proteína em solução. / The extracellular hemoglobin Glossoscolex paulistus of (HbGp) has an oligomeric structure composed by 144 globin chains and 36 non globin chains (named linkers), forming a hexagonal bilayer. HbGp presents a high stability reagarding pH variation and the presence of denaturing agents, such as, for example, urea and surfactant, at 25&deg;C. In this way, the present studies aim to evaluate the thermal stability for oxy-, meta- and cyanomet-HbGp 0.5-3.0 mg/ml, at different pH values. The SDS effect on the thermal stability of oxy-HbGp 0.5 and 3.0 mg / mL is also investigated. Optical absorption, circular dichroism (CD), dynamic light scattering (DLS) and small angle X-ray scattering (SAXS) techniques were emplayed for these studies. The results based on the optical absorption and CD spectroscopies show that the denaturation process for oxy- and cyanomet-HbGp, at pH 7.0, involves the formation of oxidized species, such as aquo-met-HbGp and hemichrome. This denaturation process is very close to a two-state model, with a critical temperature (Tc) of 58-59 &deg;C. However, in the acidic pH, the aggregation of protein occurs at 58 &deg;C. The aggregation process kinetics for oxy-HbGp, pH 7.0, is dependent on the protein concentration and temperature. DLS data show that meta- and cyanomet-HbGp, 0.5 mg/mL, pH 7.0, undergo denaturation at 48 &plusmn; 1 and 56 &plusmn; 1 &deg; C, respectively. At alkaline pH, two HbGp forms undergo partial dissociation before denaturation, and at higher protein concentration, an increase of Tc values for cyanomet-HbGp is observed. SAXS results show that the denaturation of oxy-and met-HbGp occur at 60 &deg;C, presenting Rg=143&plusmn;1 &Aring; and Dmax=450&plusmn;15 &Aring;, while cyanomet-HbGp remains stable with Rg =107&plusmn;1 &Aring; and Dmax= 300&plusmn;10&Aring;, at this temperature. The p(r) curves analysis show the increase of dodecamer and tetramer percentages in solution, with increase of pH and temperature. The results using the OLIGOMER program are similar to the p(r) data analysis. For oxy-HbGp 0.5 mg/mL pH 7.0, in the presence of SDS, oligomeric dissociation before denaturation is observed. However, with 3.0 mg/ml of protein the dissociation process is slower, showing an overlap of the dissociation, denaturation and aggregation processes in the system, with increase of temperature. At pH 5.0, SDS promotes the aggregation of oxy-HbGp at lower temperatures, as compared to the absence of surfactant. The kinetic dissociation constant values for oxy-HbGp 0.5 mg/mL increase from (0.53 &plusmn; 0.07) x10-4 s-1 to (2.1 &plusmn; 0.2) x10-4 s-1, in the presence of 0.4 and 0.6 mmol/L SDS at 40 &deg; C, respectively. At 42 &deg;C the dissociation constant value increases 2.6-fold, with 0.6 mmol/L SDS, as compared to 40 &deg;C. For oxy-HbGp 3.0 mg/ml, in the presence of 0.6 mmol/L SDS, the oligomeric dissociation is smallest occurring in shorter times with increasing temperature before aggregation. Therefore, these studies show that the thermal stability of HbGp is sensitive to the pH variation and the presence of SDS. At alkaline pH, the order of thermal stability is the following: cyanomet->oxy->met-HbGp. Furthermore, the denaturation process is governed by the pH value, being dependent on the protein concentration in solution.

Na primeira parte deste trabalho foi estudada a interação da porfirina catiônica meso-tetrakis N-metil-4-piridil (TMPyP) e a porfirina aniônica meso-tetrakis 4-fenilsulfonato (TPPS4) nas formas de base livre com sistemas modelos de membrana biológica (micelas iônicas, micelas mistas e vesículas de fosfolipídios) em soluções aquosas, através das técnicas de absorção ótica, espalhamento de luz ressonante (RLS do inglês \"resonante light scattering), fluorescência e SAXS, do inglês \"Small Angle X-Ray Scattering\". As curvas de SAXS das micelas catiônicas de CTAC (cloreto de cetiltrimetilamônio) foram ajustadas como um elipsóide prolato na ausência e na presença de 2-10 mM de TPPS4. Os dados de SAXS mostraram que a presença da porfirina TPPS4 modifica o centro hidrofóbico micelar, levando a formação de micelas menores. Através das análises dos dados de SAXS das micelas de SDS (dodecilsulfato de sódio) observamos que a forma da micela na ausência e na presença de 2-10 mM TMPyP apresenta a forma de um elipsóide prolato sem mudanças. Entretanto, o coeficiente de ionização, diminuiu com o aumento da concentração de porfirina, sugerindo a \"blindagem\" da carga aniônica do SDS pela porfirina catiônica. A supressão de fluorescência da TPPS4 e TMPyP foi estudada na ausência e na presença de diferentes micelas de surfactantes, tais como as de SDS, CTAC, HPS (N-hexadecil-N,N,dimetil-3-amônio-1-propano sulfato) e TX-100 (t-octil-fenoxi-polietoxi-etanol). O iodeto de potássio (KI) foi utilizado como supressor. Os gráficos de Stern-Volmer dos dados de fluorescência no estado estacionário foram ajustados pela equação quadrática, incluindo a supressão dinâmica (KD) e estática (KS). Os valores de KS são muito menores do que os valores de KD. Os resultados da TMPyP são consistentes com as constantes de ligação reportadas na literatura: uma redução significativa de supressão acontece para a TMPyP na presença de SDS, e uma redução moderada é observada para o sistema TMPyP-HPS e quase nenhuma mudança é vista para a TMPyP na presença de TX-100. Para o sistema CTAC-TPPS4 um aumento na supressão foi observado quando comparada com a TPPS4 em tampão puro. Isto provavelmente é associado ao acúmulo de iodeto na interface da micela catiônica. A atração entre a cabeça polar do CTAC e I-, e a repulsão entre SDS e I-, aumenta e reduz a supressão de fluorescência, respectivamente, das porfirinas que se localizam na interface micelar. A pequena supressão da TPPS4 em TX-100 é coerente com a forte ligação entre a TPPS4-TX-100 reportada na literatura. A TPPS4 e a TMPyP na presença de concentrações baixas dos surfactantes CTAC e SDS, respectivamente, apresentaram formação de agregados pré-micelares. A adição de surfactante neutro, TX-100, reduziu o efeito de agregação, acompanhada pelas várias técnicas espectroscópicas utilizadas neste trabalho. Portanto, sob condições onde temos a máxima formação de agregados (porfirina-surfactante), a titulação da TPPS4 com micelas de 40%CTAC-60%TX-100 e a TMPyP com micelas de 80%SDS-20%TX-100 não foi suficiente para eliminar a agregação, apesar da diminuição significativa do efeito de supressão de fluorescência e da intensidade de luz espalhada. A interação da TMPyP com 1-Palmitoil-2-Oleoil-sn-Glicero-3-fosfocolina (POPC), 1-Palmitoil-2-Oleoil-sn-Glicero-3-[Fosfo-rac-(1-glicero)] (POPG) e a mistura POPC + POPG é predominantemente devido à contribuição de eletrostática. O aumento da carga negativa, devido à adição de POPG, favorece a interação das vesículas com a porfirina catiônica. Na segunda parte deste trabalho foram estudados os efeitos de três surfactantes na estrutura oligomérica da hemoglobina extracelular gigante de Glossoscolex paulistus (HbGp) na sua forma oxi. O estudo com o SDS, CTAC e HPS permitiu diferenciar os efeitos de cargas opostas da cabeça polar dos surfactantes na dissociação da estrutura oligomérica e na autoxidação da hemoglobina. A interação do HPS com HbGp foi claramente menos intensa que a interação desta hemoglobina com os surfactantes catiônico (CTAC) e aniônico (SDS). Provavelmente, esta menor interação da HbGp com HPS, quando comparada com o SDS e o CTAC, é devido a menor atração eletrostática entre o HPS e os sítios iônicos da proteina. Dados espectroscópicos foram discutidos e comparados com os da literatura, afim de compreender a interação hemoglobina-surfactante, e como o ponto isoelétrico ácido (pI) pode influenciar na relação da estrutura-atividade das hemoglobinas gigantes extracelulares. As amostras de HbGp foram estudadas por espalhamento de luz dinâmico (DLS do inglês \"Dynamic light scattering\"). Na faixa de pH 6.0 a 8.0, HbGp é bastante estável e a distribuição de tamanho das partículas é monodispersa com um diâmetro hidrodinâmico médio (Dh) de 27 nm. O aumento dos valores de pH (pH>9.0) induziu um processo de dissociação irreversível, resultando num valor do Dh menor (10 nm). A diminuição do Dh sugere uma dissociação completa da hemoglobina. Em pH>9,0 a cinética de dissociação é lenta, com um mínimo 24 h para ser completada. As constantes cinéticas de dissociação aumentam progressivamente, com o aumento do valor do pH. As curvas de melting point para HbGp apresentaram dissociação oligomérica e desnaturação da proteina em função do pH. Os processos de autoxidação e dissociação estão intimamente relacionados, de modo que a dissociação da proteina oligomérica promove um aumento na velocidade de autoxidação e vice-versa. / In the first part of this work interactions of the cationic meso tetrakis (4-N-methilpyridil) porphyrin (TMPyP) and meso-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrin (TPPS4) in the free base forms with membrane model systems (ionic micelles, mixed micelles and phospholipids vesicles) in aqueous solutions, have been investigated by optical absorption, resonance light scattering (RLS), fluorescence and SAXS (Small Angle X-Ray Scattering). The best-fit SAXS curves were obtained assuming for cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) micelle a prolate ellipsoidal shape in the absence and upon incorporation of 2-10 mM TPPS4. SAXS results show that the presence of TPPS4 impacts on micellar hydrophobic core, leading to a micellar reassembling into smaller micelles. SAXS data analysis demonstrated a prolate ellipsoidal shape for sodium dodecyl sulfate (SDS) micelles; no significant changes in shape and size were observed for SDS-TMPyP co-micelles. Moreover, the ionization coefficient, &alpha;, decreases with the increase of the porphyrin concentration, suggesting the \"screening\" of the anionic charge of SDS by the cationic porphyrin. These results are consistent with optical absorption, fluorescence and RLS spectroscopies data, allowing to conclude that neutral surfactants present a smaller interaction with the cationic porphyrin as compared with ionic surfactants. Fluorescence quenching of TPPS4 and TMPyP is studied in aqueous solution and upon addition of micelles of SDS, CTAC, N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1- propanesulfonate (HPS) and t-octylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-100). Potassium iodide (KI) was used as quencher. Steady-state Stern-Volmer plots were best fitted by a quadratic equation, including dynamic (KD) and static (KS) quenching. KS was significantly smaller than KD. For TMPyP quenching results are consistent with reported binding constants: a significant reduction of quenching takes place for SDS, a moderate reduction is observed for HPS and almost no change is seen for Triton X-100. For CTAC-TPPS4 system an enhancement of quenching was observed as compared to pure buffer. This is probably associated to accumulation of iodide at the cationic micellar interface. The attraction between CTAC headgroups and I-, and repulsion between SDS and I-, enhances and reduces the fluorescence quenching, respectively, of porphyrins located at the micellar interface. The small quenching of TPPS4 in Triton X-100 is consistent with strong binding as reported in the literature. Anionic TPPS4 and cationic TMPyP in the presence of low concentrations of the surfactants CTAC and SDS, respectively, showed formation of aggregates, monitored by optical absorption, fluorescence and resonance light scattering intensity (RLS). The addition of nonionic surfactant, Triton X-100, reduced the effect of aggregation monitored by the various techniques used in the present work. Therefore, under conditions for the maximum of aggregate formation (porphyrin-surfactant), apparently, the CTAC: TX-100 ratio equal to 40:60 and SDS:TX-100 ratio equal to 80:20 are not sufficient to eliminate aggregation, despite the significant decrease of the quenching effect of fluorescence and of the light scattering intensity. The interaction of TMPyP with 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn- Glycero-3-Phosphocholine (POPC), 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero-3-[Phospho-rac-(1- glycerol)] (POPG) and the mixture POPC+POPG is predominantly due to the electrostatic contribution. The increase of the negative charge, due to addition of POPG, favors the interaction of vesicles with the cationic porphyrin. On the second part of this work the effects of three surfactants upon the oligomeric structure of the giant extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus (HbGp) in the oxy - form was studied. The use of SDS, CTAC and HPS has allowed to differentiate the effects of opposite headgroup charges on the oligomeric structure dissociation and hemoglobin autoxidation. Furthermore, the interaction of HPS with HbGp was clearly less intense than the interaction of this hemoglobin with cationic (CTAC) and anionic (SDS) surfactants. Probably, this lower interaction with HPS is due to the lower electrostatic attraction between the HPS surfactant and the protein surface ionic sites when compared to the electrostatic interaction between HbGp and cationic and anionic surfactants. Spectroscopic data are discussed and compared with the literature in order to improve the understanding of hemoglobin-surfactant interaction as well as the acid isoelectric point (pI) influence of the giant extracellular hemoglobins on its structure-activity relationship. HbGp samples were studied by dynamic light scattering (DLS). In the pH from range 6.0 to 8.0, HbGp is stable and a monodisperse size distribution with a z-average hydrodynamic diameter (Dh) of 27±1 nm is observed. More alkaline pH (pH>9.0) induced an irreversible dissociation process, resulting in smaller Dh of 10±1 nm. Dh decrease suggests a complete hemoglobin dissociation. At pH 9.0 the dissociation kinetics is slow, taking a minimum of 24 h to be completed. Dissociation rate constants progressively increase at higher pH. Melting curves for HbGp showed oligomeric dissociation and protein denaturation as a function of pH. Autoxidation and dissociation processes are intimately related, so that oligomeric protein dissociation promotes the increase of autoxidation rate and vice-versa.

Orientadores: Fabíola Traina, Erich Vinícius de Paula / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T00:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Colella_MarinaPereira_D.pdf: 9236093 bytes, checksum: efa509cf78d63c66379b975a9b095ac8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A anemia falciforme (AF) é caracterizada pela presença de crises vaso-oclusivas e hemólise intravascular com consequente depleção de óxido nítrico, ativação endotelial e inflamação crônica. Praticamente todos os elementos da coagulação estão alterados na direção pró-coagulante na AF, de forma que uma incidência aumentada de eventos tromboembólicos tem sido descrita nesta doença. A hidroxiuréia é atualmente um dos pilares do tratamento destes pacientes, tendo como principal ação induzir um aumento da hemoglobina fetal. A hemoglobinopatia SC (HbSC) é a segunda hemoglobinopatia mais prevalente após a AF. Sabe-se que há uma incidência elevada de eventos tromboembólicos na HbSC, porém conhece-se muito pouco sobre a ativação da coagulação nesta doença. O presente estudo foi dividido em duas partes, tendo dois objetivos principais: (1) testar a hipótese de que a hidroxiuréia teria um efeito benéfico no estado de hipercoagulabilidade visto na AF; (2) avaliar o estado de hipercoagulabilildade presente na HbSC. Na primeira parte do estudo avaliamos a ação da hidroxiuréia nos principais componentes do balanço hemostático em pacientes com AF tratados (SS-HU) ou não (SS) com hidroxiureia; e estudamos o efeito da hidroxiureia na ativação final da coagulação em um modelo murino de AF incapaz de expressar a hemoglobina fetal. Nossos resultados mostraram que o tratamento com hidroxiuréia esteve associado com melhora dos marcadores de ativação da coagulação, incluindo redução na expressão gênica de fator tecidual (FT) (5.0[SS] vs. 2.6[SS-HU], p=0.02) e diminuição nos níveis plasmáticos de FT (p=0.01), complexo trombina-antitrombina III (TAT) (11.5[SS] vs. 7.5[SS-HU], p=0.03) e fragmento 1+2 da protrombina (301.5[SS] vs. 245[SS-HU], p=0.09). Os pacientes tratados com hidroxiuréia também apresentaram reduções significativas dos níveis de trombomodulina solúvel (3.6[SS] vs. 2.5[SS-HU], p=0.0007) e fator de necrose tumoral alfa (TNF-_) (2.7[SS] vs. 0.3[SS-HU], p<0.0001). A redução dos marcadores de hipercoagulabilidade apresentou correlações significativas com o aumento da HbF e reduções dos marcadores de hemólise, ativação endotelial e inflamação. Em modelo murino de AF, a hidroxiuréia resultou em diminuição dos níveis plasmáticos de TAT (138.5[salina] vs. 106.7[HU], p=0.05). Esses resultados fornecem evidências de um efeito benéfico da hidroxiuréia em reduzir o estado de hipercoagulabilidade na AF. Na segunda parte do presente estudo, nós avaliamos os diversos componentes do balanço hemostático nos pacientes com HbSC e comparamos com os pacientes AF (SS e SS-HU). A comparação dos marcadores de hipercoagulabilidade entre pacientes HbSC e AF revelou que a expressão gênica do FT foi semelhante ao encontrado na AF (2.6[SC] vs. 3.1[SS+SS-HU], p=0.2), enquanto os níveis de TAT e D-dímero foram inferiores (TAT: 4.2[SC] vs. 7.4[SS+SS-HU], p<0.0001; D-dímero: 710.4[SC] vs. 1495[SS+SS-HU], p=0.0003). Em comparação com pacientes com AF, os pacientes com HbSC apresentaram níveis semelhantes de trombomodulina solúvel (3.2[SC] vs. 3.0[SS+SS-HU], p=0.6), TNF-_ (2.7[SC] vs. 2.2[SS+SSHU], p=0.5), e níveis inferiores de interleucina 8 (2.5[SC] vs. 3.2[SS+SS-HU], p=0.05). Dentre os pacientes com HbSC os marcadores de hipercoagulabilidade também apresentaram correlações significativas com marcadores de hemólise e inflamação. Em conclusão, nossos resultados fornecem evidências de um efeito benéfico da hidroxiuréia em reduzir o estado de hipercoagulabilidade na AF e demostram que existe uma ativação da coagulação na HbSC quando comparados a indivíduos normais, porém não tão intensa quanto a vista na AF / Abstract: Sickle cell anemia is characterized by the presence of vaso-occlusive crises and intravascular hemolysis with consequent depletion of nitric oxide, endothelial activation and chronic inflammation. Virtually all of the components of coagulation are altered in the procoagulant direction in sickle cell anemia, and thus an increased incidence of thromboembolic events has been described in this disease. Hydroxyurea is currently one of the mainstays of treatment of these patients, with the primary action of inducing an increase in fetal hemoglobin. Hemoglobin SC disease is the second most prevalent hemoglobinopathy after sickle cell anemia. There is a high incidence of thromboembolic events in hemoglobin SC disease, but very little is known about the activation of coagulation in this disease. This study was divided into two parts, with two main objectives: (1) test our hypothesis that hydroxyurea would have a beneficial effect on the hypercogulable state seen in sickle cell anemia; (2) evaluate the hypercoagulable state present in hemoglobin SC disease. In the first part of this study we evaluated the effect of hydroxyurea in the main components of the hemostatic balance of sickle cell anemia patients treated (SS-HU) or not (SS) with the drug; and we also evaluated the effect of hydroxyurea on thrombin generation in a sickle cell murine model, uncapable of expressing fetal hemoglobin. Our results showed that treatment with hydroxyurea was associated with reduced markers of coagulation activation, including a reduction in the expression of the tissue factor gene (5.0[SS] vs. 2.6[SS-HU], p=0.02) and in plasma levels of tissue factor (p=0.01), thrombin-antithrombin complex III (TAT) (11.5[SS] vs. 7.5[SS-HU], p=0.03), and prothrombin fragment 1+2 (301.5[SS] vs. 245[SS-HU], p=0.09). Patients treated with hydroxyurea also presented reductions in the levels of soluble thrombomodulin (3.6[SS] vs. 2.5[SS-HU], p=0.0007) and tumor necrosis fatoralpha (TNF-_) (2.7[SS] vs. 0.3[SS-HU], p<0.0001). Hypercoagulability markers presented significant correlations with the increase in fetal hemoglobin levels and reductions in hemolysis, endothelial activation and inflammation markers. In the murine model of sickle cell anemia hydroxyurea resulted in reduction of plasma levels of TAT (138.5[saline] vs. 106.7[HU], p=0.05). These results provide evidence that treatment with hydroxyurea has a beneficial effect of reducing the hypercoagulability state seen in sickle cell anemia. In the second part of this study, we studied the various components of the hemostatic balance in hemoglobin SC disease patients and compared them with sickle cell anemia patients (SS and SS-HU). The gene expression of tissue fator was similar to the expression seen in sickle cell anemia (2.6[SC] vs. 3.1[SS+SS-HU], p=0.2), while the levels of TAT and D-dimer were lower (TAT: 4.2[SC] vs. 7.4[SS+SS-HU], p<0.0001; D-dimer: 710.4[SC] vs. 1495[SS+SS-HU], p=0.0003). In comparison to patients with sickle cell anemia, patients with hemoglobin SC disease presented similar levels of soluble thrombomodulin (3.2[SC] vs. 3.0[SS+SS-HU], p=0.6), TNF-_ (2.7[SC] vs. 2.2[SS+SS-HU], p=0.5), and lower levels of interleukin 8 (2.5[SC] vs. 3.2[SS+SS-HU], p=0.05). In hemoglobin SC patients, the hypercoagulability markers presented significant correlations with hemolysis and inflammation markers. In conclusion, our results provide evidence that treatment with hydroxyurea has a beneficial effect of reducing the hypercoagulability state seen in sickle cell anemia, and that there is an activation of coagulation in hemoglobin SC disease when compared to normal individuals, but not as intense as seen in sickle cell anemia / Doutorado / Clinica Medica / Doutora em Clínica Médica

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza un estudio para relacionar los parámetros hematimétricos, hemoglobina (Hb) y hematocrito (Hto) con los valores antropométricos; índice de masa corporal (IMC) y circunferencia de la cintura (CC) en 264 estudiantes de educación secundaria de la IEP Virgen de Guadalupe en Puente Piedra entre los meses de Mayo a Junio del 2014. Se realizaron al total de estudiantes, el IMC por el método de Quetelet y la medición de la CC, el hematocrito por el método del microhematocrito y la determinación de la hemoglobina en una muestra representativa de 88 alumnos por el método de la Cianometahemoglobina. En los valores de hemoglobina disminuida se obtuvo que el 13,6 % de los casos corresponden al género masculino y para los valores de hematocrito disminuido se halló un 2,3 % de casos en dicho género. Los valores obtenidos para el IMC fueron sobrepeso de 6,8 % y 15,9 % en hombres y mujeres respectivamente, obesidad grado I del 2,3 % en ambos géneros y un 1,1 % de obesidad grado II en mujeres. De igual manera para los valores de la CC con alto riesgo se encontró un 2,3 % en el género femenino. Se determinó una correlación positiva moderada y significativa entre los valores de Hemoglobina e IMC, así mismo también entre la Hemoglobina y la CC. De igual manera, el hematocrito obtuvo una correlación positiva moderada y significativa tanto para el IMC como para la CC. De la misma forma entre el IMC y CC, se halló una correlación positiva moderada y significativa. Se concluye que existe entre los parámetros hematimétricos con los valores antropométricos correlación positiva moderada y significativa. / Tesis