Oxisteróis (por exemplo, 7hidroxicolesterol) são gerados por modificações oxidativas que ocorrem na molécula de colesterol. Podem ser encontrados em elevados níveis plasmáticos em pacientes com aterosclerose e como componentes da placa aterosclerótica. Considerando que o colesterol é o principal componente da cavéola (domínios específicos da membrana plasmática que ancoram diversas proteínas de sinalização) formulamos a hipótese que os oxisteróis podem ser incorporados a estes domínios, interferindo com as vias de sinalização aí localizadas. Células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs) em cultura foram expostas a 7hidroxicolesterol (10g/mL) por diferentes tempos. Analisamos a incorporação desse oxisterol à cavéola utilizando espectrometria de massa e a atividade das proteínas de sinalização presentes neste domínio: óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), CD40/CD40L, receptor do fator de crescimento de fibroblastos (rFGF), utilizando PCR quantitativo e imunoblots. Inicialmente mostramos que o 7hidroxycholesterol, em concentrações fisiológicas, foi incorporado às cavéolas mais acentuadamente que em outros domínios de membrana. Esse fenômeno impediu o desligamento entre eNOS e caveolina, prejudicando a função dessa enzima. Também mostramos que o receptor CD40 apresentou uma maior incorporação à cavéola e o rFGF manteve uma ativação mais longa quando células foram expostas ao 7hidroxicolesterol. Esses efeitos gerados pelo oxisterol não estavam relacionados à sua ação sobre mediadores inflamatórios ou receptores nucleares, desde que nenhuma diferença foi observada no perfil de citocinas ou na expressão de genes dependentes da ativação de LXR. Assim, concluímos que a incorporação de 7hidroxycholesterol nos domínios de cavéola pode interferir com vias de sinalização sabidamente envolvidas na aterogênese ou na ruptura da placa / Oxysterols (for example, 7hidroxycholesterol) are generated by oxidative modifications to cholesterol molecules. They have been described in high levels in patients with atherosclerosis and as components of the atherosclerotic plaque. Since cholesterol is the main component of caveolae (plasma membrane domains that anchor several signaling proteins), we hypothesized that oxysterol could be incorporated to these domains, interfering with the signaling networks that use this pathway. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in culture were exposed to 7hidroxycholesterol (10g/mL) for different times. We analyzed incorporation of this oxysterol to caveolae using mass spectroscopy and the activity of signaling pathways present in these domains: endothelial nitric oxide synthase (eNOS), CD40/CD40L, fibroblast growth factor receptor (FGFr), using quantitative PCR and immunoblots. Initially we showed that 7hidroxycholesterol, in physiological concentrations, was incorporated to caveolae more prominently than to other plasma membrane domains. This phenomenon caused a difficulty in eNOS release from caveolin, impairing its function. We also showed that the receptor CD40 presented a stronger incorporation to caveolae and FGFr maintained a longer activation when cells were exposed to 7hidroxycholesterol. These oxysterol effects were not related to its action in inflammatory mediators or nuclear receptors, since no difference could be observed in cytokine profiles or in the expression of genes dependent on LXR activation. Therefore we conclude that 7hidroxycholesterol incorporation in caveolae domains may interfere with signaling pathways known to be involved in atherogenesis or in plaque rupture

Orientadores: Andrei Carvalho Sposito, Eliana Cotta de Faria / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:58:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Virginio_VitorWilsondeMoura_M.pdf: 2355466 bytes, checksum: 77d04b1ff5936c26cd64f6d516447ff7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Atualmente aproximadamente 17 milhões de pessoas morrem por doenças cardiovasculares (DCV). No Brasil durante 2011 ocorreram cerca de 200 mil óbitos por DCV principalmente em decorrência da aterosclerose, classificada como uma doença imuno-inflamatória crônica que causa estreitamento luminal e gera diversas fatalidades como infarto agudo do miocárdio (IAM), acidente vascular encefálico (AVE), doença arterial periférica (DAP), entre outras. A DAP prediz outras DCV e é a principal causa de amputação devido a obstrução das artérias de membros inferiores. Análises histológicas indicam que a ruptura da placa, capa fibrosa do ateroma, erosão da placa e nódulo calcificado geram as principais fatalidades nas DCV. Até o momento não há biomarcadores plasmáticos para uso clínico afim de avaliar a estabilidade e a gravidade das placas ateroscleróticas, esse fato motiva a exploração de componentes envolvidos em doenças imuno-inflamatórias e no metabolismo lipídico tais como oxisteróis e marcadores da síntese e absorção do colesterol (MSAC). Os oxisteróis, principalmente 27-hidroxicolesterol (27-HDC) e 7-ketocolesterol estão envolvidos em mecanismos fisiopatológicos da aterosclerose e desempenham um papel na inflamação, citotoxicidade e necrose, além de funções no metabolismo lipídico. É relatado que os oxisteróis 24S- e 25-hidroxicolesterol (24S- e 25-HDC) estão envolvidos em doenças neurodegenerativas como Alzheimer. Estudos apontam uma causa em comum entre Alzheimer e aterosclerose, ambas são doenças inflamatórias crônicas, assim são necessárias mais investigações desses oxisteróis na doença aterosclerótica. A proteína de transferência de éster de colesterol (CETP) e proteína de transferência de fosfolípides (PLTP), assim como as lipoproteínas, podem mediar a transferência desses lípides. O objetivo desse trabalho foi quantificar concentrações de oxisteróis (24S-, 25-, 27-HDC e 7-ketocolesterol) e marcadores de síntese (desmosterol e latosterol) e absorção (?-sitosterol e campesterol) do colesterol em ateromas e plasma de 10 indivíduos com DAP (grupo DAP) e comparar com artérias sem ateroma de 13 voluntários (grupo CTL). Também relacionar esses esteróis com outros parâmetros como histórico clínico e proteínas de transferência de lípides. Foram realizadas análises clínicas e bioquímicas, classificações histológicas dos ateromas e quantificações de esteróis em artérias e plasma. Para interpretação dos dados obtidos foram usados testes estatísticos de comparação e correlação. Os dois grupos apresentaram uma similaridade nos dados clínicos e bioquímicos, diferenciando apenas em pressão arterial sistólica, atividade da PLTP, glicose e proteína C reativa (PCR), maiores no grupo DAP. A PCR se correlacionou positivamente com 24S-HDC, 25-HDC e 27-HDC plasmáticos. Comparação entre os grupos em relação a concentração de oxisteróis em artérias mostraram o 24S-HDC e o 27-HDC maiores no ateroma do grupo DAP, curiosamente o 25-HDC esteve maior em CTL. Quantificações de oxisteróis em plasma do grupo DAP mostrou um aumento do 25-HDC em relação ao grupo CTL. Não houve diferença significante para os MSAC. Os ateromas classificaram-se em 50% ruptura da placa, 20 % capa fibrosa do ateroma, 10% nódulo calcificado e 10% lesão fibrocálcica. Em conclusão mostramos o acumulo do 24S-HDC em placas de aterosclerose. O 27-HDC assim como outros estudos esteve em maior concentração nos ateromas indicando fortemente sua ação na patogênese dessa doença. Todos os oxisteróis sintetizados enzimaticamente dosados em plasma se correlacionaram positivamente com atividade inflamatória sistêmica, assim como 24S-HDC e 27-HDC em ateromas. Finalmente a atividade da PLTP esteve maior no grupo DAP / Abstract: Currently around 17 million people die from cardiovascular diseases (CVD). In Brazil, durant 2011 nearly 200.000 deaths occur mainly due atherosclerosis, classified as a chronic, immune-inflammatory disease that causes luminal narrowing and generates several outcomes as myocardial infarction, cerebrovascular accidents (stroke), peripheral arterial disease (PAD) and others. DAP predict other CVDs and is the leading cause of amputation due the clogged arteries in inferior members. Histological analysis indicates that plaque rupture, fibrous cap atheroma, plaque erosion and calcified nodules generate major CVD fatalities. So far, no plasma biomarkers for clinical use are available in order to evaluate the stability and extend of atherosclerotic plaques, therefore is necessary the investigation of the components involved in immune-inflammatory diseases and lipids metabolism such as oxysterols and cholesterol synthesis and absorption markers (CSAM). Oxidized sterols or oxysterols, manly 27-hidroxycholesterol and 7-ketocholesterol are involved in pathophysiological mechanisms of atherosclerosis and play a role in inflammation, apoptosis, necrosis and cytotoxicity, in addiction to lipid metabolism. Oxysterols 24S- and 25-hidroxycholesterol are involved with neurodegenerative diseases such Alzheimer¿s and resemble with atherosclerosis development since are chronical inflammatory diseases, for this reason is necessary an investigation of these oxysterols in atherosclerosis is needed. Cholesteryl ester transfer protein (CETP) and phospholipid transfer protein (PLTP) as well as lipoproteins, could mediate the transfer of the oxysterols. The aim of this work was quantified the levels of oxysterols (24S- 25-, 27- hidroxycholesterol and 7-ketocholesterol) and cholesterol synthesis (desmosterol and lathosterol) and absorption markers (?-sitosterol and campesterol) in atheroma and plaques from 10 individuals with PAD (PAD group) and compare with arteries without atheroma of 13 volunteers (CTL group). Also, relate these sterols with other parameters as clinical history, lipid transfer proteins and histological scores. Clinical and biochemical data were collected and sterols were quantified in arteries and plasma by gas chromatography coupled to a mass spectrophotometer (GCMS) and histological atheroma classification were determined. Comparison anlysis were performed using Mann-Whitney and correlations by Spearman¿s test. Both groups were not different regarding clinical and biochemical data, differencing only for systolic blood pressure, alcohol intake, PLTP activity, glucose and CRP, increased in PAD group. CRP was positively correlated with 24S-HDC, 25-HDC e 27-HDC from plasma. The comparisons of oxysterols levels in atheroma showed that 24-HDC and 27-HDC were increased in PAD group; interestingly, the 25-HDC was higher in CTL group. No significant differences were observed for CSAM between groups. The atheroma were classified as 50% plaque rupture, 20% fibrous cap, 10% calcified nodules and 10% of fibrocalcific injury. From the oxysterols from plasma of PAD group, only 25-HDC was increased compared to the CTL group. In conclusion, we demonstrated the accumulation of 24S-HDC in atherosclerotic plaques. The 27-HDC, as well as other studies, present higher levels in atheroma¿s, strongly indicating is role in the disease pathogenesis. All oxysterols measured in plasma were positively correlated with the systemic inflammatory activity. Finally, all atherosclerotic plaques were classified as lesions of advanced extension, according to the histological analysis / Mestrado / Clinica Medica / Mestre em Clinica Medica

Oxisteróis (por exemplo, 7hidroxicolesterol) são gerados por modificações oxidativas que ocorrem na molécula de colesterol. Podem ser encontrados em elevados níveis plasmáticos em pacientes com aterosclerose e como componentes da placa aterosclerótica. Considerando que o colesterol é o principal componente da cavéola (domínios específicos da membrana plasmática que ancoram diversas proteínas de sinalização) formulamos a hipótese que os oxisteróis podem ser incorporados a estes domínios, interferindo com as vias de sinalização aí localizadas. Células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs) em cultura foram expostas a 7hidroxicolesterol (10g/mL) por diferentes tempos. Analisamos a incorporação desse oxisterol à cavéola utilizando espectrometria de massa e a atividade das proteínas de sinalização presentes neste domínio: óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), CD40/CD40L, receptor do fator de crescimento de fibroblastos (rFGF), utilizando PCR quantitativo e imunoblots. Inicialmente mostramos que o 7hidroxycholesterol, em concentrações fisiológicas, foi incorporado às cavéolas mais acentuadamente que em outros domínios de membrana. Esse fenômeno impediu o desligamento entre eNOS e caveolina, prejudicando a função dessa enzima. Também mostramos que o receptor CD40 apresentou uma maior incorporação à cavéola e o rFGF manteve uma ativação mais longa quando células foram expostas ao 7hidroxicolesterol. Esses efeitos gerados pelo oxisterol não estavam relacionados à sua ação sobre mediadores inflamatórios ou receptores nucleares, desde que nenhuma diferença foi observada no perfil de citocinas ou na expressão de genes dependentes da ativação de LXR. Assim, concluímos que a incorporação de 7hidroxycholesterol nos domínios de cavéola pode interferir com vias de sinalização sabidamente envolvidas na aterogênese ou na ruptura da placa / Oxysterols (for example, 7hidroxycholesterol) are generated by oxidative modifications to cholesterol molecules. They have been described in high levels in patients with atherosclerosis and as components of the atherosclerotic plaque. Since cholesterol is the main component of caveolae (plasma membrane domains that anchor several signaling proteins), we hypothesized that oxysterol could be incorporated to these domains, interfering with the signaling networks that use this pathway. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in culture were exposed to 7hidroxycholesterol (10g/mL) for different times. We analyzed incorporation of this oxysterol to caveolae using mass spectroscopy and the activity of signaling pathways present in these domains: endothelial nitric oxide synthase (eNOS), CD40/CD40L, fibroblast growth factor receptor (FGFr), using quantitative PCR and immunoblots. Initially we showed that 7hidroxycholesterol, in physiological concentrations, was incorporated to caveolae more prominently than to other plasma membrane domains. This phenomenon caused a difficulty in eNOS release from caveolin, impairing its function. We also showed that the receptor CD40 presented a stronger incorporation to caveolae and FGFr maintained a longer activation when cells were exposed to 7hidroxycholesterol. These oxysterol effects were not related to its action in inflammatory mediators or nuclear receptors, since no difference could be observed in cytokine profiles or in the expression of genes dependent on LXR activation. Therefore we conclude that 7hidroxycholesterol incorporation in caveolae domains may interfere with signaling pathways known to be involved in atherogenesis or in plaque rupture

As células-tronco mesenquimais são células multipotentes caracterizadas pela capacidade de autorrenovação e diferenciação. Os oxisteróis abrangem um grande grupo heterogêneo derivado do colesterol pela da oxidação enzimática e não enzimática. Os efeitos dos oxisteróis no processo de morte celular, incluindo citotoxicidade e indução de apoptose, foram descritos em diversas linhagens celulares. No entanto, os efeitos dos oxisteróis são pouco conhecidos nas células-tronco mesenquimais. O 7-cetocolesterol (7-KC), um dos mais importantes oxisteróis, foi mostrado ser citotóxico em células-tronco mesenquimais de tecido adiposo. Sendo assim, este estudo descreve os efeitos citotóxicos de curta duração (24 horas) dos oxisteróis colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol, 3,5 colestane-7-ona, (3alfa-5beta-6alfa)-colestane-3,6-diol,7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato e 5beta-6beta epoxi-colesterol em células-tronco derivadas de tecido adiposo. Os oxisteróis 3,5 colestane-7-ona e 7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato não promoveram morte celular e nem afetaram a proliferação celular. Os outros oxisteróis promoveram apoptose, necrose e autofagia, dependendo do tipo de oxisterol e da concentração. O colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol foi o mais efetivo. A inibição da proliferação também foi promovida pelos oxisteróis, porém não foi observada alteração no ciclo celular / Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells characterized by self-renewal and cellular differentiation capabilities. Oxysterols comprise a very heterogeneous group derived from cholesterol through enzymatic and non-enzymatic oxidation. Potent effects in cell death processes, including cytoxicity and apoptosis induction, were described in several cell lines. Very little is known about the effects of oxysterols in MSCs. 7-ketocholesterol (7-KC), one of the most important oxysterols, was shown to be cytotoxic to human adipose tissue-derived MSCs. Here, we describe the short-term (24 h) cytotoxic effects of cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol, 3,5 cholestan-7-one, (3alpha-5beta-6alpha)-cholestane-3,6-diol,7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate, and 5beta-6beta epoxy-cholesterol, on MSCs derived from human adipose tissue. 3,5 cholestan-7-one and 7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate did not promoted cell death or affect cell proliferation. The other oxysterols led to a complex mode of cell death that could include apoptosis, necrosis and autophagy, depending on the type of oxysterol and concentration. Cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol was the most effective. Inhibition of proliferation was also promoted by these oxysterols, but no changes in cell cycle were observed

As células-tronco mesenquimais são células multipotentes caracterizadas pela capacidade de autorrenovação e diferenciação. Os oxisteróis abrangem um grande grupo heterogêneo derivado do colesterol pela da oxidação enzimática e não enzimática. Os efeitos dos oxisteróis no processo de morte celular, incluindo citotoxicidade e indução de apoptose, foram descritos em diversas linhagens celulares. No entanto, os efeitos dos oxisteróis são pouco conhecidos nas células-tronco mesenquimais. O 7-cetocolesterol (7-KC), um dos mais importantes oxisteróis, foi mostrado ser citotóxico em células-tronco mesenquimais de tecido adiposo. Sendo assim, este estudo descreve os efeitos citotóxicos de curta duração (24 horas) dos oxisteróis colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol, 3,5 colestane-7-ona, (3alfa-5beta-6alfa)-colestane-3,6-diol,7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato e 5beta-6beta epoxi-colesterol em células-tronco derivadas de tecido adiposo. Os oxisteróis 3,5 colestane-7-ona e 7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato não promoveram morte celular e nem afetaram a proliferação celular. Os outros oxisteróis promoveram apoptose, necrose e autofagia, dependendo do tipo de oxisterol e da concentração. O colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol foi o mais efetivo. A inibição da proliferação também foi promovida pelos oxisteróis, porém não foi observada alteração no ciclo celular / Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells characterized by self-renewal and cellular differentiation capabilities. Oxysterols comprise a very heterogeneous group derived from cholesterol through enzymatic and non-enzymatic oxidation. Potent effects in cell death processes, including cytoxicity and apoptosis induction, were described in several cell lines. Very little is known about the effects of oxysterols in MSCs. 7-ketocholesterol (7-KC), one of the most important oxysterols, was shown to be cytotoxic to human adipose tissue-derived MSCs. Here, we describe the short-term (24 h) cytotoxic effects of cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol, 3,5 cholestan-7-one, (3alpha-5beta-6alpha)-cholestane-3,6-diol,7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate, and 5beta-6beta epoxy-cholesterol, on MSCs derived from human adipose tissue. 3,5 cholestan-7-one and 7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate did not promoted cell death or affect cell proliferation. The other oxysterols led to a complex mode of cell death that could include apoptosis, necrosis and autophagy, depending on the type of oxysterol and concentration. Cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol was the most effective. Inhibition of proliferation was also promoted by these oxysterols, but no changes in cell cycle were observed