Os neutrófilos são células fagocíticas do sistema imunológico mobilizadas principalmente no combate a infecções. Estas células são capazes de matar os micro-organismos através da desgranulação, que leva à liberação de moléculas antimicrobianas, e da produção de espécies reativas de oxigênio. Embora o recrutamento de neutrófilos seja essencial para a proteção do organismo, sua ativação excessiva resulta na intensa liberação de moléculas citotóxicas no meio extracelular, o que pode desencadear o desenvolvimento e/ou agravar o quadro clínico de doenças autoimunes e inflamatórias, como a artrite reumatoide. Uma possível abordagem terapêutica para o tratamento destas doenças é a modulação das funções efetoras dos neutrófilos. Estudos prévios mostraram que o extrato etanólico das folhas de Baccharis dracunculifolia (EEBd) possui grande potencial terapêutico, uma vez que apresenta expressiva atividade antioxidante frente ao metabolismo oxidativo dos neutrófilos. Para dar continuidade à investigação da atividade anti-inflamatória e/ou imunomoduladora deste extrato, o presente trabalho avaliou, na primeira etapa, o seu efeito modulatório sobre importantes funções efetoras de neutrófilos que medeiam o reconhecimento a e eliminação de patógenos - fagocitose, desgranulação e atividade microbicida - e sobre a atividade de enzimas lisossomais. Verificou-se que o EEBd, dependendo da concentração, inibe o metabolismo oxidativo dos neutrófilos sem alterar a capacidade de defesa das células. Na segunda etapa, foi avaliada a atividade antioxidante de sete compostos isolados do EEBd - ácido cafeico, ácido cumárico, ácido ferúlico, ácido cinâmico, aromadendrina-4?-metil éter, isosacuranetina e hispidulina - frente ao metabolismo oxidativo dos neutrófilos, a fim de propor possíveis marcadores químicos para as atividades biológicas do extrato. Os resultados apontaram o ácido cafeico como um potencial marcador químico da atividade biológica em questão. Na terceira etapa, com o intuito de aumentar a biodisponibilidade e favorecer o uso terapêutico dos produtos naturais estudados, o EEBd e o ácido cafeico foram incorporados em lipossomas, e constatou-se que a incorporação não alterou suas atividades antioxidantes frente aos neutrófilos, quando comparado às respectivas amostras na forma livre. Por fim, foi avaliado o efeito terapêutico do EEBd e do ácido cafeico, ambos na forma livre e incorporada em lipossomas, em um modelo animal de artrite. Verificou-se que as amostras na forma livre melhoraram expressivamente os parâmetros inflamatórios nas articulações, promovendo redução do edema e da migração de células totais e de neutrófilos, e discreta diminuição da concentração das citocinas inflamatórias TNF-?, IL-6 e IL-1?. Além disso, a incorporação do EEBd e do ácido cafeico em lipossomas pode auxiliar na redução das suas concentrações necessárias para a obtenção dos efeitos terapêuticos desejados. Assim, pode-se concluir que o EEBd tem grande potencial para se tornar um agente terapêutico adjuvante no tratamento de doenças inflamatórias mediadas por neutrófilos, sendo o ácido cafeico um possível marcador químico para a atividade anti-inflamatória do extrato. / Neutrophils are phagocytic immune cells mobilized primarily to fight against infections. These cells are capable to kill microorganisms through degranulation, which leads to the release of antimicrobial molecules, and production of reactive oxygen species. Although neutrophil recruitment is essential for host protection, excessive activation of these cells culminates in intense discharge of cytotoxic molecules to the extracellular milieu, which can elicit the development of and/or aggravate the clinical condition in autoimmune and inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis. Modulation of the effector functions of neutrophils is a possible therapeutic approach to treat these diseases. Previous studies have shown that the ethanolic extract of Baccharis dracunculifolia leaves (EEBd) has a great therapeutic potential due to its significant antioxidant effect towards the oxidative metabolism of neutrophils. To continue investigating the anti-inflammatory and/or immunomodulatory action of such extract, the first part of the present work examined its modulator effect on three important effector functions of human neutrophils that mediate recognition and clearance of pathogens - phagocytosis, degranulation, and microbial killing - and on the activity of lysosomal enzymes. EEBd inhibited the oxidative metabolism of neutrophils without affecting their defense ability, depending on the extract concentration used. To propose possible chemical markers for the biological effects of the extract, the second part of this study evaluated the antioxidant activity of seven compounds isolated from EEBd - caffeic acid, coumaric acid, ferulic acid, cinnamic acid, aromadendrin-4\'-methyl ether, isosakuranetin, and hispidulin - towards the oxidative metabolism of neutrophils. The results pointed to caffeic acid as a potential chemical marker for this biological activity. The third part of this investigation aimed to improve the bioavailability and favor the therapeutic use of the natural products studied. EEBd and caffeic acid were incorporated into liposomal carrier systems. The incorporation of both samples into liposomes did not alter their antioxidant activity towards neutrophils, as compared with their respective free forms. Finally, this study examined the therapeutic effect of EEBd and caffeic acid, both in the free form and incorporated into liposomes, in an animal model of arthritis. The free samples markedly improved the joint inflammatory parameters: they reduced edema and migration of total cells and neutrophils, and slightly lowered the levels of the inflammatory cytokines tumor necrosis factor ? and interleukin 6 and 1? (TNF-?, IL-6, and IL-1?, respectively). In addition, incorporation of EEBd and caffeic acid into liposomes can help to reduce their concentrations required to achieve the desired therapeutic effect. Based on the set of results obtained in this study, we conclude that EEBd has a great potential to become a therapeutic adjuvant in the treatment of neutrophil-mediated inflammatory diseases, and that caffeic acid is a possible chemical marker of the anti-inflammatory activity of the extract.

Introdução: O trauma é um fenômeno que cursa com lesão tecidual, sendo que o trauma cirúrgico (TC) apresenta a referida lesão como consequência de um ato cirúrgico. A isquemia seguida de reperfusão (IR) é um evento comum em várias condições patológicas, bem como em diversos procedimentos cirúrgicos, principalmente transplantes. É frequente o desenvolvimento de lesões teciduais locais e remotas após trauma e após a I/R, parte de um fenômeno conhecido como síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS), frequentemente seguida pela falência de múltiplos órgãos (FMO). Estudos provaram o envolvimento do neutrófilo em tais síndromes como resultado da ação de enzimas proteolíticas secretadas a partir de grânulos citoplasmáticos, radicais livres produzidos por explosão respiratória e citocinas liberadas após a infiltração nos tecidos. Nesse contexto, foi provado que o pré-condicionamento isquêmico (PCI), definido como curtos episódios de isquemia precedendo a IR, protege contra essas lesões, com menor ativação de neutrófilos. No entanto, o conhecimento a respeito dos mecanismos operantes nos neutrófilos após o trauma cirúrgico, a isquemia seguida de reperfusão ou o pré-condicionamento isquêmico, ainda são preliminares. Objetivo: Analisar com maior profundidade o impacto dessas condições (TC, IR e PCI) no proteoma e fosfoproteoma do neutrófilo. Métodos: Foi realizada a análise de parâmetros hematológicos juntamente com a análise proteômica e fosfoproteômica de neutrófilos de ratos submetidos a TC, IR e PCI, comparados ao grupo controle. A análise proteômica foi realizada em sistema de nLC-MS/MS orbitrap de alto desempenho, usando marcação com iTRAQ, enriquecimento de fosfopeptídios e pré-fracionamento por HILIC. A análise estatística baseada em clusters utilizando scripts em R mostrou proteínas com abundância relativa diferencial em todas as condições. Resultados: A avaliação dos parâmetros hematológicos antes e depois de TC, IR e IPC demonstrou alterações no número, forma e tamanho de linfócitos, hemácias, plaquetas e, principalmente, neutrófilos (granulócitos). Observou-se um claro aumento na contagem de neutrófilos após TC e IR, sendo que tal aumento foi prevenido pelo PCI. Um total de 393 proteínas foram determinadas como reguladas para abundância relativa entre o grupo controle e o grupo TC. A maioria das proteínas encontradas como reguladas em comum nos grupos TC e IR estão relacionadas à apoptose (caspase-3), motilidade celular (PAK2), transdução de sinal (IL-5, IL-6 e TNF) e degradação pelo sistema proteassoma no neutrófilo. Maior produção de espécies reativas de oxigênio e disfunção da migração direcional de neutrófilos (PKC-delta) com aumento do tempo de vida dos neutrófilos são eventos iniciais importantes que podem resultar em mais dano tecidual e em infecção. A análise proteômica de neutrófilos de ratos após PCI levou à identificação de 2437 grupos de proteínas atribuídos a 5 clusters diferentes, contendo proteínas de abundância relativa significativamente aumentada ou diminuída em IR e PCI. O estudo de vias desses clusters baseado no KEGG revelou aumento nas vias de fagocitose mediada por Fc-gama R, sinalização por quimiocinas, adesão focal e migração transendotelial, citoesqueleto de actina, metabolismo e diminuição nas vias ribossomais, de transporte de RNA, de processamento de proteínas. A regulação da fosforilação de proteínas após IR e PCI mostrou algumas vias como quimiocinas, Fc-gama, GPCR, migração celular e vias pró e antiapoptóticas, sendo que a via de splicing alternativo foi a que apresentou regulação mais evidente (p < 0.0001). A regulação da abundância, bem como da fosforilação, presença de motivos e de domínios levou à identificação de fosfatases, como Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 e ptprc reguladas por IR, bem como stk38, pkn1, syk e inpp5d reguladas por PCI. A interação mais marcante entre proteínas foi demonstrada como sendo entre os receptores de Fgr e Ptp. Conclusão: Concluímos que as alterações causadas por TC, IR e PCI levaram a intenss alterações na abundância de algumas proteínas e em eventos de fosforilação em neutrófilos, levando ao efeito destrutivo observado após a IR e ao efeito protetor consequente ao PCI / Introduction: Trauma is a phenomenon that involves tissue injury, whereas the surgical trauma (ST) has such injury as a consequence of a surgery. Ischemia reperfusion is common event in many surgical procedures, especially in transplants, as well as in many pathological conditions. Local and remote tissue injuries usually develop after trauma and ischemic reperfusion, part of a phenomenon known as systemic inflammatory response syndrome, frequently followed by multiple organ failure (MOF). Studies have proven the involvement of the neutrophil in all these injuries as a result of proteolytic enzymes secreted from cytoplasmic granules, free radicals produced by respiratory burst, cytokines released after tissue infiltration. In that context, ischemic preconditioning (IPC), that are short episodes of ischemia before ischemia reperfusion, was proved to be protective against these injuries with less activation of neutrophils. However the knowledge about the underlying mechanism operating in the neutrophil after surgical trauma, ischemia reperfusion and preconditioning is preliminary. Objective: To deeply analyze the impact of these conditions (ST, IR and IPC) on the neutrophil proteome and phosphoproteome. Methodology: We did hematological analysis along proteomics and phospho proteomics through high throughput nLC-MS/MS analysis by orbitrap using iTRAQ labeling, phospho peptide enrichments, and HILIC pre-fractionation. Neutrophils from control, ST, IR and IPC conditions after extraction were processed for proteomic analysis. Statistical package using R based on cluster analysis led to the detection of differentially regulated proteins in all conditions. Results: The evaluation of the hematological parameters before and after ST, IR or IPC on blood cells stated alteration in size, number and shape of lymphocytes, RBCs, platelets and specially neutrophils (granulocytes). In the analysis, a clear increase in neutrophil count after ST and IR with such increase prevented by IPC. A total of 393 proteins were found differentially regulated between control and trauma groups. Most of the common proteins found regulated in trauma and IR seem to be related to apoptosis (caspase-3), cell motility (PAK2) and signal transduction in IL5, IL6 and TNF and proteasomal degradation in neutrophil. Higher oxygen species production and dysfunction of directional neutrophil migration (PKC delta) with increase in the life span of neutrophils are early important events that can finally result into more tissue damage and infection. The total proteomic analysis of rat neutrophils after IPC led to the identification of 2437 protein groups assigned to five different clusters with significantly up and downregulated proteins in IR and IPC. Cluster based KEGG pathways analysis revealed up-regulation of chemokine signaling, focal adhesion, leukocyte transendothelial migration, actin cytoskeleton, metabolism and Fc gamma R mediated phagocytosis, whereas downregulation in ribosome, spliceosome, RNA transport, protein processing in endoplasmic reticulum and proteasome, after intestinal ischemic preconditioning. The phosphoregulated proteins containing domains and motifs in the regulated peptides after IR and IPC led to the identification of some of important players such as chemokine, Fc gamma, GPCR, migration and pro/anti-apoptotic pathways. The phosphoproteins from alternative splicing was the pathway presenting the most remarkable regulation with a p-value of 0.0001. The regulation in expression as well as in phosphorylation, the presence of motifs and domains led to the identification of kinases and phosphatases including Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 and ptprc in neutrophils after IR whereas stk38, pkn1, syk, and inpp5d in neutrophil due to IPC. The highest protein-protein interaction was shown by Fgr and Ptp receptors. Conclusion: We concluded that the changed stimulus produced after ST, IR and IPC led to the huge alteration in proteins expression and phosphorylation events in the neutrophil proteome as mentioned in our work, that leads to final destructive and protective phenotype of neutrophils respectively

Os glicocorticóides endógenos (GCen) são moduladores importantes das reações inflamatórias, com papel em diferentes aspectos do processos. Neste contexto, tem sido demonstrado que os GCen controlam a migração de leucócitos para os focos de lesões, e um dos mecanismos propostos tem sido o efeito inibitório sobre os fenômenos de interação leucócito-endotélio. Uma vez que as moléculas de adesão medeiam os processos de interação celular, tem sido evidenciado que os GCen controlam, direta ou indiretamente, a expressão destes receptores nas membranas celulares na vigência de estresse de diferentes origens. No entanto, a literatura ainda é fragmentária e controversa quanto aos mecanismos exatos desta interferência. Desta forma, este trabalho tem por objetivo investigar o papel dos GCen sobre a expressão de moléculas de adesão envolvidas na interação leucócito-endotélio, e os possíveis mecanismos intracelulares responsáveis pelos efeitos. A deficiência de GCen foi induzida em ratos Wistar machos, adultos por adrenalectomia bilateral. A participação de receptores de glicocorticoides (GC) foi avaliada em ratos normais tratados com o antagonista RU 38486. Animais falso-operados (FO), ou normais (N) foram empregados como controles. A deficiência hormonal foi constatada pela dosagem de corticosterona plasmática por radioimunoensaio e demonstraram valores significativamente baixos em animais adrenalectomizados (ADR). Ensaios de microscopia intravital mostraram que aumento exacerbado de leucócitos em comportamento \"rolling\" em vênulas pós-capilares de animais adrenalectomizados (ADR) não reflete alterações hemodinâmicas, uma vez que a deficiência hormonal não provocou modificações no diâmetro ou fluxo sangüíneo de vasos da microcirculação do músculo cremaster. No entanto, a determinação da expressão de moléculas de adesão em leucócitos circulantes por citometria de fluxo mostrou que neutrófilos de animais ADR apresentaram maior expressão de L-selectina que células de animais controles. Por outro lado, a expressão de L-selectina em granulócitos maduros presentes na medula óssea de animais ADR estava diminuída em comparação com células de animais controles. Este efeito pode estar envolvido com a maturação acelerada destas células na medula e com a neutrofilia detectada em animais ADR. É importante salientar que a estimulação de polimorfonucleares (PMN), coletados tanto do sangue como da medula, com fMLP mostrou que estas células estavam aptas a aumentar a expressão da molécula, indicando que as alterações nas suas expressões em animais ADR não são dependentes de modificações na capacidade de síntese. Adicionalmente, a ação dos GCen sobre a expressão de L-selectina parece não depender do GC, já que animais normais tratados com RU 38486 não apresentaram o mesmo padrão de alteração observada em animais ADR. Com o intuito de identificar os efeitos dos GCen sobre a capacidade individual de aderência do endotélio e do neutrófilo, ensaio de aderência in vitro foram realizados com cultura primária de célula endotelial (CE) obtida do músculo cremaster e com neutrófilos coletados da aorta abdominal. Os dados obtidos mostraram que menor número de PMN provenientes de animais ADR aderiram à CE de animal normal, mas por outro lado, a maior número de PMN de animais controles aderiram à CE de animais ADR. Em conjunto, estes dados indicam um controle diferente dos GCen sobre as células envolvidas no processo: facilitam a aderência de PMN e diminuem a aderência da CE. A investigação do papel dos GCen sobre a expressão de moléculas de adesão envolvidas no processo mostrou que os hormônios não interferem com a expressão basal de &#946;2 integrina nos leucócitos, tanto nos circulantes quanto nos da medula. Adicionalmente, os dados de imunohistoquímica indicaram que os GCen modulam a expressão de moléculas responsáveis pela aderência. A expressão de ICAM-1 e PECAM-1 é significativamente maior no endotélio de vênulas de animais ADR que de animais controles. Associados, os dados aqui obtidos em animais ADR indicam um papel diferente dos CCen sobre a interação leucócito-endotélio. A modulação sobre a expressão de L-selectina pode estar envolvida na mobilização de neutrófilos para circulação e no comportamento rolling destas células. A subseqüente aderência dos leucócitos ao endotélio parece ser dependente de ações sobre a célula endotelial, através da modulação da expressão de moléculas da superfamília das imunoglobulinas. / The endogenous glucocorticoids (GCen) are important modulators of inflammatory reactions, acting in different aspects of the processes. In this context, it has been shown that GCen control leukocyte migration into focus of injuries, and one proposed mechanism of action is the modulation on leukocyte-endothelium interactions. Since adhesion molecules mediate cellular interactions, it has been evidenced that GCen control, direct or indirectly, the expression of these receptors on the cellular membranes during different stress conditions. However, data described in the literature are fragmentary and controversial. Then, the aim of this work was to investigate the role of the GCen on expressions of adhesion molecules involved in leukocyte-endothelium interactions and the possible intracellular mechanisms responsible for the effects. Adult male Wistar rats were submitted to bilateral adrenalectomy to induce adrenal hormone deficiency. The participation of glucocorticoid cytosolic receptor (GC) on the effects was evaluated in rats pre-treated with the glucocorticoid receptor antagonist RU 38 486. Sham-operated or normal rats were used as control. The hormone deficiency was assessed by quantification the plasmatic corticosterone by radioimmunoassay. Data showed marked lower values in adrenalectomized (ADR) than control rats. Intravital microscopy assays showed that the higher number of roller leukocytes in the postcapillary venules from cremaster muscle from ADR animals does not reflect hemodynamic alterations, given that hormonal deficiency did not modify the diameter or blood flow of microcirculation vessels. However, the determination of adhesion molecule expressions on circulating leukocytes by flow cytometry assay showed that neutrophils from ADR animals presented higher expression of L-selectin than cells from control animals. On the other hand, the expression of L-selectin on membranes of mature granulocytes in the bone marrow was decreased on cells from ADR rats. Together, these data suggest that modulation on L-selectin expression may be important target point of GE control and it may participate of the accelerated maturation of segmented cells in bone marrow, neutrophilia and in the elevated number of rolling leukocytes detected in ADR animals. It is important to emphasize that alterations on L-selectin expression on cells from ADR rats seem do not reflect an inability of its synthesis, since its expression after in vitro fMLP (formyl-Met-Leu-Phe) stimulation was not modified by hormonal deficiency. Additionally, the effect on L-selectin expression on circulating neutrophils may not be depend on the GC, since normal animal treated with RU 38486 presented expressions of L-selectin equivalent to those found in cells from control rats. To identify the effects of hormonal deficiency on individual ability of endothelium or neutrophils adherence, in vitro adherence assay was performed using both primary cultured endothelium from cremaster muscle and neutrophils collected from abdominal aorta. The results demonstrated that lesser number of PMN collected from ADR animals adhered to normal endothelium, while higher number of normal neutrophils adhered to endothelium from ADR rats. These latter results were corroborated by quantification of adhesion molecules expressions involved on adherence process by blood flow cytometer or by immunohistochemistry. The hormonal deficiency did not modify the &#946;2 integrin expression on leukocytes, but enhanced the ICAM-1 and PECAM-1 expression on endothelium membrane of cremaster muscle venules from ADR animals. Together data obtained in ADR animals may indicate a different role of the GE on cells during the leukocyte-endothelium interaction. The modulation on L-selectin may be involved on neutrophil delivery into circulation and on the rolling of circulating neutrophils. The subsequent adherence of leukocytes to endothelium seems to be dependent on actions on endothelial cells, through modulation of expressions of immunoglobulins superfamily molecules.

Os neutrófilos são os leucócitos mais abundantes na circulação sanguínea, sendo recrutados rapidamente para os locais de infecção e inflamação. Em condições fisiológicas, os neutrófilos circulantes possuem tempo de vida curto, de cerca de 6 a 8 horas, mas a sua sobrevida pode aumentar em condições inflamatórias. O papel dos neutrófilos em diversas doenças foi negligenciado por muito tempo, em parte devido àsdificuldades em seu estudo e manipulação, pois os mesmos são facilmente ativados e difíceis de serem mantidos em cultura. Nos últimos anos, o advento de novas técnicas e o aprimoramento de condições laboratoriais têm possibilitado uma investigação mais ampla da fisiopatologia dos neutrófilos e revelado a diversidade de funções e interações dessas células. Para dar continuidade aos estudos visando o entendimento de como as funções efetoras dos neutrófilos podem ser moduladas por produtos naturais e sintéticos, e a aplicação desse conhecimento no tratamento de patologias nas quais tais leucócitos participam, o presente trabalho estabeleceu, primeiramente, as condições experimentais para a cultura de neutrófilos humanos. As células mantiveram-se viáveis e em estado de repouso por até 24 horas, tanto em solução balanceada de Hank\'s quanto em meio RPMI. A funcionalidade dos neutrófilos foi avaliada através da sua capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio (ERO), medida por quimioluminescência dependente de luminol (QLlum). Diferentemente do meio RPMI, a solução balanceada de Hank\'s não interferiu no ensaio de QLlum, possibilitando a análise da funcionalidade das células. Durante o período de cultura celular de 24 horas, os neutrófilos mantiveram a sua capacidade de produzir ERO em quantidades suficientes para serem detectadas e permitirem a avaliação do efeito inibitório de substâncias antioxidantes. Em seguida, este trabalho avaliou o efeito de dois antioxidantes - a 3-fenilcumarina 6,7-diidroxi-3-(3\',4\'-metilenodioxifenil)-cumarina (C13) e o flavonol galangina - na produção de ERO pelos neutrófilos. Ambas as substâncias inibiram esta função efetora dos neutrófilos durante todo o período de cultura analisado, indicando que as mesmas não foram degradadas a ponto de perderem a sua atividade antioxidante. As condições de cultura padronizadas possibilitaram também a avaliação do efeito da galangina e da C13 na viabilidade celular. Na maior concentração analisada (20 ?M), ambas as substâncias não alteraram a porcentagem de células viáveis (aproximadamente 80%), mas modularam os estágios de sobrevivência dos neutrófilos, reduzindo a porcentagem de células em apoptose e aumentando a porcentagem de células em necrose, principalmente após 18 horas de cultura. Portanto, a solução balanceada de Hank´s é adequada para manter neutrófilos humanos em cultura por até 24 horas, possibilitando a avaliação do efeito de substâncias antioxidantes na produção de ERO por estas células e na sua viabilidade. / Neutrophils are the most abundant leukocytes in blood, which are rapidly recruited to sites of infection and inflammation. Circulating neutrophils have a short lifetime of about 6 to 8 hours under physiological conditions, but their survival can be increased under inflammatory conditions. The role that neutrophils play in various diseases was long neglected, partially due to the difficulties to study and manipulate these cells, which are easy to activate and hard to maintain in culture. In recent years, the development of new techniques and improvement of laboratory conditions have broadened the investigation of neutrophil physiopathology and revealed the variety of functions and interactions of these cells. To continue the studies to understand how the effector functions of neutrophils can be modulated by natural and synthetic products, and to apply such knowledge to treat diseases in which these leukocytes participate, the first part of the present work established the experimental conditions to culture human neutrophils. Cells cultured in either Hank\'s balanced solution or RPMI medium remained viable and in the resting state for up to 24 hours. Neutrophil functionality was evaluated through its ability to produce reactive oxygen species (ROS), assessed by the luminol-enhanced chemiluminescence assay (CL-lum). In contrast to RPMI medium, Hank\'s balanced solution did not interfere in the CL-lum assay and thereby allowed analysis of neutrophil functionality. During the 24-hour cell culture period, neutrophils maintained their capacity to produce ROS in detectable amounts that were sufficient to assess the inhibitory effect of antioxidant compounds. Next, this work examined the effect of two antioxidants - the 3-phenylcoumarin 6,7-dihydroxy-3-[3\',4\'-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13) and the flavonol galangin - on ROS production by neutrophils. Both compounds suppressed this effector function of neutrophils during the whole culture period studied, indicating that they were not degraded to the point of losing their antioxidant activity. The standardized culture conditions also allowed assessing whether galangin and C13 affected cell viability. At the highest concentration tested (20 ?M), both compounds did not alter the cell viability percentage (around 80%) but modulated the neutrophil survival stages by reducing the percentage of apoptotic cells and increasing the percentage of necrotic cells, particularly after 18 hours of culture. Therefore, Hank\'s balanced solution is suitable to culture human neutrophils for up to 24 hours, and enables to assess the effect of antioxidant compounds on neutrophil ROS production and viability.

Os glicocorticóides endógenos (GCen) são moduladores importantes das reações inflamatórias, com papel em diferentes aspectos do processos. Neste contexto, tem sido demonstrado que os GCen controlam a migração de leucócitos para os focos de lesões, e um dos mecanismos propostos tem sido o efeito inibitório sobre os fenômenos de interação leucócito-endotélio. Uma vez que as moléculas de adesão medeiam os processos de interação celular, tem sido evidenciado que os GCen controlam, direta ou indiretamente, a expressão destes receptores nas membranas celulares na vigência de estresse de diferentes origens. No entanto, a literatura ainda é fragmentária e controversa quanto aos mecanismos exatos desta interferência. Desta forma, este trabalho tem por objetivo investigar o papel dos GCen sobre a expressão de moléculas de adesão envolvidas na interação leucócito-endotélio, e os possíveis mecanismos intracelulares responsáveis pelos efeitos. A deficiência de GCen foi induzida em ratos Wistar machos, adultos por adrenalectomia bilateral. A participação de receptores de glicocorticoides (GC) foi avaliada em ratos normais tratados com o antagonista RU 38486. Animais falso-operados (FO), ou normais (N) foram empregados como controles. A deficiência hormonal foi constatada pela dosagem de corticosterona plasmática por radioimunoensaio e demonstraram valores significativamente baixos em animais adrenalectomizados (ADR). Ensaios de microscopia intravital mostraram que aumento exacerbado de leucócitos em comportamento \"rolling\" em vênulas pós-capilares de animais adrenalectomizados (ADR) não reflete alterações hemodinâmicas, uma vez que a deficiência hormonal não provocou modificações no diâmetro ou fluxo sangüíneo de vasos da microcirculação do músculo cremaster. No entanto, a determinação da expressão de moléculas de adesão em leucócitos circulantes por citometria de fluxo mostrou que neutrófilos de animais ADR apresentaram maior expressão de L-selectina que células de animais controles. Por outro lado, a expressão de L-selectina em granulócitos maduros presentes na medula óssea de animais ADR estava diminuída em comparação com células de animais controles. Este efeito pode estar envolvido com a maturação acelerada destas células na medula e com a neutrofilia detectada em animais ADR. É importante salientar que a estimulação de polimorfonucleares (PMN), coletados tanto do sangue como da medula, com fMLP mostrou que estas células estavam aptas a aumentar a expressão da molécula, indicando que as alterações nas suas expressões em animais ADR não são dependentes de modificações na capacidade de síntese. Adicionalmente, a ação dos GCen sobre a expressão de L-selectina parece não depender do GC, já que animais normais tratados com RU 38486 não apresentaram o mesmo padrão de alteração observada em animais ADR. Com o intuito de identificar os efeitos dos GCen sobre a capacidade individual de aderência do endotélio e do neutrófilo, ensaio de aderência in vitro foram realizados com cultura primária de célula endotelial (CE) obtida do músculo cremaster e com neutrófilos coletados da aorta abdominal. Os dados obtidos mostraram que menor número de PMN provenientes de animais ADR aderiram à CE de animal normal, mas por outro lado, a maior número de PMN de animais controles aderiram à CE de animais ADR. Em conjunto, estes dados indicam um controle diferente dos GCen sobre as células envolvidas no processo: facilitam a aderência de PMN e diminuem a aderência da CE. A investigação do papel dos GCen sobre a expressão de moléculas de adesão envolvidas no processo mostrou que os hormônios não interferem com a expressão basal de &#946;2 integrina nos leucócitos, tanto nos circulantes quanto nos da medula. Adicionalmente, os dados de imunohistoquímica indicaram que os GCen modulam a expressão de moléculas responsáveis pela aderência. A expressão de ICAM-1 e PECAM-1 é significativamente maior no endotélio de vênulas de animais ADR que de animais controles. Associados, os dados aqui obtidos em animais ADR indicam um papel diferente dos CCen sobre a interação leucócito-endotélio. A modulação sobre a expressão de L-selectina pode estar envolvida na mobilização de neutrófilos para circulação e no comportamento rolling destas células. A subseqüente aderência dos leucócitos ao endotélio parece ser dependente de ações sobre a célula endotelial, através da modulação da expressão de moléculas da superfamília das imunoglobulinas. / The endogenous glucocorticoids (GCen) are important modulators of inflammatory reactions, acting in different aspects of the processes. In this context, it has been shown that GCen control leukocyte migration into focus of injuries, and one proposed mechanism of action is the modulation on leukocyte-endothelium interactions. Since adhesion molecules mediate cellular interactions, it has been evidenced that GCen control, direct or indirectly, the expression of these receptors on the cellular membranes during different stress conditions. However, data described in the literature are fragmentary and controversial. Then, the aim of this work was to investigate the role of the GCen on expressions of adhesion molecules involved in leukocyte-endothelium interactions and the possible intracellular mechanisms responsible for the effects. Adult male Wistar rats were submitted to bilateral adrenalectomy to induce adrenal hormone deficiency. The participation of glucocorticoid cytosolic receptor (GC) on the effects was evaluated in rats pre-treated with the glucocorticoid receptor antagonist RU 38 486. Sham-operated or normal rats were used as control. The hormone deficiency was assessed by quantification the plasmatic corticosterone by radioimmunoassay. Data showed marked lower values in adrenalectomized (ADR) than control rats. Intravital microscopy assays showed that the higher number of roller leukocytes in the postcapillary venules from cremaster muscle from ADR animals does not reflect hemodynamic alterations, given that hormonal deficiency did not modify the diameter or blood flow of microcirculation vessels. However, the determination of adhesion molecule expressions on circulating leukocytes by flow cytometry assay showed that neutrophils from ADR animals presented higher expression of L-selectin than cells from control animals. On the other hand, the expression of L-selectin on membranes of mature granulocytes in the bone marrow was decreased on cells from ADR rats. Together, these data suggest that modulation on L-selectin expression may be important target point of GE control and it may participate of the accelerated maturation of segmented cells in bone marrow, neutrophilia and in the elevated number of rolling leukocytes detected in ADR animals. It is important to emphasize that alterations on L-selectin expression on cells from ADR rats seem do not reflect an inability of its synthesis, since its expression after in vitro fMLP (formyl-Met-Leu-Phe) stimulation was not modified by hormonal deficiency. Additionally, the effect on L-selectin expression on circulating neutrophils may not be depend on the GC, since normal animal treated with RU 38486 presented expressions of L-selectin equivalent to those found in cells from control rats. To identify the effects of hormonal deficiency on individual ability of endothelium or neutrophils adherence, in vitro adherence assay was performed using both primary cultured endothelium from cremaster muscle and neutrophils collected from abdominal aorta. The results demonstrated that lesser number of PMN collected from ADR animals adhered to normal endothelium, while higher number of normal neutrophils adhered to endothelium from ADR rats. These latter results were corroborated by quantification of adhesion molecules expressions involved on adherence process by blood flow cytometer or by immunohistochemistry. The hormonal deficiency did not modify the &#946;2 integrin expression on leukocytes, but enhanced the ICAM-1 and PECAM-1 expression on endothelium membrane of cremaster muscle venules from ADR animals. Together data obtained in ADR animals may indicate a different role of the GE on cells during the leukocyte-endothelium interaction. The modulation on L-selectin may be involved on neutrophil delivery into circulation and on the rolling of circulating neutrophils. The subsequent adherence of leukocytes to endothelium seems to be dependent on actions on endothelial cells, through modulation of expressions of immunoglobulins superfamily molecules.

Os neutrófilos são os leucócitos mais abundantes na circulação sanguínea, sendo recrutados rapidamente para os locais de infecção e inflamação. Em condições fisiológicas, os neutrófilos circulantes possuem tempo de vida curto, de cerca de 6 a 8 horas, mas a sua sobrevida pode aumentar em condições inflamatórias. O papel dos neutrófilos em diversas doenças foi negligenciado por muito tempo, em parte devido àsdificuldades em seu estudo e manipulação, pois os mesmos são facilmente ativados e difíceis de serem mantidos em cultura. Nos últimos anos, o advento de novas técnicas e o aprimoramento de condições laboratoriais têm possibilitado uma investigação mais ampla da fisiopatologia dos neutrófilos e revelado a diversidade de funções e interações dessas células. Para dar continuidade aos estudos visando o entendimento de como as funções efetoras dos neutrófilos podem ser moduladas por produtos naturais e sintéticos, e a aplicação desse conhecimento no tratamento de patologias nas quais tais leucócitos participam, o presente trabalho estabeleceu, primeiramente, as condições experimentais para a cultura de neutrófilos humanos. As células mantiveram-se viáveis e em estado de repouso por até 24 horas, tanto em solução balanceada de Hank\'s quanto em meio RPMI. A funcionalidade dos neutrófilos foi avaliada através da sua capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio (ERO), medida por quimioluminescência dependente de luminol (QLlum). Diferentemente do meio RPMI, a solução balanceada de Hank\'s não interferiu no ensaio de QLlum, possibilitando a análise da funcionalidade das células. Durante o período de cultura celular de 24 horas, os neutrófilos mantiveram a sua capacidade de produzir ERO em quantidades suficientes para serem detectadas e permitirem a avaliação do efeito inibitório de substâncias antioxidantes. Em seguida, este trabalho avaliou o efeito de dois antioxidantes - a 3-fenilcumarina 6,7-diidroxi-3-(3\',4\'-metilenodioxifenil)-cumarina (C13) e o flavonol galangina - na produção de ERO pelos neutrófilos. Ambas as substâncias inibiram esta função efetora dos neutrófilos durante todo o período de cultura analisado, indicando que as mesmas não foram degradadas a ponto de perderem a sua atividade antioxidante. As condições de cultura padronizadas possibilitaram também a avaliação do efeito da galangina e da C13 na viabilidade celular. Na maior concentração analisada (20 ?M), ambas as substâncias não alteraram a porcentagem de células viáveis (aproximadamente 80%), mas modularam os estágios de sobrevivência dos neutrófilos, reduzindo a porcentagem de células em apoptose e aumentando a porcentagem de células em necrose, principalmente após 18 horas de cultura. Portanto, a solução balanceada de Hank´s é adequada para manter neutrófilos humanos em cultura por até 24 horas, possibilitando a avaliação do efeito de substâncias antioxidantes na produção de ERO por estas células e na sua viabilidade. / Neutrophils are the most abundant leukocytes in blood, which are rapidly recruited to sites of infection and inflammation. Circulating neutrophils have a short lifetime of about 6 to 8 hours under physiological conditions, but their survival can be increased under inflammatory conditions. The role that neutrophils play in various diseases was long neglected, partially due to the difficulties to study and manipulate these cells, which are easy to activate and hard to maintain in culture. In recent years, the development of new techniques and improvement of laboratory conditions have broadened the investigation of neutrophil physiopathology and revealed the variety of functions and interactions of these cells. To continue the studies to understand how the effector functions of neutrophils can be modulated by natural and synthetic products, and to apply such knowledge to treat diseases in which these leukocytes participate, the first part of the present work established the experimental conditions to culture human neutrophils. Cells cultured in either Hank\'s balanced solution or RPMI medium remained viable and in the resting state for up to 24 hours. Neutrophil functionality was evaluated through its ability to produce reactive oxygen species (ROS), assessed by the luminol-enhanced chemiluminescence assay (CL-lum). In contrast to RPMI medium, Hank\'s balanced solution did not interfere in the CL-lum assay and thereby allowed analysis of neutrophil functionality. During the 24-hour cell culture period, neutrophils maintained their capacity to produce ROS in detectable amounts that were sufficient to assess the inhibitory effect of antioxidant compounds. Next, this work examined the effect of two antioxidants - the 3-phenylcoumarin 6,7-dihydroxy-3-[3\',4\'-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13) and the flavonol galangin - on ROS production by neutrophils. Both compounds suppressed this effector function of neutrophils during the whole culture period studied, indicating that they were not degraded to the point of losing their antioxidant activity. The standardized culture conditions also allowed assessing whether galangin and C13 affected cell viability. At the highest concentration tested (20 ?M), both compounds did not alter the cell viability percentage (around 80%) but modulated the neutrophil survival stages by reducing the percentage of apoptotic cells and increasing the percentage of necrotic cells, particularly after 18 hours of culture. Therefore, Hank\'s balanced solution is suitable to culture human neutrophils for up to 24 hours, and enables to assess the effect of antioxidant compounds on neutrophil ROS production and viability.

Os neutrófilos são células fagocíticas do sistema imunológico mobilizadas principalmente no combate a infecções. Estas células são capazes de matar os micro-organismos através da desgranulação, que leva à liberação de moléculas antimicrobianas, e da produção de espécies reativas de oxigênio. Embora o recrutamento de neutrófilos seja essencial para a proteção do organismo, sua ativação excessiva resulta na intensa liberação de moléculas citotóxicas no meio extracelular, o que pode desencadear o desenvolvimento e/ou agravar o quadro clínico de doenças autoimunes e inflamatórias, como a artrite reumatoide. Uma possível abordagem terapêutica para o tratamento destas doenças é a modulação das funções efetoras dos neutrófilos. Estudos prévios mostraram que o extrato etanólico das folhas de Baccharis dracunculifolia (EEBd) possui grande potencial terapêutico, uma vez que apresenta expressiva atividade antioxidante frente ao metabolismo oxidativo dos neutrófilos. Para dar continuidade à investigação da atividade anti-inflamatória e/ou imunomoduladora deste extrato, o presente trabalho avaliou, na primeira etapa, o seu efeito modulatório sobre importantes funções efetoras de neutrófilos que medeiam o reconhecimento a e eliminação de patógenos - fagocitose, desgranulação e atividade microbicida - e sobre a atividade de enzimas lisossomais. Verificou-se que o EEBd, dependendo da concentração, inibe o metabolismo oxidativo dos neutrófilos sem alterar a capacidade de defesa das células. Na segunda etapa, foi avaliada a atividade antioxidante de sete compostos isolados do EEBd - ácido cafeico, ácido cumárico, ácido ferúlico, ácido cinâmico, aromadendrina-4?-metil éter, isosacuranetina e hispidulina - frente ao metabolismo oxidativo dos neutrófilos, a fim de propor possíveis marcadores químicos para as atividades biológicas do extrato. Os resultados apontaram o ácido cafeico como um potencial marcador químico da atividade biológica em questão. Na terceira etapa, com o intuito de aumentar a biodisponibilidade e favorecer o uso terapêutico dos produtos naturais estudados, o EEBd e o ácido cafeico foram incorporados em lipossomas, e constatou-se que a incorporação não alterou suas atividades antioxidantes frente aos neutrófilos, quando comparado às respectivas amostras na forma livre. Por fim, foi avaliado o efeito terapêutico do EEBd e do ácido cafeico, ambos na forma livre e incorporada em lipossomas, em um modelo animal de artrite. Verificou-se que as amostras na forma livre melhoraram expressivamente os parâmetros inflamatórios nas articulações, promovendo redução do edema e da migração de células totais e de neutrófilos, e discreta diminuição da concentração das citocinas inflamatórias TNF-?, IL-6 e IL-1?. Além disso, a incorporação do EEBd e do ácido cafeico em lipossomas pode auxiliar na redução das suas concentrações necessárias para a obtenção dos efeitos terapêuticos desejados. Assim, pode-se concluir que o EEBd tem grande potencial para se tornar um agente terapêutico adjuvante no tratamento de doenças inflamatórias mediadas por neutrófilos, sendo o ácido cafeico um possível marcador químico para a atividade anti-inflamatória do extrato. / Neutrophils are phagocytic immune cells mobilized primarily to fight against infections. These cells are capable to kill microorganisms through degranulation, which leads to the release of antimicrobial molecules, and production of reactive oxygen species. Although neutrophil recruitment is essential for host protection, excessive activation of these cells culminates in intense discharge of cytotoxic molecules to the extracellular milieu, which can elicit the development of and/or aggravate the clinical condition in autoimmune and inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis. Modulation of the effector functions of neutrophils is a possible therapeutic approach to treat these diseases. Previous studies have shown that the ethanolic extract of Baccharis dracunculifolia leaves (EEBd) has a great therapeutic potential due to its significant antioxidant effect towards the oxidative metabolism of neutrophils. To continue investigating the anti-inflammatory and/or immunomodulatory action of such extract, the first part of the present work examined its modulator effect on three important effector functions of human neutrophils that mediate recognition and clearance of pathogens - phagocytosis, degranulation, and microbial killing - and on the activity of lysosomal enzymes. EEBd inhibited the oxidative metabolism of neutrophils without affecting their defense ability, depending on the extract concentration used. To propose possible chemical markers for the biological effects of the extract, the second part of this study evaluated the antioxidant activity of seven compounds isolated from EEBd - caffeic acid, coumaric acid, ferulic acid, cinnamic acid, aromadendrin-4\'-methyl ether, isosakuranetin, and hispidulin - towards the oxidative metabolism of neutrophils. The results pointed to caffeic acid as a potential chemical marker for this biological activity. The third part of this investigation aimed to improve the bioavailability and favor the therapeutic use of the natural products studied. EEBd and caffeic acid were incorporated into liposomal carrier systems. The incorporation of both samples into liposomes did not alter their antioxidant activity towards neutrophils, as compared with their respective free forms. Finally, this study examined the therapeutic effect of EEBd and caffeic acid, both in the free form and incorporated into liposomes, in an animal model of arthritis. The free samples markedly improved the joint inflammatory parameters: they reduced edema and migration of total cells and neutrophils, and slightly lowered the levels of the inflammatory cytokines tumor necrosis factor ? and interleukin 6 and 1? (TNF-?, IL-6, and IL-1?, respectively). In addition, incorporation of EEBd and caffeic acid into liposomes can help to reduce their concentrations required to achieve the desired therapeutic effect. Based on the set of results obtained in this study, we conclude that EEBd has a great potential to become a therapeutic adjuvant in the treatment of neutrophil-mediated inflammatory diseases, and that caffeic acid is a possible chemical marker of the anti-inflammatory activity of the extract.

Introdução: O trauma é um fenômeno que cursa com lesão tecidual, sendo que o trauma cirúrgico (TC) apresenta a referida lesão como consequência de um ato cirúrgico. A isquemia seguida de reperfusão (IR) é um evento comum em várias condições patológicas, bem como em diversos procedimentos cirúrgicos, principalmente transplantes. É frequente o desenvolvimento de lesões teciduais locais e remotas após trauma e após a I/R, parte de um fenômeno conhecido como síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS), frequentemente seguida pela falência de múltiplos órgãos (FMO). Estudos provaram o envolvimento do neutrófilo em tais síndromes como resultado da ação de enzimas proteolíticas secretadas a partir de grânulos citoplasmáticos, radicais livres produzidos por explosão respiratória e citocinas liberadas após a infiltração nos tecidos. Nesse contexto, foi provado que o pré-condicionamento isquêmico (PCI), definido como curtos episódios de isquemia precedendo a IR, protege contra essas lesões, com menor ativação de neutrófilos. No entanto, o conhecimento a respeito dos mecanismos operantes nos neutrófilos após o trauma cirúrgico, a isquemia seguida de reperfusão ou o pré-condicionamento isquêmico, ainda são preliminares. Objetivo: Analisar com maior profundidade o impacto dessas condições (TC, IR e PCI) no proteoma e fosfoproteoma do neutrófilo. Métodos: Foi realizada a análise de parâmetros hematológicos juntamente com a análise proteômica e fosfoproteômica de neutrófilos de ratos submetidos a TC, IR e PCI, comparados ao grupo controle. A análise proteômica foi realizada em sistema de nLC-MS/MS orbitrap de alto desempenho, usando marcação com iTRAQ, enriquecimento de fosfopeptídios e pré-fracionamento por HILIC. A análise estatística baseada em clusters utilizando scripts em R mostrou proteínas com abundância relativa diferencial em todas as condições. Resultados: A avaliação dos parâmetros hematológicos antes e depois de TC, IR e IPC demonstrou alterações no número, forma e tamanho de linfócitos, hemácias, plaquetas e, principalmente, neutrófilos (granulócitos). Observou-se um claro aumento na contagem de neutrófilos após TC e IR, sendo que tal aumento foi prevenido pelo PCI. Um total de 393 proteínas foram determinadas como reguladas para abundância relativa entre o grupo controle e o grupo TC. A maioria das proteínas encontradas como reguladas em comum nos grupos TC e IR estão relacionadas à apoptose (caspase-3), motilidade celular (PAK2), transdução de sinal (IL-5, IL-6 e TNF) e degradação pelo sistema proteassoma no neutrófilo. Maior produção de espécies reativas de oxigênio e disfunção da migração direcional de neutrófilos (PKC-delta) com aumento do tempo de vida dos neutrófilos são eventos iniciais importantes que podem resultar em mais dano tecidual e em infecção. A análise proteômica de neutrófilos de ratos após PCI levou à identificação de 2437 grupos de proteínas atribuídos a 5 clusters diferentes, contendo proteínas de abundância relativa significativamente aumentada ou diminuída em IR e PCI. O estudo de vias desses clusters baseado no KEGG revelou aumento nas vias de fagocitose mediada por Fc-gama R, sinalização por quimiocinas, adesão focal e migração transendotelial, citoesqueleto de actina, metabolismo e diminuição nas vias ribossomais, de transporte de RNA, de processamento de proteínas. A regulação da fosforilação de proteínas após IR e PCI mostrou algumas vias como quimiocinas, Fc-gama, GPCR, migração celular e vias pró e antiapoptóticas, sendo que a via de splicing alternativo foi a que apresentou regulação mais evidente (p < 0.0001). A regulação da abundância, bem como da fosforilação, presença de motivos e de domínios levou à identificação de fosfatases, como Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 e ptprc reguladas por IR, bem como stk38, pkn1, syk e inpp5d reguladas por PCI. A interação mais marcante entre proteínas foi demonstrada como sendo entre os receptores de Fgr e Ptp. Conclusão: Concluímos que as alterações causadas por TC, IR e PCI levaram a intenss alterações na abundância de algumas proteínas e em eventos de fosforilação em neutrófilos, levando ao efeito destrutivo observado após a IR e ao efeito protetor consequente ao PCI / Introduction: Trauma is a phenomenon that involves tissue injury, whereas the surgical trauma (ST) has such injury as a consequence of a surgery. Ischemia reperfusion is common event in many surgical procedures, especially in transplants, as well as in many pathological conditions. Local and remote tissue injuries usually develop after trauma and ischemic reperfusion, part of a phenomenon known as systemic inflammatory response syndrome, frequently followed by multiple organ failure (MOF). Studies have proven the involvement of the neutrophil in all these injuries as a result of proteolytic enzymes secreted from cytoplasmic granules, free radicals produced by respiratory burst, cytokines released after tissue infiltration. In that context, ischemic preconditioning (IPC), that are short episodes of ischemia before ischemia reperfusion, was proved to be protective against these injuries with less activation of neutrophils. However the knowledge about the underlying mechanism operating in the neutrophil after surgical trauma, ischemia reperfusion and preconditioning is preliminary. Objective: To deeply analyze the impact of these conditions (ST, IR and IPC) on the neutrophil proteome and phosphoproteome. Methodology: We did hematological analysis along proteomics and phospho proteomics through high throughput nLC-MS/MS analysis by orbitrap using iTRAQ labeling, phospho peptide enrichments, and HILIC pre-fractionation. Neutrophils from control, ST, IR and IPC conditions after extraction were processed for proteomic analysis. Statistical package using R based on cluster analysis led to the detection of differentially regulated proteins in all conditions. Results: The evaluation of the hematological parameters before and after ST, IR or IPC on blood cells stated alteration in size, number and shape of lymphocytes, RBCs, platelets and specially neutrophils (granulocytes). In the analysis, a clear increase in neutrophil count after ST and IR with such increase prevented by IPC. A total of 393 proteins were found differentially regulated between control and trauma groups. Most of the common proteins found regulated in trauma and IR seem to be related to apoptosis (caspase-3), cell motility (PAK2) and signal transduction in IL5, IL6 and TNF and proteasomal degradation in neutrophil. Higher oxygen species production and dysfunction of directional neutrophil migration (PKC delta) with increase in the life span of neutrophils are early important events that can finally result into more tissue damage and infection. The total proteomic analysis of rat neutrophils after IPC led to the identification of 2437 protein groups assigned to five different clusters with significantly up and downregulated proteins in IR and IPC. Cluster based KEGG pathways analysis revealed up-regulation of chemokine signaling, focal adhesion, leukocyte transendothelial migration, actin cytoskeleton, metabolism and Fc gamma R mediated phagocytosis, whereas downregulation in ribosome, spliceosome, RNA transport, protein processing in endoplasmic reticulum and proteasome, after intestinal ischemic preconditioning. The phosphoregulated proteins containing domains and motifs in the regulated peptides after IR and IPC led to the identification of some of important players such as chemokine, Fc gamma, GPCR, migration and pro/anti-apoptotic pathways. The phosphoproteins from alternative splicing was the pathway presenting the most remarkable regulation with a p-value of 0.0001. The regulation in expression as well as in phosphorylation, the presence of motifs and domains led to the identification of kinases and phosphatases including Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 and ptprc in neutrophils after IR whereas stk38, pkn1, syk, and inpp5d in neutrophil due to IPC. The highest protein-protein interaction was shown by Fgr and Ptp receptors. Conclusion: We concluded that the changed stimulus produced after ST, IR and IPC led to the huge alteration in proteins expression and phosphorylation events in the neutrophil proteome as mentioned in our work, that leads to final destructive and protective phenotype of neutrophils respectively

Estudos em nosso laboratório caracterizaram camundongos B10.A como susceptíveis e camundongos A/J como resistentes à infecção pulmonar pelo P. brasiliensis. Para investigar o papel das células PMN na paracoccidioidomicose (PCM) pulmonar, camundongos B10.A e A/J foram depletados destas células através da inoculação in vivo por via intraperitoneal (i.p.) do anticorpo monoclonal anti-células PMN e infectados pela via intratraqueal (i.t.) com um milhão de leveduras viáveis. Camundongos-controle receberam doses equivalentes de IgG normal de rato. A depleção de granulócitos diminuiu o tempo de sobrevida dos animais B10.A, mas não dos animais A/J. Quando comparados com os animais não depletados, camundongos resistentes apresentaram aumento da carga fúngica no pulmão somente no dia 7 pós-infecção. Ao contrário, camundongos susceptíveis depletados de PMN apresentaram números mais elevados de células leveduriformes no pulmão, fígado e baço nos dias 7, 15, 30 e 120 pós-infecção, com relação aos seus grupos-controle tratados com IgG. A depleção dos granulócitos, entretanto, não alterou as reações de hipersensibilidade do tipo tardio (HTT) desenvolvidas por ambas as linhagens de animais. Considerando a resposta imune humoral, a depleção de células PMN levou à maior produção de anticorpos específicos em animais B10.A (Ig Total, IgG1, IgA e IgG3) e em animais A/J (Ig Total, IgG2a, IgG2b e IgG3). A depleção também alterou o padrão de citocinas pulmonares. Nos animais B10.A-tratados foram encontradas concentrações mais elevadas de IL-12 aos 15 dias e de IL-4 aos 120 dias pós-infecção, em comparação aos animais controle. Níveis de IL-12 significativamente mais altos foram detectados no grupo de animais A/J-depletados aos 7 e 120 dias e o IFN-&#947; foi detectado em níveis mais elevados em todo o curso da doença. Então, a depleção de PMN induz níveis mais altos de anticorpos e um ambiente mais pró-inflamatório no local da infecção. De acordo com esses dados, pudemos verificar que os neutrófilos são células importantes na defesa do hospedeiro à infecção pelo P.brasiliensis. Entretanto, o efeito protetor desta população celular depende do patrimônio genético do hospedeiro e é mais marcante na linhagem susceptível de camundongos. Neste trabalho também investigamos o efeito da depleção in vivo de leucócitos PMN na imunidade adquirida e protetora desenvolvida pela pré-imunização de animais B10.A. Assim, os camundongos foram previamente imunizados pela via s.c., depletados ou não de células PMN e desafiados i.t. com 1 milhão de células leveduriformes. Não foram detectadas diferenças significativas na contagem de fungos viáveis do pulmão, fígado e baço, entre os grupos imunizados tratados ou não com o AcM anti-PMN. A depleção não alterou a produção de anticorpos específicos, porém aumentou significativamente a síntese de IL-3, bem como a reatividade de HTT. Portanto, nossos resultados mostraram que, diferentemente da imunidade natural, os leucócitos PMN não exercem um papel protetor na fase adquirida da resposta imune à infecção com o P.brasiliensis. / Previous studies in our laboratory defined susceptible (B10.A) and resistant (A/J) mice to pulmonary P.brasiliensis infection. To investigate the role of PMN cells in pulmonary PCM, resistant and susceptible mice were depleted in vivo of these cells by intraperitoneal (i.p.) injection of a granulocyte-depleting monoclonal antibody and infected intratracheally (i.t) with one million yeast cells. Control mice received equivalent doses of normal rat IgG. PMN depletion decreased survival times of B10.A, but not of A/J infected mice. When compared with the non-depleted counterparts, resistant mice presented increased fungal loads in the lung only at day 7 after infection. On the contrary, PMN-depleted susceptible mice presented higher number of yeast cells in the lung, liver and spleen at days 7, 15, 30 and 120 after infection than their IgG-treated controls. PMN cells depletion, however, did not alter the DTH reaction developed by both mouse strains. Regarding humoral immune response, PMN cells depletion caused increased production of specific antibodies in B10.A (Total Ig, IgG1, IgA and IgG3) and A/J (Total Ig, IgG2a, IgG2b and IgG3) mice. Levels of pulmonary cytokines were also altered after PMN depletion. B10.A-treated mice presented increased levels of IL-12 and IL-4 at days 15 and 120 post-infection, respective/y. In A/J-depleted mice, augmented levels of IL-12 were detected at days 7 and 120 after infection; IFN-&#947;, however, was produced in higher levels during whole course of infection. Thus, PMN depletion induces higher levels of specific antibodies and enhanced pro-inflammatory milieu at the site of infection. As a whole, our data on PMN depletion at the onset of infection showed that neutrophils are important cells in host defense to P.brasiliensis infection. However, the effect of PMN depletion depends on the genetic background of the host and has a more pronounced effect in the susceptible strain of mice. We have also assessed the effect of in vivo depletion of the leukocytes on the acquired phase of immunity developed by B10.A mice previously immunized by the subcutaneous (s.c.) route were depleted or not of PMN cells and challenged i.t. with one million yeast cells. No differences were detected in the CFU counts in the lung, liver and spleen between untreated and PMN depleted vaccinated mice. PMN depletion also did not alter the production of specific antibodies but enhanced IL-3 synthesis as well as DTH reactivity. In conclusion, our results showed that, differently from natural immunity, PMN cells do not play a protective role in the acquired phase of immune response to P.brasiliensis infection.

Os neutrófilos são os leucócitos circulantes mais abundantes. Apesar de serem importantes no combate às infecções, o intenso recrutamento e a consequente ativação dessas células levam à liberação de mediadores inflamatórios que estão relacionados com o agravamento do quadro clínico de inúmeras doenças. Dessa forma, nos últimos anos tem-se intensificado a procura por substâncias terapêuticas que minimizem os danos teciduais ocasionados pela infiltração neutrofílica. Estudos prévios do grupo de pesquisa mostraram que as 3-fenilcumarinas, que constituem uma classe de produtos naturais de origem vegetal, são substâncias promissoras como moduladores do metabolismo oxidativo de neutrófilos. Em continuidade a essas investigações, o derivado sintético 3-fenilcumarínico 6,7-diidroxi-3-[3\',4\'- metilenodioxifenil]-cumarina (C13) foi selecionado, por apresentar o grupo substituinte ortodiidroxi nas posições C-6 e C-7 do esqueleto cumarínico e a metilenodioxila ligada ao anel fenílico, no intuito de avaliar o seu efeito nas demais funções efetoras dos neutrófilos, como também em um modelo animal de inflamação articular. Foi avaliado o efeito modulatório in vitro da C13 sobre a quimiotaxia, a produção de ERO e interação com o sítio ativo da mieloperoxidase (MPO), a fagocitose de imunocomplexos (IC), a desgranulação da enzima elastase, a atividade microbicida sobre Candida albicans, a mobilização e o influxo de cálcio, a polimerização do citoesqueleto, e a formação e liberação das NETs em neutrófilos humanos. A C13 inibiu, de forma dependente da concentração, o metabolismo oxidativo de neutrófilos estimulados via receptores de IgG (Fc?R) e/ou de complemento (CR), utilizando-se diferentes tipos de IC e foi capaz de interagir com o sítio ativo da MPO. Nas concentrações próximas da necessária para inibir 50% do metabolismo oxidativo (~ 2µmol/L), a C13 não interferiu nas demais funções efetoras dos neutrófilos avaliadas. No entanto, na maior concentração avaliada (20 µmol/L), a C13 inibiu cerca de: 30% da capacidade das células de migrar a favor dos agentes quimiotáticos n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP) e leucotrieno B4; 70% da fagocitose de IC mediada por CR; 40% e 80% da desgranulação estimulada por fMLP e IC imobilizados, respectivamente; 50% do processo de formação e liberação das NETs. Esta concentração de C13 também interferiu na polimerização do citoesqueleto de actina, mas não inibiu: a quimiotaxia de neutrófilos frente à interleucina (IL) 8; a capacidade fagocítica de IC estimulada via Fc?R e Fc?R+CR; e a atividade microbicida sobre C. albicans. Na segunda parte deste trabalho, foi avaliada a toxicidade da C13 sobre neutrófilos mantidos em condições de cultura celular por 6 e 12 h. Nos períodos avaliados, essa substância não alterou a viabilidade dos neutrófilos. Por último, a C13 foi incorporada em vesículas lipossomais e sua atividade biológica foi avaliada em ratos Wistar com inflamação articular induzida por zimosan. O tratamento dos animais com a C13 lipossomal (1mg/Kg) reduziu a formação do edema e a infiltração de leucócitos e neutrófilos na sinóvia inflamada, mas não alterou a concentração sinovial das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral ?, IL-1? e IL-6. Portanto, o derivado 3-fenilcumarínico C13 pode servir de protótipo para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos com aplicação no tratamento de doenças onde há intensa participação dos neutrófilos. / Neutrophils are the most abundant circulating leukocytes. Although neutrophils are important to fight against infections, the massive recruitment and consequent activation of these cells result in the release of inflammatory mediators that are associated with worsening of the clinical condition in many diseases. In this sense, the search for new therapeutic compounds that minimize tissue damage caused by neutrophil infiltration has been intensified in the past few years. Previous studies have demonstrated that 3-phenylcoumarins, a class of plantderived natural compounds, are promising modulators of neutrophil oxidative metabolism. To continue these investigations, we selected the 3-phenylcoumarin derivative 6,7-dihydroxy-3- [3?,4?-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13), bearing the 6,7-dihydroxyl and the 3?,4?- methylenedioxyl groups, to further assess its effects on the other effector functions of neutrophils, as well as on in an animal model of articular inflammation. We examined the in vitro modulator effect of C13 on the human neutrophil chemotaxis, production of ROS and interaction with active site of myeloperoxidase (MPO), phagocytosis of immune complexes (IC), degranulation, killing of Candida albicans, calcium mobilization and influx, cytoskeleton polymerization, and the formation and release of NETs. C13 inhibited, in a concentration-dependent manner, the neutrophil ROS generation elicited via IgG (Fc?R) and/ or complement (CR) receptors using different types of IC and it interacted with active site of MPO. At concentrations near to that required to suppress the ROS production by 50% (~ 2µmol/L), C13 did not modulate the other neutrophil effector functions assessed. However, at the highest concentration tested (20 µmol/L), C13 inhibited nearly: 30% of the cell ability to migrate towards n-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP) and leukotriene B4; 70% of CR-mediated phagocytosis of IC; 40% and 80% of cell degranulation triggered by fMLP and immobilized IC, respectively; and 50% of the NETs formation and release process. Such C13 concentration also interfered in the actin cytoskeleton polymerization, but it did not suppress the neutrophil: chemotaxis towards interleukin (IL) 8; capacity to phagocytose IC elicited via Fc?R and Fc?R+CR; and killing of C. albicans. In the second part of this study, we examined whether C13 was toxic towards neutrophils maintained in culture for 6 and 12 h. At the time points assessed, this compound did not change the viability of neutrophils. Finally, we incorporated C13 into liposomes and examined its biological activity in Wistar rats of zymosan-induced articular inflammation. Treatment of animals with liposomal C13 reduced edema formation, and leukocyte and neutrophil infiltration in the inflamed synovia, but it did not change the synovial concentration of the inflammatory cytokines tumor necrosis factor ?, IL-1?, and IL-6. Therefore, the 3-phenylcoumarin derivative C13 can be a prototype for the development of novel therapeutic agents to be used in the treatment of diseases where neutrophils have intense participation.