Além dos receptores no sistema nervoso central (SNC), acoplados a receptores GABAA (CBR - central benzodiazepine receptor), outros sítios periféricos de ligação para os benzodiazepínicos (BDZ) foram descritos e denominados de \"periféricos\" (PBR peripheral benzodiazepine receptor) ou TSPO - Translocator protein. Sua função como modulador do sistema imune tem sido proposta, com a participação, pelo menos em parte, de glicocorticóides endógenos (GE). No entanto, os mecanismos da modulação dos TSPO sobre o processo inflamatório e a relação destes receptores com os GE ainda não estão totalmente estabelecidos. Desta forma, este trabalho visou investigar os efeitos de dois ligantes sintéticos de TSPO, um benzodiazepínico, Ro5-4864, e uma isoquinolona carboxamida, PK 11195, e suas relações com os GE, sobre os eventos da migração leucocitária. Para tanto, ratos Wistar machos foram tratados in vivo com RU 38486 (antagonista de receptor de GE) ou com veículo e, adicionalmente, os ligantes de TSPO, Ro5-4864 e/ou PK 11195, foram aplicados topicamente sobre a microcirculação do mesentério dos animais para avaliação do comportamento rolling e aderência de leucócitos, por microscopia intravital, em condições basais ou após estimulação pelo peptídeo formil-metionil-leucilfenilalanina (fMLP). Leucócitos periféricos foram coletados e tratados in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão, quimiotaxia e influxo de cálcio em condições basais ou após estimulação pelo fMLP. Ainda, culturas primárias de células endoteliais da microcirculação de ratos foram tratadas in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão em condições basais ou após estimulação pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS). Os resultados obtidos mostraram que: 1) o ligante de TSPO, Ro5-4864, alterou a ação do fMLP, uma vez que inibiu a diminuição do rolling, o aumento de células aderentes, a clivagem de L-selectina, o aumento de expressão de PECAM-1 (platelet endothelial cell adhesion molecule), a quimiotaxia e o influxo de cálcio em neutrófilos; não afetou a expressão de PECAM-1 e ICAM-1 (intracellular cell adhesion molecule) induzida pelo LPS em células endoteliais; 2) o PK 11195 aumentou o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos induzido pelo fMLP; 3) a co-administração dos ligantes de TSPO, Ro5-4864 e PK 11195, reverteu os efeitos do Ro5-4864 sobre a expressão de L-selectina e PECAM-1, o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos. A possível inter-relação dos TSPO e GE foi verificada uma vez que o Ro5-4864 inibiu o aumento do número de leucócitos rolling e aderidos à parede vascular in vivo causado pelo tratamento com RU 38486; inibiu o aumento da expressão de L-selectina em neutrófilos e de β2-integrina presente em linfócitos e de PECAM-1 em neutrófilos. Ainda, foi verificado que neutrófilos possuem expressões de TSPO maiores que linfócitos e células endoteliais e que esta expressão é aumentada em neutrófilos pela ação do fMLP. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho sugerem que os ligantes de TSPO modulam diferentemente as funções de adesão e mobilidade de leucócitos e de adesão da célula endotelial e que uma relação alostérica de agonismo/antagonismo entre estes pode ser sugerida. Adicionalmente, os resultados mostram uma possível relação entre os TSPO e os receptores de citoplasmáticos de GE no controle da interação leucócito-endotélio. / Besides central benzodiazepine receptor (CBR) found on central nervous system (CNS) coupled to GABAA, another binding site for benzodiazepines was described and named peripheral benzodiazepine receptor (PBR) or Translocator protein (TSPO). The mainly function described to this TSPO is steroidogenesis. Additionally, its function as an immune modulator has been proposed with the involvement, at least in part, of endogenous glucocorticoids (EG). However, mechanisms of TSPO modulation on inflammatory process and the relation between the receptor and EG has not been totally established. This study aimed investigates effects of two synthetic TSPO ligands, a benzodiazepine, Ro5-4864, and an isoquinoline carboxamide, PK 11195, and their relation with EG on leukocyte migration. For this purpose, male Wistar rats were in vivo treated with RU 38486 (EG antagonist receptor) or vehicle and, in addition, TSPO ligands, Ro5-4864 and/or PK 11195, were topically applied on animal mesentery microcirculation to evaluate leukocyte rolling and adhesion, by intravital microscopy, under basal conditions or after stimulation by N-formyl-methionine-leucine-phenylalanine (fMLP). In addition, peripheral leukocytes were collected and in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression, chemotaxis and calcium influx. Endothelial cells obtained from cremaster muscle were in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression under basal conditions or after stimulation by lipopolysaccharide from E.coli (LPS). Our results showed that: 1) TSPO ligand, Ro5-4864, altered the fMLP action since TSPO ligand inhibited the decrease of rolling, the increase of adherent cells, L-selectin cleavage, the increase of PECAM-1 expression, neutrophil chemotaxis and calcium influx; did not affect expression of PECAM-1 and ICAM-1 induced by LPS on endothelial cells; 2) PK 11195 increased fMLP-induced neutrophil calcium influx and chemotaxis; 3) co-administration of TSPO ligands, Ro5-4864 and PK 11195, reverted Ro5-4864 effects on L-selectin and PECAM-1 expression, neutrophil and calcium influx, as well as PECAM-1 and ICAM-1 expression on endothelial cells; 3) a possible inter-relation between TSPO and EG was observed since Ro5-4864 inhibited the increase of in vivo leukocyte rolling and adhesion induced by RU 38486 in vivo treatment; it inhibited the increase of neutrophil L-selectin, lymphocyte β2-integrin and leukocyte PECAM-1 expressions; 4) It was showed that neutrophil have more TSPO than lymphocytes and endothelial cells, and this expression is increased by fMLP stimulation. Taken together, our results suggest that TSPO ligands differently modulate leukocyte adhesion and motility functions and endothelial cells adhesion, and further, they suggest an allosteric agonist/antagonist relation. Additionally, they showed a relation between TSPO and EG cytoplasmic receptor on the control of leukocyte-endothelial interaction.

Além dos receptores no sistema nervoso central (SNC), acoplados a receptores GABAA (CBR - central benzodiazepine receptor), outros sítios periféricos de ligação para os benzodiazepínicos (BDZ) foram descritos e denominados de \"periféricos\" (PBR peripheral benzodiazepine receptor) ou TSPO - Translocator protein. Sua função como modulador do sistema imune tem sido proposta, com a participação, pelo menos em parte, de glicocorticóides endógenos (GE). No entanto, os mecanismos da modulação dos TSPO sobre o processo inflamatório e a relação destes receptores com os GE ainda não estão totalmente estabelecidos. Desta forma, este trabalho visou investigar os efeitos de dois ligantes sintéticos de TSPO, um benzodiazepínico, Ro5-4864, e uma isoquinolona carboxamida, PK 11195, e suas relações com os GE, sobre os eventos da migração leucocitária. Para tanto, ratos Wistar machos foram tratados in vivo com RU 38486 (antagonista de receptor de GE) ou com veículo e, adicionalmente, os ligantes de TSPO, Ro5-4864 e/ou PK 11195, foram aplicados topicamente sobre a microcirculação do mesentério dos animais para avaliação do comportamento rolling e aderência de leucócitos, por microscopia intravital, em condições basais ou após estimulação pelo peptídeo formil-metionil-leucilfenilalanina (fMLP). Leucócitos periféricos foram coletados e tratados in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão, quimiotaxia e influxo de cálcio em condições basais ou após estimulação pelo fMLP. Ainda, culturas primárias de células endoteliais da microcirculação de ratos foram tratadas in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão em condições basais ou após estimulação pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS). Os resultados obtidos mostraram que: 1) o ligante de TSPO, Ro5-4864, alterou a ação do fMLP, uma vez que inibiu a diminuição do rolling, o aumento de células aderentes, a clivagem de L-selectina, o aumento de expressão de PECAM-1 (platelet endothelial cell adhesion molecule), a quimiotaxia e o influxo de cálcio em neutrófilos; não afetou a expressão de PECAM-1 e ICAM-1 (intracellular cell adhesion molecule) induzida pelo LPS em células endoteliais; 2) o PK 11195 aumentou o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos induzido pelo fMLP; 3) a co-administração dos ligantes de TSPO, Ro5-4864 e PK 11195, reverteu os efeitos do Ro5-4864 sobre a expressão de L-selectina e PECAM-1, o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos. A possível inter-relação dos TSPO e GE foi verificada uma vez que o Ro5-4864 inibiu o aumento do número de leucócitos rolling e aderidos à parede vascular in vivo causado pelo tratamento com RU 38486; inibiu o aumento da expressão de L-selectina em neutrófilos e de β2-integrina presente em linfócitos e de PECAM-1 em neutrófilos. Ainda, foi verificado que neutrófilos possuem expressões de TSPO maiores que linfócitos e células endoteliais e que esta expressão é aumentada em neutrófilos pela ação do fMLP. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho sugerem que os ligantes de TSPO modulam diferentemente as funções de adesão e mobilidade de leucócitos e de adesão da célula endotelial e que uma relação alostérica de agonismo/antagonismo entre estes pode ser sugerida. Adicionalmente, os resultados mostram uma possível relação entre os TSPO e os receptores de citoplasmáticos de GE no controle da interação leucócito-endotélio. / Besides central benzodiazepine receptor (CBR) found on central nervous system (CNS) coupled to GABAA, another binding site for benzodiazepines was described and named peripheral benzodiazepine receptor (PBR) or Translocator protein (TSPO). The mainly function described to this TSPO is steroidogenesis. Additionally, its function as an immune modulator has been proposed with the involvement, at least in part, of endogenous glucocorticoids (EG). However, mechanisms of TSPO modulation on inflammatory process and the relation between the receptor and EG has not been totally established. This study aimed investigates effects of two synthetic TSPO ligands, a benzodiazepine, Ro5-4864, and an isoquinoline carboxamide, PK 11195, and their relation with EG on leukocyte migration. For this purpose, male Wistar rats were in vivo treated with RU 38486 (EG antagonist receptor) or vehicle and, in addition, TSPO ligands, Ro5-4864 and/or PK 11195, were topically applied on animal mesentery microcirculation to evaluate leukocyte rolling and adhesion, by intravital microscopy, under basal conditions or after stimulation by N-formyl-methionine-leucine-phenylalanine (fMLP). In addition, peripheral leukocytes were collected and in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression, chemotaxis and calcium influx. Endothelial cells obtained from cremaster muscle were in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression under basal conditions or after stimulation by lipopolysaccharide from E.coli (LPS). Our results showed that: 1) TSPO ligand, Ro5-4864, altered the fMLP action since TSPO ligand inhibited the decrease of rolling, the increase of adherent cells, L-selectin cleavage, the increase of PECAM-1 expression, neutrophil chemotaxis and calcium influx; did not affect expression of PECAM-1 and ICAM-1 induced by LPS on endothelial cells; 2) PK 11195 increased fMLP-induced neutrophil calcium influx and chemotaxis; 3) co-administration of TSPO ligands, Ro5-4864 and PK 11195, reverted Ro5-4864 effects on L-selectin and PECAM-1 expression, neutrophil and calcium influx, as well as PECAM-1 and ICAM-1 expression on endothelial cells; 3) a possible inter-relation between TSPO and EG was observed since Ro5-4864 inhibited the increase of in vivo leukocyte rolling and adhesion induced by RU 38486 in vivo treatment; it inhibited the increase of neutrophil L-selectin, lymphocyte β2-integrin and leukocyte PECAM-1 expressions; 4) It was showed that neutrophil have more TSPO than lymphocytes and endothelial cells, and this expression is increased by fMLP stimulation. Taken together, our results suggest that TSPO ligands differently modulate leukocyte adhesion and motility functions and endothelial cells adhesion, and further, they suggest an allosteric agonist/antagonist relation. Additionally, they showed a relation between TSPO and EG cytoplasmic receptor on the control of leukocyte-endothelial interaction.

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INTRODUCCIÓN: El tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal se ha basado en el uso de aminosalicilatos corticoides e inmunosupresores, que ayudan a controlar los brotes de la enfermedad, aunque no consiguen su curación. El bloqueo de las moléculas de adhesión endotelial, que permiten el reclutamiento de leucocitos desde el lecho vascular hacia el área inflamada, podría ser una diana terapéutica útil en esta enfermedad.OBJETIVOS: 1. Determinar el valor de las moléculas de adhesión endotelial como nuevas dianas terapéuticas en la enfermedad inflamatoria del intestino. 2. Evaluar el posible valor terapéutico de su modulación con anticuerpos monoclonales bloqueantes de las moléculas de adhesión endotelial, péptidos trébol y ciclosporina A.MATERIAL Y MÉTODOS: El modelo experimental utilizado ha sido el de la colitis inducida por DSS en el ratón, que remeda la colitis ulcerosa en humanos. Para cuantificar la expresión in vivo de las moléculas de adhesión endotelial se ha recurrido a la técnica del doble anticuerpo marcado y para evaluar su expresión in vitro. a los cultivos primarios de células endoteliales de vena de cordón umbilical humano. Asimismo, para analizar las interacciones leucocito-endotelio en las vénulas del colon se ha utilizado la microscopía intravital de fluorescencia.RESULTADOS Y CONCLUSIONES: 1. En la colitis experimental inducida por DSS existe un aumento en la expresión de las moléculas de adhesión endotelial ICAM-1, VCAM-1 y MAdCAM-1 y de las interacciones leucocito-endotelio (roadamiento y adhesión) en las vénulas postcapilares del colon. 2. VCAM-1 es la principal molécula responsable del incremento de la adhesión leucocitaria al endotelio y juega un papel fundamental en la fisiopatología de la enfermedad inflamatoria intestinal experimental. 3. El inmunobloqueo sostenido de VCAM-1 tiene efecto terapéutico ya que mejora el curso de la colitis. En cambio, la inmunoneutralización de ICAM-1 o de MAdCAM-1 no altera el curso clínico en este modelo experimental. 4. El aumento de la expresión de las moléculas de adhesión endotelial VCAM 1 y MAdCAM-1 en el colon es proporcional a la gravedad de la colitis inducida. 5. El péptido trébol TFF2 es útil en el tratamiento de la colitis experimental, siendo su administración tópica superior a la sistémica 6 TFF2 produce de forma indirecta, una reducción en la expresión de las moléculas de adhesión endotelial y en el reclutamiento leucocitario que contribuye a su efecto beneficioso. 7. La ciclosporina A mejora la colitis experimental inducida por DSS en el ratón. 8. El efecto terapéutico de la ciclosporina A se debe, en parte, a que reduce la producción de citocinas proinflamatorias y la expresión de las moléculas de adhesión del endotelio, actuando directamente sobre la célula endotelial, lo que decrece el reclutamiento leucocitario hacia el intestino inflamado.SUMARIO: 1- VCAM-1 es la molécula de adhesión endotelial más importante en este modelo experimental de colitis que remeda la colitis ulcerosa en humanos- 2 El inmunobloqueo de VCAM-1, en contraste con el de ICAM-1 o MAdCAM-1, podría atenuar la respuesta inflamatoria sin alterar los mecanismos inmunes fisiológicos ya que esta molécula no está implicada en la recirculación fisiológica de los leucocitos. 3. Los trabajos que componen esta Tesis Doctoral constituyen la base racional para investigar el efecto de los anticuerpos anti-VCAM-1 en los pacientes con colitis ulcerosa. / INTRODUCTION: Treatment of inflammatory bowel disease is currently based on the use of aminosalicylates, corticosteroids and immunomodulators, which can control flares of disease but are not curative. Blockade of endothelial adhesion molecules involved in the recruitment of leukocytes from the vascular bed to the inflammatory site might be a useful therapeutic strategy in this disease.AIM: To assess the usefulness of modulation of endothelial adhesion molecules with monoclonal antibodies, trefoil peptides (TFF2), and cyclosporin A (CsA) as a therapeutic strategy for experimental colitis. MATERIAL AND METHODS: Dextran sulphate sodium (DSS)-induced colitis, a murine model that mimics human ulcerative colitis, was used. Cell adhesion molecule expression was measured by the dual radiolabeled antibody technique. Leukocyte-endothelial cell interactions were determined in colonic venules by fluorescence intravital microscopy.RESULTS AND CONCLUSIONS: 1. VCAM-1 plays a central role in leukocyte recruitment in colitis since blockade of this adhesion molecule has a higher therapeutic effect than immunoneutralization of ICAM-1 or MAdCAM-1 in this experimental model.2. TFF2 is useful in the treatment of colitis, and topical administration is superior to the systemic route. Indirect reduction in adhesion molecule expression and leukocyte recruitment into the inflamed intestine contributes to the beneficial effect of TFF2 treatment.3. CsA A ameliorates DSS-induced colitis in mice. Reduced adhesion molecule expression resulting from diminished pro-inflammatory cytokine production and from a direct effect of CsA in endothelial cells decreases leukocyte recruitment into the inflamed intestine, contributing to this protective effect. SUMMARY: 1. VCAM-1 is the most important endothelial adhesion molecule in an experimental model of colitis that mimics human ulcerative colitis. 2. VCAM-1 immunoblockade, in contrast to ICAM-1 or MAdCAM-1, can attenuate the inflammatory response without altering the physiological immune mechanisms since this molecule is not involved in the physiological recirculation of leukocytes. 3. The results of this Doctoral Thesis constitute the rationale to investigate the effects of anti-VCAM-1 antibodies in patients with ulcerative colitis.

A terapia celular para doenças cardiovasculares representa uma nova e promissora opção terapêutica, principalmente para a cardiopatia isquêmica. A injeção de células mononucleares de medula óssea (CMMO) pela via intracoronariana (ICO) é a mais estudada em ensaios clínicos. Embora já se tenha documentado efeitos benéficos com essa terapia, dados relativos aos mecanismos de interação entre as células transplantadas e o ambiente microvascular cardíaco são escassos. A avaliação das CMMO na microcirculação miocárdica tem o potencial de esclarecer seus mecanismos de ação, abrindo novas possibilidades terapêuticas. O objetivo do estudo foi descrever e avaliar uma inovadora técnica de injeção ICO direta e visualização in vivo das CMMO na microcirculação miocárdica de pequenos roedores, após um período de isquemia miocárdica global (IMG) seguida de reperfusão, na presença e na ausência da aterosclerose. Materiais e Métodos: A técnica de transplante cardíaco heterotópico cervical (TCHC) em murinos foi modificada com a inserção e fixação de um microcateter conectado a uma seringa, no tronco braquiocefálico do animal doador. IMG foi induzida ocluindo-se a artéria nutridora do enxerto com um microclamp vascular, por 1 hora. As CMMO foram isoladas e marcadas antes da injeção ICO. Microscopia intravital de fluorescência (MIF) foi usada para análise da microcirculação coronariana do ventrículo direito (VD), incluindo arteríolas, capilares e vênulas pós-capilares. Parâmetros de perfusão e permeabilidade microvasculares e as interações entre as CMMO e células endoteliais foram estudados. O impacto da aterosclerose na recuperação, fenótipo e função celular também foi avaliado. Resultado: A MIF permitiu análise detalhada da microcirculação coronariana e da cinética das CMMO injetadas pela via ICO. A IMG afetou a microcirculação, reduzindo a densidade capilar funcional (DCF). Tal redução foi maior na presença de aterosclerose. A principal área de retenção celular foi a rede capilar e não as arteríolas ou vênulas. Nem a presença de isquemia, nem de aterosclerose alterou o número de células retidas. O número de CMMO retidas não aumentou na presença de isquemia, nem de aterosclerose e não se correlacionou com a perfusão microvascular ou inflamação prévios à injeção. Houve forte correlação entre o número de CMMO retidas e a expressão de CXCR4. A injeção de CMMO não afetou negativamente a DCF e a microcirculação. Aterosclerose não alterou o número de CMMO obtidas após isolamento por gradiente de Ficoll. A expressão de CD54 estava reduzida em camundongos ApoE-/-. CMMO de doadores ateroscleróticos geraram um número aumentado de unidades formadoras de colônias de granulócitos e macrófagos. A análise ecocardiográfica da função do VD do enxerto cardíaco cervical foi exeqüível. Conclusões: A injeção ICO direta e a visualização detalhada da cinética das CMMO na microcirculação coronária in vivo por MIF foi possível. A IMG provocou redução da densidade capilar funcional. A retenção das CMMO após injeção ICO se deu nos capilares e provavelmente depende da expressão de CXCR4. / Cell therapy for cardiovascular disease represents a promising new therapeutic option, especially for ischemic heart disease. The intracoronary (ICo) injection of bone marrow mononuclear cells (BMMC) is the most commonly studied rote in clinical trials. Although it has been documented beneficial effects with this therapy, data pertaining the mechanisms of interaction between transplanted cells and cardiac microvascular environment are lacking. Assessment of BMMC in myocardial microcirculation has the potential to clarify its mechanisms of action, opening new therapeutic possibilities. The objective of the study was to describe and to evaluate an innovative technique of direct ICo injection and in vivo visualization of BMMC in myocardial small rodents, after a period of global cardiac ischemia (GMI) and reperfusion, in the presence and absence of atherosclerosis. Materials and Methods: The syngeneic murine cervical heterotopic heart transplantation (CHHT) technique was modified by inserting and fixing a catheter connected to a syringe into the donor animal brachiocephalic trunk. GMI was induced occluding the nutritive artery of the graft for 1 hour. Bone marrow mononuclear cells were isolated and labeled prior to ICo injection. Intravital fluorescence microscopy (IFM) was used for analysis of the coronary microcirculation of the right ventricle (RV), including arterioles, capillaries and venules. Parameters of microvascular perfusion, microvascular permeability and the interactions between the BMMC and endothelial cells were studied. The impact of atherosclerosis on the recovery, phenotype and cellular function was also evaluated. Results: The IFM has allowed detailed analysis of both the coronary microcirculation, as the kinetics of BMMC. The GMI affected microcirculation, reducing the functional capillary density (FCD). This reduction was higher in the presence of atherosclerosis. The main area of cell retention was the capillary network, not the arterioles or venules. The number of BMMC retained was not increased in the presence of ischemia, neither of atherosclerosis and didnt correlate with microvascular perfusion or inflammation before injection. Cell retention was strongly correlated with BMMC expression of CXCR4. BMMC injection didnt affect negatively the FCD and microcirculation. Atherosclerosis didnt change the number of BMMC recovered after Ficoll gradient isolation. BMMC expression of CD54 was reduced in ApoE-/- mice. BMMC of atherosclerotic donors have generated a greater number of colony forming units of granulocytes and macrophages. The RV function analyses of the cardiac graft could be performed by echocardiography. Conclusions: The direct ICo injection and detailed visualization of BMMC kinetics in the coronary microcirculation in vivo was possible. The IRCG caused reduction of functional capillary density. Retention BMMC after ICo injection occurred in the capillaries and probably depends on the expression of CXCR4.

A terapia celular para doenças cardiovasculares representa uma nova e promissora opção terapêutica, principalmente para a cardiopatia isquêmica. A injeção de células mononucleares de medula óssea (CMMO) pela via intracoronariana (ICO) é a mais estudada em ensaios clínicos. Embora já se tenha documentado efeitos benéficos com essa terapia, dados relativos aos mecanismos de interação entre as células transplantadas e o ambiente microvascular cardíaco são escassos. A avaliação das CMMO na microcirculação miocárdica tem o potencial de esclarecer seus mecanismos de ação, abrindo novas possibilidades terapêuticas. O objetivo do estudo foi descrever e avaliar uma inovadora técnica de injeção ICO direta e visualização in vivo das CMMO na microcirculação miocárdica de pequenos roedores, após um período de isquemia miocárdica global (IMG) seguida de reperfusão, na presença e na ausência da aterosclerose. Materiais e Métodos: A técnica de transplante cardíaco heterotópico cervical (TCHC) em murinos foi modificada com a inserção e fixação de um microcateter conectado a uma seringa, no tronco braquiocefálico do animal doador. IMG foi induzida ocluindo-se a artéria nutridora do enxerto com um microclamp vascular, por 1 hora. As CMMO foram isoladas e marcadas antes da injeção ICO. Microscopia intravital de fluorescência (MIF) foi usada para análise da microcirculação coronariana do ventrículo direito (VD), incluindo arteríolas, capilares e vênulas pós-capilares. Parâmetros de perfusão e permeabilidade microvasculares e as interações entre as CMMO e células endoteliais foram estudados. O impacto da aterosclerose na recuperação, fenótipo e função celular também foi avaliado. Resultado: A MIF permitiu análise detalhada da microcirculação coronariana e da cinética das CMMO injetadas pela via ICO. A IMG afetou a microcirculação, reduzindo a densidade capilar funcional (DCF). Tal redução foi maior na presença de aterosclerose. A principal área de retenção celular foi a rede capilar e não as arteríolas ou vênulas. Nem a presença de isquemia, nem de aterosclerose alterou o número de células retidas. O número de CMMO retidas não aumentou na presença de isquemia, nem de aterosclerose e não se correlacionou com a perfusão microvascular ou inflamação prévios à injeção. Houve forte correlação entre o número de CMMO retidas e a expressão de CXCR4. A injeção de CMMO não afetou negativamente a DCF e a microcirculação. Aterosclerose não alterou o número de CMMO obtidas após isolamento por gradiente de Ficoll. A expressão de CD54 estava reduzida em camundongos ApoE-/-. CMMO de doadores ateroscleróticos geraram um número aumentado de unidades formadoras de colônias de granulócitos e macrófagos. A análise ecocardiográfica da função do VD do enxerto cardíaco cervical foi exeqüível. Conclusões: A injeção ICO direta e a visualização detalhada da cinética das CMMO na microcirculação coronária in vivo por MIF foi possível. A IMG provocou redução da densidade capilar funcional. A retenção das CMMO após injeção ICO se deu nos capilares e provavelmente depende da expressão de CXCR4. / Cell therapy for cardiovascular disease represents a promising new therapeutic option, especially for ischemic heart disease. The intracoronary (ICo) injection of bone marrow mononuclear cells (BMMC) is the most commonly studied rote in clinical trials. Although it has been documented beneficial effects with this therapy, data pertaining the mechanisms of interaction between transplanted cells and cardiac microvascular environment are lacking. Assessment of BMMC in myocardial microcirculation has the potential to clarify its mechanisms of action, opening new therapeutic possibilities. The objective of the study was to describe and to evaluate an innovative technique of direct ICo injection and in vivo visualization of BMMC in myocardial small rodents, after a period of global cardiac ischemia (GMI) and reperfusion, in the presence and absence of atherosclerosis. Materials and Methods: The syngeneic murine cervical heterotopic heart transplantation (CHHT) technique was modified by inserting and fixing a catheter connected to a syringe into the donor animal brachiocephalic trunk. GMI was induced occluding the nutritive artery of the graft for 1 hour. Bone marrow mononuclear cells were isolated and labeled prior to ICo injection. Intravital fluorescence microscopy (IFM) was used for analysis of the coronary microcirculation of the right ventricle (RV), including arterioles, capillaries and venules. Parameters of microvascular perfusion, microvascular permeability and the interactions between the BMMC and endothelial cells were studied. The impact of atherosclerosis on the recovery, phenotype and cellular function was also evaluated. Results: The IFM has allowed detailed analysis of both the coronary microcirculation, as the kinetics of BMMC. The GMI affected microcirculation, reducing the functional capillary density (FCD). This reduction was higher in the presence of atherosclerosis. The main area of cell retention was the capillary network, not the arterioles or venules. The number of BMMC retained was not increased in the presence of ischemia, neither of atherosclerosis and didnt correlate with microvascular perfusion or inflammation before injection. Cell retention was strongly correlated with BMMC expression of CXCR4. BMMC injection didnt affect negatively the FCD and microcirculation. Atherosclerosis didnt change the number of BMMC recovered after Ficoll gradient isolation. BMMC expression of CD54 was reduced in ApoE-/- mice. BMMC of atherosclerotic donors have generated a greater number of colony forming units of granulocytes and macrophages. The RV function analyses of the cardiac graft could be performed by echocardiography. Conclusions: The direct ICo injection and detailed visualization of BMMC kinetics in the coronary microcirculation in vivo was possible. The IRCG caused reduction of functional capillary density. Retention BMMC after ICo injection occurred in the capillaries and probably depends on the expression of CXCR4.

Achyrocline satureoides (Lam) D.C., popularmente conhecida como \"marcela\", é utilizada popularmente para tratar diversas doenças, como mal estar gástrico e intestinal, inflamações, diabetes e outros. Como os mecanismos de ação do extrato de A. satureoides ainda não são conhecidos, o presente trabalho visou esclarecer os mecanismos antiinflamatórios do extrato bruto hidroalcoólico das inflorescências de A. satureoides, focando na migração e função fagocítica e microbicida de neutrófilos. Para tanto, o extrato hidroalcoólico foi administrado por gavage (50, 100 e 250mg/kg) em ratos Wistar, machos, adultos, e a inflamação foi induzida pela injeção do lipopolisacarídeo de E. coli (LPS; 2mL de solução; 500 µg/mL em PBS) no tecido subcutâneo dorsal (modelo da bolsa de ar). Animais controles receberam volumes equivalentes de veículo do extrato e indometacina (30mg/kg). Foram quantificados o número de neutrófilos (câmara de Neubauer e esfregaços corados por Panótico) e a concentração de Leucotrieno B4 e CINC-1 (ELISA) no foco de lesão; a interação leucócito-endotélio em vênulas da microcirculação mesentérica após estímulo in situ pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS; 30µg/40µL; por microscopia intravital); a expressão de moléculas de adesão e do toll-like receptor (TLR-4), além da quantificação do burst oxidativo (induzido pelo miristato-acetato de forbol - PMA) e fagocitose em neutrófilos circulantes (citometria de fluxo); análise histológica e quantificação dos marcadores hepáticos (AST, ALT e Gama-GT) e renais (uréia e creatinina) no plasma por espectrofotometria. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento com o extrato reduziu o número de neutrófilos e a concentração de LTB4 e CINC-1 na bolsa de ar; reduziu a expressão de TLR4 pelos neutrófilos circulantes e a porcentagem de neutrófilos positivos para L-selectina e β2-integrina; inibiu a adesão e o comportamento rolling de leucócitos ao endotélio microvascular; reduziu o burst induzido por PMA; aumentou o potencial de fagocitose, sem alterar o burst induzido por Staphylococcus aureus, não alterou a morfologia tecidual e a concentração sérica dos marcadores de atividade hepática e renal. Em conjunto, os dados obtidos mostram que dose, aparentemente, não tóxica do extrato de A. satureoides exerce efeito antiinflamatório in vivo frente ao LPS, quantificados pela redução da migração e pelas interferências nas atividades fagocítica e microbicida dos neutrófilos. / Achyrocline satureoides (Lam) D.C., popularly known as \"marcela\", is popularly used to treat several diseases, such as gastric and intestinal disorders, inflammation, diabetes and others. As the mechanisms of the extract of A. satureoides have not been elucidated, this study aimed to investigate the anti-inflammatory mechanisms of the crude hydroalcoholic extract of the flowers of A. satureoides, focusing on migration and phagocytic and microbicidal neutrophils function. The hydroalcoholic extract was administered by gavage (50, 100 and 250mg/kg) into male Wistar rats, adult, and inflammation was induced by injection of lipopolysaccharide E. coli (LPS; 2 mL of solution; 500µg/mL in PBS) into the dorsal subcutaneous tissue (air pouch model). Control animals received equivalent volume of extract vehicle or indomethacin solution (30mg/kg). It was quantified the numbers of neutrophils (Neubauer chamber and stained smears by Panoptic) and concentrations of leukotriene B4 (LTB4) and CINC-1 (ELISA) in the focus of the injury; the leukocyte-endothelium interactions in mesenteric venules of the microcirculation after stimulation by LPS (30µg/40µL; intravital microscopy); the adhesion molecules and toll-like receptor (TLR-4) expressions and quantification of oxidative burst and phagocytosis in circulating neutrophils (flow cytometry); histological analysis and the hepatic markers (AST, ALT and gamma-GT) and kidney (urea and creatinine) concentrations in plasma by spectrophotometry. Data obtained showed that the treatment reduced the numbers of neutrophils and concentrations of LTB4 and CINC-1 in the subcutaneous tissue; reduced the TLR4 expression by circulating neutrophils and the number of β2-integrin- and L-selectin-positive neutrophils; inhibited the leukocyte adhesion and the rolling behavior to vascular endothelium; reduced the burst evoked by PMA; increased the phagocytosis without changing the burst induced by Staphylococcus aureus; and did not alter the tissue morphology and concentration of hepatic and renal enzymes in the serum. Together, these data suggest that dose, apparently non-toxic, of extract of A. satureoides exerts anti-inflammatory effect in vivo, quantified by the reduced migration and by interference in the phagocytic and microbicidal activities of neutrophils.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-06T13:29:02Z No. of bitstreams: 1 DissBCGS.pdf: 7250050 bytes, checksum: df4b2203e5e586a2cba2f75ff4af7f2f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:24:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBCGS.pdf: 7250050 bytes, checksum: df4b2203e5e586a2cba2f75ff4af7f2f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:24:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBCGS.pdf: 7250050 bytes, checksum: df4b2203e5e586a2cba2f75ff4af7f2f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:24:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBCGS.pdf: 7250050 bytes, checksum: df4b2203e5e586a2cba2f75ff4af7f2f (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Over the last few years, a large number of researchers have directed their efforts and interests for the in vivo study of the cellular and molecular mechanisms of leukocyte-endothelial interactions in the microcirculation of many tissues under different inflammatory conditions. The main goal of these studies is to develop more effective therapeutic strategies for the treatment of inflammatory and autoimmune diseases. Nowadays, analysis of the leukocyte-endothelial interactions in small animals is performed by visual assessment from an intravital microscopy image sequences. Besides being time consuming, this procedure may cause visual fatigue of the observer and, therefore, generate false statistics. In this context, this work aims to study and develop computational techniques for the automatic detection and tracking of leukocytes in intravital video microscopy. For that, results from frame to frame processing (2D – spatial analysis) will be combined with those from the three-dimensional analysis (3D=2D+t – spatio-temporal analysis) of the volume formed by stacking the video frames. The main technique addressed for both processings is based on the analysis of the eigenvalues of the local Hessian matrix. While the 2D image processing aims the leukocyte detection without worrying about their tracking, 2D+t processing is intended to assist on the dynamic analysis of cell movement (tracking), being able to predict cell movements in cases of occlusion, for example. In this work we used intravital video microscopy obtained from a study of Multiple Sclerosis in mice. Noise reduction and registration techniques comprise the preprocessing step. In addition, techniques for the analysis and definition of cellular pathways comprise the post processing step. Results of 2D and 2D+t processing steps, compared with conventional visual analysis, have shown the effectiveness of the proposed approach. / Nos últimos anos, um grande número de pesquisadores tem voltado seus esforços e interesses para o estudo in vivo dos mecanismos celulares e moleculares da interação leucócitoendotélio na microcirculação de vários tecidos e em várias condições inflamatórias. O principal objetivo desses estudos é desenvolver estratégias terapêuticas mais eficazes para o tratamento de doenças inflamatórias e autoimunes. Atualmente, a análise de interações leucócito-endotélio em pequenos animais é realizada de maneira visual a partir de uma sequência de imagens de microscopia intravital. Além de ser demorado, esse procedimento pode levar à fadiga visual do observador e, portanto, gerar falsas estatísticas. Nesse contexto, este trabalho de pesquisa tem como objetivo estudar e desenvolver técnicas computacionais para a detecção e rastreamento automáticos de leucócitos em vídeos de microscopia intravital. Para isso, resultados do processamento quadro a quadro do vídeo (2D – análise espacial) serão combinados com os resultados da análise tridimensional (3D=2D+t – análise espaço-temporal) do volume formado pelo empilhamento dos quadros do vídeo. A principal técnica abordada para ambos os processamentos é baseada na análise local dos autovalores da matriz Hessiana. Enquanto o processamento de imagens 2D tem como objetivo a detecção de leucócitos sem se preocupar com seu rastreamento, o processamento 2D+t pretende auxiliar na análise dinâmica de movimentação das células (rastreamento), sendo capaz de prever movimentos celulares em casos de oclusão, por exemplo. Neste trabalho foram utilizados vídeos de microscopia intravital obtidos a partir de um estudo da Esclerose Múltipla realizado com camundongos. Técnicas de redução de ruído e estabilização do movimento das sequências de imagens compõem a etapa de pré-processamento, assim como técnicas para a definição e análise dos caminhos celulares compõem a etapa de pós-processamento. Resultados das etapas de processamento 2D e 2D+t, comparados com a convencional análise visual, demonstraram a eficácia da abordagem proposta. / FAPESP: 2013/26171-6

Achyrocline satureoides (Lam) D.C., popularmente conhecida como \"marcela\", é utilizada popularmente para tratar diversas doenças, como mal estar gástrico e intestinal, inflamações, diabetes e outros. Como os mecanismos de ação do extrato de A. satureoides ainda não são conhecidos, o presente trabalho visou esclarecer os mecanismos antiinflamatórios do extrato bruto hidroalcoólico das inflorescências de A. satureoides, focando na migração e função fagocítica e microbicida de neutrófilos. Para tanto, o extrato hidroalcoólico foi administrado por gavage (50, 100 e 250mg/kg) em ratos Wistar, machos, adultos, e a inflamação foi induzida pela injeção do lipopolisacarídeo de E. coli (LPS; 2mL de solução; 500 µg/mL em PBS) no tecido subcutâneo dorsal (modelo da bolsa de ar). Animais controles receberam volumes equivalentes de veículo do extrato e indometacina (30mg/kg). Foram quantificados o número de neutrófilos (câmara de Neubauer e esfregaços corados por Panótico) e a concentração de Leucotrieno B4 e CINC-1 (ELISA) no foco de lesão; a interação leucócito-endotélio em vênulas da microcirculação mesentérica após estímulo in situ pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS; 30µg/40µL; por microscopia intravital); a expressão de moléculas de adesão e do toll-like receptor (TLR-4), além da quantificação do burst oxidativo (induzido pelo miristato-acetato de forbol - PMA) e fagocitose em neutrófilos circulantes (citometria de fluxo); análise histológica e quantificação dos marcadores hepáticos (AST, ALT e Gama-GT) e renais (uréia e creatinina) no plasma por espectrofotometria. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento com o extrato reduziu o número de neutrófilos e a concentração de LTB4 e CINC-1 na bolsa de ar; reduziu a expressão de TLR4 pelos neutrófilos circulantes e a porcentagem de neutrófilos positivos para L-selectina e β2-integrina; inibiu a adesão e o comportamento rolling de leucócitos ao endotélio microvascular; reduziu o burst induzido por PMA; aumentou o potencial de fagocitose, sem alterar o burst induzido por Staphylococcus aureus, não alterou a morfologia tecidual e a concentração sérica dos marcadores de atividade hepática e renal. Em conjunto, os dados obtidos mostram que dose, aparentemente, não tóxica do extrato de A. satureoides exerce efeito antiinflamatório in vivo frente ao LPS, quantificados pela redução da migração e pelas interferências nas atividades fagocítica e microbicida dos neutrófilos. / Achyrocline satureoides (Lam) D.C., popularly known as \"marcela\", is popularly used to treat several diseases, such as gastric and intestinal disorders, inflammation, diabetes and others. As the mechanisms of the extract of A. satureoides have not been elucidated, this study aimed to investigate the anti-inflammatory mechanisms of the crude hydroalcoholic extract of the flowers of A. satureoides, focusing on migration and phagocytic and microbicidal neutrophils function. The hydroalcoholic extract was administered by gavage (50, 100 and 250mg/kg) into male Wistar rats, adult, and inflammation was induced by injection of lipopolysaccharide E. coli (LPS; 2 mL of solution; 500µg/mL in PBS) into the dorsal subcutaneous tissue (air pouch model). Control animals received equivalent volume of extract vehicle or indomethacin solution (30mg/kg). It was quantified the numbers of neutrophils (Neubauer chamber and stained smears by Panoptic) and concentrations of leukotriene B4 (LTB4) and CINC-1 (ELISA) in the focus of the injury; the leukocyte-endothelium interactions in mesenteric venules of the microcirculation after stimulation by LPS (30µg/40µL; intravital microscopy); the adhesion molecules and toll-like receptor (TLR-4) expressions and quantification of oxidative burst and phagocytosis in circulating neutrophils (flow cytometry); histological analysis and the hepatic markers (AST, ALT and gamma-GT) and kidney (urea and creatinine) concentrations in plasma by spectrophotometry. Data obtained showed that the treatment reduced the numbers of neutrophils and concentrations of LTB4 and CINC-1 in the subcutaneous tissue; reduced the TLR4 expression by circulating neutrophils and the number of β2-integrin- and L-selectin-positive neutrophils; inhibited the leukocyte adhesion and the rolling behavior to vascular endothelium; reduced the burst evoked by PMA; increased the phagocytosis without changing the burst induced by Staphylococcus aureus; and did not alter the tissue morphology and concentration of hepatic and renal enzymes in the serum. Together, these data suggest that dose, apparently non-toxic, of extract of A. satureoides exerts anti-inflammatory effect in vivo, quantified by the reduced migration and by interference in the phagocytic and microbicidal activities of neutrophils.

Orientador: Claudio Chrysostomo Werneck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_DanielleSousa_M.pdf: 8911447 bytes, checksum: c9bf5559a19db5c16b953e4b7a760966 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: MAGP1 (Microfibril-Associated GlycoProtein1) é um os constituintes das microfibrilas. Numerosos estudos têm demonstrado que MAGP1 interage com outras moléculas in vitro e sua expressão é de grande importância para o desenvolvimento vascular em zebrafish. Dados obtidos em nosso laboratório a partir do modelo fotoquímico de indução de trombo em animais deficientes em MAGP1 sugerem a importância deste componente da microfibrila no processo trombótico. Entre as técnicas para indução da formação de trombo, têm-se o cloreto férrico. Tal mecanismo, quando aplicado em pequenos animais, gera uma lesão endotelial de alta intensidade em apenas dois minutos. Além disso, com o auxílio da microscopia intravital, o cloreto férrico permite a captura de imagens do vaso sanguíneo em tempo real. A microscopia intravital possibilita a análise do processo de formação do trombo e as possíveis diferenças deste processo nos camundongos deficientes em MAGP1. Sendo assim, o presente trabalho objetivou estabelecer a técnica de trombose arterial induzida por cloreto férrico e assistida por microscopia intravital, a fim de verificar a função de MAGP1 no processo de formação do trombo. Para isto, as células brancas e as plaquetas de animais selvagens e deficientes em MAGP1 foram coradas com Rhodamina 6G e analisadas por microscopia intravital / Abstract: MAGP1 (Microfibril - Associated GlycoProtein1) is a constituent of the microfibrils. Numerous studies have shown that MAGP1 interact with other molecules in vitro and its expression is of importance for vascular development in zebrafish. Data obtained in our laboratory from the photochemical model of thrombus induction in animals deficient in MAGP1 suggest the importance of this component of the microfibril in the thrombotic process. Among the techniques for inducing thrombus formation, it has been ferric chloride. This mechanism when applied in small animals generates a high intensity endothelial injury in just two minutes. Furthermore, with the aid of intravital microscopy, ferric chloride enables the capture of blood vessel images in real time. The intravital microscopy allows the analysis of the process of thrombus formation and possible differences of this process in mice deficient in MAGP1. Therefore, this study aimed to establish the technique of arterial thrombosis induced by ferric chloride and assisted intravital microscopy, in order to verify the function of MAGP1 in the process of thrombus formation. For this, white cells and platelets MAGP1 deficient and wild animals were stained with Rhodamine 6G e analyzed by intravital microscopy / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular