Os membros da sub-família Toxoplasmatinae conhecidos são Hammondia hammondi, Toxoplasma gondii, Neospora hughesi, Neospora caninum, Hammondia heydorni e Besnoitia spp. Os cães (e provavelmente outras espécies de canídeos) são hospedeiros definitivos de N. caninum e H. heydorni. Os oocistos destas espécies de coccídios são morfologicamente indistinguíveis de forma que o diagnóstico coprológico diferencial entre os dois agentes é virtualmente impossível, se utilizadas metodologias convencionais de diagnóstico. Situação análoga é verificada com os gatos (e outras espécies de felídeos) com relação à infecção por T. gondii e H. hammondi. O objetivo deste trabalho foi propor a reconstrução filogenética de protozoários pertencentes à sub-família Toxoplasmatinae pela análise de seqüências de nucleotídeos de genes mitocondriais e de apicoplasto. Foram empregadas seqüências gênicas de CytB mitocondrial e de dois genes de apicoplasto, o gene codificador da subunidade beta de RNA polimerase DNA dependente (RpoB) e o gene codificador de proteína caseinolitica (ClpC). Pelas análises filogenéticas e de variabilidade nucleotídica e de aminoácidos, verifica-se que a espécie H. heydorni é eqüidistante de todas as outras espécies de toxoplasmatineos. Os posicionamentos relativos dos gêneros Toxoplasma, Neospora e Hammondia nas árvores filogenéticas não foram congruentes em todas as reconstruções, pois dependendo dos táxons que são empregados como grupos externos, as topologias das reconstruções variam e os clados formados são estatisticamente pouco suportados. Assim, a reconstrução de topologias produzindo com ramos curtos que derivam nós de baixo suporte estatístico, somado à eqüidistância evolutiva entre os táxons avaliados (Neospora spp., H. heydorny e T. gondii) permite supor que uma politomia consistente explicaria a evolução para estes organismos, ou seja, a resolução para o posicionamento relativo entre estes táxons poderia ser resultado de evolução radiada. Os genes de organelas mostraram-se mais conservados em relação aos genes nucleares. Embora os genes de apicoplasto possam ser mais conservados que genes nucleares, eles parecem ter relações entre substituições não sinônimas e substituições sinônimas consideravelmente superiores àquelas de genes nucleares e mitocondriais, o que pode indicar que os produtos gênicos estejam sendo submetidos a pressão seletiva positiva. No caso dos genes mitocondriais e nucleares, é possível supor que os mesmos estejam submetidos à pressão seletiva negativa, indicando que as substituições tendem a ser deletérias aos organismos e por isso as mudanças nos produtos gênicos devam ser menos freqüentemente registradas. Ainda, a variabilidade em sítios não sinônimos é consideravelmente superior para seqüências de apicoplasto em relação às demais, particularmente no caso das seqüências RpoB. Também em termos de variabilidade em sítios não sinônimos, percebe-se que as seqüências de genes de apicoplasto de H. heydorni são tão distintas das de T. gondii quanto de N. caninum. Nas análises realizadas com genes de apicoplasto, é marcante a divergência entre as duas linhagens de H. heydorni. Vale ressaltar que as diferenças genotípicas entre as duas linhagens de H. heydorni são maiores que as diferenças entre as duas espécies reconhecidas de Neospora, indicando que as duas linhagens de H. heydorni poderiam ser classificadas como duas espécies distintas, se apenas critérios de evolução molecular fossem considerados. / The known members of the sub-family Toxoplasmatinae are Hammondia hammondi, Toxoplasma gondii, Neospora hughesi, Neospora caninum, Hammondia heydorni and Besnoitia spp. Dogs (and probably other species of dogs) are definitive hosts of N. caninum and H. heydorni. The oocysts of coccidia of these species are morphologically indistinguishable and the coprological differential diagnosis between the two agents is virtually impossible if used conventional methods of diagnosis. Similar situation is observed with the cats (and other species of felids) with respect to T. gondii and H. hammondi. The objective of this study was to propose a phylogenetic reconstruction of protozoa belonging to the subfamily Toxoplasmatinae by analyzing nucleotide sequences of mitochondrial genes and apicoplast. We used gene sequences of cytochrome b and two apicoplast genes, the gene encoding the beta subunit of DNA dependent RNA polymerase (RpoB) and the gene encoding caseinolitic protein (ClpC). From the phylogenetic analysis and the analysis of nucleotide and amino acids variability, was shown that the species H. heydorni is equidistant from all other species of toxoplasmatineos. The relative positions of the genera Toxoplasma, Neospora and Hammondia in the phylogenetic trees were not congruent in all reconstructions, because the topologies of the reconstructions varies according to the taxons that are used as outgroups and clades are poorly supported statistically. Thus, reconstructions of topologies with short branches that derive to poorly statistical supported nodes, coupled with the evolutionary equidistance between taxa the assessed (Neospora spp. H. heydorni. and T. gondii) suggests that a consistent polytomous evolution would explain the evolution within this group of organisms, namely the the relative placement of these taxa could be the result of a radiated evolution. The genes of organelles were more conserved than nuclear genes. Although the apicoplast genes may be more conserved than nuclear genes, they have the ratio between non-synonymous substitutions and synonymous substitutions considerably higher than those of nuclear and mitochondrial genes, which may indicate that the gene products are being subjected to positive selective pressure. In the case of nuclear and mitochondrial genes, it is possible to assume that they are subject to negative selective pressure, indicating that the substitutions are likely to be harmful to organisms and therefore changes in gene products to be less frequently recorded. Still, the variability in non-synonymous sites is considerably higher for sequences of apicoplast in relation to others loci, particularly in the case of RpoB sequences. Also in terms of variability in non-synonymous sites, it is observed that the sequences of apicoplast genes of H. heydorni are as different from those of T. gondii as the N. caninum. The analyzes of apicoplast genes revealed a striking divergence between the two strains of H. heydorni. It is noteworthy that the genotypic differences between the two strains of H. heydorni are greater than the differences between the two species of Neospora, indicating that the two strains of H. heydorni could be classified as two distinct species; if solely criteria of molecular evolution were considered.

Os membros da sub-família Toxoplasmatinae conhecidos são Hammondia hammondi, Toxoplasma gondii, Neospora hughesi, Neospora caninum, Hammondia heydorni e Besnoitia spp. Os cães (e provavelmente outras espécies de canídeos) são hospedeiros definitivos de N. caninum e H. heydorni. Os oocistos destas espécies de coccídios são morfologicamente indistinguíveis de forma que o diagnóstico coprológico diferencial entre os dois agentes é virtualmente impossível, se utilizadas metodologias convencionais de diagnóstico. Situação análoga é verificada com os gatos (e outras espécies de felídeos) com relação à infecção por T. gondii e H. hammondi. O objetivo deste trabalho foi propor a reconstrução filogenética de protozoários pertencentes à sub-família Toxoplasmatinae pela análise de seqüências de nucleotídeos de genes mitocondriais e de apicoplasto. Foram empregadas seqüências gênicas de CytB mitocondrial e de dois genes de apicoplasto, o gene codificador da subunidade beta de RNA polimerase DNA dependente (RpoB) e o gene codificador de proteína caseinolitica (ClpC). Pelas análises filogenéticas e de variabilidade nucleotídica e de aminoácidos, verifica-se que a espécie H. heydorni é eqüidistante de todas as outras espécies de toxoplasmatineos. Os posicionamentos relativos dos gêneros Toxoplasma, Neospora e Hammondia nas árvores filogenéticas não foram congruentes em todas as reconstruções, pois dependendo dos táxons que são empregados como grupos externos, as topologias das reconstruções variam e os clados formados são estatisticamente pouco suportados. Assim, a reconstrução de topologias produzindo com ramos curtos que derivam nós de baixo suporte estatístico, somado à eqüidistância evolutiva entre os táxons avaliados (Neospora spp., H. heydorny e T. gondii) permite supor que uma politomia consistente explicaria a evolução para estes organismos, ou seja, a resolução para o posicionamento relativo entre estes táxons poderia ser resultado de evolução radiada. Os genes de organelas mostraram-se mais conservados em relação aos genes nucleares. Embora os genes de apicoplasto possam ser mais conservados que genes nucleares, eles parecem ter relações entre substituições não sinônimas e substituições sinônimas consideravelmente superiores àquelas de genes nucleares e mitocondriais, o que pode indicar que os produtos gênicos estejam sendo submetidos a pressão seletiva positiva. No caso dos genes mitocondriais e nucleares, é possível supor que os mesmos estejam submetidos à pressão seletiva negativa, indicando que as substituições tendem a ser deletérias aos organismos e por isso as mudanças nos produtos gênicos devam ser menos freqüentemente registradas. Ainda, a variabilidade em sítios não sinônimos é consideravelmente superior para seqüências de apicoplasto em relação às demais, particularmente no caso das seqüências RpoB. Também em termos de variabilidade em sítios não sinônimos, percebe-se que as seqüências de genes de apicoplasto de H. heydorni são tão distintas das de T. gondii quanto de N. caninum. Nas análises realizadas com genes de apicoplasto, é marcante a divergência entre as duas linhagens de H. heydorni. Vale ressaltar que as diferenças genotípicas entre as duas linhagens de H. heydorni são maiores que as diferenças entre as duas espécies reconhecidas de Neospora, indicando que as duas linhagens de H. heydorni poderiam ser classificadas como duas espécies distintas, se apenas critérios de evolução molecular fossem considerados. / The known members of the sub-family Toxoplasmatinae are Hammondia hammondi, Toxoplasma gondii, Neospora hughesi, Neospora caninum, Hammondia heydorni and Besnoitia spp. Dogs (and probably other species of dogs) are definitive hosts of N. caninum and H. heydorni. The oocysts of coccidia of these species are morphologically indistinguishable and the coprological differential diagnosis between the two agents is virtually impossible if used conventional methods of diagnosis. Similar situation is observed with the cats (and other species of felids) with respect to T. gondii and H. hammondi. The objective of this study was to propose a phylogenetic reconstruction of protozoa belonging to the subfamily Toxoplasmatinae by analyzing nucleotide sequences of mitochondrial genes and apicoplast. We used gene sequences of cytochrome b and two apicoplast genes, the gene encoding the beta subunit of DNA dependent RNA polymerase (RpoB) and the gene encoding caseinolitic protein (ClpC). From the phylogenetic analysis and the analysis of nucleotide and amino acids variability, was shown that the species H. heydorni is equidistant from all other species of toxoplasmatineos. The relative positions of the genera Toxoplasma, Neospora and Hammondia in the phylogenetic trees were not congruent in all reconstructions, because the topologies of the reconstructions varies according to the taxons that are used as outgroups and clades are poorly supported statistically. Thus, reconstructions of topologies with short branches that derive to poorly statistical supported nodes, coupled with the evolutionary equidistance between taxa the assessed (Neospora spp. H. heydorni. and T. gondii) suggests that a consistent polytomous evolution would explain the evolution within this group of organisms, namely the the relative placement of these taxa could be the result of a radiated evolution. The genes of organelles were more conserved than nuclear genes. Although the apicoplast genes may be more conserved than nuclear genes, they have the ratio between non-synonymous substitutions and synonymous substitutions considerably higher than those of nuclear and mitochondrial genes, which may indicate that the gene products are being subjected to positive selective pressure. In the case of nuclear and mitochondrial genes, it is possible to assume that they are subject to negative selective pressure, indicating that the substitutions are likely to be harmful to organisms and therefore changes in gene products to be less frequently recorded. Still, the variability in non-synonymous sites is considerably higher for sequences of apicoplast in relation to others loci, particularly in the case of RpoB sequences. Also in terms of variability in non-synonymous sites, it is observed that the sequences of apicoplast genes of H. heydorni are as different from those of T. gondii as the N. caninum. The analyzes of apicoplast genes revealed a striking divergence between the two strains of H. heydorni. It is noteworthy that the genotypic differences between the two strains of H. heydorni are greater than the differences between the two species of Neospora, indicating that the two strains of H. heydorni could be classified as two distinct species; if solely criteria of molecular evolution were considered.

O infarto do miocárdio é atualmente considerado a etiologia que mais contribui para o aparecimento de insuficiência cardíaca (IC) em humanos. Em detrimento a hiperativação de fatores neuro-humorais, a progressão da IC é caracterizada por uma série de anormalidades celulares associadas à disfunção ventricular. Dentre estas anormalidades, alterações na função e dinâmica mitocondrial merecem destaque, uma vez que a homeostase da organela é essencial para a viabilidade celular e o bom funcionamento da bomba cardíaca. No presente estudo, caracterizamos em modelo animal de disfunção cardíaca associada ao infarto do miocárdio: a) fenótipo cardíaco; b) função mitocondrial; c) equilíbrio redox; e d) dinâmica mitocondrial. Nossos resultados nos permitem afirmar que doze semanas após a cirurgia de infarto do miocárdio, os animais desenvolveram importantes alterações fenotípicas como aumento da massa cardíaca, dilatação ventricular, hipertrofia do cardiomiócito e maior deposição de tecido fibroso cardíaco, que contribuíram para o estabelecimento da disfunção ventricular. Além disso, foi possível confirmar a instalação do quadro de disfunção mitocondrial cardíaca, representada pela redução na capacidade respiratória e perda da homeostase redox. Por fim, encontramos um aumento no número de mitocôndrias cardíacas com menor diâmetro, alterações que vieram acompanhadas de uma menor atividade das enzimas relacionadas à fusão mitocondrial. Uma vez caracterizada a função e a dinâmica mitocondrial na disfunção cardíaca, avaliamos o efeito do treinamento físico aeróbico (TF) nessas variáveis. O TF, atualmente utilizado como um adjuvante no tratamento das doenças cardiovasculares, foi eficaz em promover o remodelamento cardíaco reverso e melhorar a função cardíaca nos animais infartados. Além disso, melhorou a capacidade respiratória e reduziu o estresse oxidativo, restaurando a função mitocondrial. Aliado a esses achados, o TF normalizou a atividade das enzimas relacionadas à dinâmica mitocondrial, fato associado à normalização do número e tamanho da organela. Esses resultados demonstram que a disfunção cardíaca induzida por infarto do miocárdio está associada à um quadro de mitocondriopatia em ratos, com alterações tanto na função quanto estrutura mitocondrial, e que o TF desencadeia efeitos benéficos na manutenção da integridade/função mitocondrial e melhora da função contrátil cardíaca / Myocardial infarction is considered the etiology that most contributes to the onset of heart failure in humans. Among the ventricular dysfunction-associated cellular abnormalities, changes in mitochondrial function and dynamics are critical, since the organelle homeostasis is crucial in maintaining the metabolic, electrical and mechanical properties of the heart. In the present study, we characterized in cardiac dysfunction- induced myocardial infarction in rats: a) cardiac phenotype; b) mitochondrial metabolism; c) redox balance, and d) mitochondrial dynamics. Our results show that twelve weeks after myocardial surgery, the animals developed pathological cardiac remodeling-associated ventricular dysfunction. Furthermore, we observed a reduced mitochondrial respiratory capacity and loss of redox homeostasis. Finally, we found a lower activity of enzymes related to mitochondrial fusion, these changes were accompanied by an increase in the number of small mitochondria. Once characterized mitochondrial function and dynamics, we evaluated the effect of exercise training in these variables in rats with cardiac dysfunction. The exercise training, currently established as an important non-pharmacological treatment for cardiovascular diseases, reversed the pathological cardiac remodeling and minimized the ventricular dysfunction in infarcted animals. Furthermore, exercise training restored the mitochondrial function by increasing respiratory capacity and reducing oxidative stress. Finally, exercise training restored the activity of mitochondrial dynamics-related enzymes and morphology. Taken together, our findings uncover the potential benefits of exercise training in reversing the cardiac mitochondriopathy observed in failing hearts, reinforcing the importance of this intervention as a non-pharmacological tool for heart failure therapy

Os insetos da subfamília Triatominae Jeannel, 1919 de Reduviidae (Hemiptera: Heteroptera: Reduviidae), também conhecidos como barbeiros, constituem um grupo amplamente distribuído pela região Neotropical que comporta hoje, 142 espécies ocorrentes e uma fóssil, distribuídas em 18 gêneros, são insetos hematófagos estritos em todas as fases da vida e reconhecidos vetores da Doença de Chagas. Essa enfermidade é considerada um dos mais importantes problemas de saúde na América Latina, com cerca de 12 a 14 milhões de indivíduos chagásicos, 60 milhões vivendo em risco e cerca de 20.000 caso/ano em 18 países da América do Sul e Central. Neste estudo foram analisadas seqüências de nucleotídeos dos genes 16S e CitB mitocondrial em populações de triatomíneos, dos gêneros Panstrongylus Berg, 1879, Rhodnius Stål, 1859 e Triatoma Laporte, 1832, mantidos em colônias no insetário Serviço Especial de Saúde de Araraquara (SESA) - SP, comparando-as com seqüências dos mesmos genes disponíveis no GenBank. Os fragmentos obtidos variaram de 311 a 317 pb (16S) e 393 pb (CitB). Observou-se baixa variação intra-específica entre as distâncias genéticas do gene 16S, enquanto o gene CitB mostrou-se mais polimórfico, podendo ser utilizado para estudos de populações geográficas. As seqüências geradas foram alinhadas com seqüências dos mesmos genes para outros triatomíneos e também de Arilus cristatus Linaeus, 1763 (Hemiptera: Reduviidae: Harpactorinae) (16S e CitB) e Oncerotrachelus sp. Stål, 1868 (Hemiptera: Reduviidae: Saicinae) (16S). As relações entre as espécies foram avaliadas pelos métodos de Distância (Neighbor Joining), Máxima Parcimônia e Máxima Verossimilhança. As análises de fragmentos para os dois genes demonstraram a parafilia de Rhodniini e Triatomini, confirmando resultados anteriores. Evidenciou-se a possível origem dos "Triatomas" Neotropicais a partir de derivações de Triatomas Neárticos, verificada pela estreita relação genética de Panstrongylus e Triatoma vitticeps (Stål, 1859) com o ramo Norte-Centro Americano de Triatoma; por meio das relações com T. protracta (Uhler, 1894), Dipetalogaster maxima (Uhler, 1894) e T. dimidiata Latreille, 1811. É dada a conhecer a primeira seqüência de bases nitrogenadas de fragmentos do gene 16S para Triatoma sherlocki Papa, Jurberg, Carcavallo, Cerqueira e Barata, 2002. Os resultados mostraram a utilidade de 16S e CitB como marcadores moleculares de espécies e de populações de triatomíneos e sua importância em questões de sistemática e taxonomia, no entanto, exigem um alto grau de segurança e controle de contaminação. Há necessidade de novos estudos envolvendo outros marcadores e o uso de caracteres sistemáticos clássicos de morfologia, ecologia e comportamento, indispensáveis para decisões sistemáticas adequadas uma vez, que teriam impacto não apenas sistemático mas, para as estratégias de controle. As colônias de triatomíneos do SESA revelaram-se importante fonte de material para estudos sistemáticos de triatomíneos, pois compreendem amostras significativas de várias populações triatomínicas da América, principalmente de espécies consideradas vetores principais do mal de Chagas como Triatoma infestans (Klug, 1834), Panstrongylus megistus (Burmeister, 1835), Rhodnius prolixus Stål, 1859 e Triatoma brasiliensis Neiva, 1911. Algumas questões sistemáticas relativas a origem e relacionamento filogenético dos triatomíneos continuam em aberto; novos reagrupamentos serão necessários para que a Subfamília continue válida; Análises mais completas, com a inclusão de representantes das tribos Alberproseniini, Bolboderini e Cavernicolini, são ainda necessárias. / The insects of the Triatominae subfamily Jeannel, 1919 of Reduviidae (Hemiptera: Heteroptera), also known as triatomine bugs, constitute a widely distributed group in the Neotropical region and including 142 current species and a fossil one, distributed in 18 genera. They are strict hematophagic insects in all phases of their life cicle and recognized vectors of the Chagas disease. This disease is considered one of the most serious Health problem in Latin America, with about 12 the 14 million of chagasic individuals, 60 million people living at risk and about 20,000 cases/year in 18 Central and South American countries. In this study mitocondrial 16S and CytB nucleotide sequences were analyzed in populations of triatomine bugs of the genera Panstrongylus Berg, 1879, Rhodnius Stål, 1859 and Triatoma Laporte, 1832 from colonies maintained in the Insectary of Special Health Service of Araraquara - SESA (acronym in Portuguese), Araraquara- SP, comparing them with sequences of the same available genes deposited in the GenBank. The obtained fragments varied from 311 to 317 bp (16S gene) and 393 pb (CytB). Low intra-specific variation among the genetic distance of the 16S gene, while the CytB gene revealed a higher polymorphism, being able to be used in geographic population studies. The generated sequences were aligned with sequences of the same genes for other triatomine bugs and also with Arilus cristatus Linaeus, 1763 (16S and CytB) and Oncerotrachelus sp Stål, 1868 (16S). The relationships among the species had been evaluated by the methods of Distance (Neighbor Joining), Maximum Parsimony and Maximum Likelihood. The analyses of fragments for the two genes had demonstrated the paraphily of Rhodniini and Triatomini, confirming previous results. It was hypothesized the possible origin of the Neotropical "Triatomas" from derivations of Nearctic triatomes, verified for the narrow genetic relation of Panstrongylus and Triatoma vitticeps (Stål, 1859) with the North-Center American branch of Triatoma by the relationships with T. protracta (Uhler, 1894), D. maxima (Uhler, 1894) and T. dimidiata Latreille, 1811. It is known the first sequence of nitrogen bases of fragments of the 16S gene for Triatoma sherlocki Papa, Jurberg, Carcavallo, Cerqueira e Barata, 2002. The results had shown the utility of 16S and CytB as markers of species and of triatomine populations and their importance in systematic and taxonomy questions. However, demands one high degree of security and control of contamination. There is a necessity of new studies involving other molecular markers and the use of classic systematic characters of morphology, ecology and behavior, indispensable for systematic decisions adjusted a time, that would have not only systematic impact but, for the control strategies. The colonies of triatomine of the SESA had shown important source of material for systematic studies of this kind of insect, since they include significant samples of triatomine populations of America, mainly of species considered the main vectors of the Chagas disease such as Triatoma infestans (Klug, 1834), Panstrongylus megistus (Burmeister, 1835), Rhodnius prolixus Stål, 1859 and Triatoma brasiliensis Neiva, 1911. Some systematic questions related to the origin and phylogenetic relationship of the triatomine bugs have kept opened; new regroupings will be necessary so that the Subfamily continues valid; more complete analyses, with the inclusion of representative members of the Alberproseniini, Bolboderini and Cavernicolini tribes, are still necessary.

As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na sobrevivência e morte celular. Alterações do DNA mitocondrial (DNAmt) - como, por exemplo, amplificação, mutação homoplásmica, deleção e depleção -, bem como suas implicações clínico-patológicas, tem sido analisadas em inúmeras neoplasias humanas. No intuito de se pesquisar alterações mitocondriais associadas à tumorigênese, o presente trabalho teve como objetivos analisar a expressão de genes implicados no metabolismo energético e envolvidos na replicação e transcrição mitocondriais, quantificar o número de organelas mitocondriais e de cópias de DNAmt e analisar a expressão dos genes em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (23 OMS grau I, 26 grau II, 18 grau III e 84 grau IV ou GBM) em relação ao tecido cerebral não tumoral (22 amostras). As expressões relativas dos genes selecionados, bem como as quantificações relativa e absoluta do DNA mitocondrial, foram realizadas por PCR em tempo real. O aumento de expressão relativa de genes-chave da via glicolítica, alterações nos níveis de expressão dos genes do ciclo dos ácidos tricarboxílicos e hipoexpressão de genes da fosforilação oxidativa detectados corroboraram o efeito Warburg. Foi demonstrado que a redução do número de cópias do DNAmt está associada com o grau de malignidade dos astrocitomas difusamente infiltrativos, sendo GBM o mais depletado e independente do número de organelas. As médias observadas para tecido não tumoral, astrocitoma grau I, grau II, grau III e GBM foram, respectivamente, 1,28, 0,26, 0,45, 0,42 e 0,17. Níveis aumentados de expressão relativa dos genes dos fatores de transcrição mitocondriais A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) e da subunidade catalítica da polimerase mitocondrial (POLG) foram detectados em todos os graus de astrocitomas, exceto TFB2M em astrocitoma grau II. Embora exista forte correlação entre os fatores de transcrição mitocondriais, somente os níveis de expressão de POLG se correlacionaram inversamente com o número de cópias de DNAmt. A expressão elevada de TFAM está associada a uma maior sobrevida no grupo de pacientes com GBM, interpretada como compensatório. As hiperexpressões de TFAM e POLG estão relacionadas a um melhor prognóstico em pacientes com GBM. Embora nossos achados da disfunção do metabolismo intermediário e depleção do DNAmt em astrocitomas corroborem a literatura, ainda não está bem esclarecida sua implicação na iniciação e manutenção da transformação maligna. Investigações futuras são necessárias para o esclarecimento destas questões. / Mitochondria has a key role in cell survival and death. Mitochondrial DNA (mtDNA) alterations, for example, amplification, homoplasmic mutation, deletion and depletion, and their clinical and pathological implications have been analyzed in human malignancies. In order to search for mitochondrial alterations associated to tumorigenesis, this study aimed to analyze the expression levels of genes involved in energetic metabolism, and in mitochondrial replication and transcription, to quantify the number of mitochondrial organelle and mtDNA copy number in astrocytomas of different grades of malignancy (23 WHO grade I, 26 grade II, 18 grade III and 84 grade IV or GBM) related to non-neoplastic brain tissue (22 samples). The relative expression level of the selected genes as well as the relative and absolute quantification of mtDNA were performed by real-time PCR. Relative expression increase of glycolytic pathway key genes, change of citric acid cycle genes and hipoexpression of oxidative phosphorylation genes were detected, and confirmed the presence of Warburg effect. The reduced mtDNA copy number was associated to the grade of malignancy of diffusely infiltrating astrocytoma, being GBM the most depleted, and not related to parallel decrease in the number of organelle. The mean mtDNA copy number for non neoplastic tissue, astrocytoma grade I, grade II, grade III and GBM were respectively 1.28, 0.26, 0.45, 0.42 and 0.17. The increased relative gene expression of mitochondrial transcription factor A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) and the catalytic subunit of mitochondrial polymerase (POLG) were observed in all grades of astrocytoma, except TFB2M in grade II astrocytoma. Although a strong correlation was observed among the mitochondrial transcription factors, only the expression level of POLG correlated inversely to the mtDNA copy number. The overexpression of TFAM was associated with long-term survival in the GBM patients and interpreted as compensatory. TFAM and POLG overexpressions were related to better prognosis in GBM patients. Although our findings concerning the impairment of intermediary metabolism and depletion of mtDNA in astrocytomas confirmed previous reports, their role in initiation or maintenance of malignant transformation were not fully understood. Further investigations are needed to clarify these issues.

Os insetos da subfamília Triatominae Jeannel, 1919 de Reduviidae (Hemiptera: Heteroptera: Reduviidae), também conhecidos como barbeiros, constituem um grupo amplamente distribuído pela região Neotropical que comporta hoje, 142 espécies ocorrentes e uma fóssil, distribuídas em 18 gêneros, são insetos hematófagos estritos em todas as fases da vida e reconhecidos vetores da Doença de Chagas. Essa enfermidade é considerada um dos mais importantes problemas de saúde na América Latina, com cerca de 12 a 14 milhões de indivíduos chagásicos, 60 milhões vivendo em risco e cerca de 20.000 caso/ano em 18 países da América do Sul e Central. Neste estudo foram analisadas seqüências de nucleotídeos dos genes 16S e CitB mitocondrial em populações de triatomíneos, dos gêneros Panstrongylus Berg, 1879, Rhodnius Stål, 1859 e Triatoma Laporte, 1832, mantidos em colônias no insetário Serviço Especial de Saúde de Araraquara (SESA) - SP, comparando-as com seqüências dos mesmos genes disponíveis no GenBank. Os fragmentos obtidos variaram de 311 a 317 pb (16S) e 393 pb (CitB). Observou-se baixa variação intra-específica entre as distâncias genéticas do gene 16S, enquanto o gene CitB mostrou-se mais polimórfico, podendo ser utilizado para estudos de populações geográficas. As seqüências geradas foram alinhadas com seqüências dos mesmos genes para outros triatomíneos e também de Arilus cristatus Linaeus, 1763 (Hemiptera: Reduviidae: Harpactorinae) (16S e CitB) e Oncerotrachelus sp. Stål, 1868 (Hemiptera: Reduviidae: Saicinae) (16S). As relações entre as espécies foram avaliadas pelos métodos de Distância (Neighbor Joining), Máxima Parcimônia e Máxima Verossimilhança. As análises de fragmentos para os dois genes demonstraram a parafilia de Rhodniini e Triatomini, confirmando resultados anteriores. Evidenciou-se a possível origem dos "Triatomas" Neotropicais a partir de derivações de Triatomas Neárticos, verificada pela estreita relação genética de Panstrongylus e Triatoma vitticeps (Stål, 1859) com o ramo Norte-Centro Americano de Triatoma; por meio das relações com T. protracta (Uhler, 1894), Dipetalogaster maxima (Uhler, 1894) e T. dimidiata Latreille, 1811. É dada a conhecer a primeira seqüência de bases nitrogenadas de fragmentos do gene 16S para Triatoma sherlocki Papa, Jurberg, Carcavallo, Cerqueira e Barata, 2002. Os resultados mostraram a utilidade de 16S e CitB como marcadores moleculares de espécies e de populações de triatomíneos e sua importância em questões de sistemática e taxonomia, no entanto, exigem um alto grau de segurança e controle de contaminação. Há necessidade de novos estudos envolvendo outros marcadores e o uso de caracteres sistemáticos clássicos de morfologia, ecologia e comportamento, indispensáveis para decisões sistemáticas adequadas uma vez, que teriam impacto não apenas sistemático mas, para as estratégias de controle. As colônias de triatomíneos do SESA revelaram-se importante fonte de material para estudos sistemáticos de triatomíneos, pois compreendem amostras significativas de várias populações triatomínicas da América, principalmente de espécies consideradas vetores principais do mal de Chagas como Triatoma infestans (Klug, 1834), Panstrongylus megistus (Burmeister, 1835), Rhodnius prolixus Stål, 1859 e Triatoma brasiliensis Neiva, 1911. Algumas questões sistemáticas relativas a origem e relacionamento filogenético dos triatomíneos continuam em aberto; novos reagrupamentos serão necessários para que a Subfamília continue válida; Análises mais completas, com a inclusão de representantes das tribos Alberproseniini, Bolboderini e Cavernicolini, são ainda necessárias. / The insects of the Triatominae subfamily Jeannel, 1919 of Reduviidae (Hemiptera: Heteroptera), also known as triatomine bugs, constitute a widely distributed group in the Neotropical region and including 142 current species and a fossil one, distributed in 18 genera. They are strict hematophagic insects in all phases of their life cicle and recognized vectors of the Chagas disease. This disease is considered one of the most serious Health problem in Latin America, with about 12 the 14 million of chagasic individuals, 60 million people living at risk and about 20,000 cases/year in 18 Central and South American countries. In this study mitocondrial 16S and CytB nucleotide sequences were analyzed in populations of triatomine bugs of the genera Panstrongylus Berg, 1879, Rhodnius Stål, 1859 and Triatoma Laporte, 1832 from colonies maintained in the Insectary of Special Health Service of Araraquara - SESA (acronym in Portuguese), Araraquara- SP, comparing them with sequences of the same available genes deposited in the GenBank. The obtained fragments varied from 311 to 317 bp (16S gene) and 393 pb (CytB). Low intra-specific variation among the genetic distance of the 16S gene, while the CytB gene revealed a higher polymorphism, being able to be used in geographic population studies. The generated sequences were aligned with sequences of the same genes for other triatomine bugs and also with Arilus cristatus Linaeus, 1763 (16S and CytB) and Oncerotrachelus sp Stål, 1868 (16S). The relationships among the species had been evaluated by the methods of Distance (Neighbor Joining), Maximum Parsimony and Maximum Likelihood. The analyses of fragments for the two genes had demonstrated the paraphily of Rhodniini and Triatomini, confirming previous results. It was hypothesized the possible origin of the Neotropical "Triatomas" from derivations of Nearctic triatomes, verified for the narrow genetic relation of Panstrongylus and Triatoma vitticeps (Stål, 1859) with the North-Center American branch of Triatoma by the relationships with T. protracta (Uhler, 1894), D. maxima (Uhler, 1894) and T. dimidiata Latreille, 1811. It is known the first sequence of nitrogen bases of fragments of the 16S gene for Triatoma sherlocki Papa, Jurberg, Carcavallo, Cerqueira e Barata, 2002. The results had shown the utility of 16S and CytB as markers of species and of triatomine populations and their importance in systematic and taxonomy questions. However, demands one high degree of security and control of contamination. There is a necessity of new studies involving other molecular markers and the use of classic systematic characters of morphology, ecology and behavior, indispensable for systematic decisions adjusted a time, that would have not only systematic impact but, for the control strategies. The colonies of triatomine of the SESA had shown important source of material for systematic studies of this kind of insect, since they include significant samples of triatomine populations of America, mainly of species considered the main vectors of the Chagas disease such as Triatoma infestans (Klug, 1834), Panstrongylus megistus (Burmeister, 1835), Rhodnius prolixus Stål, 1859 and Triatoma brasiliensis Neiva, 1911. Some systematic questions related to the origin and phylogenetic relationship of the triatomine bugs have kept opened; new regroupings will be necessary so that the Subfamily continues valid; more complete analyses, with the inclusion of representative members of the Alberproseniini, Bolboderini and Cavernicolini tribes, are still necessary.

As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na sobrevivência e morte celular. Alterações do DNA mitocondrial (DNAmt) - como, por exemplo, amplificação, mutação homoplásmica, deleção e depleção -, bem como suas implicações clínico-patológicas, tem sido analisadas em inúmeras neoplasias humanas. No intuito de se pesquisar alterações mitocondriais associadas à tumorigênese, o presente trabalho teve como objetivos analisar a expressão de genes implicados no metabolismo energético e envolvidos na replicação e transcrição mitocondriais, quantificar o número de organelas mitocondriais e de cópias de DNAmt e analisar a expressão dos genes em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (23 OMS grau I, 26 grau II, 18 grau III e 84 grau IV ou GBM) em relação ao tecido cerebral não tumoral (22 amostras). As expressões relativas dos genes selecionados, bem como as quantificações relativa e absoluta do DNA mitocondrial, foram realizadas por PCR em tempo real. O aumento de expressão relativa de genes-chave da via glicolítica, alterações nos níveis de expressão dos genes do ciclo dos ácidos tricarboxílicos e hipoexpressão de genes da fosforilação oxidativa detectados corroboraram o efeito Warburg. Foi demonstrado que a redução do número de cópias do DNAmt está associada com o grau de malignidade dos astrocitomas difusamente infiltrativos, sendo GBM o mais depletado e independente do número de organelas. As médias observadas para tecido não tumoral, astrocitoma grau I, grau II, grau III e GBM foram, respectivamente, 1,28, 0,26, 0,45, 0,42 e 0,17. Níveis aumentados de expressão relativa dos genes dos fatores de transcrição mitocondriais A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) e da subunidade catalítica da polimerase mitocondrial (POLG) foram detectados em todos os graus de astrocitomas, exceto TFB2M em astrocitoma grau II. Embora exista forte correlação entre os fatores de transcrição mitocondriais, somente os níveis de expressão de POLG se correlacionaram inversamente com o número de cópias de DNAmt. A expressão elevada de TFAM está associada a uma maior sobrevida no grupo de pacientes com GBM, interpretada como compensatório. As hiperexpressões de TFAM e POLG estão relacionadas a um melhor prognóstico em pacientes com GBM. Embora nossos achados da disfunção do metabolismo intermediário e depleção do DNAmt em astrocitomas corroborem a literatura, ainda não está bem esclarecida sua implicação na iniciação e manutenção da transformação maligna. Investigações futuras são necessárias para o esclarecimento destas questões. / Mitochondria has a key role in cell survival and death. Mitochondrial DNA (mtDNA) alterations, for example, amplification, homoplasmic mutation, deletion and depletion, and their clinical and pathological implications have been analyzed in human malignancies. In order to search for mitochondrial alterations associated to tumorigenesis, this study aimed to analyze the expression levels of genes involved in energetic metabolism, and in mitochondrial replication and transcription, to quantify the number of mitochondrial organelle and mtDNA copy number in astrocytomas of different grades of malignancy (23 WHO grade I, 26 grade II, 18 grade III and 84 grade IV or GBM) related to non-neoplastic brain tissue (22 samples). The relative expression level of the selected genes as well as the relative and absolute quantification of mtDNA were performed by real-time PCR. Relative expression increase of glycolytic pathway key genes, change of citric acid cycle genes and hipoexpression of oxidative phosphorylation genes were detected, and confirmed the presence of Warburg effect. The reduced mtDNA copy number was associated to the grade of malignancy of diffusely infiltrating astrocytoma, being GBM the most depleted, and not related to parallel decrease in the number of organelle. The mean mtDNA copy number for non neoplastic tissue, astrocytoma grade I, grade II, grade III and GBM were respectively 1.28, 0.26, 0.45, 0.42 and 0.17. The increased relative gene expression of mitochondrial transcription factor A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) and the catalytic subunit of mitochondrial polymerase (POLG) were observed in all grades of astrocytoma, except TFB2M in grade II astrocytoma. Although a strong correlation was observed among the mitochondrial transcription factors, only the expression level of POLG correlated inversely to the mtDNA copy number. The overexpression of TFAM was associated with long-term survival in the GBM patients and interpreted as compensatory. TFAM and POLG overexpressions were related to better prognosis in GBM patients. Although our findings concerning the impairment of intermediary metabolism and depletion of mtDNA in astrocytomas confirmed previous reports, their role in initiation or maintenance of malignant transformation were not fully understood. Further investigations are needed to clarify these issues.

Orientadores: Anibal Eugenio Vercesi, Nadja Cristhina de Souza Pinto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T03:45:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ravagnani_FelipeGustavo_D.pdf: 7335132 bytes, checksum: 7043cdada57a4c0242520d7fcb95daeb (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O número de indivíduos que sofrem com patologias associadas ao consumo abusivo de etanol tem aumentado significativamente no último século. Como consequência desse fato, os custos associados ao tratamento do alcoolismo, bem como das doenças associadas a ele também têm aumentado, onerando o sistema de saúde e se tornando um problema de saúde pública de grande relevância atualmente. Os mecanismos moleculares que desencadeiam muitas dessas doenças não estão completamente esclarecidos. O tecido hepático é o mais afetado pelo etanol e as mitocôndrias têm sido apontadas como alvos cruciais na toxicidade hepática induzida pelo álcool. Logo, o objetivo desse trabalho foi investigar como o consumo de etanol afeta o estado redox e o metabolismo mitocondriais no fígado. Ratos Wistar machos adultos jovens e de meia-idade receberam ad libitum solução alcoólica 25% (v/v) como única fonte de líquido. Os grupos controle receberam somente água. Ambos os grupos receberam ração ad libitum. Mitocôndrias hepáticas foram isoladas usando técnicas padrão. O consumo de ração e de líquidos foi significativamente menor em animais que ingeriram álcool, resultando em menor ganho de massa corpórea nos protocolos utilizados. As mitocôndrias dos animais que consumiram etanol apresentaram menores níveis de respiração em condição basal e quando energizadas com substratos respiratórios. A atividade e os níveis protéicos de citocromo c oxidase foi menor nos grupos tratados com etanol. Independente da duração do período de tratamento, mitocôndrias hepáticas de animais que ingeriram álcool foram menos susceptíveis à transição de permeabilidade mitocondrial induzida por cálcio, quando comparadas às mitocôndrias dos animais do grupo controle. Esse efeito foi revertido pela adição de oxidantes de nucleotídeos de piridina (acetoacetato, diamida ou tert butil-hidroperóxido) ou em mitocôndrias desacopladas. Também houve aumento em nucleotídeos de piridina na forma reduzida e aumento na razão NAD(P)H/NAD(P)+ em mitôndrias hepáticas de ratos consumidores de etanol. Em concordância a esses dados, houve aumento na capacidade de retenção de cálcio, processo que é dependente do estado redox intramitocondrial. Por outro lado, não houve diferença na produção de espécies reativas de oxigênio entre os grupos controle e tratados com álcool. A atividade de glutationa peroxidase e as quantidades de GSH e de GSSG também não sofreram alterações. Entretanto, houve redução nos níveis de DNA mitocondrial nos tratamentos agudos, porém com tendência para retornar aos níveis normais nos tratamentos crônicos, indicando uma resposta adaptativa à injúria induzida pelo etanol. Em conjunto, nossos resultados indicam que o consumo de etanol modula o estado redox mitocondrial e de sistemas antioxidantes, prevenindo a abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial. A presença desse xenobiótico no fígado também altera significativamente os níveis de NADP reduzido, agente redutor final para o sistema glutationa redutase/peroxidase que detoxifica H2O2 na matriz mitocondrial. Além disso, a resposta adaptativa ao álcool observada no DNA mitocondrial pode contribuir para compreender melhor os mecanismos envolvidos no reparo de lesões a biomoléculas e os estágios iniciais de adaptação a esse xenobiótico, etapas que precedem a morte celular, hepatite alcoólica ou carcinogênese em tecido hepático exposto cronicamente ao etanol / Abstract: The number of people suffering from alcoholism has increased significantly over the last century. As a result, costs associated with treating the addiction itself as well as the associated pathologies have also increased, such that this is considered as public health issue. Furthermore, the molecular events leading to several of these diseases are not yet clearly understood. Hepatic tissue is the most affected by alcohol, and mitochondria have been suggested to be a crucial target in alcohol-induced liver toxicity. Thus, the aim of our study was to investigate how ethanol consumption affects the redox state and mitochondrial metabolism in the liver. Young adult and middle-aged male Wistar rats were given a 25 % (v/v) ethanol solution as the only source of drinking water. Control groups received water only. Liver mitochondria were isolated using standard techniques. Food and water intake was significantly lower in alcohol-drinking rats, resulting in lower weight gain during the treatment regimes. Mitochondria from the alcohol-drinking group had lower respiration under levels in basal condition, when energized by substrates feeding electrons into complexes I and IV. Cytochrome c oxidase activity and protein levels were lower in the alcohol group as well. Additionally, regardless of the length of the treatment, liver mitochondria from the alcohol-treated animals were more resistant to Ca2+-induced mitochondrial permeability transition (MPT), when compared to mitochondria from control animals. This effect was abrogated by oxidizing agents of pyridine nucleotides (acetoacetate, diamide or tert butylhydroperoxide) or in uncoupled mitochondria. We also found that liver mitochondria from the alcohol-drinking rats had a more reduced pyridine nucleotide pool and higher NAD(P)H/NAD(P)+ ratios. In addition, Nampt (an enzyme of the NAD+ synthetic pathway) protein levels did not differ after alcohol consumption. Accordingly, the calcium retention capacity of the isolated mitochondria, which is dependent upon intramitochondrial redox state, was higher in the alcohol group. On the other hand, levels of reactive oxygen species showed no differences between the control and alcohol groups, both in mitochondria and in splenic lymphocytes. Glutathione peroxidase activity and the amounts of GSH and GSSG were also not changed. However, mitochondrial DNA levels were decreased in the short term treatments, but tended to go back up to normal levels in the chronic treatments, indicating an adaptative response to ethanol-induced injury. Together, our results indicate that ethanol consumption modulates the mitochondrial redox state and the antioxidant systems, protecting against Ca2+-induced mitochondrial pore transition permeability opening. The presence of this xenobiotic can significantly change the levels of reduced NADP, the ultimate reducing agent in the gluthatione reductase/peroxidase system that detoxifies H2O2 in the mitochondrial matrix. In addition, the adaptative response to ethanol, seen in mitochondrial DNA, may contribute to further understand the mechanisms related to lesions in biomolecules and the initial steps that preceed cell death, alcoholic hepatitis or carcinogenic process in hepatic tissue exposed chronically to ethanol / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Fisiopatologia Medica

Orientadores: Tiago Rezende Figueira, Roger Frigério Castilho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T03:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chweih_Hanan_M.pdf: 1684363 bytes, checksum: edae156378f90e7315bca30c16544071 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Algumas das características das mitocôndrias, incluindo as suas funções de transporte de Ca2+, podem apresentar dimorfismo sexual e especificidades teciduais. No entanto, as mensurações do transporte de Ca2+ em mitocôndrias isoladas estão sujeitas a artefatos secundários a abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (PTP) induzido pelo acúmulo excessivo de Ca2+ nesta organela. Neste estudo, o objetivo inicial foi avaliar se a inibição do PTP pela ciclosporina A (CsA) afeta a mensuração de diversas variáveis que descrevem o transporte de Ca2+por mitocôndrias isoladas de fígado de rato. Os resultados obtidos indicam que as concentrações de estado estável do Ca2+ externo a mitocôndria e as taxas deefluxo mitocondrial de Ca2+através de trocadores seletivos foram superestimados em até 4 vezes quando o PTP não foi inibido farmacologicamente pela CsA. O objetivo subsequente foi analisar o transporte de Ca2+ em mitocôndrias isoladas de fígado, de músculo esquelético, de coração e de cérebro de ratos machos e fêmeas sob condições experimentais específicas (i.e. meio de incubação contendo inibidores TPM, substratos energéticos ligados a NAD e níveis relevantes de Ca2+, Mg2+e Na+). Os dados indicaram que a taxa de influxo de Ca2+em mitocôndrias de fígado foi ~4 vezes superior a dos outros tecidos, as quais foram semelhantes entre si. Em contrapartida, as taxas de efluxo de Ca2+ apresentaram uma maior diversidade entre tecidos, especialmente na presença de Na+. Curiosamente, o efluxo de Ca2+na ausência de Na+foi significativamente mais elevado nas mitocôndrias cardíacas (~4nmol/mg/min) em relação às taxas observadas nos outros tecidos, contrariando a concepção de que o efluxo de Ca2+de mitocôndrias de coração é dependente, quase que exclusivamente, de um trocador que requer Na+. A especificidade em relação ao sexo só foi observada em dois índices relacionados a homeostase mitocondrial de Ca2+(i.e. cinética geral normalizada da captação de Ca2+ e a concentração de estado estável do Ca2+ externo a mitocôndria) em mitocôndrias isoladas de coração (mais lentos ou maiores na fêmea) e na respiração estimulada por ADP em mitocôndrias de fígado (~20% maior na fêmea). O presente estudo demonstrou a importância metodológica de se prevenir a abertura do PTP para a análise das propriedades e da variabilidade fisiológica do transporte de Ca2+por mitocôndrias isoladas. Adicionalmente, concluímos que sob as condições experimentais aqui utilizadas, o efluxo de Ca2+ mitocondrial apresenta grandes especificidades teciduais e que alguns achados desafiam conceitos estabelecidos em estudos anteriores sob condições arguivelmente menos controladas / Abstract: The characteristics of mitochondria, including their Ca2+ transport functions, may exhibit tissue specificity and sex dimorphism. Because the measurements of the Ca2+ handling by isolated mitochondria may be biased by dysfunction secondary to Ca2+-induced mitochondrial permeability transition (MPT) pore opening, this study evaluates the extent to which MPT inhibition by cyclosporine-A affects the measurement of Ca2+ transport in isolated rat liver mitochondria. The results indicate that the steady-state levels of external Ca2+ and the rates of mitochondrial Ca2+ efflux through the selective pathways can be overestimated by up to 4-fold if MPT pore opening is not prevented. Then, we analyzed the Ca2+ transport in isolated mitochondria from the liver, skeletal muscle, heart and brain of male and female rats under incubation conditions containing MPT inhibitors, NAD-linked substrates and relevant levels of free Ca2+, Mg2+ and Na+. Except for the liver mitochondria displaying values4-fold higher, the Ca2+ influx rates were similar among the other tissues. In contrast, the Ca2+ efflux rates exhibited more tissue diversity, especially in the presence of Na+. Interestingly, the Na+-independent Ca2+ efflux was highest in the heart mitochondria (~4 nmol/mg/min), thus challenging the view that heart mitochondrial Ca2+ efflux relies almost exclusively on a Na+-dependent pathway. Sex specificity was only observed in two kinetic indexes (i.e. the normalized overall kinetics of Ca2+ uptake and the steady-state levels of external Ca2+) of heart mitochondrial Ca2+ homeostasis (slower or higher in female)and in the ADP-stimulated respiration of liver mitochondria (~20% higher in females). The present study shows the methodological importance of preventing MPT when measuring the properties and the physiological variability of the Ca2+ handling by isolated mitochondria. Moreover, we conclude that mitochondrial Ca2+ efflux exhibits great tissue specificity under our conditions, which may challenge some concepts raised in previous studies that employed experimental conditions that are arguably not well controlled / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestra em Ciências

O infarto do miocárdio é atualmente considerado a etiologia que mais contribui para o aparecimento de insuficiência cardíaca (IC) em humanos. Em detrimento a hiperativação de fatores neuro-humorais, a progressão da IC é caracterizada por uma série de anormalidades celulares associadas à disfunção ventricular. Dentre estas anormalidades, alterações na função e dinâmica mitocondrial merecem destaque, uma vez que a homeostase da organela é essencial para a viabilidade celular e o bom funcionamento da bomba cardíaca. No presente estudo, caracterizamos em modelo animal de disfunção cardíaca associada ao infarto do miocárdio: a) fenótipo cardíaco; b) função mitocondrial; c) equilíbrio redox; e d) dinâmica mitocondrial. Nossos resultados nos permitem afirmar que doze semanas após a cirurgia de infarto do miocárdio, os animais desenvolveram importantes alterações fenotípicas como aumento da massa cardíaca, dilatação ventricular, hipertrofia do cardiomiócito e maior deposição de tecido fibroso cardíaco, que contribuíram para o estabelecimento da disfunção ventricular. Além disso, foi possível confirmar a instalação do quadro de disfunção mitocondrial cardíaca, representada pela redução na capacidade respiratória e perda da homeostase redox. Por fim, encontramos um aumento no número de mitocôndrias cardíacas com menor diâmetro, alterações que vieram acompanhadas de uma menor atividade das enzimas relacionadas à fusão mitocondrial. Uma vez caracterizada a função e a dinâmica mitocondrial na disfunção cardíaca, avaliamos o efeito do treinamento físico aeróbico (TF) nessas variáveis. O TF, atualmente utilizado como um adjuvante no tratamento das doenças cardiovasculares, foi eficaz em promover o remodelamento cardíaco reverso e melhorar a função cardíaca nos animais infartados. Além disso, melhorou a capacidade respiratória e reduziu o estresse oxidativo, restaurando a função mitocondrial. Aliado a esses achados, o TF normalizou a atividade das enzimas relacionadas à dinâmica mitocondrial, fato associado à normalização do número e tamanho da organela. Esses resultados demonstram que a disfunção cardíaca induzida por infarto do miocárdio está associada à um quadro de mitocondriopatia em ratos, com alterações tanto na função quanto estrutura mitocondrial, e que o TF desencadeia efeitos benéficos na manutenção da integridade/função mitocondrial e melhora da função contrátil cardíaca / Myocardial infarction is considered the etiology that most contributes to the onset of heart failure in humans. Among the ventricular dysfunction-associated cellular abnormalities, changes in mitochondrial function and dynamics are critical, since the organelle homeostasis is crucial in maintaining the metabolic, electrical and mechanical properties of the heart. In the present study, we characterized in cardiac dysfunction- induced myocardial infarction in rats: a) cardiac phenotype; b) mitochondrial metabolism; c) redox balance, and d) mitochondrial dynamics. Our results show that twelve weeks after myocardial surgery, the animals developed pathological cardiac remodeling-associated ventricular dysfunction. Furthermore, we observed a reduced mitochondrial respiratory capacity and loss of redox homeostasis. Finally, we found a lower activity of enzymes related to mitochondrial fusion, these changes were accompanied by an increase in the number of small mitochondria. Once characterized mitochondrial function and dynamics, we evaluated the effect of exercise training in these variables in rats with cardiac dysfunction. The exercise training, currently established as an important non-pharmacological treatment for cardiovascular diseases, reversed the pathological cardiac remodeling and minimized the ventricular dysfunction in infarcted animals. Furthermore, exercise training restored the mitochondrial function by increasing respiratory capacity and reducing oxidative stress. Finally, exercise training restored the activity of mitochondrial dynamics-related enzymes and morphology. Taken together, our findings uncover the potential benefits of exercise training in reversing the cardiac mitochondriopathy observed in failing hearts, reinforcing the importance of this intervention as a non-pharmacological tool for heart failure therapy