Oxidative stress plays a vital role in the pathogenesis of many chronic and acute inflammatory diseases. Reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are two key mediators that are known to induce cellular and tissue oxidative stress. The generation of ROS and RNS is mediated by innate immune signaling processes. Lipopolysaccharide (LPS), a major inflammatory signal, is known to be a potent inducer of ROS/RNS. Thus, strategies that may block LPS-mediated generation of free radicals may hold promise in treating various inflammatory disease processes. However, the molecular mechanisms underlying LPS-mediated ROS/RNS production are not fully defined. Interleukin-1 Receptor associated kinase (IRAK-1), an intracellular kinase downstream of Toll-like Receptor 4 (TLR4) has been shown to contribute to the inflammatory cascade associated with LPS-TLR4 signaling pathway. However, its role in ROS production has not been defined. Therefore, we tested the hypothesis that IRAK-1 plays an important role in regulating ROS/RNS production. Both in vitro and in vivo studies were conducted to investigate the role of IRAK-1 in modulating free radicals as well as oxidative stress. In vitro studies demonstrate that IRAK-1 is a critical molecule involved in the induction of ROS/RNS. IRAK-1 deletion ablated free radical production following LPS challenge in a variety of cell types including macrophages, fibroblasts and microglia. Mechanistically, we observed that IRAK-1 is required for optimal expression and activity of NADPH oxidase subunits and iNOS. IRAK-1 deletion reduced LPS-triggered p47phox membrane translocation, suppressed NOX-1 expression and protein levels as well as hampered Rac1 activation. On the other hand, IRAK-1 deletion sustained antioxidative enzyme activity and levels in IRAK-1-/- macrophages and fibroblasts. In terms of the in vivo physiological consequences, IRAK-1-/- mice exhibited attenuated lipid peroxidation in vital organs, attenuated histopathological lesions in liver and kidney, and reduced endotoxemia-associated mortality. Taken together, IRAK-1 may, at least in part, serve as an important therapeutic target in the treatment of various inflammatory disease processes. / Ph. D.

Generation of reactive oxygen species (ROS) by mammalian host cells is a double-edged sword. ROS are clearly beneficial in directly killing pathogens and as a signaling molecule to alert macrophages and neutrophils to the site of infection. However, ROS are also capable of damaging host cells by destroying DNA, oxidizing proteins and lipids, inactivating enzymes, and eliciting apoptosis. Therefore the balance of ROS generation and clearance is essential for homeostasis. Although multiple mechanisms can contribute to the generation of ROS, NADPH oxidase (Nox) is a primary producer. In terms of clearance, several ROS scavenging enzymes are induced by Nrf2, a sensor of excessive ROS. The mechanisms behind the skewing of this balance toward prolonged accumulation of ROS under chronic inflammatory conditions are not well understood. Lipopolysaccharide (LPS), a major component of the Gram-negative bacteria cell wall, is specifically recognized by Toll-like receptor 4 (TLR4). LPS triggers robust activation of Nox and ROS production through TLR4, while also activating Nrf2 and ROS clearance. Intracellular pathways regulating ROS generation and clearance mediated by TLR4 are not well defined. Since interleukin-1 receptor associated kinase 1 (IRAK-1) is a key downstream component of TLR4, we test the hypothesis that IRAK-1 may play a critical role in maintaining the balance of LPS triggered ROS generation and clearance. Using wild type and IRAK-1 deficient murine embryonic fibroblasts, we tested the dynamic induction of Nox1 (a key NADPH oxidase) and Nrf2 by varying dosages of LPS. Our data confirm that high dose LPS (as seen in acute bacterial infection) induced both Nox1 and Nrf2. The generation of Nox1 is IRAK-1 dependent. Low dose LPS (as seen in chronic metabolic endotoxemia) fails to induce Nrf2 and induces mild and prolonged expression of Nox1. Cells pre-challenged with low dose LPS are primed for more robust expression of ROS following a second LPS challenge. The conclusions and implications generated by this study are that chronic low dose endotoxemia (prevalent in adverse health conditions) may skew the balance of ROS generation and clearance to favor prolonged ROS accumulation, and that IRAK-1 represents a potential therapeutic target to treat chronic inflammatory diseases. / Ph. D.

A nefropatia diabética (ND) é uma das principais causas de nefropatia crônica, o que torna o diabetes mellitus (DM) responsável por 44% da prevalência de doença renal crônica (DRC) no mundo. O papel do estresse oxidativo na patogênese da ND está bem estabelecido e genes pertencentes a vias pró- e antioxidantes são possíveis candidatos a conferirem susceptibilidade genética a essa e a outras complicações crônicas. Além do estresse oxidativo, o transporte intracelular de glicose, mediado por transportadores específicos, também parece exercer influência sobre a ND e outras complicações. O objetivo deste trabalho foi avaliar a associação entre ND e alguns polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) em genes que codificam proteínas transportadoras de glicose (GLUT2 [SLC2A2]), proteínas pró-oxidantes (p22phox [CYBA] e NOX-2 [CYBB]) e proteínas antioxidantes (glutationa peroxidase-4 [GPX4] e catalase [CAT]) em uma coorte brasileira (n=453; 45,8% de pacientes com ND) e três coortes francesas (SURGENE [n=340; 17,7% de pacientes com ND na fase basal], GENEDIAB [n=313; 66,7% de pacientes com ND] e GENESIS [n=636; 49,7% de pacientes com ND]) de pacientes portadores de DM tipo 1. Os SNPs foram genotipados com o uso da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real e os resultados expressos em odds ratio (OR) ou hazard ratio (HR), com seus respectivos intervalos de confiança (IC), determinados em modelos ajustados de regressão logística politômica ou regressão de risco proporcional de Cox, respectivamente. A razão albumina/creatinina urinária (ACR) ou a taxa de excreção urinária de albumina (EUA) foram utilizadas para definir os estágios de ND e os pacientes foram classificados de acordo com a presença ou ausência de ND incipiente (ACR 30 - 300 mg/g de creatinina ou EUA 20 - 200 ?g/min ou 20 - 200 mg/L) e creatinina plasmática <1,7 mg/dL), ND estabilizada (ACR >300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática < 1,7 mg/dL ) ou ND avançada (ACR > 300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática > 1,7 mg/dL ou qualquer terapia de reposição renal) e também foram avaliadas associações dos SNPs com a taxa de filtração glomerular estimada (TFGe). O alelo raro A do SNP rs6610650 no gene CYBB foi associado com valores baixos de TFGe em mulheres na coorte brasileira e com a prevalência de ND estabilizada/avançada em mulheres da coorte francesa (OR 1,75; IC 95% 1,11 - 2,78; p=0,016). O alelo raro T do SNP rs713041 no gene GPX4 foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada em homens na coorte brasileira (OR 0,30, IC95% 0,13 - 0,68, p=0,004) e com valores elevados de TFGe em homens na coorte francesa. O alelo raro A do SNP rs7947841 no gene CAT foi associado com a prevalência de ND incipiente (OR 2,79; IC95% 1,21 - 6,24; p=0,01) e ND estabilizada/avançada (OR 5,72; IC95% 1,62 - 22,03; p=0,007), bem como com a incidência de eventos renais, definidos como novos casos de microalbuminúria ou progressão para um estágio mais grave de ND durante o seguimento de estudo, na coorte SURGENE (HR 1,82; IC95% 1,13 - 2,81; p=0,01). O mesmo alelo de risco associou-se com a prevalência de ND incipiente (OR 3,13; IC95% 1,42 - 7,24; p=0,004) e com a incidência de insuficiência renal crônica terminal (IRCT) na coorte GENEDIAB (HR 2,11; IC95% 1,23 - 3,60; p=0,008) e com a prevalência de ND incipiente (OR 2,16; IC95% 1,14 - 4,10, p=0,02) e ND estabilizada/avançada (OR 2,71; IC95% 1,38 - 5,42; p=0,004) na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs9932581 no gene CYBA foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada (OR 0,60; IC95% 0,46 - 0,78; p=0,0001) e com valores mais baixos de TFGe nos pacientes de descendência europeia da coorte GENESIS/GENEDIAB. Este mesmo alelo foi associado com a incidência de eventos renais e de IRCT nas coortes SURGENE (HR 0,63; IC95% 0,46 - 0,86; p=0,003) e GENESIS/GENEDIAB (HR 0,51; IC95% 0,31 - 0,78; p=0,002), respectivamente. Entretanto estes resultados não foram replicados na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs11924032 no gene SLC2A2 foi inversamente associado com a perda da TFGe ao logo do tempo (0,02%/ano vs 2,18%/ano para os pacientes portadores do genótipo GG; p=0,005), na coorte SURGENE. Este mesmo alelo foi inversamente associado com a incidência de IRCT nas coortes GENESIS/GENEDIAB (HR 0,53; IC95% 0,29 - 0,89; p=0,01). Os resultados observados para o gene SLC2A2 não forneceram fortes indícios para afirmarmos que este gene exerça um papel relevante no desenvolvimento da ND nos pacientes com DM tipo 1 nas coortes francesas estudadas. Em contrapartida, os SNPs nos genes que codificam as proteínas pró-oxidantes CYBA e CYBB e as proteínas antioxidantes GPX-4 e CAT foram capazes de modular o risco para doença renal em pacientes portadores de DM tipo 1, sendo que os SNPs presentes nos genes CYBB, GPX4 e CAT tiveram seus resultados replicados em coortes independentes, o que corrobora a importância destes genes e, consequentemente, do estresse oxidativo, na patogênese da ND / Diabetic nephropathy (DN) is a major cause of chronic nephropathy, with diabetes mellitus (DM) accounting for 44% of the prevalence of chronic kidney disease (CKD) in the world. The role of oxidative stress in the pathogenesis of DN is well established and genes belonging to pro- and antioxidant pathways are possible candidates to confer genetic susceptibility to this and other chronic complications. Besides oxidative stress, intracellular glucose transport mediated by specific transporters, also appears to influence DN and other complications. The aim of this study was to evaluate the association between DN and some single nucleotide polymorphisms (SNPs) present in genes encoding glucose transport proteins (GLUT2 [SLC2A2]), pro- (p22phox [CYBA] and NOX-2 [CYBB]) and antioxidants (glutathione peroxidase-4 [GPX4] and catalase [CAT]) proteins, in a Brazilian cohort [n= 453; 45.8% f patients with DN], and three French cohorts (SURGENE [n=340; 17.7% of patients with DN at baseline], GENEDIAB [n=313; 66.7% of patients with DN], and GENESIS [n=636; 49.7% of patients with DN]) of patients with type 1 DM. The SNPs were genotyped using the technique of real time polymerase chain reaction (PCR) and results expressed as odds ratio (OR) and hazard ratio (HR), with their respectively 95% confidence intervals (CI), determined by adjusted models of polytomic logistic regression and Cox proportional hazard regression, respectively. The albumin/creatinine ratio (ACR) or the urinary albumin excretion (UAE) rate were used to define the DN stages and the patients were classified according to the presence or absence of incipient DN (ACR 30 - 300 mg/g of creatinine or UAE 20 - 200 ug/min or 20 - 200 mg/L) and plasmatic creatinine < 1,7 mg/dL), established DN (ACR > 300 mg/g of creatinine or EUA > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine <1,7 mg/dL) or advanced DN (ACR >300 mg/g of creatinine or UAE > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine > 1,7 mg/dL or any renal replacement therapy). Associations for the estimated glomerular filtration rate (eGFR) were also evaluated. The rare allele A of the SNP rs6610650 in CYBB gene was associated with low values of eGFR in women in the Brazilian cohort and with the prevalence of established/advanced DN in women in the French cohort (OR 1.75, 95%CI 1.11 - 2.78, p=0.016). The rare allele T of the SNP rs713041 in GPX4 gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN in men in the Brazilian cohort (OR 0.30, 95%CI 0.13 - 0.68, p=0.004) and with higher values of eGFR in men in the French cohort. The rare allele A of the SNP rs7947841 in CAT gene was associated with the prevalence of incipient DN (OR 2.79, 95%CI 1.21 - 6.24, p=0.01) and established/advanced DN (OR 5.72; 95%CI 1.62 - 22.03, p=0.007) as well as the incidence of renal events, defined as new cases of microalbuminuria or progression to a more severe stage during the follow-up study, in SURGENE cohort (HR 1.82, 95%CI 1.13 - 2.81, p=0.01). The same risk allele was associated with the prevalence of incipient DN (OR 3.13, 95%CI 1.42 - 7.24, p=0.004), the incidence of end-stage renal disease (ESRD) in the cohort GENEDIAB (HR 2.11, 95%CI 1.23 - 3.60, p=0.008) and with the prevalence of incipient DN (OR 2.16, 95%CI 1.14 - 4.10, p=0.02) and established/advanced DN (OR 2.71, 95%CI 1.38 - 5.42, p=0.004) in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs9932581 in CYBA gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN (OR: 0.60, 95%CI: 0.46 - .78, p=0.0001) and associated with lower values of eGFR in patients of GENESIS/GENEDIAB cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of renal events and ESRD in SURGENE (HR 0.63, 95%CI 0.46 - 0.86, p=0.003) and GENESIS/GENEDIAB (HR 0.51, 95%CI 0.31 - 0.78, p=0.002) cohorts. However, these results were not replicated in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs11924032 in SLC2A2 gene was inversely associated with the loss of eGFR during the follow-up (0.02%/year vs. 2.18%/year for patients with the GG genotype, p=0.005) in the SURGENE cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of ESRD in the GENESIS/GENEDIAB cohorts (HR 0.53, 95%CI 0.29 - 0.89, p=0.01). The results observed for the SLC2A2 gene, in this study, did not provide strong evidence to state that this gene exerts a relevant role in the development of DN in patients with type 1 DM in the studied cohorts. However, SNPs in genes encoding the pro-oxidant proteins CYBA and CYBB, and the antioxidants proteins GPX-4 and CAT were able to modulate the risk of renal disease in patients with type 1 DM. The studied SNPs in CYBB, GPX4 and CAT genes had their results replicated in independent cohorts, which confirms the importance of these genes and, hence, of the oxidative stress in the pathogenesis of DN

Estudos caracterizaram o envolvimento da PDI na modulação da geração de EROs pela Nox1 como moduladores da migração de células do músculo liso vascular (VSMC) mediados por fatores de crescimento derivados de plaqueta (PDGF). Outros estudos vêm demonstrando o envolvimento do fator de crescimento epidermal (EGFR) no remodelamento vascular, após a transativação via Angiotensina II. Entretanto o papel da PDI na ativação do EGFR via Nox1 na hipertensão arterial ainda permanece desconhecido. Objetivo foi caracterizar o papel da PDI na expressão de Nox1 dependente do EGFR durante o desenvolvimento da hipertensão arterial. Resultados demonstram um aumento da expressão de HB-EGF e ativação de ERK 1/2 na aorta de animais SHR com 8 semanas e 12 semanas de idade, e no plasma de animais SHR com 12 semanas. Ainda, a OvxPDI acarretou em um aumento na expressão gênica de Nox-1 tanto na OVXPDI quanto na forma OvxPDIMUT. Resultados mostram um novo papel da PDI na expressão gênica de Nox-1 via EGFR e a participação desta tiol oxido redutase na gênese da hipertensão arterial. / Studies characterizing the involvement of PDI in the modulation of ROS by Nox1 as modulators of cell migration of vascular smooth muscle (VSMC) mediated by growth factors derived from platelets (PDGF). Other studies have demonstrated the involvement of the epidermal growth factor receptor (EGFR) on vascular remodeling after transactivation via Angiotensin II. However the role of PDI in the activation of EGFR via Nox1 in hypertension remains unknown. Objective was to characterize the role of PDI in Nox1 dependent EGFR expression during the development of hypertension. Results show an increase of HB-EGF expression and ERK 1/2 activation in the aortic SHR at 8 weeks and 12 weeks of age, and plasma SHR at 12 weeks. Still, the OvxPDI resulted in an increase in gene expression of Nox-1 both in OVXPDI and in OvxPDIMUT way. Results show a new role of PDI in gene expression of Nox-1 via EGFR and the participation of this thiol reductase oxide in the pathogenesis of hypertension.

Neste estudo foi verificado os efeito do &#945;-tocoferol (AT) nas vias de sinalização celular, dependentes de proteína quinase C (PKC) e de tirosinas quinases (TK), associadas ao \"burst\" oxidativo de neutrófilos humanos. Foram realizados também estudos comparativos com o inibidor da PKC, estaurosporina, com o inibidor de tirosinas quinases, genisteína e, com o análogo solúvel da vitamina E, Trolox. Foi feita a incorporação de AT in vitro às células, e então, estas foram estimuladas ou não com acetato de forbol miristato (PMA) ou com zymosan opsonizado (Zy). AT (40 &#181;M) inibiu a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) pelos neutróflos estimulados com PMA ou Zy. Estaurosporina (10 nM), genisteína (100 &#181;M) e Trolox (40 &#181;M) também tiveram efeitos inibitórios. A atividade da PKC foi inibida pelo AT e pela estaurosporina, entretanto, a atividade da enzima não foi afetada pela genisteína e pelo Trolox. PMA e Zy promoveram um aumento da fosforilação em resíduos de tirosina de proteínas de neutrófilos. AT e estaurosporina provocaram um aumento adicional na fosforilação PMA-dependente, enquanto a genisteína causou uma diminiução e, Trolox não produziu nenhum efeito. Por outro lado, os quatro compostos foram inibitórios na fosforilação Zy-dependente. A atividade de tirosina fosfatases (PTPs) foi medida em neutrófilos estimulados e não-estimulados. PMA e Zy causaram uma diminuição na atividade de PTPs. A pré-incubação com AT e Trolox causou uma reversão destes efeitos inibitórios. O inibidor de serina/treonina fosfatases, caliculina A, também foi utilizado. Nós mostramos que este composto foi capaz de reverter os efeitos inibitórios do AT na produção de ERO e na atividade de PKC dos neutrófilos. Os resultados deste trabalho mostram que AT modulam ambas as via de sinalização, PKC e TK-dependentes, associadas com o \"burst\" oxidativo de neutrófilos humanos e, que esta modulação pode ser devido a ativação de fosfatases pelo AT. / The effects of &#945;-tocopherol succinate (TS) on the signaling pathways, dependent of protein kinase C (PKC) and tirosine kinases (TK), associated with the oxidative burst of human neutrophils were analysed. Comparative studies with the PKC inhibitor, staurosporine, the TK inhibitor, genistein and the soluble analogous of vitamin E, Trolox were also performed. TS was incorporated into neutrophils and cells were then, stimulated or not with phorbol myristate acetate (PMA) or with opsonized zymosan (OZ). TS (40 &#181;mol/l) inhibited the production of reactive oxygen species (ROS) by PMA or OZ-stimulated neutrophils. Staurosporine (10 nmol/l), genistein (100 &#181;mol/l) and Trolox (40 &#181;mol/l) were also inhibitory. PKC activity was inhibited by TS and staurosporine, however, the enzyme activity was not affected by genistein and Trolox. PMA and OZ promoted tyrosine phosphorylation in neutrophil proteins. TS and staurosporine caused a further increase of tyrosine phosphorylation of proteins in PMA-stimulated neutrophils, whereas, genistein diminished the levels of phosphorylation, and Trolox did not alter them. On the other hand, the four compounds decreased the tyrosine phosphorylated proteins in OZ-stimulated neutrophils. Protein tyrosine phosphatases (PTP) activity was measured in both resting and stimulated cells. PMA and OZ-stimulated neutrophils showed a decrease on PTP activity. Pre-incubation with TS or with Trolox caused partial recovery of the basal activity of stimulated neutrophils. The serine/threonine phosphatase inhibitor, calyculin A, was also utilized, and we showed that this compound was capable of reversing the inhibitory effects of TS on ROS production and PKC activity by neutrophils. These results show that TS modulates both PKC- and TK-dependent signaling pathways associated with the oxidative burst in human neutrophils, and this modulation could be due the activation of phosphatases by TS.

Os modelos experimentais têm sido utilizados para o estudo dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos no desenvolvimento da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC). O modelo que melhor mimetiza a doença em humanos é o que utiliza a exposição à fumaça de cigarro. No entanto, a utilização deste modelo experimental requer um longo tempo de exposição (6 meses) e a lesão do parênquima obtida é considerada leve. O desequilíbrio protease/anti-protease é considerado um importante mecanismo fisiopatológico envolvido no desenvolvimento da DPOC. Desta forma, neste estudo propomos o desenvolvimento de um modelo experimental no qual associamos a instilação de elastase previamente ao início da exposição ao fumo na tentativa de obter um maior grau de lesão tecidual em um menor espaço de tempo. Para tanto, camundongos C57Bl/6 foram divididos em quatro grupos: Controle, Elastase, Fumo, Fumo/Elastase 1 dose e Fumo/Elastase 2 doses e analisados após dois meses de exposição. Os animais do grupo Fumo/Elastase 1 dose e 2 doses foram submetidos à instilação intranasal de elastase pancreática de porco (0,33UI) e expostos a fumaça de cigarro por dois meses. O grupo controle recebeu o mesmo tratamento com solução fisiológica (NaCl 0.9%). A exposição ao fumo foi feita por 30min, 2 vezes/dia, 5 dias da semana. Após dois meses, os animais foram sacrificados e observamos aumento de LM no grupo Fumo/Elastase 1 dose e 2 doses comparado aos grupos Controle e Fumo; aumento de células positivas para MAC-2 no parênquima (Fumo/Elastase 2 doses) e vias aéreas (Fumo/Elastase 1 dose e 2 doses), MMP-12 no parênquima pulmonar (Fumo/Elastase 2 doses), GP91 no parênquima (Fumo/Elastase 1 dose e 2 doses) e vias aéreas (Fumo e Fumo/Elastase 1 dose) e aumento de proporção de fibras elásticas no parênquima pulmonar do grupo Fumo/Elastase 1 dose e do grupo Fumo, caracterizando presença de enfisema pulmonar. A instilação de elastase pancreática de porco juntamente com a exposição à fumaça de cigarro aumentou a susceptibilidade ao desenvolvimento do enfisema / Experimental models have been used to study the pathophysiological mechanisms involved in the development of COPD. Cigarette Smoke exposure (CS) is considered the best model to mimetize the disease in humans. However, the CS requires a long exposure time (6 months) and the parenchymal destruction obtained is considered mild. The protease / anti - protease imbalance is considered an important pathophysiological mechanism involved in the development of COPD. Thus, in this study we propose the development of an experimental model in which we associate instillation of elastase before the start of exposure to smoke, trying to increase the parenchymal destruction degree in a shorter time. For that, C57BL / 6 mice were divided into four groups: Control, Elastase, Smoke and Smoke/Elastase 1 dose and Smoke/Elastase 2 doses and analyzed in two months after the CS exposition. The Smoke/Elastase 1 dose and 2 doses animals group received an intranasal instillation of porcine pancreatic elastase (0.33 IU) and exposed to cigarette smoke for two months. The control group received the same treatment with saline (NaCl 0.9 %). Animals were exposed to CS for 30min, 2 times / day, 5 days a week. After two months, we observed increased mean linear intercept (LM) and positive cells for MAC-2, MMP-12 and GP91 in the airways and lung parenchyma and increase of elastic fibers in the lung parenchyma characterizing the presence of pulmonary emphysema. The instillation of porcine pancreatic elastase along the exposure to cigarette smoke increased susceptibility to the development of emphysema

O sistema NADPH oxidase é um complexo enzimático gerador de superóxido. O NF-kB é um fator de transcrição envolvido no controle da expressão de diversos genes ligados à resposta inflamatória. Defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g resultam em infecções recorrentes e à susceptibilidade mendeliana a micobacterioses, podendo diminuir a expressão do componente gp91-phox da NADPH oxidase. Estudamos qual é a relação direta do NF-kB e de defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g na regulação dos genes CYBA, NCF1, NCF2 e NCF4 do sistema NADPH oxidase humano em células U937, células B EBV transformadas provenientes de pacientes com EDA-ID, DGC, ou de pacientes com defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g. A expressão dos genes NCF1 e NCF2 foi diminuída em células com defeitos no eixo (IFNGR1 e INFGR2) e em células U937 IkB S32A/S36A. A expressão do gene NCF1 também foi diminuída em células EDA-ID S32I e em células EDA-ID NEMO/IKKg W420X. O NF-kB e os IFNGR1 e INFGR2 são necessários para a expressão dos genes NCF1 e NCF2 e para a ativação do sistema NADPH oxidase humano neste sistema modelo. / The NADPH oxidase system is an enzymatic complex that generates superoxide. The NF-kB is a transcriptional factor involved in the expression of several genes related to the inflammatory response. The IL-12/23-IFN-g axis defects lead to recurrent infections and to the mendelian susceptibility of mycobacterial disease (MSMD), and they can decrease the gp91-phox expression (a NADPH oxidase component). We studied the NF-kB and the IL-12/23-IFN-g axis defects consequences on the regulation of CYBA, NCF1, NCF2 and NCF4 genes of the human NADPH oxidase system in U937 cells, and in B EBV cells from patients with EDA-ID, DGC, or patients with IL-12/23-IFN-g axis defects. The NCF1 and NCF2 gene expression was decreased in IL-12/23-IFN-g axis defects cells (IFNGR1 and INFGR2) and in U937 IkB S32A/S36A cells. NCF1 gene expression was decreased in EDA-ID S32I and in EDA-ID NEMO/IKKg W420X cell lineages. The NF-kB and the IFNGR1 and INFGR2 are necessary for NCF1 and NCF2 gene expression and activation of the human NADPH oxidase in this model system.

A Doença Granulomatosa Crônica é uma imunodeficiência grave e rara, na qual os quadros infecciosos por bactérias e fungos, ocorrem predominantemente nas barreiras naturais do organismo. O defeito reside em mutações em um dos componentes do sistema NADPH oxidase. O dHPLC mostrou-se mais sensível que o SSCP, sendo eficaz na detecção de alterações em 100% dos casos. Identificamos sete mutações diferentes no gene CYBB, sendo quatro delas inéditas. São elas R226X; R290X; e C537R. Dentre as mutações inéditas identificamos: T302fsX46; c.141 +5 G> T; C185R; e H222L. Identificamos a mutação V25fsX51 no gene NCF1 em duas pacientes. Estabelecemos uma correlação entre genótipo e fenótipo clínico baseado em manifestações clínicas relevantes na DGC, nos fornecendo dados importantes de cada manifestação clínica e um índice de gravidade clínica (IGC) para cada tipo de mutação. Os resultados contribuem para a construção de estratégias que permitam a identificação dos defeitos genético-moleculares relacionados à DGC. / Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency characterized by recurrent and severe infections, affecting the body barriers. In these patients, phagocytes present a failure in the respiratory burst caused by a deficiency of the NADPH oxidase system, and a microbicidal defect. Mutations affecting one of the components of the NADPH oxidase system. The dHPLC proved to be more sensitive to the SSCP, being effective in detecting changes in 100% of cases. We found seven different mutations, four of which are original. Are they R226X; R290X; and C537R. Among the unpublished mutations identified: T302fsX46; c. 141 + 5 G > T; C185R; and H222L. We identify the gene mutation V25fsX51 NCF1 in two patients. We have established a correlation between genotype and phenotype clinical relevant clinical manifestations based on DGC in providing important data from each clinical and clinical severity index (CSI) for each type of mutation. The results contribute to the construction of strategies enabling the identification of molecular genetic defects related to CGD.

O sistema renina-angiotensina e o estresse oxidativo têm participação importante na fisiopatologia das complicações crônicas do diabetes. No presente estudo, foram avaliados 103 pacientes com diabetes tipo 1 (DM1) com idade de 28,810,6 anos e duração de doença de 13,18,5 anos e 158 controles não diabéticos quanto à presença dos polimorfismos I/D da ECA e C242T do p22phox, componente essencial para a ativação da NADPH oxidase. Esta análise foi realizada por reação de polimerase em cadeia para ambos os polimorfismos, seguida de restrição enzimática para avaliação do polimorfismo C242T p22phox. Ambas as distribuições genotípicas obedeciam ao princípio do equilíbrio de Hardy-Weinberg. Os pacientes diabéticos foram submetidos a avaliação clínica e laboratorial quanto à presença de fatores associados ao risco de complicações (história de tabagismo e antecedentes familiares de diabetes tipo 2, dose diária de insulina, níveis pressóricos, índice de massa corporal, relação cintura-quadril, excreção urinária de albumina, taxa de filtração glomerular, perfil lipídico, controle glicêmico, níveis de proteína C-reativa) e rastreados quanto à presença de nefropatia diabética, considerada presença de micro ou macroalbuminúria; retinopatia diabética não proliferativa ou proliferativa e hipertensão arterial. Não houve diferença significativa entre a presença dos alelos D e I da ECA ou C e T do p22phox entre diabéticos e controles. Os polimorfismos avaliados não apresentaram associação com a presença de nefropatia, retinopatia ou hipertensão arterial. Pacientes portadores do alelo D apresentaram maiores níveis de pressão arterial diastólica (72,2 12,3 vs 65,4 11,6 mmHg , p=0,047) e proteína C-reativa comparados aos portadores do genótipo II [0,18 (0,04-0,38) vs 0,09 (0,04-0,16) mg/dl, p=0,05] , porém ambas as análises perderam significância estatística após correção para duração do diabetes. A combinação dos polimorfismos não esteve associada à presença de complicações microvasculares ou hipertensão arterial. Concluímos que, na população de diabéticos tipo 1 estudada, a frequência dos polimorfismos I/D da ECA e C242T do p22phox , isoladamente ou em combinação, não apresentou diferença em pacientes com ou sem complicações microvasculares precoces ou hipertensão arterial. Os níveis dos diferentes marcadores de risco cardiovascular também não apresentaram diferença nos pacientes com os polimorfismos acima descritos. Entretanto, estudos prospectivos poderão determinar a possível interação entre estes polimorfismos e a duração do diabetes na expressão clínica das complicações crônicas da doença. / The renin-angiotensin system and the oxidative stress play an important role in the pathogenesis of the diabetic complications.In the present study 103 patients with type 1 diabetes (T1DM) aged 28.8 10.6 years and with a disease duration of 13.1 8.5 years and 158 non-diabetic controls were evaluated for the presence of the I / D polymorphism of the angiotensin converting enzyme (ACE) and the C242T polymorphism of the p22phox, an essential component for NADPH oxidase activation. The analysis was performed using polymerase chain reaction for both polymorphisms, followed by enzymatic restriction for C242T p22phox polymorphism. Genotypic distributions of both polymorphisms were in Hardy-Weinberg equilibrium. Diabetic patients underwent clinical and laboratory evaluation for the presence of risk factors associated with complications of diabetes (smoking and family history of type 2 diabetes, daily insulin dose, blood pressure, body mass index, waist hip ratio, urinary albumin excretion, glomerular filtration rate, lipid profile, glycemic control, C-reactive protein levels) and screened for the presence of diabetic nephropathy, considered as the presence of micro or macroalbuminuria, diabetic retinopathy and hypertension. There was no significant difference between the presence of ACE D or I allele and p22phox C or T allele between diabetic patients and controls. The evaluated polymorphisms were not associated with the presence of nephropathy, retinopathy or hypertension. Patients with the D allele showed higher levels of diastolic blood pressure (72.2 12.3 vs 65.4 11.6 mmHg, p = 0.047) and C-reactive protein compared with those carrying the II genotype [0.18 (0.04-0.38) vs 0.09 (0.04-0.16) mg/dl, p = 0.05], but both analysis lost statistical significance after correction for duration of diabetes. The combination of both polymorphisms was not associated with microvascular complications or hypertension. We conclude that in the studied population of type 1 diabetic patients, the frequency of ACE I / D and C242T of p22phox polymorphisms, alone or in combination, was not different in patients with or without early microvascular complications or hypertension. Also, the levels of different markers of cardiovascular risk did not differ for patients with the polymorphisms described above. However, prospective studies may determine the possible interaction between these polymorphisms and duration of diabetes in the clinical expression of chronic complications of diabetes.

O sistema renina-angiotensina e o estresse oxidativo têm participação importante na fisiopatologia das complicações crônicas do diabetes. No presente estudo, foram avaliados 103 pacientes com diabetes tipo 1 (DM1) com idade de 28,810,6 anos e duração de doença de 13,18,5 anos e 158 controles não diabéticos quanto à presença dos polimorfismos I/D da ECA e C242T do p22phox, componente essencial para a ativação da NADPH oxidase. Esta análise foi realizada por reação de polimerase em cadeia para ambos os polimorfismos, seguida de restrição enzimática para avaliação do polimorfismo C242T p22phox. Ambas as distribuições genotípicas obedeciam ao princípio do equilíbrio de Hardy-Weinberg. Os pacientes diabéticos foram submetidos a avaliação clínica e laboratorial quanto à presença de fatores associados ao risco de complicações (história de tabagismo e antecedentes familiares de diabetes tipo 2, dose diária de insulina, níveis pressóricos, índice de massa corporal, relação cintura-quadril, excreção urinária de albumina, taxa de filtração glomerular, perfil lipídico, controle glicêmico, níveis de proteína C-reativa) e rastreados quanto à presença de nefropatia diabética, considerada presença de micro ou macroalbuminúria; retinopatia diabética não proliferativa ou proliferativa e hipertensão arterial. Não houve diferença significativa entre a presença dos alelos D e I da ECA ou C e T do p22phox entre diabéticos e controles. Os polimorfismos avaliados não apresentaram associação com a presença de nefropatia, retinopatia ou hipertensão arterial. Pacientes portadores do alelo D apresentaram maiores níveis de pressão arterial diastólica (72,2 12,3 vs 65,4 11,6 mmHg , p=0,047) e proteína C-reativa comparados aos portadores do genótipo II [0,18 (0,04-0,38) vs 0,09 (0,04-0,16) mg/dl, p=0,05] , porém ambas as análises perderam significância estatística após correção para duração do diabetes. A combinação dos polimorfismos não esteve associada à presença de complicações microvasculares ou hipertensão arterial. Concluímos que, na população de diabéticos tipo 1 estudada, a frequência dos polimorfismos I/D da ECA e C242T do p22phox , isoladamente ou em combinação, não apresentou diferença em pacientes com ou sem complicações microvasculares precoces ou hipertensão arterial. Os níveis dos diferentes marcadores de risco cardiovascular também não apresentaram diferença nos pacientes com os polimorfismos acima descritos. Entretanto, estudos prospectivos poderão determinar a possível interação entre estes polimorfismos e a duração do diabetes na expressão clínica das complicações crônicas da doença. / The renin-angiotensin system and the oxidative stress play an important role in the pathogenesis of the diabetic complications.In the present study 103 patients with type 1 diabetes (T1DM) aged 28.8 10.6 years and with a disease duration of 13.1 8.5 years and 158 non-diabetic controls were evaluated for the presence of the I / D polymorphism of the angiotensin converting enzyme (ACE) and the C242T polymorphism of the p22phox, an essential component for NADPH oxidase activation. The analysis was performed using polymerase chain reaction for both polymorphisms, followed by enzymatic restriction for C242T p22phox polymorphism. Genotypic distributions of both polymorphisms were in Hardy-Weinberg equilibrium. Diabetic patients underwent clinical and laboratory evaluation for the presence of risk factors associated with complications of diabetes (smoking and family history of type 2 diabetes, daily insulin dose, blood pressure, body mass index, waist hip ratio, urinary albumin excretion, glomerular filtration rate, lipid profile, glycemic control, C-reactive protein levels) and screened for the presence of diabetic nephropathy, considered as the presence of micro or macroalbuminuria, diabetic retinopathy and hypertension. There was no significant difference between the presence of ACE D or I allele and p22phox C or T allele between diabetic patients and controls. The evaluated polymorphisms were not associated with the presence of nephropathy, retinopathy or hypertension. Patients with the D allele showed higher levels of diastolic blood pressure (72.2 12.3 vs 65.4 11.6 mmHg, p = 0.047) and C-reactive protein compared with those carrying the II genotype [0.18 (0.04-0.38) vs 0.09 (0.04-0.16) mg/dl, p = 0.05], but both analysis lost statistical significance after correction for duration of diabetes. The combination of both polymorphisms was not associated with microvascular complications or hypertension. We conclude that in the studied population of type 1 diabetic patients, the frequency of ACE I / D and C242T of p22phox polymorphisms, alone or in combination, was not different in patients with or without early microvascular complications or hypertension. Also, the levels of different markers of cardiovascular risk did not differ for patients with the polymorphisms described above. However, prospective studies may determine the possible interaction between these polymorphisms and duration of diabetes in the clinical expression of chronic complications of diabetes.