O Ácido Indol Acético (AIA) é um hormônio, denominado auxina e há uma correlação direta entre o efeito citotóxico do AIA e da atividade da peroxidase nas células animais. Os Neutrófilos apresentam uma alta atividade de peroxidase e o AIA gera uma mudança ultra-estrutural e morte destas células em cultura. Entretanto, estudos in vivo mostram que a administração de AIA em baixas doses não promove um efeito prooxidante em neutrófilos e esta suplementação aumenta o englobamento de partículas de Zymosan por estas células. No presente estudo foram avaliados os efeitos da administração do AIA na capacidade fagocitária e na integridade celular de neutrófilos de ratos, observando os seguintes parâmetros: i) capacidade fagocitária – englobamento e morte de Staphylococcus aureus; ii) integridade celular – integridade da membrana plasmática, fragmentação de DNA e potencial transmembrana mitocondrial e iii) atividade de mieloperoxidase. O tratamento aplicado com AIA não apresentou alteração significante na capacidade de englobamento e morte de S. aureus pelos neutrófilos quando aos controles. A integridade celular e atividade de mieloperoxidase nos neutrófilos não foram alteradas pela suplementação com AIA comparadas aos controles. A administração de AIA em baixas doses não mostrou efeito na morte de S. aureus pelos neutrófilos o mesmo também não alterou a integridade celular e a atividade da mieloperoxidase destas células. / Indole acetic acid is (IAA) a hormone termed auxins and there is a direct correlation between the cytotoxic effect of IAA and the peroxidase activity of the animal cells. Neutrophils present a higher peroxidase activity and the IAA leads to marked ultra structural changes and death on these cells in culture. However studies in vivo show that IAA administration at low doses does not promoting a prooxidant effect on neutrophil and this supplementation to increase of the engulfment of Zymosan particles by these cells. In present study were evaluated the effect of IAA administration in the phagocytic capacity and cellular integrity on rat’s neutrophils from the following parameters: i) phagocytic capacity – engulfment and killing of the Staphylococcus aureus; ii) cellular integrity – plasma membrane integrity, DNA fragmentation and mitochondrial transmembrane potential and iii) myeloperoxidase activity. The IAA treatment imposed did not show another significant alteration in the S. aureus engulfment and killing capacity by neutrophils to compare with controls. The cellular integrity and myeloperoxidase activity in the neutrophils did not have alteration by IAA supplementation to compare with the controls. In conclusion the IAA administration at low doses did not show effective action in S. aureus killing by neutrophils and the same time as did not alter the cellular integrity and myeloperoxidase activity by this cell.

Os neutrófilos representam a primeira linha de defesa do hospedeiro, atuando na contenção e eliminação de patógenos. Contudo, alterações na vida média, no excessivo recrutamento e ativação dos neutrófilos estão associados a danos teciduais e a doenças inflamatórias e autoimunes. A modulação das funções efetoras dos neutrófilos pode auxiliar no tratamento de tais patologias. Neste sentido, os produtos naturais constituem uma importante fonte de novas substâncias imunomoduladoras. Um estudo recente demonstrou que, a inibição do metabolismo oxidativo de neutrófilos pelo extrato etanólico bruto das folhas de Baccharis dracunculifolia (EEBBd) correlaciona-se com a proporção entre ácido cafeico (CaA) e outros compostos fenólicos contidos nesta amostra. Para dar prosseguimento à investigação do potencial imunomodulador do EEBBd e do CaA, os objetivos do presente estudo foram avaliar o efeito modulador desses produtos naturais: (i) em três funções efetoras de neutrófilos humanos - fagocitose, atividade microbicida e metabolismo oxidativo estimulado por agentes independentes de receptores (forbol-12-miristato-13-acetato; PMA) e dependentes apenas de receptores Fcgama (imunocomplexos não-opsonizados; IC) ou de receptores Fcgama associados a receptores do complemento (imunocomplexos opsonizados com complemento; IC-SHN); (ii) na atividade da mieloperoxidase (MPO); (iii) na expressão de receptores de membrana; (iv) e na captura (scavenger) de H2O2 e HOCl. O CaA foi mais efetivo do que o EEBBd em inibir a atividade da MPO e em capturar H2O2 e HOCl. A análise in silico revelou que o CaA bloqueia a entrada do sítio ativo da MPO através da interação com os resíduos Gln-91, His-95 e Arg-239; os dois últimos resíduos são essenciais para clivar o H2O2 e para estabilizar o sítio ativo, respectivamente. A eficiência dos agentes utilizados para estimular o metabolismo oxidativo, medido por quimioluminescência dependente de lucigenina e de luminol, ocorreu na seguinte ordem: PMA > IC-SHN > IC. Embora o PMA tenha sido o agente mais efetivo em estimular o metabolismo oxidativo, ambas as amostras (EEBBd e CaA) inibiram com maior intensidade esta função celular estimulada por PMA do que a mesma função estimulada por IC-SHN e IC. Além disso, ambas, EEBBd e CaA, não alteraram os níveis de expressão dos receptores TLR2, TLR4, CD16, CD32, e CD11b/CD18. Nas maiores concentrações avaliadas, EEBBd (50 ug/mL) e CaA (90 ug/mL) não foram citotóxicos para os neutrófilos. O EEBBd inibiu intensamente a capacidade fagocítica e reduziu discretamente a capacidade microbicida dos neutrófilos frente à Candida albicans. Portanto, o CaA contribui para ação inibitória do EEBBd no metabolismo oxidativo e na atividade da MPO, mas não na capacidade fagocítica e microbicida de neutrófilos. Por fim, o efeito imunomodulador do CaA e do EEBBd não é mediado por alterações na viabilidade celular ou na expressão de receptores de membrana em neutrófilos. O conjunto de resultados obtidos pode auxiliar na elucidação do mecanismo de ação destes produtos naturais sobre as funções efetoras de neutrófilos, bem como no desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de doenças inflamatórias mediadas pela ativação exacerbada de neutrófilos. / Neutrophils represent the first line of host defense that acts in the containment and clearance of pathogens. However, changes in life span and excessive recruitment and activation of neutrophils are associated with tissue damage and inflammatory and autoimmune diseases. Modulation of the effector functions of neutrophils can help to treat these pathologies. In this sense, natural products constitute an important source of novel immunomodulating compounds. A recent study has demonstrated that the neutrophil oxidative metabolism inhibition by the crude ethanol extract of Baccharis dracunculifolia (EEBBd) leaves correlates with the ratio of caffeic acid (CaA) to other phenolic compounds that exist in it. To continue investigating the immunomodulating potential of EEBBd and CaA, the present study aimed to examine whether these natural products modulate: (i) three effector functions of human neutrophils phagocytosis, microbial killing, and oxidative metabolism elicited by a receptor-independent stimulus (phorbol-12-myristate-13-acetate; PMA) and by receptor-dependent stimuli that bind Fcgama receptors alone (non-opsonized immune complexes; IC) or in combination with complement receptors (complement-opsonized immune complexes; IC-SHN); (ii) myeloperoxidase (MPO) activity; (iii) expression of membrane receptors; (iv) H2O2 e HOCl scavenging. CaA was more effective than EEBBd in inhibiting MPO activity and scavenging H2O2 and HOCl. The in silico analysis revealed that CaA blocks the entrance of the active site of MPO through the interaction with Gln-91, His-95, and Arg-239; the two last residues are essential to cleave H2O2 and stabilize the active site, respectively. The agents used to stimulate the oxidative metabolism, as measured by the lucigenin- and luminol-dependent chemiluminescence assays, acted in the following ranking order of efficiency: PMA > IC-SHN > IC. Although PMA was the most efficient agent at stimulating the neutrophil oxidative metabolism, both samples (EEBBd and CaA) suppressed the PMA-induced oxidative metabolism more effectively than they suppressed the same cell function elicited by IC-SHN and IC. Both EEBBd and CaA did not alter the levels of TLR2, TLR4, CD16, CD32, and CD11b/CD18 receptors expression. At the highest concentrations tested, EEBBd (50 ug/mL) and CaA (90 ug/mL) were not toxic towards neutrophils. EEBBd strongly diminished the phagocytic capacity and slightly reduced the Candida albicans killing ability of neutrophils. In conclusion, CaA contributes to the EEBBd inhibitory action on the oxidative metabolism and MPO activity but not on the phagocytic capacity and microbial killing ability of neutrophils. Furthermore, the immunomodulating effect of CaA and EEBBd is not mediated by alterations in either cell viability or expression of membrane receptors in neutrophils. Together, the results can help to unravel the mechanism of action of these natural products on the effector functions of neutrophils, and to develop new drugs to treat inflammatory diseases mediated by neutrophil overactivation.

Neonates are generally thought to be more likely to suffer from gastrointestinal disease, owing in part to diminished immune cell function. To gain insight into the development of mucosal immune responses during early life, we developed a model of orogastric infection with the Gram-negative bacterium Yersinia enterocolitica using murine neonates. Remarkably, neonatal mice of either the BALB/c or C57BL/6 mouse strains showed markedly enhanced survival after infection compared to adult mice. Both innate and adaptive immune components appear to contribute to this phenomenon. First, the increased resistance of neonates coincided with containment of the bacteria in the intestinal tissue with low dissemination into the spleen and liver. In contrast, the bacteria readily disseminated to the peripheral tissues in adult mice. Flow cytometric and histological studies revealed increased levels of neutrophils and macrophages in the neonatal mesenteric lymph nodes (MLN) compared to adult mice. Similar results were obtained using two different high virulence Y. enterocolitica strains. The rapid mobilization of innate cells sequestered the bacteria to the intestinal tissue, since in vivo neutrophil depletion led to efficient dissemination of Y. enterocolitica to the spleen and liver of neonates. Together, these results support the hypothesis that the neonatal intestinal immune system is competent to mount a strong antibacterial response by rapidly mobilizing innate phagocytes and thereby confining the bacterial infection to the gut, resulting in a high level of resistance. Second, we have also demonstrated that the adaptive immune system was mobilized during primary and secondary infection with this pathogen and that some of these factors may contribute to the enhanced resistance of neonatal mice to infection. Primary infection in neonates led to increased levels of antigen presenting cells, B and T cells with an activated phenotype in the MLN. MLN CD4+ Th cells from infected neonates were found to produce greater levels of IFN-gamma and IL-17A, compared to CD4+ Th cells from adult mice. These Th responses are likely to be functionally significant because neonatal mice deficient in CD4+ T cells were found to be more susceptible than adult mice to primary infection. CD4+ T cells adoptively transferred into CD4 deficient mice rescued the majority of mice from lethal infection and led to the production of IFN-gamma and IL-17A by MLN cells. In addition, primary T cell-dependent IgG1 and IgG2a serum antibodies specific for the Yersinia immunogen LcrV were increased compared to adult mice, and the absence of B cells partially increased the susceptibility of neonatal mice to primary infection. During secondary infection, however, neonatal and adult mice mounted quantitatively and qualitatively similar Yersinia-specific memory antibody responses, demonstrating that infection with Y. enterocolitica promotes mature B cell responses in neonatal mice. Finally, primed neonatal and adult mice were protected from colonization of the Peyer's patches, weight loss and mortality after a lethal infection in adulthood, demonstrating the development of long-lived protective memory responses at the intestinal interface. Together, these results indicate that both B and T cell responses, in particular Th1 and Th17 associated immunity, are important for the development of long lasting immunity to this pathogen in early life. Third, infection of neonatal mice with a Y. enterocolitica strain deleted of the anti-inflammatory protein YopP led to massive infiltration and/or accumulation of innate phagocytes in the intestine and MLN. This effect was not detectable in infected adult mice. Thus, we have identified a novel negative regulator of intestinal inflammation which might be valuable in preventing or ameliorating inflammatory conditions. This model system has revealed the unprecedented potential of neonatal mice to develop protective inflammatory innate and adaptive immunity at mucosal surfaces. The combined results presented here demonstrate that neonatal mice may be well equipped to mount robust innate and adaptive intestinal inflammatory responses that are highly protective toward Y. enterocolitica. These findings have implications for understanding how pediatric intestinal adaptive immune responses develop in response to naturally occurring gastroenteric pathogens and offer a new biological platform for development of vaccines aimed at improving mucosal and systemic immunity in early life.

O neutrófilo é a célula predominante no sangue circulante e medeia as primeiras respostas da imunidade inata contra infecções, graças a sua capacidade de fagocitar e destruir patógenos. A mieloperoxidase (MPO) é a proteína mais abundante do neutrófilo e a sua potente atividade microbicida está relacionada à sua participação na geração de moléculas oxidantes capazes de degradar uma ampla variedade de estruturas biológicas. Contudo, à MPO também tem sido atribuído um papel deletério nos processos inflamatórios por mediar danos ao endotélio e amplificar a inflamação. A liberação da MPO do neutrófilo diretamente sobre o endotélio depende da interação célula-célula mediada pela integrina CD11b/CD18 (também conhecida como receptor do complemento tipo 3, CR3) expressa nos neutrófilos e pela molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1) no endotélio, sugerindo um papel importante para o CR3 em mediar o dano tecidual em condições inflamatórias crônicas. A cadeia CD11b (?M) do CR3 é codificada pelo gene ITGAM (Integrin Alpha M) e um polimorfismo devido à troca de um único nucleotídeo, G328A, resulta na substituição de uma arginina por uma histidina na posição 77 no domínio extracelular da molécula CD11b, levando à existência de duas variantes polimórficas (R77 e 77H). Este polimorfismo recebe o número de referência rs1143679. A variante 77H está associada à suscetibilidade ao lúpus eritematoso sistêmico (LES), mas o comprometimento funcional desta variante ainda não é compreendido. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar se o polimorfismo da cadeia CD11b influencia o burst oxidativo dependente de MPO em neutrófilos humanos de indivíduos saudáveis. Os genótipos foram determinados por reação em cadeia da polimerase para identificação das variantes alélicas; os neutrófilos foram estimulados com zimosan opsonizado com soro humano normal; a expressão do CR3 foi avaliada por citometria de fluxo com anticorpo monoclonal específico; a avaliação da atividade da enzima MPO foi realizada através da quantificação indireta de seu produto, o ácido hipocloroso, pelo método da taurina-cloramina; o burst oxidativo foi medido por quimioluminescência (QL) dependente de luminol e de lucigenina. Não houve diferença estatística na atividade da MPO entre os grupos, contudo a presença da variante 77H nos neutrófilos mostrou uma menor liberação de MPO quando comparada aquela de neutrófilos com a variante R77. Esta diminuição da liberação da MPO não foi relacionada à diferença de expressão do CR3, uma vez que a análise da expressão do CR3 nos neutrófilos não mostrou diferenças entre os grupos. Nenhuma diferença foi observada na medida de QL. Levando-se em consideração as funções imunomodulatórias da MPO, dependentes e independentes da sua atividade catalítica, nas interações entre neutrófilo e endotélio mediadas pelo CR3, nosso resultado mostra a necessidade de investigar se pequenas diferenças entre a liberação de MPO por neutrófilos, expressando a variante 77H da cadeia CD11b, pode explicar a associação deste polimorfismo com a suscetibilidade ao LES e/ou outras doenças. / The neutrophils are the predominant cells in the circulating blood and mediates the first responses of innate immunity against infections, thanks to their ability to phagocyte and destroy pathogens. The myeloperoxidase (MPO) is the most abundant protein in the neutrophils and its potent microbicidal activity is related to its participation in the generation of oxidant molecules capable of degrading a wide variety of biological structures. However, the MPO has also been attributed a deleterious role in mediating inflammatory processes at endothelial damage and amplifying inflammation. The release of MPO from neutrophils depends directly on the endothelial cell-cell interaction mediated by the integrin CD11b / CD18 (also known as the complement receptor type 3, CR3) expressed in neutrophils and the intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) in the endothelium, suggesting an important role for CR3 in mediating tissue damage in chronic inflammatory conditions. The CD11b chain (?M) of CR3 is encoded by the gene ITGAM (Integrin Alpha M) and a polymorphism due to the exchange of a single nucleotide, G328A, results in the substitution of an arginine by a histidine at position 77 in the extracellular domain of the CD11b molecule, leading to the existence of two polymorphic variants (R77 and 77H). This polymorphism receives the reference numeral rs1143679. The 77H variant is associated with susceptibility to systemic lupus erythematosus (SLE), but the functional impairment of this variant is not yet understood. In this context, the aim of this study was to evaluate the polymorphism of the CD11b chain influences the oxidative burst dependent MPO in human neutrophils from healthy individuals. The genotypes were determined by polymerase chain reaction to identify the allelic variants; neutrophils were stimulated with opsonized zymosan with normal human serum; of CR3 expression was assessed by flow cytometry with specific monoclonal antibody; evaluating the MPO enzyme activity was performed by indirect measurement of your product, hypochlorous acid, the method of taurine-chloramine; The oxidative burst was measured by chemiluminescence (Q) dependent luminol and lucigenin. There was no statistical difference in MPO activity between the groups, but the presence of the 77H variant in neutrophils showed a lower release of MPO compared that of neutrophils with the R77 variant. This reduction of MPO release was not related to the difference CR3 expression, since the analysis of CR3 expression on neutrophils showed no differences between groups. No difference was observed in the extent of QL. Taking into account the immunomodulatory functions of MPO-dependent and independent of its catalytic activity, interactions between neutrophils and the endothelium mediated CR3, our result shows the need to investigate whether small differences between the MPO release by neutrophils, expressing the variant 77H of the CD11b chain, may explain the association of this polymorphism with susceptibility to SLE and / or other diseases.

The aim of this thesis was to investigate the possible role of neutrophil granulocytes in antitumor reactions. Most of our experiments were focused on in vitro studies assessing the cytotoxic effect of mouse neutrophils on B16-F10 melanoma cells labelled with PAMPs. We put an emphasis on activation and generating a prime state of neutrophils. Moreover, a release rate of enzyme myeloperoxidase from azurophil granules was detected as a marker of neutrophil degranulation. We also attempted to attract neutrophils into tumor microenvironment using thioglycolate medium and its main compound casein.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-08-31T17:28:06Z No. of bitstreams: 1 Thassila Nogueira Pitanga Efeito das micropartículas....pdf: 1105021 bytes, checksum: 9c6f0280b9ffe2b38105f8844c3a2b0f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-31T17:28:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thassila Nogueira Pitanga Efeito das micropartículas....pdf: 1105021 bytes, checksum: 9c6f0280b9ffe2b38105f8844c3a2b0f (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / Micropartículas (MPs) são vesículas liberadas da membrana plasmática após ativação celular ou fases iniciais de apoptose. MPs de neutrófilos (NMPs) apresentam em suas membranas diferentes proteínas com diferentes funções e diretamente relacionadas com seus efeitos biológicos, tais como mediadores inflamatórios (integrinas e L-selectina) e mieloperoxidase (MPO). A MPO é uma enzima catiônica, presente nos grânulos azurófilos de neutrófilos e monócitos, responsável pela formação de espécies reativas de oxigênio (ROS). Na presença de peróxido de hidrogênio (H2O2), a enzima catalisa a oxidação de íons cloro com a formação de ácido hipocloroso (HOCl). MPs de diversas origens parecem afetar a função vascular por mecanismos dependentes do estresse oxidativo. No presente trabalho investigamos o possível papel de NMPs na lesão de células endoteliais vasculares in vitro. NMPs foram produzidas por ativação de polimorfonucleares (PMNs) humanos com ionóforo de cálcio e caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão e varredura como estruturas delimitadas por bicamada lipídica e com diâmetro menor do que 1 m. A presença da MPO foi confirmada por citometria de fluxo, utilizando o anticorpo anti-MPO, e pela atividade enzimática detectada por quimioluminescência de HOCl, uma ROS catalisada unicamente pela MPO. A adição de azida, inibidor de peroxidases, ou de taurina, “scavanger” de HOCl, inibiu ou reduziu a atividade enzimática, respectivamente. Identificamos moléculas expressas na superfície das NMPs (CD62L, CD66b, CD45, CD95 e fosfatidilserina). A atividade de MPO foi observada após incubação das células endoteliais vasculares in vitro com NMPs, sugerindo que estas apresentam um potencial de carrear a MPO para a superfície endotelial vascular. A exposição de células endoteliais a NMPs induziu alterações morfológicas e perda da integridade da membrana celular, analisadas, respectivamente, por microscópio de contraste de fase e microscopia de fluorescência. Nossos resultados sugerem que NMPs atuam como carreadoras de MPO para a superfície de células endoteliais vasculares e induzem lesão destas células em um mecanismo dependente de MPO, sugerindo sua participação no desenvolvimento das complicações cardiovasculares. / Microparticles (MPs) are vesicles released from the plasma membrane after cell activation or early stages of apoptosis. In its membranes, neutrophil MPs (NMPs) present different proteins with different functions, directly associated with the cell’s biological activities, such as inflammatory mediation via integrins, L-selectin and myeloperoxidase (MPO). MPO is a cationic enzyme found in the azurophilic granules of neutrophils and monocytes that produces reactive oxygen species (ROS). In the presence of hydrogen peroxide (H2O2) it catalyzes the oxidation of chlorine ions with the formation of hypochlorous acid (HOCl). MPs from different sources seem to affect vascular function through oxidative stress dependent mechanisms. In this study we investigated the possible role of NMP in vascular endothelial cell injury in vitro. NMPs were produced by activation of human polymorphonuclear (PMN) cells with calcium ionophore and characterized as structures bounded by lipid bilayer and with less than 1 m diameter by transmission and scanning electron microscopy. MPO presence was confirmed by flow cytometry using anti-MPO antibody, and the enzyme activity detected by chemiluminescence of HOCl, a ROS catalyzed solely by the MPO. The addition of azide, peroxidase inhibitor, or taurine, HOCl scavanger, inhibited and reduced enzymatic activity, respectively. We identified molecules expressed on the NMPs surface (CD62L, CD66b, CD45, CD95 and phosphatidylserine). MPO activity was observed after incubation of vascular endothelial cells in vitro with NMPs, suggesting that they have the potential to carry MPO to the vascular endothelial surface. Exposure of endothelial cells to NMPs induced morphological changes and loss of cell membrane integrity, which were evaluated, respectively, by phase contrast microscopy and fluorescence microscopy. Our findings suggest that NMPs act as carriers of MPO to the surface of vascular endothelial cells and induce damage to these cells with an MPO-dependent mechanism, suggesting its participation in the development of cardiovascular complications.

The aim of this thesis was to study the mechanisms of innate imunity involved in the degradation of tumor cells on which the ligands of phagocytic receptors were installed. For this purpose both in vivo experiments using immunodeficient mice, and in vitro experiments based on monitoring the levels of inflammatory cytokines produced in the tumor tissue and on measuring the level of myeloperoxidase released during neutrophil degranulation were performed.

Doctor of Philosophy / Department of Biochemistry and Molecular Biophysics / Brian V. Geisbrecht / Neutrophils are our most abundant white blood cells and the first leukocytes to infiltrate sites of infection or damaged/healing tissue. Activation of neutrophils results in the mobilization of several types of granules stored within their cytosol, such as the so-called azurophilic granules, which either fuse with the maturing endophagocytic compartment or are released into the extracellular environment. One of the most abundant component of azurophilic granules is a heme-containing enzyme called myeloperoxidase (MPO), which reduces the H₂O₂ produced by the neutrophil’s respiratory burst to generate cytotoxic hypohalous acids, most typically HOCl. While neutrophil granule enzymes are essential for our innate defenses, neutrophil-driven inflammation outside this beneficial context lies at the heart of many non-infectious human diseases. Staphylococcus aureus and closely related species are highly adapted to their hosts and have evolved many strategies to resist opsonization and phagocytosis. S. aureus shows resistance to killing following uptake into the phagosome, which suggests that the bacterium can actively evade specific intracellular killing mechanisms used by neutrophils. Recent work found a highly conserved S. aureus protein, SPIN (for Staphylococcal Peroxidase INhibitor), that specifically binds and inhibits MPO [1]. This study was focused on characterizing the structure/function relationship for MPO inhibitors, SPIN proteins. To identify key residues for SPIN function in more detail, we examined two types of SPIN proteins using structural methods, direct binding assays, and functional assays for MPO activity: deletion mutants and SPIN proteins originating from divergent staphylococcal species. Together, these studies shed light on the molecular features which determine the specificity of SPIN proteins for MPO and suggest potential avenues for using this information toward the design of synthetic MPO inhibitors. In addition to the focus on targeted inhibition of MPO for its therapeutic value in treatment of a number of significant human inflammatory diseases, our investigations contributed in expanding our knowledge on infection spreading. As a first cellular host defense response, the neutrophil interaction with pathogens are of major interest. Characterization of staphylococcal immune evasion proteins is vital for understanding bacterial survival when encountering neutrophils and their bioactive constituents.

A enzima mieloperoxidase (MPO), presente em leucócitos da linhagem granulocítica e monocítica, tem papel fundamental na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Existem fortes evidências que alguns produtos gerados a partir de reações catalisadas por mieloperoxidase (MPO) tenham papel na sinalização celular. Dentre estes produtos, chama atenção o oxigênio singlete (1O2). Em fagócitos, esta ERO poderia participar tanto do processo de morte de patógenos, quanto da sinalização de eventos da inflamação. O nosso grupo de pesquisa trabalha com a hipótese de que a localização da MPO, e consequentemente, os sítios de produção de 1O2 definem a função da enzima e do 1O2. O interesse particular no 1O2 deve-se também ao fato de que sua detecção não é trivial e relativamente pouco é conhecido sobre sua produção por sistemas biológicos se comparado a outras EROs. Neste estudo trabalhamos com a questão da localização de MPO em neutrófilos e monócitos humanos e com a detecção de 1O2 através da utilização de sondas específicas. Nos experimentos realizados avaliamos a produção de 1O2 pela utilização da sonda 9,10 difenilantraceno (DPA) e também empregando o éster 9,10-antracenil-3-bispropionato de etila (ABPE) como captador de 1O2. Apesar da proposta de uso do DPA revestindo partículas a serem fagocitadas ter sido feita anteriormente (Garcia F., mestrado concluído em 2006) houve dificuldades na utilização desta técnica que foram reconsideradas neste trabalho. Com esta sonda também obtivemos imagens em microscopia confocal, através da fluorescência do DPA e perda desta fluorescência após reação com 1O2. As análises dos resultados com a microscopia confocal em neutrófilos confirmam que 1O2 está sendo realmente formado no fagolissosomo, quando as células são ativadas por partículas opsonizadas. Em monócitos também houve a possibilidade de utilizar DPA como sonda para 1O2. Neste caso observamos um decréscimo mais lento da fluorescência quando comparado com neutrófilos e também um apagamento mais difuso da sonda. Acreditamos que as diferenças observadas, na formação de 1O2, para neutrófilos e mononucleares em microscopia confocal podem ser devido a diferentes formas de compartimentalização da enzima nestes dois tipos celulares. É possível que isto tenha uma função biológica específica, uma vez que, 1O2 parece ser um importante sinalizador no processo inflamatório. Dado o interesse na detecção de 1O2 em células do sistema imune, também utilizamos uma nova sonda, o éster 9,10-antracenil-3-bispropionato de etila (ABPE). A detecção neste caso é feita pelo monitoramento de um endoperóxido por HPLC. Os resultados obtidos com essa nova sonda demonstram-se mais satisfatórios quando comparados ao DPA, permitindo uma melhor detecção da produção de 1O2 por fagócitos. / The enzyme myeloperoxidase (MPO), present in leukocytes of granulocytic and monocytic lineage, plays a fundamental role in the production of reactive oxygen species (ROS). There is strong evidence that some products generated from reactions catalyzed by myeloperoxidase (MPO) have a role in cell signaling. Among these products, calls attention singlet oxygen (1O2). In phagocytes, ROS could participate in this process both the death of pathogens, the signaling events of inflammation. Our research group works on the assumption that the location of the MPO, and consequently, the production sites to define the role of 1O2 and 1O2 enzyme. The particular interest in the 1O2 is also due to the fact that its detection is not trivial and relatively little is known about its production by biological systems compared to other ROS. In this study we worked with the question of localization of MPO in human neutrophils and monocytes and the detection of 1O2 by using specific probes. In the experiments we evaluated the production of 1O2 by use of a probe 9.10 difenilantraceno (DPA) and also using the 9.10-ester antracenil bispropionato-3-acid ethyl esters (ABPE) 1O2 as a pickup. Although the proposed use of the DPA coating particles to be phagocytized have been made previously (F. Garcia, MA completed in 2006) hove difficulties in using this technique have been reconsidered in this work. With this probe also obtained images in confocal microscopy, by fluorescence of DPA and loss of fluorescence after reaction with 1O2. The analysis of results with confocal microscopy confirmed that in neutrophils 1O2 is actually being formed in fagolissosomo, when cells are activated by opsonized particles. Monocytes were also able to use DPA as a probe to 1O2. In this case we observe a slower decrease in fluorescence when compared with neutrophils and also a more diffuse effacement of the probe. We believe that the observed differences in the formation of 1O2 for neutrophils and mononuclear cells in confocal microscopy may be due to different forms of compartmentalization of the enzyme in these two cell types. It is possible that this has a specific biological function, since, 1O2 seems to be an important sign in the inflammatory process. Given the interest in the detection of 1O2 cells of the immune system, also used a new probe, the 9.10-ester antracenil bispropionato-3-acid ethyl esters (ABPE). The detection in this case is made by an endoperoxide monitoring by HPLC. The results obtained with this new probe show is more satisfactory when compared to the DPA, allowing better detection of 1O2 production by phagocytes.

Orientadores: Alexandre Augusto Zaia, Sergio Roberto Peres Line / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T01:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendonca_ThaisAccorsi_D.pdf: 1140557 bytes, checksum: edc0e3c618eed2eddfe927042cc99ba1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As metaloproteinases de matriz (MMPs) são enzimas zinco dependentes secretadas por diversas células e que possuem uma importante função no remodelamento da matriz extracelular tanto em processos fisiológicos quanto patológicos. Essas enzimas são secretadas na forma inativa (zimógeno) e sua atividade pode ser modulada por inibidores teciduais endógenos (TIMPs). As MMPs são subdivididas de acordo com seu substrato, sendo as MMPs -2 e -9 conhecidas como gelatinases por degradar gelatina, ou seja, colágeno denaturado. Em uma inflamação pulpar intensa ocorre degradação tecidual similar à qualquer outro processo inflamatório. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar polpas dentais humanas sadias e inflamadas quanto à expressão gênica de MMP-2, MMP-9 e TIMP-2 utilizando o PCR em tempo real; valores proteicos de TIMP-2 através do ELISA e atividade gelatinolítica de MMP-2 e MMP-9 por meio da técnica zimográfica. A técnica de quantificação de mieloperoxidase (MPO) também foi realizada em todas as amostras para identificar e quantificar a presença de células neutrofílicas na polpa. Foram utilizadas polpas sadias (n=20) de terceiros molares inclusos e polpas inflamadas (n=20), caracterizadas clinicamente. Os resultados mostraram uma expressão gênica 9 vezes maior para MMP-9 em polpas inflamadas quando comparadas a polpas sadias. Para a quantificação proteica, os valores absolutos evidenciaram maiores valores de TIMP-2 em polpas inflamadas quando comparadas com polpas sadias (p<0,0039). A atividade gelatinolítica para o grupo sadio evidenciou maior presença de bandas para pro-MMP-2, com ausência de MMP-9. Em polpas inflamadas, a proteína que apresentou maior atividade foi a MMP-9, com atividade significantemente maior (p=0,00081) quando comparada com MMP-2 ativa. O resultado da quantificação da proteina MPO evidenciou para algumas amostras inflamadas, caracterizadas clinicamente, um padrão similar ao encontrado para polpas sadias. E em amostras inflamadas com alto índice de MPO, caracterizando assim presença de muitos neutrófilos, houve presença de atividade gelatinolítica para MMP-9. Assim, pode-se concluir que a proteína MMP-2, em polpas inflamadas, tornou-se ativa mesmo com o aumento da produção de TIMP-2. Entretanto, o aumento em níveis proteicos para TIMP-2 na inflamação, não foi acompanhado do aumento do RNAm para este gene. Em processos inflamatórios, MMP-2 e MMP-9 foram encontradas de forma ativa, o que não ocorreu em polpas sadias. Não houve correlação entre sintomatologia e presença da proteína mieloperoxidase ou atividade gelatinolítica em polpas inflamadas / Abstract: Matrix Metalloproteinases (MMPs) are members of a family of zinc-dependent endopeptidases which are involved in the degradation of extracellular matrix but also in a number of other biologic processes. Such as any other inflammatory process, the pulp inflammation is associated with tissue degradation which can be mediated by MMPs. MMP-2 and MMP-9, named gelatinases, are secreted in latent form (zymogen) and their activity can be modulated by tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). The aim of this study was evaluated the role of MMP-2, MMP-9 and TIMP-2 in inflammatory human dental pulp tissues. Twenty dental pulp clinically diagnosed as inflammatory tissues and twenty healthy pulp tissues from enclosed third molars were harvested and evaluated to: gene expression of MMP-2, MMP-9 and TIMP-2 by real-time PCR; protein quantification of TIMP-2 by ELISA; gelatinolytic activity (MMP-2 and MMP-9) assessed by zymography technique, and neutrophils quantification by mieloperoxidase protein (MPO) assay. Data analysis showed an increased mRNA levels of MMP-9. Protein level of TIMP-2 in inflammatory pulp tissues was higher than healthy tissues (p<0,0039). The gelatinolytic activity for the healthy pulp tissues revealed a greater presence of bands for pro-MMP-2, with absence of MMP-9 bands. In inflammatory pulp tissues, MMP-9 demonstrated higher activity (p=0.00081) compared to MMP-2. Finally, the inflammatory pulp tissues with increased MPO protein levels were associated to the MMP-9 gelatinolityc activity. Taken together, these data suggest that MMP-2 in inflammatory pulp tissues was activated even at the presence of high levels of TIMP-2. However, the increased protein levels of TIMP-2 in inflammatory pulps were not followed by an increase of corresponding mRNA levels. During inflammatory process, MMP-2 and MMP-9 were found active, which did not occur in healthy pulps. Besides, it was not observed correlation between pain and the presence of mieloperoxidase protein or gelatinolytic activity in inflammatory pulp tissues / Doutorado / Endodontia / Doutor em Clínica Odontológica