京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第20971号 / 医博第4317号 / 新制||医||1026(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 河本 宏, 教授 濵﨑 洋子, 教授 松田 秀一 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

A artrite reumatóide (AR) representa uma doença inflamatória crônica de alta prevalência, para a qual ainda não foi estabelecido um tratamento satisfatório. Os objetivos deste estudo foram: 1) investigar o efeito terapêutico da hemopressina e da depleção de neuropeptídeos sobre a artrite induzida por antígeno (AIA); 2) padronizar este modelo em duas linhagens de ratos: Wistar e Sprague Dawley (SD). Ambas as linhagens, exibiram sinais equipotententes de edema e dor; entretanto, a perda de peso, o infiltrado celular e a produção de citocinas foi maior no rato SD, sugerindo uma maior susceptibilidade do SD. O tratamento com hemopressina inibiu esses sinais inflamatórios, mas não preveniu a perda de peso e a gênese de citocinas. Em contraste, a depleção de neuropeptídeos falhou em suprimir os sinais da AIA, excluindo a participação de mecanismos neurovasculares na ação da hemopressina. Embora ainda não estabelecido o mecanismo de ação do efeito anti-artrítico da hemopressina, este achado inédito sugere uma alternativa promissora para o tratamento dessa doença. / Arthritis and other rheumatic conditions are among the most prevalent diseases worldwide and the most frequent cause of disability. There are many treatment options, but an effective treatment has not been established. Our aims were to investigate a possible anti-inflammatory effect of hemopressin and neuropeptide depletion on Met-BSA induced arthritis (AIA); and to establish a suitable rat strain between Wistar and Sprague Dawley (SD) for the study. The classical signs of AIA such as oedema and pain were similar in both strains. But, the cell influx and cytokines production were higher in SD, thus suggesting a higher susceptibility for this strain. The treatment of rats with hemopressin greatly reduced the oedema, pain and cell influx, but did not prevent the body weight loss and cytokines. Depletion of neuropeptides failed to reduce the AIA signs, thus excluding a neurogenic component on hemopressin-induced effect. In conclusion, our findings reveal a potential alternative treatment for arthritis, although the mechanism of action for this peptide is not clear.

A artrite reumatoide (AR) é uma doença crônica, inflamatória, sistêmica, com manifestações autoimunes articulares e extra-articulares, como fraqueza e atrofia muscular. Apesar de terem profundo impacto funcional, os mecanismos envolvidos nesses processos em músculo esquelético têm sido pouco estudados. O objetivo desse trabalho foi descrever o envolvimento muscular e vias moleculares em um modelo experimental de artrite e em um modelo de atrofia por desuso. Ratas Wistar, 8-12 semanas foram separadas em três grupos: controle (CO), imobilizado com bota de cobre (IM) e artrite induzida por colágeno bovino tipo II (CIA). A locomoção espontânea e o peso dos animais foram avaliados semanalmente. As articulações tíbio-társicas e os músculos gastrocnêmicos foram processados e corados com hematoxilina-eosina (HE). Imunoblot foi realizado para quantificar MuRF- 1, miogenina e anti-LC3. O nível de significância foi considerado quando p<0,05. A análise histológica das articulações confirmou a severidade da doença. Na locomoção espontânea houve uma diferença significativa na distância, velocidade, número de vezes em pé e número de descanso com redução no grupo CIA, quando comparado ao grupo controle, de 90%, 90%, 75% e aumento de 70%, respectivamente. O peso corporal total, o peso do músculo gastrocnêmio, e o peso relativo do músculo reduziram 20%, 30% e 20% nos animais CIA, quando comparado ao grupo controle. A análise histopatológica identificou no músculo de CIA: atrofia de fibras perifasciculares, infiltrado inflamatório, fibras atróficas do tipo 2 e edema. A área seccional da miofibra estava reduzida em torno de 30% no grupo CIA e 60% no IM. Na quantificação proteína demonstrou aumento da expressão em 70% das proteínas MuRF-1 e miogenina no grupo CIA quando comparado ao grupo controle, resultado não observado em IM. Na quantificação da proteína LC3 não houve diferença entre os grupos. Esse estudo demonstrou que o desenvolvimento da artrite experimental está associado com perda de peso e da mobilidade, atrofia muscular e degradação muscular nesses animais. Pela primeira vez foi demonstrado que a atrofia muscular na artrite está associada com a própria doença e não com a imobilidade, visto que o grupo IM, apesar de atrofia mais muscular mais marcada, não apresentou ativação das vias de atrofia (MuRF-1 e miogenina) que foram observadas no grupo CIA. / Objective: Although causing great functional impact, the mechanisms of muscle wasting in RA have been poorly studied. The objective of this study is to describe the muscular involvement in an experimental model of arthritis and its pathways and compare with disuse atrophy. Methods: Female Wistar rats were separated in three groups: control (CO), collageninduced arthritis (CIA) and immobilized (IM). Spontaneous locomotion and weight were evaluated weekly. Gastrocnemius muscle was evaluated by histology and immunoblotting to measure LC3, MuRF-1 and myogenin expression. Significance was considered at p<0.05 level. Results: Histological analysis of the joint confirmed the severity of the arthropathy. There was significant difference in spontaneous locomotion (distance, velocity, number of times standing and number of times resting) in CIA group. Animal body weight, gastrocnemius muscle weight and relative muscle weight decreased 20%, 30% and 20% in CIA rats. Inflammatory infiltration, swelling and type 2 fiber atrophy was present in CIA gastrocnemius muscles, with reduced cross-sectional area by 30%, and 60% in IM. Imunoblotting analysis demonstrated increased expression of myogenin and MuRF-1 in CIA muscles by about 70%, while in IM remained similar to control. Conclusions: This study demonstrated that the development of experimental arthritis is associated to decreased mobility, weight loss, muscle atrophy, increased expression of markers of muscle proteolysis and regeneration. For the first time it is demonstrated that muscle atrophy in arthritis is associated with the disease itself, and not simply due to decreased mobility, since immobilized group presented no activation of the same atrophy pathways.

A artrite reumatoide (AR) é uma doença crônica, inflamatória, sistêmica, com manifestações autoimunes articulares e extra-articulares, como fraqueza e atrofia muscular. Apesar de terem profundo impacto funcional, os mecanismos envolvidos nesses processos em músculo esquelético têm sido pouco estudados. O objetivo desse trabalho foi descrever o envolvimento muscular e vias moleculares em um modelo experimental de artrite e em um modelo de atrofia por desuso. Ratas Wistar, 8-12 semanas foram separadas em três grupos: controle (CO), imobilizado com bota de cobre (IM) e artrite induzida por colágeno bovino tipo II (CIA). A locomoção espontânea e o peso dos animais foram avaliados semanalmente. As articulações tíbio-társicas e os músculos gastrocnêmicos foram processados e corados com hematoxilina-eosina (HE). Imunoblot foi realizado para quantificar MuRF- 1, miogenina e anti-LC3. O nível de significância foi considerado quando p<0,05. A análise histológica das articulações confirmou a severidade da doença. Na locomoção espontânea houve uma diferença significativa na distância, velocidade, número de vezes em pé e número de descanso com redução no grupo CIA, quando comparado ao grupo controle, de 90%, 90%, 75% e aumento de 70%, respectivamente. O peso corporal total, o peso do músculo gastrocnêmio, e o peso relativo do músculo reduziram 20%, 30% e 20% nos animais CIA, quando comparado ao grupo controle. A análise histopatológica identificou no músculo de CIA: atrofia de fibras perifasciculares, infiltrado inflamatório, fibras atróficas do tipo 2 e edema. A área seccional da miofibra estava reduzida em torno de 30% no grupo CIA e 60% no IM. Na quantificação proteína demonstrou aumento da expressão em 70% das proteínas MuRF-1 e miogenina no grupo CIA quando comparado ao grupo controle, resultado não observado em IM. Na quantificação da proteína LC3 não houve diferença entre os grupos. Esse estudo demonstrou que o desenvolvimento da artrite experimental está associado com perda de peso e da mobilidade, atrofia muscular e degradação muscular nesses animais. Pela primeira vez foi demonstrado que a atrofia muscular na artrite está associada com a própria doença e não com a imobilidade, visto que o grupo IM, apesar de atrofia mais muscular mais marcada, não apresentou ativação das vias de atrofia (MuRF-1 e miogenina) que foram observadas no grupo CIA. / Objective: Although causing great functional impact, the mechanisms of muscle wasting in RA have been poorly studied. The objective of this study is to describe the muscular involvement in an experimental model of arthritis and its pathways and compare with disuse atrophy. Methods: Female Wistar rats were separated in three groups: control (CO), collageninduced arthritis (CIA) and immobilized (IM). Spontaneous locomotion and weight were evaluated weekly. Gastrocnemius muscle was evaluated by histology and immunoblotting to measure LC3, MuRF-1 and myogenin expression. Significance was considered at p<0.05 level. Results: Histological analysis of the joint confirmed the severity of the arthropathy. There was significant difference in spontaneous locomotion (distance, velocity, number of times standing and number of times resting) in CIA group. Animal body weight, gastrocnemius muscle weight and relative muscle weight decreased 20%, 30% and 20% in CIA rats. Inflammatory infiltration, swelling and type 2 fiber atrophy was present in CIA gastrocnemius muscles, with reduced cross-sectional area by 30%, and 60% in IM. Imunoblotting analysis demonstrated increased expression of myogenin and MuRF-1 in CIA muscles by about 70%, while in IM remained similar to control. Conclusions: This study demonstrated that the development of experimental arthritis is associated to decreased mobility, weight loss, muscle atrophy, increased expression of markers of muscle proteolysis and regeneration. For the first time it is demonstrated that muscle atrophy in arthritis is associated with the disease itself, and not simply due to decreased mobility, since immobilized group presented no activation of the same atrophy pathways.

Submitted by ALLINE MARDEGAN MIOTO (allinefisio@gmail.com) on 2018-07-27T15:46:26Z No. of bitstreams: 1 DEFINITIVO 1.pdf: 974826 bytes, checksum: c58be54a25aa5395ad0f19a218ebb9bd (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-07-27T17:17:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mioto_am_me_prud.pdf: 974826 bytes, checksum: c58be54a25aa5395ad0f19a218ebb9bd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T17:17:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mioto_am_me_prud.pdf: 974826 bytes, checksum: c58be54a25aa5395ad0f19a218ebb9bd (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / A artrite reumatoide (AR) é uma doença inflamatória crônica, autoimune e de etiologia e patogênese desconhecidas que afeta o sistema musculoesquelético. O exercício físico é indicado como meio de auxiliar a retardar a incapacidade funcional, ajudando a melhorar a função articular. OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi analisar os efeitos que exercício físico aquático ─ nas intensidades baixa, média e alta ─ provocam na inflamação articular, nas propriedades dos ossos, fêmur e tíbia, na artrite induzida em joelhos de ratos. MÉTODOS: Foram utilizados 20 ratos machos Wistar com 60 dias de idade, divididos em 5 grupos: Grupo Controle Artrite (GCA) n= 4, Grupo Controle Placebo (GCP) n=4, Grupo Atividade física baixa (GB) n=4, grupo Atividade Física Moderada (GM) n=4 e grupo Atividade Física Intensa (GI) n=4. Os grupos de atividade física foram submetidos à injeção intraarticular (ia) de 0,05 ml/100g Zymosam (1mg/50µL) no joelho direito. Os animais do grupo controle artrite (GCA) receberam solução salina no joelho direito ao invés do Zymosan, e os animais do grupo controle placebo (GCP) foram submetidos somente ao estresse da agulha. Os animais foram submetidos à atividade aquática durante 30 minutos, 4 vezes na semana, durante 5 semanas, sendo a intensidade do exercício determinada por meio da sobrecarga colocada no dorso de cada animal em seus respectivos grupos: GB 1%, GM 5%, GI 15% do peso do rato, no grupo GCA não foi adicionada sobrecarga. Os animais foram eutanasiados após 5 semanas de treinamento. RESULTADOS: Observou-se que o grupo de baixa intensidade, e os grupos que não fizeram exercício GCA e GCP, ganharam mais peso comparado ao grupo de média intensidade GM. Em relação ao edema articular houve diminuição do mesmo no grupo GI após a terceira semana de treino e no grupo GM após a 4º semana de exercício, já em relação ao conteúdo mineral ósseo (CMO) da tíbia houve diminuição do grupo GM quando comparado ao grupo GCP (p=0,026), já na densidade mineral óssea da tíbia houve diminuição do grupo GM comparado aos grupos GCP (p=0,001), GCA (p=0,002), GB (p=0,026). Para Área do fêmur, o grupo GI apresentou aumento comparado aos grupos GB (p=0,014) e GM (p=0,008). CONCLUSÃO: conclui-se que os exercício de intensidade moderada e alta intensidade promovem melhores resultados que os exercícios de baixa intensidade. / Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory, autoimmune disease, its etiology and pathogenesis are unknown and it affects the musculoskeletal system. Based on this argument, physical exercise is indicated as it may help to delay functional disability, which can improve joint function. OBJECTIVE: The aim of this study was to analyze the effects of aquatic physical exercise on the low, medium and high intensity on the joint inflammation and on the properties of femoral and tibial bones of the rats in which knee arthritis was induced. METHODS: Twenty male Wistar rats aged 60 days were divided into 5 groups: Group Control Arthritis (GCA) n = 4, Group Control Placebo (GCP) n = 4, Group Low physical activity (GL) n = 4, Group Moderate physical activity (GM) n = 4 and Group Intense Physical activity (GI) n = 4. The physical activity groups were submitted to intra-articular injection (ai) of 0.05 ml / 100g Zymosam (1mg / 50μL) in the right knee. The animals in the control group arthritis (GCA) received saline solution in the right knee instead of Zymosan, and the animals in the placebo control group (GCP) were submitted only to the stress of the needle. The animals were submitted to aquatic activity for 30 minutes, 4 times a week for 5 weeks, and the intensity of the exercise was determined by the overload placed on the back of each animal in their respective groups: GL 1%, GM 5%, GI 15 % of their weight, no overload was added in the GCA group. The animals were euthanized after 5 weeks of training RESULTS:It was observed that the low intensity group GL, and the groups that did not exercise GCA and GCP, gained more weight compared to the group GM. In relation to the joint edema, there was a decrease in the GI (p = 0.200) after the third week of training and in the GM group (p= 0.39) after In the 4th week of exercise; in relation to the bone mineral content (BMC) of the tibia, there was a decrease in the GM group when compared to the GCP group (p = 0.026), whereas in the tibial bone mineral density (BMD) there was a decrease in the GM group compared to the GCP (p = 0.001), GCA (p = 0.002), GB (p = 0.026). As for the area of the femur, the GI group presented an increase of it compared to the GB (p = 0.014) and GM (p = 0.008) groups;. CONCLUSION: Therefore, it is concluded that the exercises of moderate intensity and high intensity promote better results than the exercises of low intensity.

A artrite reumatoide (AR) é uma doença crônica, inflamatória, sistêmica, com manifestações autoimunes articulares e extra-articulares, como fraqueza e atrofia muscular. Apesar de terem profundo impacto funcional, os mecanismos envolvidos nesses processos em músculo esquelético têm sido pouco estudados. O objetivo desse trabalho foi descrever o envolvimento muscular e vias moleculares em um modelo experimental de artrite e em um modelo de atrofia por desuso. Ratas Wistar, 8-12 semanas foram separadas em três grupos: controle (CO), imobilizado com bota de cobre (IM) e artrite induzida por colágeno bovino tipo II (CIA). A locomoção espontânea e o peso dos animais foram avaliados semanalmente. As articulações tíbio-társicas e os músculos gastrocnêmicos foram processados e corados com hematoxilina-eosina (HE). Imunoblot foi realizado para quantificar MuRF- 1, miogenina e anti-LC3. O nível de significância foi considerado quando p<0,05. A análise histológica das articulações confirmou a severidade da doença. Na locomoção espontânea houve uma diferença significativa na distância, velocidade, número de vezes em pé e número de descanso com redução no grupo CIA, quando comparado ao grupo controle, de 90%, 90%, 75% e aumento de 70%, respectivamente. O peso corporal total, o peso do músculo gastrocnêmio, e o peso relativo do músculo reduziram 20%, 30% e 20% nos animais CIA, quando comparado ao grupo controle. A análise histopatológica identificou no músculo de CIA: atrofia de fibras perifasciculares, infiltrado inflamatório, fibras atróficas do tipo 2 e edema. A área seccional da miofibra estava reduzida em torno de 30% no grupo CIA e 60% no IM. Na quantificação proteína demonstrou aumento da expressão em 70% das proteínas MuRF-1 e miogenina no grupo CIA quando comparado ao grupo controle, resultado não observado em IM. Na quantificação da proteína LC3 não houve diferença entre os grupos. Esse estudo demonstrou que o desenvolvimento da artrite experimental está associado com perda de peso e da mobilidade, atrofia muscular e degradação muscular nesses animais. Pela primeira vez foi demonstrado que a atrofia muscular na artrite está associada com a própria doença e não com a imobilidade, visto que o grupo IM, apesar de atrofia mais muscular mais marcada, não apresentou ativação das vias de atrofia (MuRF-1 e miogenina) que foram observadas no grupo CIA. / Objective: Although causing great functional impact, the mechanisms of muscle wasting in RA have been poorly studied. The objective of this study is to describe the muscular involvement in an experimental model of arthritis and its pathways and compare with disuse atrophy. Methods: Female Wistar rats were separated in three groups: control (CO), collageninduced arthritis (CIA) and immobilized (IM). Spontaneous locomotion and weight were evaluated weekly. Gastrocnemius muscle was evaluated by histology and immunoblotting to measure LC3, MuRF-1 and myogenin expression. Significance was considered at p<0.05 level. Results: Histological analysis of the joint confirmed the severity of the arthropathy. There was significant difference in spontaneous locomotion (distance, velocity, number of times standing and number of times resting) in CIA group. Animal body weight, gastrocnemius muscle weight and relative muscle weight decreased 20%, 30% and 20% in CIA rats. Inflammatory infiltration, swelling and type 2 fiber atrophy was present in CIA gastrocnemius muscles, with reduced cross-sectional area by 30%, and 60% in IM. Imunoblotting analysis demonstrated increased expression of myogenin and MuRF-1 in CIA muscles by about 70%, while in IM remained similar to control. Conclusions: This study demonstrated that the development of experimental arthritis is associated to decreased mobility, weight loss, muscle atrophy, increased expression of markers of muscle proteolysis and regeneration. For the first time it is demonstrated that muscle atrophy in arthritis is associated with the disease itself, and not simply due to decreased mobility, since immobilized group presented no activation of the same atrophy pathways.

A artrite reumatóide (AR) representa uma doença inflamatória crônica de alta prevalência, para a qual ainda não foi estabelecido um tratamento satisfatório. Os objetivos deste estudo foram: 1) investigar o efeito terapêutico da hemopressina e da depleção de neuropeptídeos sobre a artrite induzida por antígeno (AIA); 2) padronizar este modelo em duas linhagens de ratos: Wistar e Sprague Dawley (SD). Ambas as linhagens, exibiram sinais equipotententes de edema e dor; entretanto, a perda de peso, o infiltrado celular e a produção de citocinas foi maior no rato SD, sugerindo uma maior susceptibilidade do SD. O tratamento com hemopressina inibiu esses sinais inflamatórios, mas não preveniu a perda de peso e a gênese de citocinas. Em contraste, a depleção de neuropeptídeos falhou em suprimir os sinais da AIA, excluindo a participação de mecanismos neurovasculares na ação da hemopressina. Embora ainda não estabelecido o mecanismo de ação do efeito anti-artrítico da hemopressina, este achado inédito sugere uma alternativa promissora para o tratamento dessa doença. / Arthritis and other rheumatic conditions are among the most prevalent diseases worldwide and the most frequent cause of disability. There are many treatment options, but an effective treatment has not been established. Our aims were to investigate a possible anti-inflammatory effect of hemopressin and neuropeptide depletion on Met-BSA induced arthritis (AIA); and to establish a suitable rat strain between Wistar and Sprague Dawley (SD) for the study. The classical signs of AIA such as oedema and pain were similar in both strains. But, the cell influx and cytokines production were higher in SD, thus suggesting a higher susceptibility for this strain. The treatment of rats with hemopressin greatly reduced the oedema, pain and cell influx, but did not prevent the body weight loss and cytokines. Depletion of neuropeptides failed to reduce the AIA signs, thus excluding a neurogenic component on hemopressin-induced effect. In conclusion, our findings reveal a potential alternative treatment for arthritis, although the mechanism of action for this peptide is not clear.

La cryothérapie est utilisée de manière large et empirique à visée adjuvante dans les rhumatismes inflammatoires, avec un niveau de preuve faible. Dans une revue systématique de la littérature, en poolant les données de 6 études non contrôlées, nous avons pu démontrer que la cryothérapie (locale ou corps entier) appliquée deux fois par jour pendant 7 à 15 jours réduisait significativement l'EVA douleur et le score d'activité DAS25 dans la polyarthrite rhumatoïde. La cryothérapie locale (glace ou gaz froide) montrait par ailleurs des effets taille intra-classes supérieurs à ceux obtenus en utilisant la cryothérapie corps entier. L'objectif de ce travail était de mesurer les effets de la cryothérapie locale sur al douleur, l'inflammation synoviale et systémique chez les patients arthritiques et dans le modèle murin d'arthrite à l'adjuvant. Dans les études randomisées CDRI et ALGGAR, nous avons évalué les effets de deux applications locales de froid (glace versus gaz froid) sur la douleur, l'activité Doppler et les taux protéiques de cytokines intra-articulaires controlatéraux non souffrant d'arthrites de genou non septiques. Les genoux arthritiques controlatéraux non traités étaient utilisés comme contrôles. Nous avons par ailleurs étudié in vitro les effets de l'hypothermie modérée (30°C pendant 2heures) sur l'expression protéique des cytokines dans un modèle de culture de rotules de rats arthritiques. Nous avons enfin étudié in vitro dans l'arthrite à l'adjuvant les effets de l'application sub-chronique de glace ou de gaz froid (2 fois par jour pendant 14 jours versus contrôles arthritiques non traités) sur le score d'arthrite, le diamètre de cheville, la transcription des gènes codant pour les cytokines pro-inflammatoires dans les pattes arrières (Q-RT-PCR) et l'expression protéique des cytokines dans le plasma (Multiplex et ELISA) après 14 jours de traitement. Dans l'étude CDRI, la cryothérapie locale (glace et gaz froid) réduisait significativement l'EVA douleur ainsi que le score Doppler dans les genoux traités, ces effets persistant le lendemain des deux applications. Dans une analyse intermédiaire des résultats de l'étude ALGGAR, en combinant les deux groupes de traitement (glace et gaz de froid), nous avons observé une baisse des taux d'IL-6, d'IL-1β et de VEGF dans le liquide articulaire arès deux applications. dans les cultures d'explants de rotules de rats arthritiques, l'hypothermie ponctuelle réduisait significativement les taux d'IL-6, IL-17A et IL-1β dans les pattes arrières après 14 jours de traitement. Les deux modalités réduisaient significativement les niveaux plasmatiques d'IL-17A et la glace réduisait en outre les taux d'IL-6 et de VEGF. Nous n'avons observé aucun effet de la cryothérapie locale sur le voie du TNF-α chez l'homme ni chez l'animal. Nos résultats démontrent pour la première fois un effet thérapeutique et anti-inflammatoire de la cryothérapie locale dans l'arthrite. Les effets biologiques était IL-6/IL-147 dépendants et TNF-α indépendants. Des études complémentaires permettront de mieux caractériser les mécanismes moléculaires sous-jacents et de déterminer su la cryothérapie locale pourrait être une alternative aux AINS et corticoïdes dans les rhumatismes inflammatoires. / Cryotheapy i widely and empirically used in an adjuvant setting in inflammatory rheumatic diseases, with a low level of evidence. We performed a systematic review of the literature and, by pooling data from 6 non-controlled studies, we could show that local cryotherapy (local or whole-body cryotherapy) applaied twice a day for 7-15 days significantly reduced the pain VAS and the DAS28 activity score in rheumatoid arthritis. Furthermore, local cryotherapy (ice packs or cold gas) showed significantly greater intra)class effect-sizes compared to whole-body cryotherapy. The aim of this work was to measure the effects of local cryotherapy on pain, synovial and systemic inflammation in arthrici patients and in the murine model of adjuvant-induced arthritis. First, in the CDRI and ALGGAR randomized studies, we evaluated the effects of 2 local cold applications (ice versus cold gas) on pain, power Doppler activity and intra-joint cytokine protein levels in 46 patients suffering from non-septic knee arthritides. Contralateral arthritic knee were used as control. Secondly, we studied the in vitro effects of mild hypothermia (30°C for 2 hours) on cytokine protein expression in a model of cultured arthritic rat patellae. Thidly, we studied the in vitro effects of sub-chronically applied ice or cold gas (twice a day for 14 days versus non-treated arthritic controls) on the arthritis score, the ankle diameter, pro-inflammatory cytokine gene transcription levelsin hind paws (Q-RT-PCR) and cytokine plasma protein levelx (Multiplex and ELISA) after 14 days of treatment. In the CDRI study, local cryotherapy (ice and cold gas) significantly reduced the pain VAS and the power Doppler score in treated kness, and these effects remained significant the day afetr 2 cold applicaitions. In an intermediate analysis of the ALGGAR study results, by pooling the 2 treatment groups, we could show significant decreases in IL-6 protein, IL-1β and VEGF synovial fluid protein levels after 2 cold applicatios. In arthritic rat patella explangt culture experiments, punctual hypothermia significantly reduced IL-6 protein levels. In vivon ice was more efficient on the clinical parameters and better tolerated compared to cold gas. Both techniques significantly reduced IL-6, IL-17A ans IL-1β gene transcription levels in hind paws after 14 days of treatment. Both techniques redcued IL-17A plasma protein levles, while ice also reduced IL-6 and VEGF plasma protein levels. Conversely, we observed no effect of local cryotherapy on the TNF-α pathway, neither in patients nor in our animal model. Here we demonstrate for the first time therapeutic and anti-inflammatory effet-cts of local cryothepary in arthritis. The biological effects were IL-6/IL-17-driven and TNF-α independent. Further studies will help elucidate the underlying molecular mlechanisms involved and detemrine whether local cryotherapy might be a safer alternative to NSAIDs ans corticosteroids in inflammatory rheumatic diseases.

Plantas do gênero Alternanthera (Amaranthaceae) vêm sendo estudadas por suas propriedades antiparasitária, antibacteriana e antiviral. No Brasil a planta Alternanthera tenella Colla, objeto de nossa investigação, é utilizada na medicina popular por possuir atividade antiinflamatória. Considerando a importância do sistema imunológico em infecções e em doenças auto-imunes sistêmicas que apresentam intensa reação inflamatória, o objetivo do atual estudo foi investigar a ação imunomoduladora de extratos de A. tenella no sistema imune de camundongos BALB/c e sua atividade em modelo de artrite experimental induzida pelo óleo mineral pristane (2,6,10,14-tetrametilpentadecano) em camundongos AIRmax, obtidos por seleção genética para reação inflamatória aguda máxima. Extratos brutos orgânicos (etanólico e hexânico), aquosos, frações e flavonóides foram inoculados via intraperitoneal em camundongos BALB/c imunizados ou não com eritrócitos de carneiro (EC). Efeitos imunomoduladores e imunotóxicos foram avaliados através da determinação do peso corporal e dos órgãos linfóides, celularidade do baço e de ensaios funcionais como enumeração de células formadoras de placas (PFC, plaque forming cells), produção de anticorpos anti-EC e edema de pata induzido por carragenina. Posteriormente foram avaliados os efeitos dos extratos aquosos nas subpopulações de linfócitos esplênicos (CD3, CD4, CD8 e CD19), na expressão de marcadores de ativação de linfócitos (CD25, CD40, CD45RB e CD69) e na indução de apoptose nessas células. Os extratos avaliados não induziram alterações no peso dos animais e dos órgãos (baço, timo e fígado) após 4 e 14 dias. Animais imunizados com EC e tratados com o flavonóide 2-O--L-ramnopiranosilvitexina (15 mg/kg), isolado de extrato bruto etanólico (E) ou com o extrato aquoso extraído a frio (AF - 100 mg/kg) apresentaram aumento significativo (p<0,05) no número de PFC anti-EC em comparação aos controles. Os extratos E e AF induziram aumento no título de anticorpos circulantes anti-EC das classes IgG e IgM. Estes resultados sugerem atividade imunoestimulante. Ambos os extratos aquosos, AF e extraído a quente (AQ), apresentaram atividade antiinflamatória no edema de pata induzido por carragenina, principalmente AF que demonstrou efeito dose-dependente (50% e 61% de inibição do edema nas doses de 200 mg/kg e 400 mg/kg, respectivamente). Estes extratos em camundongos BALB/c normais não induziram apoptose, alterações nas subpopulações de linfócitos e não modificaram a expressão de marcadores de ativação em linfócitos T e B. Com base nestes resultados, o extrato AF foi selecionado para utilização nos experimentos em camundongos AIRmax, para investigação de suas possíveis atividades moduladora e/ou terapêutica na artrite induzida por pristane. Os animais que foram tratados com seis doses de 200 mg/kg do extrato AF antes das injeções do pristane (G1, n=15) apresentaram menor incidência de artrite em comparação ao grupo controle positivo, composto por animais que receberam apenas pristane (G4, n=15) (54,5% e 70%, respectivamente). A porcentagem de animais que apresentaram deformidade nas articulações, também foi menor no grupo G1 (18,2%) em comparação ao G4 (30%). Os animais que receberam apenas o extrato (G3, n=14) não apresentaram artrite. Adicionalmente, AF conferiu atividade protetora ao desenvolvimento de ascite, processo inflamatório que também pode ser induzido pelo óleo mineral. As taxas de incidência de ascite nos animais tratados previamente (G1) bem como nos animais tratados após (G2, n=16) as injeções de pristane foram menores do que a do grupo controle positivo (G1=18,2%, G2=6,7% e G4= 50%). Ressalta-se que os índices de sobrevivência nos grupos de animais que receberam o extrato foram superiores ao grupo controle positivo (G1= 86,7%; G2= 93,7%; G4= 60,0%). A taxa de sobrevivência do grupo G3 foi de 100% ao final do experimento. Esses efeitos moduladores do extrato no processo da artrite parecem não ser dependentes da modulação de marcadores de ativação de linfócitos T, nem de alterações nas subpopulações dessas células (CD4+, CD8+, T regulatórias). Tampouco dependeram da indução de apoptose nos linfócitos esplênicos, conforme avaliado pelas técnicas da anexina V e análise da fragmentação de DNA. Entretanto, aumentos na porcentagem de células B/CD69+ sugerem possível participação destas células no processo de modulação da doença. Analisados conjuntamente, os resultados apresentados sugerem que alguns dos produtos vegetais avaliados podem modular a função de linfócitos B, além de apresentarem importante atividade antiinflamatória em edema de pata induzido por carragenina. Adicionalmente, o extrato AF apresentou ação moduladora na artrite induzida por pristane. Esses resultados fornecem subsídios para o entendimento das atividades biológicas da Alternanthera tenella e para a validação científica do seu uso popular / Antiparasitic, antibacterial and antiviral activities in plants of the Alternanthera genus (Amaranthaceae) have been studied. In Brasil, Alternanthera tenella Colla are used in popular medicine as an anti-inflammatory agent. Considering the importance of the immune system in infectious and systemic autoimmune diseases showing intense inflammatory reaction, the objective of this study was to investigate the immunomodulatory activity of A. tenella extracts in BALB/c mice. The plant extracts were also tested in a mineral pristane oil (2,6,10,14-tetramethylpentadecane) induced arthritis model in AIRmax mice, genetically selected for maximal acute inflammatory reactions. Organic solvent crude extracts (ethanol and hexane), aqueous fractions and isolated flavonoids were intraperitoneally inoculated in BALB/c mice immunized or not with sheep red blood cells (SRBC). Immunomodulatory and immunotoxic effects were evaluated by determining body and lymphoid organ weights, splenic cellularity and through functional assays like plaque-forming cells (PFC), antibody anti-SRBC production and carrageenan-induced paw edema. The effects of aqueous extracts on splenic lymphocyte subtypes (CD3, CD4, CD8 and CD19) and apoptosis detection in these cells were further evaluated. The extracts tested did not induce changes in body and organ (spleen, thymus and liver) weights 4 and 14 days after administration. PFC numbers were significantly increased (p<0,05) in SRBC immunized animals treated with 15mg/kg 2-O--L-ramnopiranosilvitexina, a flavonoid isolated from the etanolic (E) crude extract or with the cold aqueous extract (CAE 100 mg/kg) when compared to the controls. The E and CAE extracts induced increased anti-SRBC IgG and IgM circulating antibody titers, suggesting immunostimulatory activity. Aqueous extracts, CAE and hot aqueous extract (HAE), had significant anti-inflammatory activity in the carrageenan paw edema, especially CAE, which showed a dose-related effect (50% and 61% edema inhibition in dosages of 200 mg/kg and 400 mg/kg, respectively). In normal BALB/c mice the extracts did not induce apoptosis or changes in lymphocyte subtypes and T and B activation markers. Based on these results, CAE was selected for tests of modulatory and /or therapeutic activity in a model of pristane induced arthritis in AIRmax mice. Animals (G1, n=15) treated with six doses of CAE (200 mg/kg) before pristane injections showed smaller arthritis incidence when compared to the control positive group receiving pristane only (G4, n=15) (54,4% and 70%, respectively). Percentage of animals showing joint deformities was smaller in G1 (18,2%) in comparison to G4 (30%). The animals receiving extract only (G3, n=14) did not show signs of arthritis. In addition, CAE showed protective activity against ascites development, an inflammatory process that may be induced by the mineral oil. The arthritis incidence index, both in CAE previously treated animals (G1) and in animals treated after pristane injections (G2, n=16), was smaller than in the positive control group (G1=18,2% and G2=6,7% x G4= 50%). It is noteworthy that extract- treated animals, in both groups, also had a higher survival index when compared to the positive control group (G1= 81,9% and G2= 90,8% x G4= 40,2%). The survival index in the G3 group was 100% up to the end of the experiments. The extract modulatory effects in arthritis do not seem to be dependent on the modulation of T lymphocyte activation markers, or on changes in T cells subtypes (CD4+, CD8+, regulatory T cells). Also, they did not depend on apoptosis induction in splenic lymphocytes as evaluated by annexin V and analysis of DNA degradation techniques. However, the percentage increase of B/CD69+ cells suggest their participation in the modulatory process. Together, the results suggest that some of the evaluated plant-derived products may modulate B lymphocyte functions, besides showing important anti-inflammatory activity in carrageenan paw edema. In addition, CAE showed modulatory action in pristane induced arthritis. These results contribute to the understanding of Alternanthera tenella biological activities and provide scientific validation to its popular use.

Base teórica: Artrite reumatoide (AR) é uma doença autoimune que afeta as articulações e progride de maneira simétrica e erosiva. Além dos achados articulares, pode ocorrer de perda muscular e síndrome da caquexia. Atualmente, não existe um marcador que sirva de preditor da síndrome de caquexia reumatoide. Estudos metabolômicos em pacientes com AR demonstram uma complexidade em encontrar um biomarcador para caquexia. Ademais, não há modelo experimental de caquexia descrito na literatura, mas o modelo de artrite induzida por colágeno (CIA) possui potencial de ser modelo de caquexia reumatoide. A partir deste modelo, pode-se fazer a busca por biomarcadores de caquexia reumatoide via metabolômica. Objetivo: Avaliar o modelo de CIA como modelo experimental de caquexia reumatoide. Avaliar o perfil metabólico da urina no modelo de CIA e correlacionar com parâmetros clínicos de caquexia reumatoide em busca de possíveis biomarcadores. Métodos: Camundongos machos DBA/1J foram induzidos (CIA; n=13) no dia zero e receberam reforço 18 dias após, e grupo mantidos saudáveis sem indução (CO; n=11). Nos dias 0, 18, 25, 35, 45, 55 e 65 após a indução, foram realizados: coleta de urinas; teste de desempenho físico; teste de locomoção espontânea; teste de força; medida do volume do edema da pata traseira; avaliação do escore clínico; pesagem; e avaliação da ingestão alimentar. Após os 65 dias, os animais foram eutanasiados e tecidos musculares (gastrocnêmio – GA; e tibial anterior – TA) foram dissecados para pesagem e realização da razão sarcoplasmática. Os dados foram analisados por ANOVA de duas vias, seguido de Bonferroni, ou teste t de Pearson, com significância a partir de um p<0,05. A urina coletada foi submetida à ressonância nuclear magnética (1D e 2D J-res). Os metabolitos foram identificados via Chenomx (1D) e pelo Birmingham Metabolite Library (BML; 2D J-res). Utilizou-se a o modelo estatístico de PCA, PLSDA e PLSR para criar ranqueamento de metabolitos (significância a partir de um p<0,05). Analizou-se as rotas metabólicas via Metaboanalyst a partir do ranqueamento de metabólitos obtidos. Os metabólitos obtidos foram filtrados para rotas metabólicas que ocorrem no músculo para identificação de potenciais biomarcadores de perda muscular. Resultados: O grupo CIA apresentou redução de até 24% na locomoção espontânea, de até 66% na força e de até 24% no teste de desempenho físico após 35 dias da indução, bem como redução no peso do GA (24%) e TA (25%), e relação sarcoplasmática (22 e 23%, respectivamente) em relação ao grupo CO. Os modelos estatísticos de PCA, PLSDA e PLSR, e o filtro pelas rotas metabólicas relacionadas com o músculo geraram uma lista de 28 metabólitos e relacionados com o desenvolvimento da doença, sendo eles: 3-metilhistidina, 4-aminobutirato, acetilcolina, arginina, aspartato, carnosina, creatina, creatinina, glutamina, histamina, histidina, isoleucina, leucina, metionina, lisina, mio-inositol, dimetilglicina, acetilalanina, acetilmetionina, pantotenato, fenilalanina, fosfocolina, fosfocreatina, piridoxina, sarcosina, succinilacetona, tiamina, e urocanato. Conclusão: Em concordância com os resultados de redução nos parâmetros de: massa muscular, locomoção espontânea, força e desempenho físico, somando-se a ausência de anorexia bem como mudança no peso, o modelo animal de CIA representa um modelo experimental próprio para caquexia reumatoide. A análise do perfil metabólico deste modelo permite sugerir 28 metabólitos relacionados ao processo de perda muscular, que podem vir a ser biomarcadores de caquexia reumatoide, objetivando prognóstico, diagnóstico e acompanhamento da síndrome. Destes metabólitos, os principais são pertencentes ao metabolismo de: histidina; arginina e prolina; glicina, serina e treonina; fosfocreatina, bem como outros aminoácidos e vitaminas do complexo B. / Background: Rheumatoid Arthritis (RA) is an autoimmune disease that affects the joints and has a symmetric development and it is erosive. Besides joint damage, it can develop muscle loss progress into cachexia syndrome. Currently, there is no marker that can predict it development in rheumatoid patients. Metabolomics in RA have shown to be complex to find out a biomarker for this syndrome. Also, there is no experimental model of cachexia described in literature yet; however the collageninduced arthritis (CIA) animal model seems to be a feasible model for rheumatoid cachexia. With this model, the research for a biomarker of rheumatoid cachexia can be done by metabolomics. Objectives: It will be evaluated if the CIA animal model can be also an animal model of rheumatoid cachexia. Afterwards, it will be evaluated a metabolic profile from urine of this animal model and correlate with clinical signs of rheumatoid cachexia to find out plausible biomarkers of it. Methods: Male DBA/1J mice were submitted to CIA (n=13), immunization occurred at day zero and a booster was performed 18 days after, and a healthy group with no induction (CO; n=11). At the 0,18, 25, 35, 45, 55 and 65 days after the first injection, it was done: urine collection; physical performance test; free exploratory locomotion test; strength test; hindpaw edema volume measurement; follow up disease development; weighted; and food intake. After the 65 days, animals were euthanized and muscle (gastrocnemious – GA; and tibial anterior – TA) were dissected, and weighted for sarcoplasmic ratio. Data were analyzed by two-way ANOVA followed by Bonferroni post hoc, and t-test of Pearson, and statistical critical limit was set for p<0.05. The collected urine was used for nuclear magnetic resonance (1D and 2D J-res). Metabolites were identified by Chenomx (1D) and by the Birmingham Metabolite Library (BML; 2D J-res). Statistical model were performed using PCA, PLSDA and PLSR to create a ranking list of the metabolites (statistical critical limit was set for p<0.05). It was analyzed the metabolic pathway by Metaboanalyst from the data of metabolite ranking list. Then, the metabolite list was filtered by the metabolic pathways that take place in muscle tissue, in order to identify plausible biomarkers of muscle loss. Results: CIA group has shown reduction in up to 24% of free locomotion fatigue, up to 66% of strength and up to 24% of endurance physical performance after 35 days of the induction, as well as a decrease in GA (24%) and TA (25%) weight, and sarcoplasmic ratio also reduced (22 and 23%, respectivamente) related to CO group. The PCA, PLSDA and PLSR statistical models, and the filter by metabolic pathways related to muscle provided a list of 28 metabolites related to disease development, as can be listed: 3-methylhistidine, 4-aminobutyrate, acetylcholine, arginine, aspartate, carnosine, creatine, creatinine, glutamine, histamine, histidine, isoleucine, leucine, methionine, lysine, myo-inositol, dimethylglycine, acetylalanine, acetylmethionine, pantothenate, phenylalanine, phosphocholine, phosphocreatine, pyridoxine, sarcosine, succinylacetone, thiamine, and urocanate. Conclusions: Accordingly with the data with reduction of: muscle mass, spontaneous locomotion, strength and physical performance, added with absence of anorexia as well as weight change, CIA animal model is a feasible experimental model for rheumatoid cachexia. Concerning the metabolic profile from this model, it can be suggested 28 metabolites related to muscle loss in which can be tested for biomarker of rheumatoid cachexia, targeting prognosis, diagnosis, and syndrome follow up. From those metabolites, the main ones are engaged to metabolism of: histidine; arginine and proline; glycine, serine and threionine; phosphorcreatine, as well as other amino acids and vitamins from B complex.