Estudos metabolômicos de plantas, estudos in silico e ensaios biológicos in vitro são estratégias que, em conjunto, otimizam a busca por substâncias inéditas e/ou ativas correlacionadas a determinados mecanismos de ação. Embora a família Asteraceae possua inúmeras espécies com reconhecido potencial anti-inflamatório (AI), várias delas nunca foram investigadas, como algumas espécies endêmicas do Cerrado brasileiro. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi encontrar extratos e substâncias AI que apresentassem um mecanismo de ação superior ao dos AIs atuais. Foram estudadas 57 espécies da família pertencentes a várias tribos, agrupadas em três diferentes grupos: plantas com prévia evidência AI, plantas alimentícias e espécies do Cerrado. Para se encontrar substâncias com potencial AI foi realizada a avaliação da inibição concomitante das enzimas ciclooxigenase (COX-1) e lipoxigenase (5-LOX), sendo ambas as principais vias envolvidas na inflamação, cuja inibição pode conferir maior eficácia e menores efeitos adversos do que os AI atualmente disponíveis. Adequados estudos metabolômicos (HPLC-UV-HRFTMS) e in silico (diferentes modelos estatísticos) foram realizados. O conjunto de metabólitos secundários (metaboloma) das 57 espécies investigadas representou um vasto universo de substâncias (n=6.215), que conseguiu abranger várias delas com o mecanismo de ação investigado. Corroborando o potencial desta família em apresentar espécies AI, cerca de 23% das plantas aqui investigadas foram capazes de promover a dupla inibição, com valores de IC50 (36,0 a 0,03 ?g/mL) para seus extratos comparáveis com aqueles dos inibidores padrões. Através dos estudos in silico foi possível determinar que as substâncias ativas dos extratos se referem a seus constituintes minoritários, sugerindo que devem ser muito potentes. Dentre as substâncias correlacionadas com a propriedade de dupla inibição, algumas não puderam ser identificadas, mesmo utilizando abrangentes bibliotecas de dados de produtos naturais, sugerindo que se tratam de substâncias inéditas. Além disso, dentre as espécies ativas, uma é consagrada como alimentícia e, portanto, pode vir a exercer um importante papel como nutracêutico, por exemplo vir a ser incluída na dieta de pacientes que sofrem de patologias inflamatórias. As demais espécies ativas, por sua vez, apresentam potencial para o desenvolvimento de fitoterápicos e descoberta de novos princípios ativos. Devido ao fato dos modelos estatísticos terem sido validados, as substâncias ativas ainda poderão ser utilizadas para predição de novos extratos ativos a partir apenas de seu metaboloma. Portanto, este trabalho, além de resultar em relevantes resultados, exemplifica muito bem as novas estratégias para a busca de produtos naturais inéditos e AI para um mecanismo de ação requerido, através de uma abordagem inédita e explorando espécies de importância da flora brasileira, alimentícia ou farmacológica, a partir de mínima quantidade de material vegetal. / Plant metabolomic studies, in silico studies and in vitro biological assays are strategies that together, optimize the discovery of new and/or active compounds correlated to a specific mechanism of action. Asteraceae family has many species with well known anti-inflammatory (AI) potential. Several of them have never been investigated, as some of Brazilian Cerrado. In this context, the objective of this work was to find the AI extracts and substances with a better mechanism of action than the usual AI. It was studied 57 species from different tribes of Asteraceae family, which were divided in three groups: plants with known AI property, food plants and species from Cerrado. In order to find substances with AI potential, the inhibition of cyclooxygenase (COX-1) and lipoxygenase (5-LOX) were evaluated to access AI property, once both are the main pathways involved in inflammatory process and the dual inhibition of them can provide better efficacy and less side effects than current AI. Suitable metabolomic (HPLC-UV-HRFTMS) and in silico (statistical models) studies were performed. All the secondary metabolites (metabolome) of the 57 species covered a huge number of substances (n=6,215) and some of them displayed the investigated mechanism of action. About 23% of the plants extracts were able to be dual inhibitor, with IC50 (36.0 - 0.03 ?g/mL) similar of the standard drugs, corroborating the AI potential of Asteraceae family. Through the in silico studies it was possible to determine the AI substances and that they are the minor compounds in the active extracts, suggesting that these must be potent AI. Among the substances correlated with the dual inhibition some could not be identified, even using comprehensive data bases of natural products, suggesting that these ones could be new compounds. Besides, among the active species, one is a food plant that could be useful as nutraceutical, being included in the dietary of people with inflammatory diseases. The other active plants have potential to the development of phytomedicines or drug discovery. Due to the fact that statistical models were validated, the substances also can be useful for prediction of new AI extracts only from the plant metabolome. Therefore, this work has many relevant results and also exemplifies the recent strategies to discovery of new compounds and AI with a required specific mechanism of action, trough a new approach and studying important species of the Brazilian flora, food plants and AI plants, from a minimum quantity of plant material.

O gênero Espeletia Mutis ex Bonpl (Asteraceae, Millerieae, Espeletiinae) constitui um exemplo clássico de um táxon sujeito a rápidos processos adaptativos evolutivos. Com ca. 71 espécies, este gênero se diversificou em elevadas altitudes num ecossistema emergente formado após o retraimento dos glaciares no final do Plioceno e início do Pleistoceno, os páramos, um tipo de ecossistema que biogeograficamente funciona como um complexo de \"ilhas\" presentes principalmente no noroeste dos Andes tropicais da Venezuela, Colômbia e Equador. Devido à sua complexa história evolutiva e morfologia característica, este gênero tem sido foco de muitas pesquisas envolvendo sua biologia, ecologia, taxonomia e filogenia. No entanto, do ponto de vista fitoquímico, tem sido pouco estudado e é desconhecida a influência da geografia na química do metabolismo secundário destas espécies. Neste estudo, a impressão digital metabólica de 120 amostras do gênero Espeletia foi obtida por UHPLC-UV-MS e submetida a análises quimiométricas. A correlação com dados geográficos revelou uma forte influência da biogeografia no metabolismo secundário das espécies deste gênero, apresentando uma impressão digital característica de acordo com seu país de origem numa escala global e de acordo com complexo de páramos de origem numa escala regional, o qual concorda com a filogenia atual da subtribo baseada nos marcadores ITS, ETS, rp116 e AFLPs. A análise por OPLS-DA e a desreplicação de extratos permitiu identificar as principais substâncias correlacionadas com a origem geográfica das espécies, mesmo como permitir a construção de modelos de predição da origem geográfica de novos extratos baseados nos seus perfis químicos. Além disso, uma análise filogenética efetuada com dados metabolômicos revelou, embora com pouco suporte, uma correlação geográfica em que as espécies da Venezuela correspondem ao clado ancestral do gênero. Adicionalmente, a química do metabolismo secundário da subtribo Espeletiinae foi revisada e um bando de dados, o ChemEsp (Chemistry of Espeletiinae), foi construído incluindo todos os metabólitos descritos na literatura, mesmo como outras informações químicas, botânicas e geográficas. Finalmente, a desreplicação de extratos permitiu a identificação de várias substâncias não descritas previamente no gênero Espeletia e/ou na subtribo Espeletiinae, incluindo uma grande variedade de flavonoides e ácidos cafeoilquínicos, junto com outros metabólitos já descritos no gênero por métodos fitoquímicos clássicos. Os resultados obtidos, além de contribuírem para a geração de conhecimento sobre a química do metabolismo secundário do gênero Espeletia, revelaram informações sobre as relações filogenéticas e biogeográficas do gênero baseadas em marcadores químicos, empregando-se modernas metodologias analíticas e computacionais. / The genus Espeletia Mutis ex Bonpl (Asteraceae, Millerieae, Espeletiinae) constitutes a classic example of a taxon undergoing rapid adaptive evolutionary processes. With ca. 71 species, this genus diversified at high altitudes in an emerging ecosystem formed after the retreat of the glaciers in the late Pliocene and early Pleistocene, the páramos, a type of ecosystem that biogeographically acts as an \"island\" complex in the northwestern tropical Andes of Venezuela, Colombia and Ecuador. Due to its complex evolutionary history and characteristic morphology, this genus has been focus of several investigations regarding its biology, ecology, taxonomy and phylogeny. However, phytochemically, they have been poorly studied and it is unknown the influence of geography in their secondary metabolism. In this study, the metabolomic fingerprint of 120 samples of the genus Espeletia was analyzed by UHPLC-UV-MS and chemometrics. Correlations with geographical data revealed a strong influence of biogeography on their secondary metabolism, displaying a characteristic fingerprint according to their country of origin in a global scale and by páramo complex in a regional scale, which is in agreement with the current phylogeny of the subtribe based on ITS, ETS, rp116 and AFLPs markers. An OPLS-DA analysis and extract dereplication allowed the identification of the main compounds correlated with their geographical origin, which also served for building models to predict the geographical origin of unknown samples based on their chemical profile. Also, a phylogenetic analysis was performed with metabolomic data which interestingly, although with low support, also displayed a geographical structure with the Venezuelan cluster as the ancestral clade of the genus. Furthermore, the secondary metabolite chemistry of the subtribe Espeletiinae was reviewed and a data base, ChemEsp (Chemistry of Espeletiinae), was built including all secondary metabolite reports available in the literature as well as other chemical, botanical and geographical information. Finally, the extract dereplication allowed the identification of several compounds previously unreported in the genus Espeletia and/or the subtribe Espeletiinae, including a wide range of flavonoids and caffeoylquinic acids, along with other metabolites already reported in the genus by classic phytochemical methods. These results, besides of contributing to further knowledge about the secondary metabolite chemistry of the genus Espeletia, provided valuable information about the phylogenetic and biogeographic relationships in the genus based on chemical markers by means of modern analytical and computation techniques.

Os estudos de metabolômica ganham importância a cada dia, por ajudarem a explicar processos biológicos em situações normais (fisiológicas) ou patológicas. Oferecem uma nova visão sobre o impacto funcional da expressão gênica, complementando os estudos de sequenciamento gênico, que negligenciam o impacto da exposição ao meio ambiente na etiologia de doenças. A metabolômica tem sido aplicada na toxicologia, mostrando que o perfil metabólico comparativo de duas situações, controle e teste, pode desempenhar um papel importante na descoberta e validação de biomarcadores, além de contribuir para o entendimento e consequente interpretação dos mecanismos de ação tóxica de xenobióticos. Este projeto de pesquisa tem por objetivo utilizar uma abordagem metabolômica para avaliar o impacto de alterações metabólicas no cérebro da prole de camundongos, ocorridas após exposição (via inalação) à fumaça decorrente da queima de maconha (Cannabis sativa). Fêmeas gestantes foram expostas a doses diárias de Cannabis sativa ou ar filtrado durante todo o período gestacional. Após o nascimento, os filhotes machos ao atingirem a idade para o desmame, considerado como fase adolescente, foram separados de suas respectivas mães e expostos à Cannabis sativa ou ar filtrado por mais 60 dias. As amostras de cérebro da prole foram submetidas a análises por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-MS) numa abordagem metabolômica global (untargeted metabolomics). Os perfis metabólicos dos cérebros dos animais expostos (grupo teste) foram comparados com os obtidos na análise do grupo controle (não expostos), sendo identificados os metabólitos discriminadores candidatos. Estavam alterados os metabólitos: isoleucina, uréia, leucina, GABA, ácido succínico, ácido fumárico, serina, treonina, creatinina, ácido glutâmico, ácido acetilaspártico, glicerol -1 -fosfato, ácido ascórbico, tirosina, ácido cítrico, adenina, hipoxantina, inosina e uracila. A partir dos resultados apresentados, pode-se observar, que tanto a exposição gestacional à Cannabis sativa, quanto a exposição da prole na fase adolescente, provocam alterações metabólicas importantes. Os metabólitos significativamente alterados estão envolvidos no ciclo do ácido tricarboxílico, responsável pela respiração mitocondrial, na produção de energia, atuam na biossíntese de aminoácidos, glicólise, estresse oxidativo, podendo alterar o desenvolvimento e maturação do cérebro. Os resultados são preliminares, mas contribuem para o melhor entendimento dos mecanismos toxicológicos envolvidos na exposição crônica causada por essa droga, contribuindo para a prevenção e diagnóstico de danos no desenvolvimento fetal e adolescente. / Metabolomics studies gain importance each day because they help explain biological processes in normal (physiological) or pathological situations. They provide a new insight into the functional impact of environmental gene expression, complementing gene sequencing studies that neglect the impact of environmental exposure on the etiology of diseases. Metabolomics has been applied in toxicology, showing that the comparative metabolic profile of two situations, control and test, can play an important role in the discovery and validation of biomarkers, in addition to contributing to the understanding and interpretation of the toxic action mechanisms of xenobiotics. This research project aims to use a metabolomic approach to evaluate the impact of metabolic changes in the brain of the offspring of mice, which occurred after exposure (via inhalation) to the smoke from the burning Cannabis sativa. Pregnant females were exposed to daily doses of Cannabis sativa or filtered air throughout the gestational period. After birth, male offspring were reached adolescents weaning age were separated from their respective mothers and exposed to Cannabis sativa or to the filtrate for another 60 days. Offspring brain samples were analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) in a global metabolomic approach (non-target metabolomics). Metabolic profiles of the exposed animals brains (test group) were compared with those obtained in the control group (non-exposed), and the candidate discriminant metabolites were identified. The metabolites were altered: isoleucine, urea, leucine, GABA, succinic acid, fumaric acid, serine, threonine, creatine, glutamic acid, acetyl aspartic acid, glycerol-1-phosphate, ascorbic acid, tyrosine, citric acid, adenine, hypoxanthine, inosine and uracil were altered. From the results presented, it can be observed that both the gestational exposure in Cannabis sativa and the exposure of the adolescent phase exposure, induced important metabolic alterations. Significantly altered metabolites are involved in the tricarboxylic acid, which are responsible for mitochondrial respiration, in energy production, act at the amino acid biosynthesis, glycolysis, oxidative stress, which may alter the development and maturation of the brain. The results are preliminary but contribute to a better understanding of the mechanisms of toxicity and of fetal and adolescent infection.

Há fortes evidências dos efeitos negativos da exposição gestacional a poluentes atmosféricos. No entanto, mecanismos de atuação de poluentes não são bem compreendidos. Alterações fisiológicas anômalas na progenitora, durante o período de gravidez, podem causar mudanças permanentes na prole, que podem desencadear futuras doenças na vida adulta. Portanto, o estudo dessas alterações maternas é importante. A metabolômica é definida como a análise global do metaboloma de um organismo em experimentos comparativos, com o objetivo de observar mudanças relativas da abundância dos metabólitos, o aparecimento ou desaparecimento de metabólitos, e pode fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos de funcionamento celular dos organismos a nível molecular. Nesse trabalho, um estudo experimental de exposição gestacional materna, ao material particulado fino (MP2,5), foi realizado, para avaliar os efeitos dessa exposição no metabolismo, por meio da análise metabolômica global da urina de camundongos fêmeas progenitoras expostas ao MP2,5 (grupo teste) ou a ar filtrado (grupo controle) durante a gestação. Um método cromatográfico e de preparo de amostra para metabolômica urinária por HILIC-MS foram otimizados. Para a otimização da condição cromatográfica, foram investigados a influência de aditivos, concentração de sal e pH da fase móvel, bem como, a rampa do gradiente. A melhor condição foi escolhida por meio da avaliação do formato de pico, da intensidade relativa e do CV do tempo de retenção para 15 m/z selecionados, assim como, pelo número total de molecular features e CV da intensidade desses molecular features. A melhor condição obtida apresenta 20 mmol/L de formiato de amônio em sua composição do solvente B da fase móvel e 95% acetonitrila e 5% solução aquosa 400 mmol/L de formiato de amônio na composição do solvente A. Para o preparo de amostra, foram examinados diferentes solventes orgânicos e suas misturas, para a precipitação de proteínas da urina. O isopropanol foi o solvente apresentou os melhores resultados para o preparo de amostra. Dessa forma, com o método analítico otimizado, as amostras de urina de camundongos fêmeas prenhas foram submetidas à analise metabolômica global por HILIC-MS. O metaboloma dos animais foi bastante alterado pela exposição gestacional ao material particulado. Observou-se alteração dos níveis de carnitinas, aminoácidos, peptídeos, entre outros. Há também indícios de que a poluição atmosférica alterou a microbiota intestinal dos animais, devido ao aumento de N-óxido de trimetilamina, um metabólito que também é relacionado ao processo de aterosclerose. Níveis de metabólitos relacionados ao metabolismo da histidina também foram alterados devido a exposição ao MP2,5. Níveis de carnitina e acilcarnitinas foram aumentados no teste, sugerindo alteração da produção de energia na mitocontria. / There are strong evidences regarding negative effects of gestational exposure to air pollution. However, the mechanisms of action of air pollutants are not well established. Maternal anomalous physiological changes during pregnancy may cause permanent changes in offsprings, that might initiate future diseases in adult life. Therefore, the study of those maternal changes during pregnancy is important. Metabolomics is defined as the global analysis of the metabolome of an organism in comparative studies, for the measurement of relative changes in the metabolite abundance, appearance or disappearance. Metabolomics might provide a better understanding of cellular functioning at the molecular level. In this work, an experimental study of maternal gestational exposure to fine particulate matter (PM2.5) was accomplished to evaluate the effects of this exposure to the metabolism, by an untargeted metabolomics analysis of urine from pregnant mice exposed to PM2.5 or to filtered air during pregnancy. A chromatographic and sample preparation methods for urinary untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS were optimized. For the chromatography optimization, the influence of mobile phase additives, salt concentration and pH, as well as, the gradient ramp were investigated. The best condition was chosen by the evaluation of peak shape, relative intensity and retention time CV of 15 selected m/z, as well as, the total number of molecular features and the intensity CV of those molecular features. The best condition comprises of 20 mmol/L of ammonium formate as solvent B, and 95% acetonitrile and 5% 400 mmol/L of ammonium formate as solvent A, in the composition of the mobile phase. For the sample preparation, different solvents, along with, their mixtures were examined for the urine protein precipitation. Isopropanol was the solvent that presented the best results for sample preparation. Thus, after the analytical method optimized, urine samples from the progenitors were submitted to untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS. The animals\' metabolome were significantly changed by the gestational exposure to particulate matter. It was observed changes in the levels of carnitines, amino acids, peptides, among others. There is some indication that the air pollution has altered the gut microbiota, due to the enhancement of trimethylamine N-oxide (TMAO), a metabolite that is also related to the atherosclerosis process. The level of metabolites related to histidine metabolism were also altered due to PM2.5 exposure. Carnitine and acylcarnitine levels were also increased in the test group, suggesting an altered energy production in the mitochondria.

Há fortes evidências dos efeitos negativos da exposição gestacional a poluentes atmosféricos. No entanto, mecanismos de atuação de poluentes não são bem compreendidos. Alterações fisiológicas anômalas na progenitora, durante o período de gravidez, podem causar mudanças permanentes na prole, que podem desencadear futuras doenças na vida adulta. Portanto, o estudo dessas alterações maternas é importante. A metabolômica é definida como a análise global do metaboloma de um organismo em experimentos comparativos, com o objetivo de observar mudanças relativas da abundância dos metabólitos, o aparecimento ou desaparecimento de metabólitos, e pode fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos de funcionamento celular dos organismos a nível molecular. Nesse trabalho, um estudo experimental de exposição gestacional materna, ao material particulado fino (MP2,5), foi realizado, para avaliar os efeitos dessa exposição no metabolismo, por meio da análise metabolômica global da urina de camundongos fêmeas progenitoras expostas ao MP2,5 (grupo teste) ou a ar filtrado (grupo controle) durante a gestação. Um método cromatográfico e de preparo de amostra para metabolômica urinária por HILIC-MS foram otimizados. Para a otimização da condição cromatográfica, foram investigados a influência de aditivos, concentração de sal e pH da fase móvel, bem como, a rampa do gradiente. A melhor condição foi escolhida por meio da avaliação do formato de pico, da intensidade relativa e do CV do tempo de retenção para 15 m/z selecionados, assim como, pelo número total de molecular features e CV da intensidade desses molecular features. A melhor condição obtida apresenta 20 mmol/L de formiato de amônio em sua composição do solvente B da fase móvel e 95% acetonitrila e 5% solução aquosa 400 mmol/L de formiato de amônio na composição do solvente A. Para o preparo de amostra, foram examinados diferentes solventes orgânicos e suas misturas, para a precipitação de proteínas da urina. O isopropanol foi o solvente apresentou os melhores resultados para o preparo de amostra. Dessa forma, com o método analítico otimizado, as amostras de urina de camundongos fêmeas prenhas foram submetidas à analise metabolômica global por HILIC-MS. O metaboloma dos animais foi bastante alterado pela exposição gestacional ao material particulado. Observou-se alteração dos níveis de carnitinas, aminoácidos, peptídeos, entre outros. Há também indícios de que a poluição atmosférica alterou a microbiota intestinal dos animais, devido ao aumento de N-óxido de trimetilamina, um metabólito que também é relacionado ao processo de aterosclerose. Níveis de metabólitos relacionados ao metabolismo da histidina também foram alterados devido a exposição ao MP2,5. Níveis de carnitina e acilcarnitinas foram aumentados no teste, sugerindo alteração da produção de energia na mitocontria. / There are strong evidences regarding negative effects of gestational exposure to air pollution. However, the mechanisms of action of air pollutants are not well established. Maternal anomalous physiological changes during pregnancy may cause permanent changes in offsprings, that might initiate future diseases in adult life. Therefore, the study of those maternal changes during pregnancy is important. Metabolomics is defined as the global analysis of the metabolome of an organism in comparative studies, for the measurement of relative changes in the metabolite abundance, appearance or disappearance. Metabolomics might provide a better understanding of cellular functioning at the molecular level. In this work, an experimental study of maternal gestational exposure to fine particulate matter (PM2.5) was accomplished to evaluate the effects of this exposure to the metabolism, by an untargeted metabolomics analysis of urine from pregnant mice exposed to PM2.5 or to filtered air during pregnancy. A chromatographic and sample preparation methods for urinary untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS were optimized. For the chromatography optimization, the influence of mobile phase additives, salt concentration and pH, as well as, the gradient ramp were investigated. The best condition was chosen by the evaluation of peak shape, relative intensity and retention time CV of 15 selected m/z, as well as, the total number of molecular features and the intensity CV of those molecular features. The best condition comprises of 20 mmol/L of ammonium formate as solvent B, and 95% acetonitrile and 5% 400 mmol/L of ammonium formate as solvent A, in the composition of the mobile phase. For the sample preparation, different solvents, along with, their mixtures were examined for the urine protein precipitation. Isopropanol was the solvent that presented the best results for sample preparation. Thus, after the analytical method optimized, urine samples from the progenitors were submitted to untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS. The animals\' metabolome were significantly changed by the gestational exposure to particulate matter. It was observed changes in the levels of carnitines, amino acids, peptides, among others. There is some indication that the air pollution has altered the gut microbiota, due to the enhancement of trimethylamine N-oxide (TMAO), a metabolite that is also related to the atherosclerosis process. The level of metabolites related to histidine metabolism were also altered due to PM2.5 exposure. Carnitine and acylcarnitine levels were also increased in the test group, suggesting an altered energy production in the mitochondria.

Orientador: Maria Aparecida Coelho de Arruda Henry / Resumo: A doença do refluxo gastroesofágico (DRGE) é uma das mais importantes afecções digestivas, tendo em vista as elevadas e crescentes incidências, a intensidade dos sintomas e a gravidade das complicações. Existem alguns grupos de riscos independentes para o desenvolvimento desta doença e a obesidade está entre os principais fatores de risco para a DRGE. A DRGE pode acarretar em algumas complicações como o desenvolvimento de esôfago de Barrett, estenose, úlcera e sangramento esofágico, além de perda da qualidade de vida. Síndrome metabólica (SM) é uma associação central da obesidade, definido por medidas de circunferência abdominal em relação ao IMC, seguido por outros parâmetros como triglicérides alto, colesterol HDL baixo, pressão sistólica e/ou diastólica elevadas e glicemia em jejum acima de 100 mg/dL ou ainda algum tratamento prévio para uma ou mais dessas doenças citadas. A observação da possível associação de alterações clínicas às disfunções celulares e moleculares em pacientes com DRGE e/ou SM, torna-se crucial para o melhor entendimento da doença, bem como fornecer subsídios para a busca de novas alternativas terapêuticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação dos aspectos clínicos e celulares da DRGE e SM. Os resultados encontrados sugerem que há uma relação entre DRGE e a presença de SM ou obesidade central e ainda sugere que pessoas com circunferência abdominal, triglicérides e HDL alterados, podem apresentar DRGE. Também foram encontrados marcadores mol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Gastroesophageal reflux disease (GERD) is one of the most important digestive disorders, due to the high and increasing incidence, the intensity of the symptoms and the severity of the complications. There are some groups of independent risks for the development of this disease and obesity is among the main risk factors for GERD. GERD can lead to complications such as the development of Barrett's esophagus, stenosis, ulcer and esophageal bleeding, and loss of quality of life. Metabolic syndrome (MS) is a central association of obesity, defined by measures of waist circumference in relation to BMI, followed by other parameters such as high triglycerides, low HDL cholesterol, elevated systolic and / or diastolic blood pressure and fasting glycemia above 100 mg/dL or some previous treatment for one or more of these diseases. The observation of the possible association of clinical alterations to cellular and molecular dysfunctions in patients with GERD and / or MS is crucial for a better understanding of the disease, as well as providing subsidies for the search for new therapeutic alternatives. The aim of this study was to evaluate the relationship between clinical and cellular aspects of GERD and MS. The results suggest that there is a relationship between GERD and the presence of MS or central obesity and also suggests that people with altered abdominal circumference, triglycerides and HDL may present GERD. Different molecular markers were also found in the GERD + MS and MS gr... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alberto José Cavalheiro / Co-orientador: Renato Lajarim Carneiro / Banca: Ian Castro-Gamboa / Banca: Monalisa Sampaio Carneiro / Banca: Rafael Victório Carvalho Guido / Banca: Jairo Kenupp Bastos / Resumo: A cana-de-açúcar é a principal cultura agrícola em importância econômica das regiões tropicais, sendo que o Brasil possui a maior área cultivada e em expansão do mundo. As variedades modernas são oriundas principalmente do cruzamento entre Saccharum officinarum e Saccharum spontaneum. Com o desenvolvimento tecnológico dos programas de melhoramento genético, muitas doenças antigas da cana-de-açúcar foram superadas através do desenvolvimento de genótipos resistente. Entretanto, no ano de 2009 o aparecimento da ferrugem alaranjada no estado de São Paulo causou grande prejuízo econômico, porque variedades com características de alta produtividade e resistência à ferrugem marrom, mostraram-se suscetíveis à ferrugem alaranjada. Diante disso, este trabalho teve por objetivo a caracterização micromolecular de genótipos de cana-de-açúcar resistentes e suscetíveis à ferrugem alaranjada, visando à identificação de marcadores moleculares de resistência a esse patógeno. Para isso, empregaram-se LC-DAD-MS e 1H NMR para obtenção de dados analíticos e métodos quimiométricos para análise multivariada. Para a etapa de caracterização, o extrato hidro-alcoólico preparado a partir de 500 mg das folhas de cana-de-açúcar foi fracionado em HPLC-DAD, fornecendo 60 frações que foram analisadas por LC-DAD-MS e 1H NMR. Esta etapa permitiu a identificação de 52 metabólitos, entre aminoácidos, açúcares, derivados do ácido benzoico, ácido hidroxicinâmico e flavonas C e O glicosiladas. Na segunda etapa foram avaliados os fingerprintings metabólicos dos genótipos resistentes (IAC95 5000) e suscetíveis (SP89 1115) empregando LC-DAD e submetidos a PCA. No primeiro planejamento experimental as mudas de ambos os genótipos com 30 dias foram transferidas para câmara de crescimento e mantidas a 25 ºC durante 30 dias. A PCA deste experimento mostrou que o genótipo resistente possui maior correlação com derivados de... / Abstract: Sugarcane is the main agricultural crop in economic importance of tropical regions and Brazil has the largest cultivation acreage in the world. The modern varieties are arising mainly from the crossing of Saccharum officinarum X Saccharum spontaneum. With the technological development of breeding programs, many old diseases affecting sugarcane were overcome through the development of resistant genotypes. However, in 2009 the first appeareance of orange rust in São Paulo State led to huge economic loss, because varieties with characteristics of high yield and resistance to brown rust were susceptible to orange rust. Therefore, this study aimed the micromolecular characterization of the sugarcane genotypes resistant and susceptible to orange rust by employing LC-DAD-MS and 1H NMR as well as analysis of both genotype extracts by HPLC-DAD and multivariate analysis. For the characterization step, the extract prepared from 500 mg of sugarcane leaves employing H2O/MeOH (8:2) was fractioned in 60 fractions and analyzed by LC-DAD-MS and 1H NMR. This step allowed the identification of 52 metabolites, including amino acids, sugars, organic acids, such as benzoic and phenolic, and flavones, out of which 33 are described for the first time in sugarcane. On the second step, the genotypes IAC95 5000 (resistant) and SP89 1115 (susceptible) growing under control conditions and inoculated with Puccinia kuehnii were analyzed by HPLC-DAD e submitted to multivariate analysis by PCA. In the first experimental design, the seedlings of IAC95 5000 and SP89 1115 genotypes with 30 days were maintained in growth room at 25 ºC. The harvest was carried out on 30, 35, 40, 45 and 60 day old seedlings at 6 am and 8 pm. The PCA of this experiment showed that the resistant genotype has the highest correlation of with luteolin derivatives. In the second experimental design, 25 plants were inoculated and 25 were considered as control for each genotype. The seedlings were... / Doutor

Os estudos de metabolômica ganham importância a cada dia, por ajudarem a explicar processos biológicos em situações normais (fisiológicas) ou patológicas. Oferecem uma nova visão sobre o impacto funcional da expressão gênica, complementando os estudos de sequenciamento gênico, que negligenciam o impacto da exposição ao meio ambiente na etiologia de doenças. A metabolômica tem sido aplicada na toxicologia, mostrando que o perfil metabólico comparativo de duas situações, controle e teste, pode desempenhar um papel importante na descoberta e validação de biomarcadores, além de contribuir para o entendimento e consequente interpretação dos mecanismos de ação tóxica de xenobióticos. Este projeto de pesquisa tem por objetivo utilizar uma abordagem metabolômica para avaliar o impacto de alterações metabólicas no cérebro da prole de camundongos, ocorridas após exposição (via inalação) à fumaça decorrente da queima de maconha (Cannabis sativa). Fêmeas gestantes foram expostas a doses diárias de Cannabis sativa ou ar filtrado durante todo o período gestacional. Após o nascimento, os filhotes machos ao atingirem a idade para o desmame, considerado como fase adolescente, foram separados de suas respectivas mães e expostos à Cannabis sativa ou ar filtrado por mais 60 dias. As amostras de cérebro da prole foram submetidas a análises por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-MS) numa abordagem metabolômica global (untargeted metabolomics). Os perfis metabólicos dos cérebros dos animais expostos (grupo teste) foram comparados com os obtidos na análise do grupo controle (não expostos), sendo identificados os metabólitos discriminadores candidatos. Estavam alterados os metabólitos: isoleucina, uréia, leucina, GABA, ácido succínico, ácido fumárico, serina, treonina, creatinina, ácido glutâmico, ácido acetilaspártico, glicerol -1 -fosfato, ácido ascórbico, tirosina, ácido cítrico, adenina, hipoxantina, inosina e uracila. A partir dos resultados apresentados, pode-se observar, que tanto a exposição gestacional à Cannabis sativa, quanto a exposição da prole na fase adolescente, provocam alterações metabólicas importantes. Os metabólitos significativamente alterados estão envolvidos no ciclo do ácido tricarboxílico, responsável pela respiração mitocondrial, na produção de energia, atuam na biossíntese de aminoácidos, glicólise, estresse oxidativo, podendo alterar o desenvolvimento e maturação do cérebro. Os resultados são preliminares, mas contribuem para o melhor entendimento dos mecanismos toxicológicos envolvidos na exposição crônica causada por essa droga, contribuindo para a prevenção e diagnóstico de danos no desenvolvimento fetal e adolescente. / Metabolomics studies gain importance each day because they help explain biological processes in normal (physiological) or pathological situations. They provide a new insight into the functional impact of environmental gene expression, complementing gene sequencing studies that neglect the impact of environmental exposure on the etiology of diseases. Metabolomics has been applied in toxicology, showing that the comparative metabolic profile of two situations, control and test, can play an important role in the discovery and validation of biomarkers, in addition to contributing to the understanding and interpretation of the toxic action mechanisms of xenobiotics. This research project aims to use a metabolomic approach to evaluate the impact of metabolic changes in the brain of the offspring of mice, which occurred after exposure (via inhalation) to the smoke from the burning Cannabis sativa. Pregnant females were exposed to daily doses of Cannabis sativa or filtered air throughout the gestational period. After birth, male offspring were reached adolescents weaning age were separated from their respective mothers and exposed to Cannabis sativa or to the filtrate for another 60 days. Offspring brain samples were analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) in a global metabolomic approach (non-target metabolomics). Metabolic profiles of the exposed animals brains (test group) were compared with those obtained in the control group (non-exposed), and the candidate discriminant metabolites were identified. The metabolites were altered: isoleucine, urea, leucine, GABA, succinic acid, fumaric acid, serine, threonine, creatine, glutamic acid, acetyl aspartic acid, glycerol-1-phosphate, ascorbic acid, tyrosine, citric acid, adenine, hypoxanthine, inosine and uracil were altered. From the results presented, it can be observed that both the gestational exposure in Cannabis sativa and the exposure of the adolescent phase exposure, induced important metabolic alterations. Significantly altered metabolites are involved in the tricarboxylic acid, which are responsible for mitochondrial respiration, in energy production, act at the amino acid biosynthesis, glycolysis, oxidative stress, which may alter the development and maturation of the brain. The results are preliminary but contribute to a better understanding of the mechanisms of toxicity and of fetal and adolescent infection.

A análise da composição química das uvas é de grande importância para avaliar a data da colheita e a produção de vinhos de qualidade. O estudo do metabolismo das uvas é essencial para definirem-se em quais etapas os metabólitos são produzidos, assim como as proteínas e genes que regulam esses processos. Açúcares, polifenóis e ácidos orgânicos são importantes classes de metabólitos relacionados com o desenvolvimento de uvas. Os açúcares são os compostos que primeiramente indicam a data de colheita, sendo substâncias-chave em diversos processos biológicos. Os polifenóis tem se destacado por sua atividade antioxidante, além de participarem dos mecanismos de defesa da planta. Os ácidos orgânicos são responsáveis pela qualidade organoléptica e estão envolvidos em vários processos metabólicos. As proteínas não contribuem de forma significativa para o valor nutricional, mas são importantes marcadores de variedade para verificar adulterações de vinhos. O Rio Grande do Sul é responsável por grande parte das uvas produzidas no país, e recentemente o Vale do São Francisco tem se destacado na produção destas frutas. Em regiões do Sudeste um manejo de podas diferenciado vem sendo feito para a obtenção de uvas com bons índices de maturação e resistência a doenças fúngicas. Uvas produzidas em Água Vermelha e Louveira, interior de São Paulo, foram estudadas durante a maturação com relação a análises físico-químicas, perfil proteômico, por eletroforese bidimensional e espectrometria de massas, e perfil metabolômico de antocianinas, polifenóis não-antociânicos, ácidos orgânicos e açúcares por técnicas cromatográficas e eletroforéticas acopladas a detectores por arranjo de diodos e/ou espectrometria de massas. Os resultados foram analisados por ferramentas de análise multivariada e comparados com uvas maduras das regiões Sul e Nordeste. Foram observadas tendências de agrupamento das uvas verdes devido à maior acidez e das uvas maduras devido à maior concentração de antocianinas e açúcares, sendo que o perfil de antocianinas pode ser utilizado como marcador de origem varietal. Em termos do perfil proteômico foi possível estabelecer diferenças entre variedades de uvas, além de uma tendência com relação à origem geográfica. Foram identificadas 74 proteínas relacionadas principalmente, às funções de defesa e resposta a stress, metabolismo de carboidratos e metabolismo energético. / Analysis of the chemical composition of grapes is very important to evaluate harvest time and production of high quality wines. The study of grape metabolism is essential to define in which stages metabolites are produced, as well as proteins and genes that regulate these processes. Sugars, polyphenols and organic acids are important classes of metabolites related with grape development. Sugars are compounds that primarily indicate harvest time, and they are key substances in various biological processes. Polyphenols have been noted for its antioxidant activity, also for taking part in mechanisms of plant defense. Organic acids are responsible for organoleptic quality, and they are evolved in diverse metabolic processes. Proteins do not contribute significantly to the nutritional value, but they are important variety markers to verify adulterations of wines. Rio Grande do Sul is responsible for most of the grapes produced in Brazil, and recently Vale do São Francisco has received attention because of the production of these fruits. In some regions of Southeast a different pruning handle has started to obtain grapes with good levels of ripeness and resistance in developing fungal diseases. Grapes cultured in Água Vermelha and Louveira, São Paulo State, were studied during ripening in relation to physical-chemical analysis, proteomic profile, by two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry; the metabolomic profile of anthocyanins, non-anthocyanin polyphenols, organic acids and sugars by chromatographic and electrophoretic techniques coupled to diode array and/or mass spectrometry detectors. The results were analyzed by multivariate analysis and compared with those of mature grapes from South and Northeast regions. The data show clustering of green grapes due to higher acidity and clusters of mature grapes due to higher anthocyanin and sugars concentrations, and the profile of anthocyanins can be used as a varietal marker. Considering the proteomic profile, it was possible to group different varieties of grapes with a trend in relation to geographical origin being also observed. It was identified 74 proteins related, mainly, to defense and stress response, carbohydrate metabolism and energetic metabolism.

O câncer de bexiga é uma neoplasia urogenital que acomete homens e mulheres, sendo que somente no Brasil 8.600 novos casos ao ano são diagnosticados. Cistoscopia transuretral é a conduta padrão no diagnóstico e acompanhamento do câncer de bexiga. Entretanto, tal procedimento é extremamente invasivo e doloroso além de ter elevado custo e não garantir todos os resultados. Assim, busca-se por marcadores moleculares que possam auxiliar no diagnóstico e progressão do câncer de bexiga, bem como diminuir a necessidade de exames invasivos no acompanhamento de pacientes tratados. Nesse sentido, a urina tem papel de destaque como fonte de biomarcadores devido principalmente ao seu caráter não invasivo. <br /> Nesse trabalho foram utilizadas duas abordagens \'ômicas\': proteômica e metabolômica, para a busca de biomarcadores em urina para o diagnóstico e prognóstico do câncer de bexiga, respectivamente. Com a abordagem proteômica buscou-se apenas por biomarcadores para o diagnóstico da doença e, utilizando as técnicas de eletroforese 2-DE, OFFGEL e MS, juntamente com análise estatística multivariada, foi possível identificar 32 proteínas que apresentam-se como potenciais marcadores para o câncer de bexiga. A abordagem metabolômica foi empregada para a busca de biomarcadores para reincidência e progressão da doença. As técnicas analíticas utilizadas nessa abordagem, LC-MS e CE-MS, mostraram-se complementares e, dos resultados obtidos com ambas e avaliados com análise estatística multivariada foi possível indicar 19 metabólitos para reincidência e 23 metabólitos para progressão do câncer de bexiga. <br /> Assim, neste trabalho explorou-se como as ciências \'ômicas\', a qual abrange técnicas analíticas de high-throughput, estatística multivariada e ferramentas de bioinformática auxiliando na descoberta de potenciais biomarcadores não invasivos para o diagnóstico e prognóstico do câncer de bexiga. Portanto, o presente estudo foi de grande importância e relevância à medida que ilustrou como tais técnicas podem potencialmente auxiliar no diagnóstico e prognóstico de doenças e contribuir para tratamentos personalizados no futuro, indicando a potencialidade de estudos dessa natureza. / Bladder cancer is an urogenital cancer affecting men and women, and just in Brazil 8,600 new cases are diagnosed annually. Transurethral cystoscopy is a standard conduct in the diagnosis and monitoring of bladder cancer. However, this procedure is extremely invasive, painful, expensive and does not guarantee the best results. Thus, the searching for molecular markers may assist in the diagnosis and monitoring of bladder cancer, as well as decreasing the need for invasive tests in the monitoring of patients treatment. In this way, urine shows an important role as a source of biomarkers, mainly due to its non-invasive nature. <br /> In this work we used two \'omics\' approaches: proteomics and metabolomics, to search for biomarkers in urine for the diagnosis and progression of bladder cancer, respectively. The proteomics approach was explored for biomarkers for diagnosing disease. Using 2-DE, OFFGEL electrophoresis, and MS techniques, as well multivariate statistical analysis, they were identified 32 proteins that may be pointed as potential markers for bladder cancer. The metabolomics approach was used to search for biomarkers for progression and recurrence of the disease. The analytical techniques used for this approach, LC-MS and CE-MS, were complementary to each other and the results evaluated with multivariate statistical analysis indicated that 19 metabolites for recurrence and 23 metabolites for progression of bladder cancer could possibly be used for validation studies. <br /> Thus, we demonstrated how the \'omics\' sciences, which include high- throughput analytical techniques, multivariate statistical analysis, and bioinformatics tools, aid in the discovery of potential biomarkers for noninvasive diagnosis, evaluate recurrence and monitor progression of bladder cancer. Therefore, this study was of high relevance to demonstrate the potential of such techniques to contribute to studies of personalized medicine.