Laser application in the field of biological and medical sciences has significantly grown, thereby strengthening the field of Biophotonics. Research conducted in Biophotonics focuses on the concept of using light especially in the visible and near infrared regions of the electromagnetic radiation for the evaluation of living systems. In this thesis new discoveries are presented about low level laser therapy, optical trapping, transmission spectroscopy, luminescence spectroscopy and structured illumination microscopy (SIM), displaying the impact each technique has on HIV infected cells. The results showed that the irradiation of HIV-1 infected TZM-bl cells with low power red laser reduces HIV-1 infection. The outcomes of this study further proved that when irradiation is used in conjunction with efavirenz, an antiretroviral drug, HIV-1 infection could be reduced to undetectable levels in TZM-bl cells. Through the coupling of transmission spectroscopy with optical trapping, and separately, use of luminescence spectroscopy, label free diagnosis of HIV in infected cell samples was achieved. This finding affirms that HIV-1 infection can be detected in a label free manner when using laser based techniques. Furthermore, the photoluminescence spectrometer system was employed to generate a decay curve, which was necessary so as to have some understanding on lifetime of the luminescent signal in infected TZM-bl cells. Finally, in order to confirm that indeed TZM-bl cells were infected, an established super-resolution microscopy system SIM was used to detect HIV-1 infection in TZM-bl cells. Indeed in the infected cells viral molecules p24 and gp41 were detected through SIM, while they were not detected in uninfected cells. In future studies, super resolution microscopy would be coupled to an optical trapping system in order to confirm that each trapped cells is whether infected or uninfected so as to improve HIV diagnosis. / College of Science, Engineering and Technology / Ph. D. (Science, Engineering and Technology)

Diagnostik und Therapie des progressiven Siebbeinhämatoms beim Pferd Chirurgische Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im Oktober 2013 74 Seiten, 11 Abbildungen, 17 Tabellen, 55 Literaturquellen Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine retrospektive, multizentrische Studie des progressiven Siebbeinhämatoms, eines selten vorkommenden Krankheitssyndroms beim Pferd. Dazu wurden die Krankenakten von 25 Patienten dreier tiermedizinischer Pferdekliniken ausgewertet. Das Patientenmaterial ist inhomogen und entspricht den Bedingungen der Praxis. Insgesamt sind die Patientenzahlen zu gering um die Daten homogen auszuwerten und gelten deshalb als Schätzwert. Die verschiedenen weiterführenden Untersuchungsverfahren wurden beschrieben und der Therapieerfolg in Abhängigkeit zur Tumorgröße ermittelt. Dabei ergab sich, dass eine Endoskopie die einfachste und die am häufigsten angewandte weiterführende Diagnostikmethode darstellt. Sie erscheint für die Diagnosestellung eines progressiven Siebbeinhämatoms ausreichend. Die computertomographische Untersuchung ermöglicht eine genauere Lokalisation der ausgedehnten Masse und erscheint zur besseren Operationsplanung sinnvoll. Progressive Siebbeinhämatome aller Größen zeigen eine günstige Prognose bezüglich Verkleinerung und klinischer Inapparenz, wenn eine konservative Therapie durch intratumorale Formalininjektionen angewandt wird. Die Behandlung ist einfach durchzuführen. Komplikationen sind bei den hier ausgewerteten Patienten nicht beobachtet wurden. Die chirurgische Therapie des progressiven Siebbeinhämatoms ist die sicherste Methode zur vollständigen Entfernung. Sie bietet bei großen Tumoren in allen Fällen eine günstige Prognose, bietet jedoch keinen Schutz vor einem Langzeitrezidiv. Außer bei besonders großen Tumoren, sind progressive Siebbeinhämatome durchaus am stehenden, sedierten Patienten konservativ behandelbar. Falls diese Methode keinen Therapieerfolg erzielt, kann eine chirurgische Therapie angeschlossen werden.

Die Narbenbildung des Hautorgans stellt für die gegenwärtige Medizin weiterhin eine schwierige Aufgabe dar. Die frühzeitige Beeinflussung des Wundheilungspro- zesses hin zu einer verminderten oder narbenlosen Heilung scheint von entschei- dender Bedeutung. Ein vielversprechender Ansatz ist die präoperative Laserthe- rapie und dadurch erzeugte Hitzeschockantwort. Auf molekulare Ebene kommt es u.a. zur Expression von Hitzeschockproteine. Die vorliegende in-vitro Studie beschäftigte sich mit der laserinduzierten Hochregulation des Hitzeschockproteins 70 in den epidermalen Schichten. Hierfür wurden drei nicht ablative Lasersysteme mit insgesamt 12 verschiedenen Parametereinstellungen verwendet (1.540-nm Er:Glass- , 755-nm Alexandrit-, 1.064-nm Nd:YAG-Laser). Mithilfe eines humanen Hautexplantatmodells sollte unter gleichbleibenden Bedingungen Zeitpunkt und Konzentration der maximal induzierten Hsp70-Expression sowie epidermale Schä- digungen dargestellt werden. In der verfügbaren Literatur waren hierzu nur begrenzt Daten vorhanden. Alle drei Lasersysteme zeigten signifikante Hsp70-Expressionen. Der Zeitpunkt der maximalen Hsp70-Expression konnte zwischen Tag 1 und 3 festgehalten werden. Dabei zeigten die Lasersysteme unterschiedliche Hsp70- Maxima und unterschiedliche Epidermisschädigungen. Die Ergebnisse ließen schlussfolgern, dass eine potenzielle präoperative Narbenprävention tendeziell ein Tag vor dem chirurgischen Eingriff und mit den stärkeren Parametereinstellungen des 1.064-nm Nd:YAG Lasers durchgeführt werden sollte.

A fototerapia com laser em baixa intensidade (FTLBI) é capaz de aumentar o metabolismo celular, o que poderia influenciar na diferenciação ósseo/odontogênica das células-tronco da polpa dentária humada (hDPSCs). O PDGF e o BMP-2 são fatores de crescimento envolvidos na dentinogênese e na reparação tecidual. O PDGF tem papel importante durante o desenvolvimento embrionário, na proliferação e migração celular e na angiogênese, enquanto o BMP-2 está fortemente associado à diferenciação celular em tecidos mineralizados, como o osso e a dentina. Sendo assim, o objetivo do estudo foi analisar os efeitos da FTLBI e dos fatores de crescimento (PDGF-BB ou BMP-2), isolados ou em associação, na diferenciação ósseo/odontogênica das hDPSCs. Para o estudo hDPSCs foram cultivadas em meio regular (G1) e irradiadas (G2), meio mineralizante (G3) e irradiadas (G4), meio mineralizante contendo PDGF-BB (G5) e irradiadas (G6), meio mineralizante contendo BMP-2 (G7) e irradiadas (G8). Para os grupos irradiados, a FTLBI foi realizada no modo pontual e em contato, com um laser de diodo semi-condutor, com área de feixe de 0,028cm2 e comprimento de onda 660nm (InGaAlP-vermelho), utilizando-se os seguintes parâmetros: potência de 20mW, densidade de energia de 5J/cm2, tempo de irradiação de 7 segundos por ponto e 0,14J de energia por ponto. A expressão dos genes relacionados à diferenciação ósseo/odontogênica (DSPP, DMP-1 e OCN) através do PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR), a atividade da fosfatase alcalina e os depósitos de cálcio foram analisados em 3, 7 e 14 dias. Os dados obtidos foram comparados pelo teste ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). As culturas tratadas com meio mineralizante contendo BMP-2 e irradiadas (G8) foram as que mostraram os maiores índices de diferenciação ósseo/odontogênica nos testes realizados. As expressões de DSPP, OCN e DMP-1, ao menos em 14 dias, foram significantemente maiores no G8 que nos demais grupos experimentais, exceto os grupos G3 e G7. Estes grupos apresentaram expressões de DSPP e OCN semelhantes às do G8 em 14 dias. A maior atividade de ALP foi observada no G8 em 3 dias e a menor no mesmo grupo aos 14 dias. A maior quantidade de depósitos de cálcio também foi encontrada no G8 em 14 dias. A associação de FTLBI e BMP-2 se mostrou capaz de induzir a diferenciação ósseo/odontogênica em células-tronco de polpa dentária humana de forma mais marcante que as demais terapias isoladas ou associadas estudadas. Portanto, o uso de uma terapia associando FTLBI e BMP-2 poderia ser de relevância para o restabelecimento da fisiologia pulpar quando aplicada em casos de exposição deste tecido, uma vez que poderia favorecer a diferenciação das células indiferenciadas da polpa dentária. / Laser phototherapy (LPT) is able to increase cellular metabolism, which in turn could influence the odontogenic differentiation of dental pulp stem cells (hDPSCs). PDGF and BMP-2 are growth factors involved in dentinogenesis and tissue repair. PDGF plays a role in embryonic development, cell proliferation, cell migration, and angiogenesis, whereas BMP-2 is strongly associated with cell differentiation in mineralized tissues such as bone and dentin. The aim of this study was to analyze the effects of LPT and the growth factors PDGF-BB and BMP-2 combined or not on the odontogenic differentiation of hDPSCs. These cells were grown in regular medium (G1) and irradiated (G2), mineralizing medium (G3) and irradiated (G4), mineralizing medium containing PDGF-BB (G5) and irradiated (G6), mineralizing medium containing BMP-2 (G7) and irradiated (G8). For irradiated groups, LPT was performed in punctual and contact mode with a semiconductor diode laser, with a beam spot area of 0.028 cm2 and wavelength of 660nm (InGaAlP-visible red), using the following parameters: power of 20mW, energy density of 5J/cm2 and irradiation time of 7 seconds per point (0,14 J per point). Differentiation was assessed by the following analysis: expression of genes related to odontogenic differentiation (DSPP, DMP-1 and OCN) using quantitative real time PCR (qRT-PCR); alkaline phosphatase activity and calcium deposition using alizarin red staining in 3, 7 and 14 days. Data were compared by ANOVA and Tukey´s test (p<0.05). The cultures treated with mineralizing medium containing BMP-2 and irradiated (G8) showed the highest rate of odontogenic differentiation. The expressions of DSPP, DMP-1 and OCN genes, at least in 14 days, were significantly higher in G8 compared to all other groups, except for the groups G3 and G7. These groups showed similar expressions of DSPP and OCN than G8 in 14 days. G8 showed the highest ALP activity in 3 days and the lowest in 14 days compared to all other groups. The largest amount of calcium deposits was observed in G8 in 14 days. The most striking feature on induction of odontogenic differentiation of hDPSCs was observed when LPT was applied in association with BMP-2. Therefore, the use of a combined LPT and BMP-2 therapy could be of relevance for the re-establishment of pulp physiology when applied in cases of dental pulp exposure by promoting the differentiation of hDPSCs.

A terapia laser de baixa intensidade (LLLT) é capaz de modular a resposta inflamatória em vários modelos experimentais, reduzindo o infiltrado de células do sistema imune e a secreção de mediadores químicos. Estudos prévios sugerem sua utilidade também no tratamento da lesão pulmonar aguda (LPA), condição caracterizada por intensa reação inflamatória em vias aéreas distais. Assim, considerando os efeitos anti-inflamatórios do laser e a fisiopatologia da LPA, formulamos a hipótese de que a LLLT 660 nm, 10 J/cm2, poderia modular o processo inflamatório nessa patologia favorecendo a transição inflamação-reparo. Foram utilizados camundongos C57BL distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: PBS- instilado com PBS intratraqueal; PBS+LLLT- irradiado com LLLT 6 horas após instilação intratraqueal de PBS; LPS- instilado com LPS (5 mg/kg); LPS+LLLT- irradiado com LLLT 6 horas após instilação intratraqueal de LPS. Observou-se que a instilação de LPS intratraqueal levou a um aumento do número de células inflamatórias tanto na região peribronquiolar quanto no lavado broncoalveolar (LBA), detectado na histologia pulmonar e pela expressão de F4/80. Houve também aumento da transcrição e secreção de citocinas (TNF-alfa, IL-1beta, IL-6, IL-10) e quimiocinas (MCP-1) (detectadas por PCR quantitativo e ELISA). A aplicação de LLLT 6 horas após a instilação de LPS causou uma significativa diminuição tanto no influxo de células inflamatórias quanto na secreção de mediadores. Em seguida, foram caracterizadas as populações de macrófagos presentes no tecido pulmonar e observou-se nos animais do grupo LPS+LLLT, comparados ao grupo LPS, uma diminuição na expressão de mRNA de HIF-1alfa e aumento para arginase 1, sugerindo um predomínio da população de macrófagos M2. Esse efeito da LLLT foi também testado em populações de macrófagos peritoneais estimulados com LPS em cultura, porém, embora houvesse diminuição da produção de citocinas e quimiocinas, não foram observadas diferenças nos marcadores de polarização dessas células / A low-level laser therapy (LLLT) is able to modulate the inflammatory response in several experimental models, reducing the infiltration of immune system cells and the secretion of chemical mediators. There are some previous studies suggesting also useful in the treatment of acute lung injury (ALI), a condition characterized by an intense inflammatory reaction in the distal airways. Considering the anti-inflammatory effects of laser and the pathophysiology of ALI, we hypothesized that LLLT 660 nm, 10 J/cm2, could modulate the inflammatory process in this disease favoring the transition between inflammation and repair. C57BL mice were divided into four groups: PBS - intratracheal instillation of PBS; PBS+LLLT - irradiated with LLLT 6 hours after intratracheal instillation of PBS; LPS - intratracheal instillation of LPS (5 mg/kg); LPS+LLLT - irradiated with LLLT 6 hours after intratracheal instillation of LPS. Animals were sacrificed 24 hours after injury. Intratracheal LPS inoculation induced a marked increase in the number of inflammatory cells in perivascular and alveolar spaces (detected by lung histology and in bronchoalveolar lavage), and F4/80 expression (macrophage marker). There was also an increase in the expression and secretion of cytokines (TNF-alfa, IL-1beta, IL-6, IL-10) and chemokine (MCP-1) detected by ELISA and quantitative PCR. The LLLT application 6 hours after LPS induced a significant decrease in both of the inflammatory cells influx and mediators secretion. Then, we characterized the macrophages populations in lung tissue and we observed that in the LPS+LLLT group the expression of HIF-1alfa mRNA was reduced while arginase 1 was increased, which suggested that the M2 macrophages were predominant. The LLLT effect was also tested on peritoneal macrophage population in culture stimulated with LPS and there was decreased of cytokines and chemokine production, however any difference in polarization markers was found

A terapia laser de baixa intensidade (LLLT) é capaz de modular a resposta inflamatória em vários modelos experimentais, reduzindo o infiltrado de células do sistema imune e a secreção de mediadores químicos. Estudos prévios sugerem sua utilidade também no tratamento da lesão pulmonar aguda (LPA), condição caracterizada por intensa reação inflamatória em vias aéreas distais. Assim, considerando os efeitos anti-inflamatórios do laser e a fisiopatologia da LPA, formulamos a hipótese de que a LLLT 660 nm, 10 J/cm2, poderia modular o processo inflamatório nessa patologia favorecendo a transição inflamação-reparo. Foram utilizados camundongos C57BL distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: PBS- instilado com PBS intratraqueal; PBS+LLLT- irradiado com LLLT 6 horas após instilação intratraqueal de PBS; LPS- instilado com LPS (5 mg/kg); LPS+LLLT- irradiado com LLLT 6 horas após instilação intratraqueal de LPS. Observou-se que a instilação de LPS intratraqueal levou a um aumento do número de células inflamatórias tanto na região peribronquiolar quanto no lavado broncoalveolar (LBA), detectado na histologia pulmonar e pela expressão de F4/80. Houve também aumento da transcrição e secreção de citocinas (TNF-alfa, IL-1beta, IL-6, IL-10) e quimiocinas (MCP-1) (detectadas por PCR quantitativo e ELISA). A aplicação de LLLT 6 horas após a instilação de LPS causou uma significativa diminuição tanto no influxo de células inflamatórias quanto na secreção de mediadores. Em seguida, foram caracterizadas as populações de macrófagos presentes no tecido pulmonar e observou-se nos animais do grupo LPS+LLLT, comparados ao grupo LPS, uma diminuição na expressão de mRNA de HIF-1alfa e aumento para arginase 1, sugerindo um predomínio da população de macrófagos M2. Esse efeito da LLLT foi também testado em populações de macrófagos peritoneais estimulados com LPS em cultura, porém, embora houvesse diminuição da produção de citocinas e quimiocinas, não foram observadas diferenças nos marcadores de polarização dessas células / A low-level laser therapy (LLLT) is able to modulate the inflammatory response in several experimental models, reducing the infiltration of immune system cells and the secretion of chemical mediators. There are some previous studies suggesting also useful in the treatment of acute lung injury (ALI), a condition characterized by an intense inflammatory reaction in the distal airways. Considering the anti-inflammatory effects of laser and the pathophysiology of ALI, we hypothesized that LLLT 660 nm, 10 J/cm2, could modulate the inflammatory process in this disease favoring the transition between inflammation and repair. C57BL mice were divided into four groups: PBS - intratracheal instillation of PBS; PBS+LLLT - irradiated with LLLT 6 hours after intratracheal instillation of PBS; LPS - intratracheal instillation of LPS (5 mg/kg); LPS+LLLT - irradiated with LLLT 6 hours after intratracheal instillation of LPS. Animals were sacrificed 24 hours after injury. Intratracheal LPS inoculation induced a marked increase in the number of inflammatory cells in perivascular and alveolar spaces (detected by lung histology and in bronchoalveolar lavage), and F4/80 expression (macrophage marker). There was also an increase in the expression and secretion of cytokines (TNF-alfa, IL-1beta, IL-6, IL-10) and chemokine (MCP-1) detected by ELISA and quantitative PCR. The LLLT application 6 hours after LPS induced a significant decrease in both of the inflammatory cells influx and mediators secretion. Then, we characterized the macrophages populations in lung tissue and we observed that in the LPS+LLLT group the expression of HIF-1alfa mRNA was reduced while arginase 1 was increased, which suggested that the M2 macrophages were predominant. The LLLT effect was also tested on peritoneal macrophage population in culture stimulated with LPS and there was decreased of cytokines and chemokine production, however any difference in polarization markers was found

A fototerapia com laser em baixa intensidade (FTLBI) é capaz de aumentar o metabolismo celular, o que poderia influenciar na diferenciação ósseo/odontogênica das células-tronco da polpa dentária humada (hDPSCs). O PDGF e o BMP-2 são fatores de crescimento envolvidos na dentinogênese e na reparação tecidual. O PDGF tem papel importante durante o desenvolvimento embrionário, na proliferação e migração celular e na angiogênese, enquanto o BMP-2 está fortemente associado à diferenciação celular em tecidos mineralizados, como o osso e a dentina. Sendo assim, o objetivo do estudo foi analisar os efeitos da FTLBI e dos fatores de crescimento (PDGF-BB ou BMP-2), isolados ou em associação, na diferenciação ósseo/odontogênica das hDPSCs. Para o estudo hDPSCs foram cultivadas em meio regular (G1) e irradiadas (G2), meio mineralizante (G3) e irradiadas (G4), meio mineralizante contendo PDGF-BB (G5) e irradiadas (G6), meio mineralizante contendo BMP-2 (G7) e irradiadas (G8). Para os grupos irradiados, a FTLBI foi realizada no modo pontual e em contato, com um laser de diodo semi-condutor, com área de feixe de 0,028cm2 e comprimento de onda 660nm (InGaAlP-vermelho), utilizando-se os seguintes parâmetros: potência de 20mW, densidade de energia de 5J/cm2, tempo de irradiação de 7 segundos por ponto e 0,14J de energia por ponto. A expressão dos genes relacionados à diferenciação ósseo/odontogênica (DSPP, DMP-1 e OCN) através do PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR), a atividade da fosfatase alcalina e os depósitos de cálcio foram analisados em 3, 7 e 14 dias. Os dados obtidos foram comparados pelo teste ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). As culturas tratadas com meio mineralizante contendo BMP-2 e irradiadas (G8) foram as que mostraram os maiores índices de diferenciação ósseo/odontogênica nos testes realizados. As expressões de DSPP, OCN e DMP-1, ao menos em 14 dias, foram significantemente maiores no G8 que nos demais grupos experimentais, exceto os grupos G3 e G7. Estes grupos apresentaram expressões de DSPP e OCN semelhantes às do G8 em 14 dias. A maior atividade de ALP foi observada no G8 em 3 dias e a menor no mesmo grupo aos 14 dias. A maior quantidade de depósitos de cálcio também foi encontrada no G8 em 14 dias. A associação de FTLBI e BMP-2 se mostrou capaz de induzir a diferenciação ósseo/odontogênica em células-tronco de polpa dentária humana de forma mais marcante que as demais terapias isoladas ou associadas estudadas. Portanto, o uso de uma terapia associando FTLBI e BMP-2 poderia ser de relevância para o restabelecimento da fisiologia pulpar quando aplicada em casos de exposição deste tecido, uma vez que poderia favorecer a diferenciação das células indiferenciadas da polpa dentária. / Laser phototherapy (LPT) is able to increase cellular metabolism, which in turn could influence the odontogenic differentiation of dental pulp stem cells (hDPSCs). PDGF and BMP-2 are growth factors involved in dentinogenesis and tissue repair. PDGF plays a role in embryonic development, cell proliferation, cell migration, and angiogenesis, whereas BMP-2 is strongly associated with cell differentiation in mineralized tissues such as bone and dentin. The aim of this study was to analyze the effects of LPT and the growth factors PDGF-BB and BMP-2 combined or not on the odontogenic differentiation of hDPSCs. These cells were grown in regular medium (G1) and irradiated (G2), mineralizing medium (G3) and irradiated (G4), mineralizing medium containing PDGF-BB (G5) and irradiated (G6), mineralizing medium containing BMP-2 (G7) and irradiated (G8). For irradiated groups, LPT was performed in punctual and contact mode with a semiconductor diode laser, with a beam spot area of 0.028 cm2 and wavelength of 660nm (InGaAlP-visible red), using the following parameters: power of 20mW, energy density of 5J/cm2 and irradiation time of 7 seconds per point (0,14 J per point). Differentiation was assessed by the following analysis: expression of genes related to odontogenic differentiation (DSPP, DMP-1 and OCN) using quantitative real time PCR (qRT-PCR); alkaline phosphatase activity and calcium deposition using alizarin red staining in 3, 7 and 14 days. Data were compared by ANOVA and Tukey´s test (p<0.05). The cultures treated with mineralizing medium containing BMP-2 and irradiated (G8) showed the highest rate of odontogenic differentiation. The expressions of DSPP, DMP-1 and OCN genes, at least in 14 days, were significantly higher in G8 compared to all other groups, except for the groups G3 and G7. These groups showed similar expressions of DSPP and OCN than G8 in 14 days. G8 showed the highest ALP activity in 3 days and the lowest in 14 days compared to all other groups. The largest amount of calcium deposits was observed in G8 in 14 days. The most striking feature on induction of odontogenic differentiation of hDPSCs was observed when LPT was applied in association with BMP-2. Therefore, the use of a combined LPT and BMP-2 therapy could be of relevance for the re-establishment of pulp physiology when applied in cases of dental pulp exposure by promoting the differentiation of hDPSCs.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-18T17:29:53Z No. of bitstreams: 1 fabianaaparecidamayrinkdeoliveira.pdf: 602450 bytes, checksum: 44abccc7edd994e7c93876d1aac063dd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:11:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fabianaaparecidamayrinkdeoliveira.pdf: 602450 bytes, checksum: 44abccc7edd994e7c93876d1aac063dd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fabianaaparecidamayrinkdeoliveira.pdf: 602450 bytes, checksum: 44abccc7edd994e7c93876d1aac063dd (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Justificativa e Objetivo: Independente da etiologia, a doença renal crônica (DRC) envolve fibrose generalizada e progressiva do tecido, atrofia tubular e a perda da função renal. Atualmente, as terapias eficazes para esta condição são escassas. Neste estudo, foram investigados os efeitos da terapia laser de baixa intensidade (LLLT) sobre a fibrose intersticial, que ocorre após obstrução ureteral unilateral (OUU) em ratos, um modelo experimental de doença renal crônica. Materiais e Métodos: Foram utilizados 32 ratos Wistar, 8 em cada grupo, machos, com 250 a 300g de peso aproximadamente e 8 semanas de idade. O rim obstruído de metade dos ratos, submetidos à OUU receberam dose única intra-operatória do LLLT (AlGaAs laser, 780 nm, 22,5 J / cm ², 30 mW, 30 segundos em cada um dos nove pontos). Após 14 dias, a fibrose renal foi avaliada pela coloração por picrosírius e medição da área transversal sob luz polarizada. Análise imunohistoquímica quantificou células do tecido renal que expressam marcadores de fibroblastos (FSP-1) e miofibroblastos (α-SMA). RT-PCR foi realizado para determinar a expressão de mRNA de genes chaves relacionados com a fibrose: TGF-β1, Smad3 e colágeno I (Col I). Resultados: No grupo OUU e tratado pelo LLLT os animais apresentaram menos fibrose renal do que os animais obstruídos (OUU). α-SMA, TGF-β1 e Smad3 foram aumentados no interstício renal de ratos OUU. LLLT reduziu a expressão de todas essas moléculas. LLLT não parece ter um efeito significativo no Col I ou FSP-1, que também foram induzidos por OUU. Conclusão: Pela primeira vez, nós mostramos que LLLT tem um efeito protetor em relação à fibrose intersticial renal. Entende-se que, atenuando a inflamação, a laserterapia pode impedir a ativação tubular e transdiferenciação, que são os dois processos principais que formam a fibrose renal no modelo OUU. / Background and Objective: Regardless of the etiology, chronic kidney disease (CKD) involves progressive widespread tissue fibrosis, tubular atrophy and loss of kidney function. At present, effective therapies to this condition are lacking. We investigated the effects of low level laser therapy (LLLT) on the interstitial fibrosis that occurs after unilateral ureteral obstruction (UUO) in rats, an experimental model of CKD. Study Design/Materials and Methods: We used 32 Wistar rats, 8 in each group, males, 250 to 300g weight and 8 weeks old. The occluded kidney of half of the Wistar rats that underwent UUO received a single intraoperative dose of LLLT (AlGaAs laser, 780 nm, 22.5 J/cm², 30 mW, 30 seconds on each of nine points). After 14 days, renal fibrosis was assessed by Sirius red staining and measurement of the cross-sectional area under polarized light. Immunohistochemical analyses quantitated the renal tissue cells that expressed fibroblast (FSP-1) and myofibroblast (α-SMA) markers. RT-PCR was performed to determine the mRNA expression of key fibrosis-related genes, namely TGF-β1, Smad3 and collagen I (Col I). Results: The UUO-LLLT animals had less severe renal fibrosis than OUU animals. α- SMA, TGF-β1 and Smad3 were increased in the renal interstitium of UUO rats. LLLT reduced the expression of all of these molecules. LLLT did not appear to have a significant effect on Col I or FSP-1, which were also induced by UUO. Conclusion: For the first time, we showed LLLT had a protective effect regarding renal interstitial fibrosis. It is conceivable that by attenuating inflammation, LLLT can prevent tubular activation and transdifferentiation, which are the two processes that mainly drive the renal fibrosis of the UUO model.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2015-07-20T18:01:54Z No. of bitstreams: 1 Suely Tomimura.pdf: 1781054 bytes, checksum: acaac7dbd088721fbe65530e5cd96c5f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T18:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suely Tomimura.pdf: 1781054 bytes, checksum: acaac7dbd088721fbe65530e5cd96c5f (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Due to the increasing numbers of Systemic Arterial Hypertension (HBP) patients in population and its senescence, steadily increased from 600 million in 1980 to 1.2 billion in 2008. The World Health Organization (WHO) in 2009 attributed to high blood pressure (BP) was the death cause for 9.5 million people worldwide. Currently, the hypertension has become a serious public health problem. This entity is an important risk factor for congestive heart failure, cerebrovascular disease, acute myocardial infarction, nephropathy, retinopathy and peripheral vascular insufficiency. Studies have suggested that laser photobiomulation, employing a low power, acts into the inflammatory and proliferative phases of tissue repair, by modulating the inflammatory mediators synthesis as same as the Reactive Oxygen Species (ROS). According scientific publications indicate that the inflammation component is closely related to systemic arterial hypertension as well as possibly to the oxidative stress, both participates in the Hypertension genesis. The aim of this study was to verify the long-term effects of Low Level Laser Therapy (LLLT) application in Spontaneously Hypertensive Rats-SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) through on cardiovascular autonomic modulation and oxidative stress in the blood. The experiment consisted in 3 phases: Phase I – LLLT irradiation on SHR: The experiment's phase I consisted of animal’s irradiation, when the laser group received three times LLLT applications weekly for a 7 weeks total; the sham group received three times per week of LLLT simulation for 7 weeks and a total of 21 applications. Prospective, randomized, controlled study, with 16 SHR approximately 2 months age, randomly divided into 2 groups : Sham (n = 8) and Laser (n = 8). The animals were irradiated in a prompt, onto the tail’s dorsal area, using a Diode Laser (MMOptics, São Carlos, SP, Brazil) with a wavelength (λ) of 780 ± 2 (nm), output power at 40 mW, with a 0.04 cm2 beam area, dose of 30 J/cm2 power density of 1W/cm2 and irradiation time of 90 s. In Phase II - Hemodynamic and autonomic cardiovascular evaluation: for a period of 7 weeks, consisted in the cannulation procedure, collecting and analysis. The animals were cannulated, evaluated hemodynamically and analyzed the cardiovascular autonomic modulation. Phase III - Oxidative stress analysis, were analyzed: a) protein damage; b) cell membrane damage; c) antioxidant enzyme activity; d) nitrite concentrations. Data from phase II and III were collected and statistically analyzed applying One Way ANOVA test, followed by post hoc Student - Newman Keulls and considering the significance level of p < 0.05, equivalent to an error α 0.05. The results demonstraded hemodynamic parameters of group LLLT treated showed a BP reduction, when compared with the Sham group. In laser group the diastolic arterial pressure (DAP) showed a reduction of -14 mmHg (± 143 * 4 x 157 ± 3 mmHg Sham) and mean arterial pressure (MAP) - 13mmHg (169 ± 4 * x 182 ± 4 mmHg Sham) there were statistically significant difference. Although the value of systolic arterial pressure (SAP) (196 ± 5 x 207 ± 4 mmHg) showed no differences. There was a decreased in resting HR with a statistically significant difference in the laser group compared to Sham (312 ± 14 vs. 361 ± 13 bpm sham). The spectral reviews in the field of time and frequency showed that the Laser group decreased sympathetic activity on the heart and blood vessels while compared to the Sham group. The heart rate variation was analyzed using the DP-PI ( standard deviation of the pulse interval) VAR-PI components (pulse interval variability) and it demonstrated that LLLT was effective in diminishing variation in heart rate (HR) and sympathetic activity in heart, inducing a substantial fall in blood pressure. Lasertherapy presented a rise in spectral low-frequency component in the pulse interval (LF - IP action of the sympathetic at heart), though the sham group showed up exaggeratedly decreasing (6.77 ± 4:35 and 2:31 ± 0:16 ms ² Sham) as a function of saturation variation. Thus, there was a significant reduction in sympathetic activity after LLLT using. A high-frequency band on interval pulse HF-IP (parasympathetic activity) showed no statistically significant differences between the groups and Laser Sham group. The baroreceptor sensitivity, assessed by the alpha index, signalized a significant increase in the Laser (1:07 ± 0:23 vs. 0:45 ± 0:20 ms / mmHg Sham) group, presenting an improvement in the receptors sensitivity. The baroreflex results were associated with other relevant data, the VAR - SAP (49.55 ± 15.94 * vs 70.51 ± 13:55 mmHg² Sham) and SD -SAP (6.94 ± 1.21 * vs 8.68 ± 1.11 mmHg Sham) that proved to be diminished in the laser group, indicating baroreflex improvement sensitivity concomitantly to the positive SAP variation reduction of. There were no significant differences in baseline SAP (196 ± 5 vs. 207 ± 4 mmHg Sham) between the two groups. The results in the oxidative stress and autonomic analysis demonstrated an association between increased NO production (nitrite 0:36 ± 0:03 vs 0:26 ± 0:03 nm / mg Sham) and decreased in the vascular sympathetic (LF - SAP 7.28 ± 1.63 * vs 9.86 ± 0.47 Sham), both leading to a profound vasodilatation then a significant fall in of blood pressure. Lasertherapy shown to alter the plasma parameters such as oxidative nitrite, revealing an NO increased metabolism, as described above and, moreover, accounted for a significant reduction in carbonyl plasma concentration (vs 3.93 ± 0.24, 4.75 ± 0:26 * nm / mg Sham). Our experimental study indicate that LLLT was able to reduce the oxidative stress parameters through diminishing the damage to the proteins. The enzymatic defense was analyzed by the enzyme SOD concentration in blood plasma, denoted that no significant differences (4:42 ± 0:10 4:25 ± 0:06 vs usod / mg) between groups. Thus, low level laser therapy has shown to improve cardiovascular autonomic activity as well as oxidative parameters which resulted in steadily staggeringly reduce the blood pressure of hypertensive animals. / Em razão do aumento populacional e a senescência, o número de indivíduos com Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS) cresceu de 600 milhões em 1980 para 1,2 bilhões (OMS 2011). Lim (2012) atribuiu que a pressão arterial (PA) elevada fosse a causa mortis de 9,5 milhões de indivíduos ao redor do mundo. Atualmente, a HAS tornou-se um grave problema de saúde pública. A hipertensão é um importante fator de risco para insuficiência cardíaca congestiva, doenças cerebrovasculares, infarto agudo do miocárdio, nefropatia, insuficiência vascular periférica e retinopatia hipertensiva. Considerando publicações científicas que demonstram que o componente da inflamação e do estresse oxidativo estão intimamente relacionados à gênese da hipertensão arterial sistêmica (HAS), e que o laser com potência baixa tem efeito positivo no estresse oxidativo e apresenta ação antiinflamatória eficaz, desta forma buscamos estudar a resposta da Laserterapia na HAS. Inúmeros estudos vêm sugerindo, ao longo de décadas, que a fotobiomulação pelo laser empregado uma potência baixa, atua durante as fases inflamatórias e proliferativas da reparação tissular, modulando síntese de mediadores inflamatórios e espécies reativas de oxigênio (ROS). O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da aplicação do laser de baixa intensidade em ratos espontaneamente hipertensos SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) em longo prazo na modulação autonômica cardiovascular e no estresse oxidativo sangúineo. Estudo prospectivo, randomizado e controlado com 16 ratos SHR, divididos aleatoriamente em 2 grupos: Sham (n=8) e Laser (n=8).O experimento foi dividido em três fases: Fase I – Irradiação dos animais: constituiu-se na irradiação com laser nos animais SHR, onde o grupo Laser recebeu três aplicações semanais de LBI durante sete semanas; já no grupo Sham foram realizados três simulações de aplicação semanais de Laser de Baixa Intensidade (LBI) durante 7 semanas, totalizando 21 aplicações de LBI. Os animais foram irradiados pontualmente, na região dorsal da cauda, utilizando um Laser Diodo (MMOptics, São Carlos, SP, Brasil) com comprimento de onda de λ = 780 ± 2 (nm); potência de 40 mW, área do feixe de 0,04 cm2, densidade de energia de 30 J/cm2, densidade de potência de 1W/cm2, tempo total de irradiação de 90 s de exposição. Fase II – Avaliação hemodinâmica e autonômica cardiovascular: constituiu-se nos procedimento de canulação, registro de dados e coleta de material, teve inicio após sete semanas de irradiação. Os animais canulados foram avalidados de forma hemodinâmica, bem como analisada a modulação autonômica cardiovascular. Fase III – Análises do estresse oxidativo, foram analisadas: a) danos à proteína; b) danos à membrana celular; c) atividade enzimática; d) concentração de nitrito. Os dados da fase II e III foram coletados e analisados estatisticamente através dos testes Anova One Way, seguido de Post Hoc de Student Newman-Keulls, considerando-se o nível de significância p < 0,05, equivalendo a um erro α de 0.05. Os resultados hemodinâmicos do grupo tratado com LLLT denotaram um decréscimo significativo da PA quando comparado com o grupo Sham. A pressão arterial diastólica (PAD) do grupo Laser revelou uma redução de -14 mmHg (143± 4*vs157±3 mmHg Sham) e a pressão arterial média (PAM) -13mmHg (169±4*vs182±4 mmHg Sham), a frequência cardíaca (FC) em repouso (312±14*vs361±13 bpm Sham) revelando uma diferença estatisticamente significante, porém o valor da pressão arterial sistólica(PAS) não mostrou (196±5 x 207±4 mmHg) alterações entre os grupos. As avaliações espectrais no domínio do tempo e da frequencia demostraram que o grupo Laser reduziu a atividade simpática sobre o coração e vasos sanguíneos quando comparados ao grupo Sham. A variação frequência cardíaca foi analisada através dos componentes VAR-IP (variabilidade do intervalo de pulso) e o DP-IP (desvio do intervalo de pulso) que evidenciaram que o LBI foi eficaz no decréscimo variação da FC e da atividade simpática no coração, induzindo assim a queda das pressões arteriais. A laserterapia mostrou um incremento no componente espectral baixa frequência no intervalo de pulso (BF-IP ação do simpático no coração), porém o grupo Sham apresentou-se exacerbadamente diminuído (6.77 ± 4.35 e 2.31±0.16 ms² Sham) em função da saturação da variação desse componente que foi reduzido. Desta forma, houve um importante decréscimo da atividade simpática com o uso do LBI, significando uma importante diminuição dos níveis pressóricos. A banda de alta frequência (AF-IP atividade parassimpática cardíaca) não mostrou diferenças estatísticas significantes entre os grupos Laser e grupo Sham. A sensibilidade dos barorreceptores, avaliada pelo índice alfa, demonstrou um significativo incremento da resposta no grupo Laser (1.07 ± 0.23 vs 0.45 ± 0.20 ms/mmHg Sham), revelando uma melhora na sensibilidade destes receptores. Os resultados dos barorreflexos encontravam-se associados a outro dado relevante, o componente VAR-PAS (49.55 ± 15.94* vs 70.51 ± 13.55 mmHg² Sham) e DP-PAS (6.94 ± 1.21* vs 8.68 ± 1.11 mmHg Sham) que mostrou-se diminuído no grupo Laser, indicando que a melhora da sensibilidade barorreflexa ocorreu, concomitantemente, à redução positiva da variação da PAS. Não houve diferenças estatísticas significantes na PAS basal (196±5 vs 207 ± 4 mmHg Sham) entre os dois grupos. Já os resultados encontrados na análise do estresse oxidativo e autonômica demonstraram uma associação entre o incremento da produção do óxido nitrico (NO) (nitrito 0.36 ± 0.03 vs 0.26 ± 0.03 nm/mg Sham) e redução do simpático vascular (BF-PAS 7.28 ± 1.63* vs 9.86 ± 0.47 Sham), ambos levando a uma vasodilatação com consequente queda dos níveis pressóricos arteriais. A laserterapia mostrou alterar parâmetros oxidativos como as espécies reativas de nitrogênio (RNS reactive nitrogen species), o nitrito plasmático, revelando um aumento do metabolismo do NO, como já descrito anteriormente e denotou uma diminuição significativa da concentração de carbonilas plasmáticas (3.93 ± 0.24 * vs 4.75 ± 0.26 nm/mg Sham). A defesa enzimática foi analisada através da concentração da enzima SOD no plasma sanguíneo, que não apontou diferenças significativas (4.42 ± 0.10 vs 4.25 ± 0.06 usod/mg) entre os grupos. Evidenciamos que o LBI foi capaz de reduzir este parâmetro oxidativo, reduzindo os danos às proteínas decorrente do estresse. Desta forma, concluímos que a laserterapia demonstrou resposta positiva ao melhorar a atividade autonômica cardiovascular e parâmetros oxidativos que resultaram na redução dos níveis pressóricos dos animais hipertensos.

Die Narbenbildung des Hautorgans stellt für die gegenwärtige Medizin weiterhin eine schwierige Aufgabe dar. Die frühzeitige Beeinflussung des Wundheilungspro- zesses hin zu einer verminderten oder narbenlosen Heilung scheint von entschei- dender Bedeutung. Ein vielversprechender Ansatz ist die präoperative Laserthe- rapie und dadurch erzeugte Hitzeschockantwort. Auf molekulare Ebene kommt es u.a. zur Expression von Hitzeschockproteine. Die vorliegende in-vitro Studie beschäftigte sich mit der laserinduzierten Hochregulation des Hitzeschockproteins 70 in den epidermalen Schichten. Hierfür wurden drei nicht ablative Lasersysteme mit insgesamt 12 verschiedenen Parametereinstellungen verwendet (1.540-nm Er:Glass- , 755-nm Alexandrit-, 1.064-nm Nd:YAG-Laser). Mithilfe eines humanen Hautexplantatmodells sollte unter gleichbleibenden Bedingungen Zeitpunkt und Konzentration der maximal induzierten Hsp70-Expression sowie epidermale Schä- digungen dargestellt werden. In der verfügbaren Literatur waren hierzu nur begrenzt Daten vorhanden. Alle drei Lasersysteme zeigten signifikante Hsp70-Expressionen. Der Zeitpunkt der maximalen Hsp70-Expression konnte zwischen Tag 1 und 3 festgehalten werden. Dabei zeigten die Lasersysteme unterschiedliche Hsp70- Maxima und unterschiedliche Epidermisschädigungen. Die Ergebnisse ließen schlussfolgern, dass eine potenzielle präoperative Narbenprävention tendeziell ein Tag vor dem chirurgischen Eingriff und mit den stärkeren Parametereinstellungen des 1.064-nm Nd:YAG Lasers durchgeführt werden sollte.