É bem conhecido que muitos efeitos tóxicos do cádmio (Cd) resultem da ação da interação com metais essenciais, incluindo zinco (Zn). Sendo um poluente ambiental, a exposição à Cd conduz a distúrbios no conteúdo e atividade de Zn no organismo, representando importante via para o desenvolvimento de sua toxicidade. Evidências suportam que Zn pode reduzir os efeitos do Cd, prevendo ou reduzindo a ação tóxica deste metal, enquanto que a deficiência de Zn pode intensificar a toxicidade de Cd. Com base nisto, este trabalho buscou investigar (1) o efeito da interação Zn-Cd sobre o tecido hepático de ratos adultos, por representar um importante alvo biológico à ação dos metais e (2) se estes efeitos são estendidos ao SNC mesmo protegido pela barreira hemato-encefálica. Através da avaliação de parâmetros bioquímicos, como [delta]-aminolevulinato-desidratase e metalotioneína, os resultados encontrados suportam a sobreposição do efeito tóxico de Cd sobre as funções essenciais de Zn, entretanto existe diferença entre os tecidos quanto ao mecanismo protetivo exercido sobre a toxicidade de Cd. Além disso, obtemos dados sobre os níveis de MT que contrapõem suas funções benéficas previamente descritas. Em resumo, essa dissertação reforça a ação tóxica de Cd por vias biológicas comuns ao Zn e expõe diferenças entre o tecido hepático e o SNC quanto ao mecanismo interativo. / It is well known that many toxic effects of cadmium (Cd) results from the action of the interaction with essential metals, for example zinc (Zn). Cd is an environmental pollutant, which exposure leads to disturbance in the content and atividade of Zn in the body. Evidences indicate that Zn can reduce the effects of Cd for provide or reduce the toxic action of this metal, whereas Zn deficiency can intensify the toxicity of Cd. On account of this, our study aimed investigate (1) the effect of Zn-Cd interaction on the liver tissue of adult rats, which represents important biological target for action of the metals and (2) if these effects are extended to the CNS even protected by the blood-brain barrier. Through the evaluation of biochemical parameters, as [delta]-aminolevulinate-dehydratase ([delta]-ALA-D) and metallothionein (MT), the results support the overlap of the toxic effect of Cd on the essential functions of Zn; however there is difference between the tissues on the protective mechanism exerted on the toxicity of Cd. Furthermore, we obtain data on the levels of MT that contrast to their beneficial functions previously described. In summary, this work reinforces the toxic effect of Cd by biological pathways common to the Zn and explains differences between the liver tissue and CNS in relation to the interactive mechanism.

É bem conhecido que muitos efeitos tóxicos do cádmio (Cd) resultem da ação da interação com metais essenciais, incluindo zinco (Zn). Sendo um poluente ambiental, a exposição à Cd conduz a distúrbios no conteúdo e atividade de Zn no organismo, representando importante via para o desenvolvimento de sua toxicidade. Evidências suportam que Zn pode reduzir os efeitos do Cd, prevendo ou reduzindo a ação tóxica deste metal, enquanto que a deficiência de Zn pode intensificar a toxicidade de Cd. Com base nisto, este trabalho buscou investigar (1) o efeito da interação Zn-Cd sobre o tecido hepático de ratos adultos, por representar um importante alvo biológico à ação dos metais e (2) se estes efeitos são estendidos ao SNC mesmo protegido pela barreira hemato-encefálica. Através da avaliação de parâmetros bioquímicos, como [delta]-aminolevulinato-desidratase e metalotioneína, os resultados encontrados suportam a sobreposição do efeito tóxico de Cd sobre as funções essenciais de Zn, entretanto existe diferença entre os tecidos quanto ao mecanismo protetivo exercido sobre a toxicidade de Cd. Além disso, obtemos dados sobre os níveis de MT que contrapõem suas funções benéficas previamente descritas. Em resumo, essa dissertação reforça a ação tóxica de Cd por vias biológicas comuns ao Zn e expõe diferenças entre o tecido hepático e o SNC quanto ao mecanismo interativo. / It is well known that many toxic effects of cadmium (Cd) results from the action of the interaction with essential metals, for example zinc (Zn). Cd is an environmental pollutant, which exposure leads to disturbance in the content and atividade of Zn in the body. Evidences indicate that Zn can reduce the effects of Cd for provide or reduce the toxic action of this metal, whereas Zn deficiency can intensify the toxicity of Cd. On account of this, our study aimed investigate (1) the effect of Zn-Cd interaction on the liver tissue of adult rats, which represents important biological target for action of the metals and (2) if these effects are extended to the CNS even protected by the blood-brain barrier. Through the evaluation of biochemical parameters, as [delta]-aminolevulinate-dehydratase ([delta]-ALA-D) and metallothionein (MT), the results support the overlap of the toxic effect of Cd on the essential functions of Zn; however there is difference between the tissues on the protective mechanism exerted on the toxicity of Cd. Furthermore, we obtain data on the levels of MT that contrast to their beneficial functions previously described. In summary, this work reinforces the toxic effect of Cd by biological pathways common to the Zn and explains differences between the liver tissue and CNS in relation to the interactive mechanism.

O carcinoma epidermóide por se tratar de uma doença genética, apresenta dificuldades em relação ao seu tratamento. As vias de sinalização celular por controlarem os mecanismos responsáveis pela proliferação e sobrevivência da célula, são de extrema importância nos estudos da biologia do câncer e oncogênese. Aberrações cromossômicas que afetam a estrutura e a expressão de genes e proteínas que regulam componentes das vias de sinalização são diretamente correlacionadas com o desenvolvimento e progressão tumoral. Vários genes e proteínas vêm sendo avaliados na busca de um alvo terapêutico quimioterápico, algo pouco estudado em carcinomas epidermóides bucais. Este trabalho teve como objetivo analisar a influência do quimioterápico 17-AAG e do fator de crescimento epitelial (EGF) nos níveis das proteínas NFkB, Ciclina D1 e Cdk4 nas linhagens de carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço (HN6 e HN31) e no queratinócito imortalizado (HaCat). Este trabalho destinou-se também a estudar uma possível inter-relação entre as proteínas Metalotioneína e NFkB e suas interações com as proteínas Ciclina D1 e Cdk4 nas linhagens celulares HN6 , HN31 e (HaCat, para uma maior compreensão de seus efeitos nas vias de sinalização celular e conseqüente progressão do câncer). Para análise a respeito da localização e os níveis das proteínas MT, NFkB, Ciclina D1 e Cdk4 foram utilizados ensaios de imunofluorescência e western blot, respectivamente.Os resultados apontaram um melhor perfil apoptótico da linhagem HN31 frente ao tratamento com 17-AAG, apresentando diminuição significante dos níveis de NFkB e Ciclina D1, além de exibir importante decréscimo nos níveis de Cdk4. A proteína MT parece não sofrer ação do NFkB. A indução de proliferação celular realizada por EGF exerceu um aumento dos níveis das proteínas NFkB e Ciclina D1, sugerindo um papel importante das vias de sinalização estimuladas por EGF (Akt, NFkB e Ciclina D1) na progressão tumoral dessas linhagens.Por fim, a ocorrência de estímulo nos níveis da proteína MT por parte do EGF, sugeriram um importante papel do EGF e da MT na resistência a apoptose nas linhagens estudadas. / Squamous cell carcinomas as a genetic diseases, presents certain difficulties in relation to their treatment. The process of cell signaling for overseeing the mechanisms responsible for cellular proliferation and survival are very important in studies of the biology of cancer and development. Chromosomal alterations affecting the structure and expression of genes and proteins that regulate the process of signaling components are directly correlated with the development and tumor progression. Several genes and proteins are being evaluated in the search for a biological marker that could help in the understanding of cancer as well as in its prognosis, and mainly in search of therapeutic target chemotherapy, something little studied in oral squamous cell carcinoma. This study aimed to examine the influence of chemotherapy 17-AAG and the epithelial growth factor (EGF) in the levels of proteins NFkB, Cyclin D1 and Cdk4 in strains of squamous cell carcinoma of the head and neck (HN6 and HN31) and immortalized in keratinocytes(HaCat). This work is also intended to explore a possible inter-relationship between the Metallothionein and NFkB proteins and their interactions with the proteins Cyclin D1 and Cdk4 in cell lines HN6, HN31 and (HaCat, to a greater understanding of its effects on pathways of cellular signaling and consequent progression of cancer. For analysis regarding the location and levels of the protein MT, NFkB, Cyclin D1 and Cdk4 were used tests of immunofluorescence and western blot. Results showed a better apoptotic profile of HN31 treated with 17-AAG, showing decrease levels of NFkB and Cyclin D1, with a important decrease in the levels of Cdk4. The metallothionin protein does not appear to suffer action of NFkB. The induction of cell proliferation conducted by EGF had increased levels of NFkB and Cyclin D1 proteins, suggesting an important role in the process of signaling stimulated by EGF (Akt, NFkB and Ciclina D1) in tumor progression of oral squamous cell carcinoma. The occurrence to stimulate the levels of metallothionein protein by the EGF, suggest an important role of EGF and MT in resistance to apoptosis in the studied cell lines.

Uma das formas de se quantificar os possíveis efeitos de metais sobre o estado de saúde de organismo é analisar os biomarcadores do estresse oxidativo. Bioensaios foram realizados com a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) com concentrações de cádmio (4,25 \'mü\'g/L), cobre (45,0 \'mü\'g/L ) e zinco (260,0 \'mü\'g/L). Os peixes foram expostos aos metais separados (\'CD\', \'CU\' e \'ZN\'), associados dois a dois (\'CD\'/\'CU\', \'CD\'/\'ZN\' e \'CU\'/\'ZN\') e aos três metais juntos (\'CD\'/\'CU\'/\'ZN\'), por doze dias. Foram retiradas amostras de rim, fígado e brânquias para análise de biomarcadores de estresse oxidativo, a superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx), o efeito da peroxidação de lipídios (HP), a glutationa S-transferase (GST) e a metalotionéina (MT). Pelos reusltados obtidos constatou-se que, mesmo nas baixas concentrações de exposição aos metais, ocorreram alterações no sitema de defesa antioxidante de O. niloticus. A primeira barreira antioxidante, composta pela SOD, não foi suficiente para barrar os efeitos da exposição aos metais. Em brânquias, onde a ativação desta enzima foi proeminente, formação de HP ocorreu. E, mesmo inicialmente em rim e fígado, tecidos onde ocorreu diminuição da atividade da SOD, ocorreu também a formaçao de HP nas etapas seguintes. A CAT e a GPx também atuaram no sentido de tentar evitar o aparecimento de HP, mas não foram bem sucedidas neste processo. A GST, como enzima da fase II de biotransformação pode ter auxiliado no processo de eliminação dos metais, mas como ocorre de forma tardia em relação à defesa antioxidante, acarretando danos celulares. Em relação às enzimas que compõem o sistema de defesa antioxidante não se verificou também especificidade de tecidos nas respostas. No entanto, a brânquia foi o órgão que teve maior intensidade nas respostas (em termos de ativação das enzimas), nos tratamentos de metais combinados dois a dois, evidenciando que este órgão, por estar em contato com a água e ser sede de processos fisiológicos de homeostase, desempenhou papel importante na tentativa de neutralizar os efeitos dos metais. / One way of quantifying metals effects upon organisms\' health state is to analyse oxidative stress biomarkers. Bioassays were conducted with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) with cadmium (4,25 \'mü\'g/L), copper (45,0 \'mü\'g/L ) and zinc (260,0 \'mü\'g/L). Fishes were exposed to metals separatelly (\'CD\', \'CU\' e \'ZN\'), associated two by two (\'CD\'/\'CU\', \'CD\'/\'ZN\' e \'CU\'/\'ZN\') and to three metals together (\'CD\'/\'CU\'/\'ZN\'), for twelve days. Gills, liver and kidney samples were taken to analyse oxidative stress biomarkers, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx), the effect of lipid peroxidation (HP), an enzyme of phase II biotransformation, glutathione S-transferase (GST) and metallothionein (MT). From results obtained, it was stablished that, even in low concentrations of metals, O. niloticus antioxidant defense system was modified. The first antioxidant barrier, SOD, wasn\'t able to minimize metal exposition effects. In gills, where activaton of this enzyme was prominent, didn\'t avoi HP formation. And even in liver and kidney, tissues where SOD activity decreased, HP formation also occurred. CAT and GPx also acted trying to avoid HP formation, but weren\'t successfull. GST, like a phase I enzyme, could help eliminating metals, but in a late moment in relation to antioxidant defense, leading to cell damage. For antioxidant enzymes no relation to tissue-specificity response was observed. But gills were the organ which had more intense responses (in terms of enzyme activation), mainly in metals combined two by two, evidencing that gills are important like a first organ in antioxidant defense because it is in direct contact with water and determine the main processes in homeostasis, trying to neutralize metals effects.

O carcinoma epidermóide por se tratar de uma doença genética, apresenta dificuldades em relação ao seu tratamento. As vias de sinalização celular por controlarem os mecanismos responsáveis pela proliferação e sobrevivência da célula, são de extrema importância nos estudos da biologia do câncer e oncogênese. Aberrações cromossômicas que afetam a estrutura e a expressão de genes e proteínas que regulam componentes das vias de sinalização são diretamente correlacionadas com o desenvolvimento e progressão tumoral. Vários genes e proteínas vêm sendo avaliados na busca de um alvo terapêutico quimioterápico, algo pouco estudado em carcinomas epidermóides bucais. Este trabalho teve como objetivo analisar a influência do quimioterápico 17-AAG e do fator de crescimento epitelial (EGF) nos níveis das proteínas NFkB, Ciclina D1 e Cdk4 nas linhagens de carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço (HN6 e HN31) e no queratinócito imortalizado (HaCat). Este trabalho destinou-se também a estudar uma possível inter-relação entre as proteínas Metalotioneína e NFkB e suas interações com as proteínas Ciclina D1 e Cdk4 nas linhagens celulares HN6 , HN31 e (HaCat, para uma maior compreensão de seus efeitos nas vias de sinalização celular e conseqüente progressão do câncer). Para análise a respeito da localização e os níveis das proteínas MT, NFkB, Ciclina D1 e Cdk4 foram utilizados ensaios de imunofluorescência e western blot, respectivamente.Os resultados apontaram um melhor perfil apoptótico da linhagem HN31 frente ao tratamento com 17-AAG, apresentando diminuição significante dos níveis de NFkB e Ciclina D1, além de exibir importante decréscimo nos níveis de Cdk4. A proteína MT parece não sofrer ação do NFkB. A indução de proliferação celular realizada por EGF exerceu um aumento dos níveis das proteínas NFkB e Ciclina D1, sugerindo um papel importante das vias de sinalização estimuladas por EGF (Akt, NFkB e Ciclina D1) na progressão tumoral dessas linhagens.Por fim, a ocorrência de estímulo nos níveis da proteína MT por parte do EGF, sugeriram um importante papel do EGF e da MT na resistência a apoptose nas linhagens estudadas. / Squamous cell carcinomas as a genetic diseases, presents certain difficulties in relation to their treatment. The process of cell signaling for overseeing the mechanisms responsible for cellular proliferation and survival are very important in studies of the biology of cancer and development. Chromosomal alterations affecting the structure and expression of genes and proteins that regulate the process of signaling components are directly correlated with the development and tumor progression. Several genes and proteins are being evaluated in the search for a biological marker that could help in the understanding of cancer as well as in its prognosis, and mainly in search of therapeutic target chemotherapy, something little studied in oral squamous cell carcinoma. This study aimed to examine the influence of chemotherapy 17-AAG and the epithelial growth factor (EGF) in the levels of proteins NFkB, Cyclin D1 and Cdk4 in strains of squamous cell carcinoma of the head and neck (HN6 and HN31) and immortalized in keratinocytes(HaCat). This work is also intended to explore a possible inter-relationship between the Metallothionein and NFkB proteins and their interactions with the proteins Cyclin D1 and Cdk4 in cell lines HN6, HN31 and (HaCat, to a greater understanding of its effects on pathways of cellular signaling and consequent progression of cancer. For analysis regarding the location and levels of the protein MT, NFkB, Cyclin D1 and Cdk4 were used tests of immunofluorescence and western blot. Results showed a better apoptotic profile of HN31 treated with 17-AAG, showing decrease levels of NFkB and Cyclin D1, with a important decrease in the levels of Cdk4. The metallothionin protein does not appear to suffer action of NFkB. The induction of cell proliferation conducted by EGF had increased levels of NFkB and Cyclin D1 proteins, suggesting an important role in the process of signaling stimulated by EGF (Akt, NFkB and Ciclina D1) in tumor progression of oral squamous cell carcinoma. The occurrence to stimulate the levels of metallothionein protein by the EGF, suggest an important role of EGF and MT in resistance to apoptosis in the studied cell lines.

Uma das formas de se quantificar os possíveis efeitos de metais sobre o estado de saúde de organismo é analisar os biomarcadores do estresse oxidativo. Bioensaios foram realizados com a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) com concentrações de cádmio (4,25 \'mü\'g/L), cobre (45,0 \'mü\'g/L ) e zinco (260,0 \'mü\'g/L). Os peixes foram expostos aos metais separados (\'CD\', \'CU\' e \'ZN\'), associados dois a dois (\'CD\'/\'CU\', \'CD\'/\'ZN\' e \'CU\'/\'ZN\') e aos três metais juntos (\'CD\'/\'CU\'/\'ZN\'), por doze dias. Foram retiradas amostras de rim, fígado e brânquias para análise de biomarcadores de estresse oxidativo, a superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx), o efeito da peroxidação de lipídios (HP), a glutationa S-transferase (GST) e a metalotionéina (MT). Pelos reusltados obtidos constatou-se que, mesmo nas baixas concentrações de exposição aos metais, ocorreram alterações no sitema de defesa antioxidante de O. niloticus. A primeira barreira antioxidante, composta pela SOD, não foi suficiente para barrar os efeitos da exposição aos metais. Em brânquias, onde a ativação desta enzima foi proeminente, formação de HP ocorreu. E, mesmo inicialmente em rim e fígado, tecidos onde ocorreu diminuição da atividade da SOD, ocorreu também a formaçao de HP nas etapas seguintes. A CAT e a GPx também atuaram no sentido de tentar evitar o aparecimento de HP, mas não foram bem sucedidas neste processo. A GST, como enzima da fase II de biotransformação pode ter auxiliado no processo de eliminação dos metais, mas como ocorre de forma tardia em relação à defesa antioxidante, acarretando danos celulares. Em relação às enzimas que compõem o sistema de defesa antioxidante não se verificou também especificidade de tecidos nas respostas. No entanto, a brânquia foi o órgão que teve maior intensidade nas respostas (em termos de ativação das enzimas), nos tratamentos de metais combinados dois a dois, evidenciando que este órgão, por estar em contato com a água e ser sede de processos fisiológicos de homeostase, desempenhou papel importante na tentativa de neutralizar os efeitos dos metais. / One way of quantifying metals effects upon organisms\' health state is to analyse oxidative stress biomarkers. Bioassays were conducted with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) with cadmium (4,25 \'mü\'g/L), copper (45,0 \'mü\'g/L ) and zinc (260,0 \'mü\'g/L). Fishes were exposed to metals separatelly (\'CD\', \'CU\' e \'ZN\'), associated two by two (\'CD\'/\'CU\', \'CD\'/\'ZN\' e \'CU\'/\'ZN\') and to three metals together (\'CD\'/\'CU\'/\'ZN\'), for twelve days. Gills, liver and kidney samples were taken to analyse oxidative stress biomarkers, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx), the effect of lipid peroxidation (HP), an enzyme of phase II biotransformation, glutathione S-transferase (GST) and metallothionein (MT). From results obtained, it was stablished that, even in low concentrations of metals, O. niloticus antioxidant defense system was modified. The first antioxidant barrier, SOD, wasn\'t able to minimize metal exposition effects. In gills, where activaton of this enzyme was prominent, didn\'t avoi HP formation. And even in liver and kidney, tissues where SOD activity decreased, HP formation also occurred. CAT and GPx also acted trying to avoid HP formation, but weren\'t successfull. GST, like a phase I enzyme, could help eliminating metals, but in a late moment in relation to antioxidant defense, leading to cell damage. For antioxidant enzymes no relation to tissue-specificity response was observed. But gills were the organ which had more intense responses (in terms of enzyme activation), mainly in metals combined two by two, evidencing that gills are important like a first organ in antioxidant defense because it is in direct contact with water and determine the main processes in homeostasis, trying to neutralize metals effects.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Lichen planus is a chronic inflammatory disease mediated by T cells of unknown cause. Skin, nails and mucous membranes can be affected, and the disease is more common in middleaged adults, especially in women. Oral lichen planus (OLP) manifests as reticular (white) and erosive (red) lesions that are eventually painful. Histologically, it is characterized by dense lymphocytic infiltrate beneath the epithelium, apoptosis of keratinocytes, liquefaction of the basal layer, epithelial hyperplasia and hyperkeratosis. Oral lichenoid reactions (OLR) are distinguished from OLP by the presence of precipitating factors, unilateral lesions and diffuse inflammatory infiltrate. Metallothionein is a protein involved in anti-oxidative response and anti-apoptotic pathways. Ki-67 is a cellular proliferation marker and is expressed only in cells that are in cell division (phases G1, S, G2 and M of the cell cycle). The tumor suppressor gene p16 is involved in the pRb pathway and participates in the regulation of the cell cycle, repairing possible damage to DNA. The aim of this study was to evaluate possible molecular differences, related to oxidative stress and cell proliferation between OLP and OLR, and the two major forms of OLP in order to better understand the pathogenesis of these lesions and facilitate the differential diagnosis between them. Immunohistochemistry for metallothionein, Ki-67 and p16 detection was performed in 42 and 23 cases of OLP and OLR, respectively. Reactivity for metallothionein was more frequently observed in OLP cases than in OLR cases (p = 0,01; Mann-Whitney U test). Significant difference was found between the reticular and atrophic lesions of OLP for p16 protein (p = 0,04; Mann-Whitney U test). There was no significant difference between the lesions in relation to Ki-67 antigen. The results of this study suggest that metallothionein protein may be a useful marker of differential diagnosis between OLP and OLR, and that p16 protein may be a differential marker of reticular and atrophic/erosive lesions of OLP. / O líquen plano é uma doença inflamatória crônica, mediada por células T e de causa desconhecida. Pele, unhas e mucosas podem ser afetadas, e a doença é mais comum em adultos de meia-idade, especialmente em mulheres. Histologicamente, é caracterizada por denso infiltrado linfocitário subepitelial em banda, apoptose de queratinócitos, liquefação da camada basal, hiperplasia e hiperqueratose epitelial. O líquen plano oral (LPO) se manifesta clinicamente como lesões reticulares (brancas) e atróficas/erosivas (vermelhas), que são eventualmente dolorosas. Reações liquenóides orais (RLO) distinguem-se do LPO pela presença de fatores precipitantes, lesões unilaterais e infiltrado inflamatório difuso. A metalotioneína é uma proteína envolvida em resposta antioxidante e vias anti-apoptóticas. Ki- 67 é um marcador de proliferação celular e é expresso somente em células que estão em divisão celular (fases G1, S, G2 e M do ciclo celular). O gene supressor de tumor p16 está envolvido na via de sinalização pRb e atua na regulação do ciclo celular, reparando possíveis danos ao DNA. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis diferenças moleculares, relacionadas ao estresse oxidativo e proliferação celular entre LPO e RLO, bem como as duas formas clínicas principais de LPO, a fim de melhor compreender a patogênese dessas lesões e facilitar o diagnóstico diferencial entre elas. Imuno-histoquímica para detecção de metalotioneína, Ki-67 e p16 foi realizada em 42 e 23 casos de LPO e RLO, respectivamente. Reatividade para metalotioneína foi mais frequente em casos de LPO do que em casos de RLO (p = 0,01; Mann-Whitney U). Foram observadas diferenças significativas entre as lesões reticulares e atróficas/erosivas de LPO para a proteína p16 (p = 0,04; Mann-Whitney U). Não houve diferença significativa entre as lesões em relação ao antígeno Ki-67. Os resultados deste estudo sugerem que a proteína metalotioneína pode ser um marcador útil do diagnóstico diferencial entre LPO e RLO, e que a proteína p16 pode ser um marcador diferencial das lesões reticulares e atróficas/erosivas de LPO. / Mestre em Biologia Celular e Estrutural Aplicadas

As metalotioneínas (MTs) constituem uma superfamília de proteínas de baixo peso molecular (5-10 kDa), ricas em cisteinas. As MTs de plantas são classificadas em quatro tipos de acordo com o arranjo de cisteinas na cadeia polipeptídica. A função das metalotioneínas em plantas é ainda desconhecida, mas as evidências sugerem que teriam um papel na regulação da homeostasia de metais essenciais, detoxificação de metais pesados e proteção contra espécies reativas de oxigênio. Neste trabalho foram identificados e caracterizados seis genes de metalotioneína a partir das seqüências codificantes para MTs depositadas em banco de dados de cana-de-açúcar, mediante análise filogenética e comparações por alinhamento com os membros da família gênica de metalotioneínas de arroz (Oryza sativa) e Arabidospsis. Os seis genes MTs de cana de açúcar foram classificados como sendo dois do tipo 1 (SoMT1a e SoMT1b); dois do tipo 2 (SoMT2a e SoMT2b); um do tipo 3 (SoMT3); e um tipo 4 SoMT4 (Ec). A região promotora presumível de quatro genes (SoMT1a, SoMT1b, SoMT2b e SoMT3) foi caracterizada e os motivos cis-regulatórios identificados. A distribuição de éxons e íntrons foi estabelecida, e dois éxons separados por único íntron foram identificados na estrutura dos genes SoMT1a e SoMT2b. Um segundo íntron parece estar presente na estrutura dos genes SoMT2a e SoMT3, mas os resultados não foram conclusivos. O gene SoMT1b não foi caracterizado para composição éxons/íntrons. Foi avaliada a expressão constitutiva de SoMT1a, SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b e SoMT3 em diferentes tecidos/órgão (colmo, inflorescência, limbo foliar, meristema e raiz). SoMT1a e SoMT1b foram mais abundantemente expressos em todos os tecidos, seguidos de SoMT2b e SoMT3. SoMT2a apresentou a menor expressão. A expressão dos cinco genes SoMTs foi também avaliada em parte aérea e raízes de plântulas de cana-de-açúcar em resposta a 100 e 500 µM de cobre, crescidas in vitro. Não houve modulação da expressão dos genes SoMTs nos tecidos examinados para as doses de cobre utilizadas, as 6, 24, 48 e 96 h após imposição dos tratamentos. A resposta dos genes SoMTs também foi avaliada para o tratamento com 200g L-1 ha-1 de paraquat, aos 15 min, 6 e 24 h após aplicação do herbicida em folhas de plantas deSP80-3280. Houve uma tendência a repressão da expressão dos genes SoMTs, significativa as 6 e 24 h somente para SoMT1a. A expressão de SoMT1b, SoMT2a e SoMT3 foi significativamente reprimida as 24 h após a imposição do tratamento, enquanto que não houve efeito significativo sobre a expressão de SoMT2b. Em relação a expressão dos cinco genes SoMTs em resposta a inoculação com patógenos, plântulas de \'SP70-1143\' e \'RB72-454\', consideradas suscetíveis e resistentes, respectivamente ao fungo da ferrugem, foram inoculadas e não inoculadas com Puccinia melanocephala, enquanto que plântulas de \'SP78-4467\' e \'SP82-1176\', consideradas suscetíveis e resistentes, respectivamente a bactéria da escaldadura, foram inoculadas ou não com Xanthomonas albilineans. As coletas de parte aérea das plântulas foram realizadas aos 15 min, 4, 8, 24, 48, 96 e 240 h após inoculação. Foi observado aproximadamente 4 vezes mais transcritos de SoMT1a em plantas de \'SP70-1143\', suscetível a Puccinia melanocephala, em relação a cultivar resistente \'RB72-454\'. Entretanto, houve uma tendência a repressão de SoMT1a nas plantas suscetíveis inoculadas com o fungo, significativamente as 8 e 24 h após tratamento, não havendo diferenças para as plantas da cultivar resistente após inoculação. A expressão constitutiva dos genes SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b e SoMT3 foi similar entre ambas as cultivares e manteve-se inalterada após inoculação com o fungo. Não houve diferenças significativa entre as cultivares suscetíveis e resistentes em relação a expressão basal dos genes SoMTs, nem foi observado efeito significativo sobre a expressão dos genes SoMTs após inoculação das plântulas com X. albilineans. Por fim, transcritos dos cinco genes SoMTs foram clonados em vetor de expressão para expressão heteróloga em Escherichia coli e proteína presumível pode ser observada em géis de poliacrilamida SDS-PAGE. Entretanto, não foi caracterizada uma modulação importante dos cinco genes SoMT em resposta a condições de estresse bióticos (patógenos) e abióticos (Paraquat e metais), que permitisse a associação direta desses genes com a resposta a estresse oxidativo / Metallothioneins (MTs) are part of a low molecular weight (5-10 kDa) cysteine-rich protein super-family. Plant MTs are classified into four types according to cysteine location in the protein sequence. MTs function is largely unknown, but evidences suggested their role in metal homeostasis, heavy metal detoxification, and protection against reactive oxygen species. This work identified and characterized six sugarcane MT genes from expressed sequences available in databases, by alignment and phylogenetic analyses using members from the MT gene family from rice (Oryza sativa) and Arabidopsis. The six sugarcane MT genes were classified as two of type 1 (SoMT1a and SoMT1b); two of type 2 (SoMT2a and SoMT2b); one of type 3 (SoMT3); and one SoMT4 (Ec). The gene putative promoter region of four genes (SoMT1a, SoMT1b, SoMT2b and SoMT3) were characterized, with the cis-regulatory motifs identified. Exon and intron location were established, with two exons and one intron identified for SoMT1a and SoMT2b, A second intron appeared to be present on SoMT2a and SoMT3, but results were inconclusive. SoMT1b could not be characterized for exons and introns. Gene expression analyses was conducted for SoMT1a, SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b and SoMT3 in various tissues/organs (stem; inflorescence; leaf; meristem; and root). SoMT1a and SoMT1b were the most expressed genes in all tissues, followed by SoMT2b and SoMT3; SoMT2a was the least expressed. Expression of the five SoMTs genes were evaluated in shoots and roots from in vitro plant grown on 100 or 500 µM copper. There was no modulation of expression in the evaluated tissues at 6, 24, 48 and 96 h after treatment. Gene expression was also evaluated at 15 min, 6 and 24 h after tretament with 200g L-1 ha-1 Paraquat. There was a trend to repress expression of the SoMT genes, being significan only for SoMT1a at 6 and 24 h. Expression of SoMT1b, SoMT2a and SoMT3 were significantly repressed at 24 h after treatment, while there was no significant effect on SoMT2b expression. In relation to the expression of the five SoMTs in response to biotic stress, plants from cultivars \'SP70-1143\' and \'RB72-454\', considered susceptible or resistant respectively, to the rust fungus, were inculated or not with Puccinia melanocephala, whereas plants of \'SP78-4467\' e \'SP82-1176\', considered susceptible or resistant respectively, to the sugarcane leaf scald, were inoculated or not with Xanthomonas albilineans. Shoots were sampled at 15 min, 4, 8, 24, 48, 96 and 240 h after inoculation. Plants of the susceptible \'SP70-1143\' contained 4 times SoMT1a transcripts than the resistant \'RB72-454\'. However, there was a trend to decrease SoMT1a transcripts in susceptible plants, significantly 8 and 24 h after P. melanocephala inoculation, while no difference was observed for expression in resistant plants. The constitutive expression of the other genes (SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b and SoMT3) were similar between cultivars, and remained unchanged after inoculation. There was no significant differences for constitutive SoMTs expression between the X. albilineans susceptible and resistant cultivars, nor an inoculation effect of gene expression. Transcripts from the five SoMTs genes were cloned into vetor for heterologous expression in Escherichia coli , and putative proteins were seen in polyacrylamide gels. Therefore, the modulation of the five SoMT genes in response to various abiotic (Paraquat or metals) or biotic (pathogen) stress condition was not characterized to allow definite conclusions about the direct role of metallothioneins in response to oxidative stress

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury (Hg) is a divalent metal found liquid at room temperature without biological functions and anthropogenically released in industrial, agricultural activities and burning of fossil fuels. Toxic effects caused by exposure to this metal are related to the interaction of different biochemical processes due to its affinity for sulfhydryl groups (SH). This damage depends on the time of exposure and the development period in which the individuals are exposed. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of a single subcutaneous dose of inorganic Hg in virgin, pregnant and lactating rats, as well as the protective effect of zinc (Zn) and N-acetylcysteine (NAC). For this, three experimental protocols were used: I) Virgin female rats were treated with ZnCl2 (27 mg/kg) and/or NAC (5 mg/kg) or saline (0.9%) and 24 hours after with HgCl2 (5 mg/kg) or saline (Article 1). II) Pregnant or lactating rats were treated with ZnCl2 (27 mg/kg) and/or NAC (5 mg/kg) or saline (0.9%) and 24 hours after with HgCl2 (10 mg/kg) or saline (manuscript I). III) Renal and hepatic analysis of virgin, pregnant and lactating rats exposed to a dose of HgCl2 (5 mg/kg) or saline (manuscript II). In all protocols euthanasia was performed 24 hours after the last treatment and the tissues removed and prepared for analysis. Protocols I and II focused primarily on biochemical parameters in different tissues and protocol III in morphological evaluations and protein expression in the kidneys and liver. Virgin rats exposed to Hg showed inhibition of the δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity in all tissues analyzed, changes in serum markers of hepatic (alanine aminotransferase [ALT] and aspartate aminotransferase [AST]) and renal (creatinine and urea) damage, morphological damage, and changes in proteins related to oxidative stress expression, for instance, mitofusin 2 (MFN2), inducible nitric oxide synthase (iNOS), heat shock protein 27 (HSP27) and glucose regulated protein 75 (GRP75). Pregnant and lactating rats exposed to mercury showed milder changes than virgin rats, including no inhibition of hepatic δ-ALA-D or alterations of proteins related to oxidative stress and few morphological damage. Pregnant and lactating rats still showed physiologically higher levels of metallothionein (MT) in the liver and larger glomerulus diameter than virgin rats. The results suggest greater resistance of pregnant and lactating rats to Hg compared with virgin rats. This difference may be related to increase of hepatic MT levels induced by pregnancy and lactation. This protein is synthesized in the liver and plays an important chelator role,. making substances, such as Hg, less harmful. The treatment with Zn and NAC showed promising results against damage caused by Hg, probably by induction of MT synthesis caused by Zn and by chelating action of NAC. In both situations occur the capture of Hg. The metal bound to MT or NAC is neutralized and consequently has lower toxicity effects. / O mercúrio (Hg) é um metal bivalente encontrado líquido a temperatura ambiente, sem funções biológicas e antropogenicamente liberado em atividades industriais, agricultura e queima de combustíveis fósseis. Os efeitos tóxicos causados pela exposição a esse metal estão relacionados à sua interação com diferentes processos bioquímicos devido a sua afinidade por grupos sulfidrílicos (SH). Estes danos dependem do tempo de exposição e do período de desenvolvimento em que os indivíduos são expostos. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do Hg inorgânico, em dose única subcutânea, em ratas virgens, gestantes e lactantes, bem como, a capacidade protetora do zinco (Zn) e da N-acetilcisteína (NAC). Para isso, adotamos três protocolos experimentais: I) Ratas virgens foram tratadas com ZnCl2 (27 mg/kg) e/ou NAC (5 mg/kg) ou salina (0,9%) e 24 horas após com HgCl2 (5 mg/kg) ou salina (artigo 1). II) Ratas gestantes e lactantes tratadas com ZnCl2 (27 mg/kg) e/ou NAC (5 mg/kg) ou salina (0,9%) e 24 horas após com HgCl2 (10 mg/kg) ou salina (manuscrito I). III) Análise renal e hepática de ratas virgens, gestantes e lactantes expostas a uma dose de HgCl2 (5 mg/kg) ou salina (manuscrito II). Em todos os protocolos a eutanásia foi realizada 24 horas após o último tratamento e os tecidos retirados e preparados para as análises. Os protocolos I e II tiveram como foco principal parâmetros bioquímicos em diferentes tecidos e o protocolo III em avaliações morfológicas, expressão proteica em rins e fígado. Ratas virgens expostas ao Hg apresentaram inibição da atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) em todos os tecidos analisados, alterações em marcadores hepáticos (alanina aminotransferase [ALT] e aspartato aminotransferase [AST]) e renais (creatinina e ureia), além de danos morfológicos e alteração na expressão de proteínas relacionadas ao estresse oxidativo, como a mitofusina 2 (MFN2), óxido nítrico sintetase induzível (iNOS), proteína de choque térmico 27 (HSP27) e proteína reguladora de glicose 75 (GRP75). Ratas gestantes e lactantes expostas ao Hg apresentaram alterações mais brandas que ratas virgens, inclusive sem inibição da δ-ALA-D hepática ou distúrbios em proteínas relacionadas com dano oxidativo, bem como poucos danos morfológicos em rins e fígado. Ratas gestantes e lactantes apresentaram altos níveis hepáticos de metalotioneínas (MT) e aumento no diâmetro glomerular em relação as ratas virgens. Os resultados sugerem maior resistência de ratas gestantes e lactantes ao Hg quando comparadas com ratas virgens. Esta diferença pode ser relacionada ao aumento nos níveis hepáticos de MT induzidos pela gestação e lactação. Essa proteína é sintetizada principalmente no fígado e desempenha importante função quelante, tornando substâncias como o Hg, menos nocivas. Os tratamentos com Zn e NAC, mostraram resultados promissores contra os danos causados pelo Hg, provavelmente pela indução da síntese de MT causada pelo Zn, e pela ação quelante da NAC. Em ambas as situações ocorre a captura do Hg. O metal ligado a MT ou a NAC é neutralizado e consequentemente apresenta menor toxicidade.

As metalotioneínas (MTs) constituem uma superfamília de proteínas de baixo peso molecular (5-10 kDa), ricas em cisteinas. As MTs de plantas são classificadas em quatro tipos de acordo com o arranjo de cisteinas na cadeia polipeptídica. A função das metalotioneínas em plantas é ainda desconhecida, mas as evidências sugerem que teriam um papel na regulação da homeostasia de metais essenciais, detoxificação de metais pesados e proteção contra espécies reativas de oxigênio. Neste trabalho foram identificados e caracterizados seis genes de metalotioneína a partir das seqüências codificantes para MTs depositadas em banco de dados de cana-de-açúcar, mediante análise filogenética e comparações por alinhamento com os membros da família gênica de metalotioneínas de arroz (Oryza sativa) e Arabidospsis. Os seis genes MTs de cana de açúcar foram classificados como sendo dois do tipo 1 (SoMT1a e SoMT1b); dois do tipo 2 (SoMT2a e SoMT2b); um do tipo 3 (SoMT3); e um tipo 4 SoMT4 (Ec). A região promotora presumível de quatro genes (SoMT1a, SoMT1b, SoMT2b e SoMT3) foi caracterizada e os motivos cis-regulatórios identificados. A distribuição de éxons e íntrons foi estabelecida, e dois éxons separados por único íntron foram identificados na estrutura dos genes SoMT1a e SoMT2b. Um segundo íntron parece estar presente na estrutura dos genes SoMT2a e SoMT3, mas os resultados não foram conclusivos. O gene SoMT1b não foi caracterizado para composição éxons/íntrons. Foi avaliada a expressão constitutiva de SoMT1a, SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b e SoMT3 em diferentes tecidos/órgão (colmo, inflorescência, limbo foliar, meristema e raiz). SoMT1a e SoMT1b foram mais abundantemente expressos em todos os tecidos, seguidos de SoMT2b e SoMT3. SoMT2a apresentou a menor expressão. A expressão dos cinco genes SoMTs foi também avaliada em parte aérea e raízes de plântulas de cana-de-açúcar em resposta a 100 e 500 µM de cobre, crescidas in vitro. Não houve modulação da expressão dos genes SoMTs nos tecidos examinados para as doses de cobre utilizadas, as 6, 24, 48 e 96 h após imposição dos tratamentos. A resposta dos genes SoMTs também foi avaliada para o tratamento com 200g L-1 ha-1 de paraquat, aos 15 min, 6 e 24 h após aplicação do herbicida em folhas de plantas deSP80-3280. Houve uma tendência a repressão da expressão dos genes SoMTs, significativa as 6 e 24 h somente para SoMT1a. A expressão de SoMT1b, SoMT2a e SoMT3 foi significativamente reprimida as 24 h após a imposição do tratamento, enquanto que não houve efeito significativo sobre a expressão de SoMT2b. Em relação a expressão dos cinco genes SoMTs em resposta a inoculação com patógenos, plântulas de \'SP70-1143\' e \'RB72-454\', consideradas suscetíveis e resistentes, respectivamente ao fungo da ferrugem, foram inoculadas e não inoculadas com Puccinia melanocephala, enquanto que plântulas de \'SP78-4467\' e \'SP82-1176\', consideradas suscetíveis e resistentes, respectivamente a bactéria da escaldadura, foram inoculadas ou não com Xanthomonas albilineans. As coletas de parte aérea das plântulas foram realizadas aos 15 min, 4, 8, 24, 48, 96 e 240 h após inoculação. Foi observado aproximadamente 4 vezes mais transcritos de SoMT1a em plantas de \'SP70-1143\', suscetível a Puccinia melanocephala, em relação a cultivar resistente \'RB72-454\'. Entretanto, houve uma tendência a repressão de SoMT1a nas plantas suscetíveis inoculadas com o fungo, significativamente as 8 e 24 h após tratamento, não havendo diferenças para as plantas da cultivar resistente após inoculação. A expressão constitutiva dos genes SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b e SoMT3 foi similar entre ambas as cultivares e manteve-se inalterada após inoculação com o fungo. Não houve diferenças significativa entre as cultivares suscetíveis e resistentes em relação a expressão basal dos genes SoMTs, nem foi observado efeito significativo sobre a expressão dos genes SoMTs após inoculação das plântulas com X. albilineans. Por fim, transcritos dos cinco genes SoMTs foram clonados em vetor de expressão para expressão heteróloga em Escherichia coli e proteína presumível pode ser observada em géis de poliacrilamida SDS-PAGE. Entretanto, não foi caracterizada uma modulação importante dos cinco genes SoMT em resposta a condições de estresse bióticos (patógenos) e abióticos (Paraquat e metais), que permitisse a associação direta desses genes com a resposta a estresse oxidativo / Metallothioneins (MTs) are part of a low molecular weight (5-10 kDa) cysteine-rich protein super-family. Plant MTs are classified into four types according to cysteine location in the protein sequence. MTs function is largely unknown, but evidences suggested their role in metal homeostasis, heavy metal detoxification, and protection against reactive oxygen species. This work identified and characterized six sugarcane MT genes from expressed sequences available in databases, by alignment and phylogenetic analyses using members from the MT gene family from rice (Oryza sativa) and Arabidopsis. The six sugarcane MT genes were classified as two of type 1 (SoMT1a and SoMT1b); two of type 2 (SoMT2a and SoMT2b); one of type 3 (SoMT3); and one SoMT4 (Ec). The gene putative promoter region of four genes (SoMT1a, SoMT1b, SoMT2b and SoMT3) were characterized, with the cis-regulatory motifs identified. Exon and intron location were established, with two exons and one intron identified for SoMT1a and SoMT2b, A second intron appeared to be present on SoMT2a and SoMT3, but results were inconclusive. SoMT1b could not be characterized for exons and introns. Gene expression analyses was conducted for SoMT1a, SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b and SoMT3 in various tissues/organs (stem; inflorescence; leaf; meristem; and root). SoMT1a and SoMT1b were the most expressed genes in all tissues, followed by SoMT2b and SoMT3; SoMT2a was the least expressed. Expression of the five SoMTs genes were evaluated in shoots and roots from in vitro plant grown on 100 or 500 µM copper. There was no modulation of expression in the evaluated tissues at 6, 24, 48 and 96 h after treatment. Gene expression was also evaluated at 15 min, 6 and 24 h after tretament with 200g L-1 ha-1 Paraquat. There was a trend to repress expression of the SoMT genes, being significan only for SoMT1a at 6 and 24 h. Expression of SoMT1b, SoMT2a and SoMT3 were significantly repressed at 24 h after treatment, while there was no significant effect on SoMT2b expression. In relation to the expression of the five SoMTs in response to biotic stress, plants from cultivars \'SP70-1143\' and \'RB72-454\', considered susceptible or resistant respectively, to the rust fungus, were inculated or not with Puccinia melanocephala, whereas plants of \'SP78-4467\' e \'SP82-1176\', considered susceptible or resistant respectively, to the sugarcane leaf scald, were inoculated or not with Xanthomonas albilineans. Shoots were sampled at 15 min, 4, 8, 24, 48, 96 and 240 h after inoculation. Plants of the susceptible \'SP70-1143\' contained 4 times SoMT1a transcripts than the resistant \'RB72-454\'. However, there was a trend to decrease SoMT1a transcripts in susceptible plants, significantly 8 and 24 h after P. melanocephala inoculation, while no difference was observed for expression in resistant plants. The constitutive expression of the other genes (SoMT1b, SoMT2a, SoMT2b and SoMT3) were similar between cultivars, and remained unchanged after inoculation. There was no significant differences for constitutive SoMTs expression between the X. albilineans susceptible and resistant cultivars, nor an inoculation effect of gene expression. Transcripts from the five SoMTs genes were cloned into vetor for heterologous expression in Escherichia coli , and putative proteins were seen in polyacrylamide gels. Therefore, the modulation of the five SoMT genes in response to various abiotic (Paraquat or metals) or biotic (pathogen) stress condition was not characterized to allow definite conclusions about the direct role of metallothioneins in response to oxidative stress