As doenças cardiovasculares representam a maior causa de mortalidade a nível mundial. Desde o conhecimento da importância da mitocôndria no metabolismo do cardiomiócito, alterações no funcionamento desta organela têm sido associadas a um dos principais causadores do infarto do miocárdio e consequente morte celular. O cofator de transcrição PGC-1alfa tem sido alvo de diversos estudos relacionados com o metabolismo celular devido à sua forte participação na biogênese mitocondrial. Considerando a limitação de material biológico para o estudo de doenças cardíacas, muito se tem investido no estudo de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). Esta tese teve como principal objetivo a avaliação dos efeitos da variação da expressão de PGC-1alfa em iPSCs e na sua diferenciação em cardiomiócitos. Após estabelecimento de um protocolo de reprogramação celular, em que ocorre geração de iPSCs a partir de fibroblastos humanos, induzimos a inibição da expressão de PGC-1alfa em 50% e 70% pelo uso de vetores lentivirais, e analisamos o estado de pluripotência através da avaliação de expressão genica e proteica dos principais marcadores - SSEA4, TRA-1-60, OCT4, NANOG, SOX2, REX1, TRA-1-81. Não observamos diferenças significativas no conteúdo destes marcadores entre os clones de iPSC controle e inibidos. Estabelecemos um protocolo de diferenciação de iPSCs em cardiomiócitos com elevada taxa de reprodutibilidade, através da adaptação de protocolos descritos na literatura, e submetemos estas iPSCs à diferenciação. As células geradas pela diferenciação do clone controle apresentaram características típicas de cardiomiócito: contratilidade e alta expressão molecular de troponina T e troponina I. Em contraste, as células com 70% de inibição de PGC-1alfa se mostraram incapazes de contrair e com baixa expressão de troponina. Através de uma análise dos níveis de expressão genica e proteica de diversos marcadores expressos durante o processo de diferenciação (T, NKX2.5, MIXL1, MYL7, ISL1), observamos que o clone com maior inibição de PGC-1alfa apresentou sempre níveis de expressão diminuídos em relação aos clones controle. Em conclusão, podemos afirmar que o PGC-1alfa não interfere com as características de auto-renovação e pluripotência das iPSCs mas possui um papel essencial na diferenciação de células-tronco pluriotentes induzidas em cardiomiócitos. Os resultados obtidos contribuem para informações preliminares acerca do desenvolvimento de iPSCs com inibição da expressão de PGC-1alfa durante a diferenciação cardíaca, mas estudos relativos ao potencial papel deste cofator durante o desenvolvimento cardíaco in vivo ainda precisam ser aprofundados, utilizando outros modelos de estudo / Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide. Since the knowledge of the importance of mitochondria in the cardiomyocyte metabolism, changes in the functioning of this organelle has been associated with one of the main causes of myocardial infarction and subsequent cell death. The transcriptional cofactor PGC-1alpha has been subjected to several studies related to cell metabolism due to its strong involvement in mitochondrial biogenesis. Considering the limitations of biological material in the study of heart disease, there has been a lot of investment in the study of induced pluripotent stem cells (iPSCs). The main objective of this thesis was to evaluate the effects of the variation in expression of PGC-1alpha in iPSCs and it\'s differentiation in cardiomyocytes. After the estabilshment of a cellular reprogramming protocol, where iPSCs is generated from human fibroblasts, the expression of PGC-1alpha was induced by 50% and 70% with the use of lentiviral vectors and the state of pluripotency was determined by analyzing the gene and protein expression of the main markers - SSEA4, TRA- 1-60, OCT4, NANOG, SOX2, REX1, TRA- 1- 81. There were no significant differences observed in the content of these markers between the iPSC clones control and inhibited. A protocol for the differentiation of iPSCs into cardyomyocites was established with a high reproducibility rate, by adapting existing protocols in the general literature, submiting these iPSCs into diferentiation. The cells generated from the differentiation of the control clone showed typical characteristis of cardiomyocytes: contractility and high molecular expression of troponin T and troponin I. In contrast, the cells with 70% inhibition PGC-1alpha were unable to contract and had low troponin expression. Through an analysis of gene expression and protein levels of several markers expressed during the differentiation process (T, Nkx2.5, MIXL1, MYL7, ISL1), the clone with greater inhibition of PGC-1alpha always showed decreased expression levels compared to control clones. In conclusion, we can say that the PGC-1alpha does not interfere with the characteristics of self-renewal and pluripotency of iPSCs but has an essential role in the differentiation of pluripotent stem cells induced into cardiomyocytes. These results were obtained thanks an original approche based on iPSC technology enabling genetic modifications of the cells and controled differentiation into cardiomyocytes, but the potential role of PGC-1alpha on in vivo cardiac development or cardiomyocytes maturation remaisn to be evaluated using other models

As doenças cardiovasculares representam a maior causa de mortalidade a nível mundial. Desde o conhecimento da importância da mitocôndria no metabolismo do cardiomiócito, alterações no funcionamento desta organela têm sido associadas a um dos principais causadores do infarto do miocárdio e consequente morte celular. O cofator de transcrição PGC-1alfa tem sido alvo de diversos estudos relacionados com o metabolismo celular devido à sua forte participação na biogênese mitocondrial. Considerando a limitação de material biológico para o estudo de doenças cardíacas, muito se tem investido no estudo de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). Esta tese teve como principal objetivo a avaliação dos efeitos da variação da expressão de PGC-1alfa em iPSCs e na sua diferenciação em cardiomiócitos. Após estabelecimento de um protocolo de reprogramação celular, em que ocorre geração de iPSCs a partir de fibroblastos humanos, induzimos a inibição da expressão de PGC-1alfa em 50% e 70% pelo uso de vetores lentivirais, e analisamos o estado de pluripotência através da avaliação de expressão genica e proteica dos principais marcadores - SSEA4, TRA-1-60, OCT4, NANOG, SOX2, REX1, TRA-1-81. Não observamos diferenças significativas no conteúdo destes marcadores entre os clones de iPSC controle e inibidos. Estabelecemos um protocolo de diferenciação de iPSCs em cardiomiócitos com elevada taxa de reprodutibilidade, através da adaptação de protocolos descritos na literatura, e submetemos estas iPSCs à diferenciação. As células geradas pela diferenciação do clone controle apresentaram características típicas de cardiomiócito: contratilidade e alta expressão molecular de troponina T e troponina I. Em contraste, as células com 70% de inibição de PGC-1alfa se mostraram incapazes de contrair e com baixa expressão de troponina. Através de uma análise dos níveis de expressão genica e proteica de diversos marcadores expressos durante o processo de diferenciação (T, NKX2.5, MIXL1, MYL7, ISL1), observamos que o clone com maior inibição de PGC-1alfa apresentou sempre níveis de expressão diminuídos em relação aos clones controle. Em conclusão, podemos afirmar que o PGC-1alfa não interfere com as características de auto-renovação e pluripotência das iPSCs mas possui um papel essencial na diferenciação de células-tronco pluriotentes induzidas em cardiomiócitos. Os resultados obtidos contribuem para informações preliminares acerca do desenvolvimento de iPSCs com inibição da expressão de PGC-1alfa durante a diferenciação cardíaca, mas estudos relativos ao potencial papel deste cofator durante o desenvolvimento cardíaco in vivo ainda precisam ser aprofundados, utilizando outros modelos de estudo / Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide. Since the knowledge of the importance of mitochondria in the cardiomyocyte metabolism, changes in the functioning of this organelle has been associated with one of the main causes of myocardial infarction and subsequent cell death. The transcriptional cofactor PGC-1alpha has been subjected to several studies related to cell metabolism due to its strong involvement in mitochondrial biogenesis. Considering the limitations of biological material in the study of heart disease, there has been a lot of investment in the study of induced pluripotent stem cells (iPSCs). The main objective of this thesis was to evaluate the effects of the variation in expression of PGC-1alpha in iPSCs and it\'s differentiation in cardiomyocytes. After the estabilshment of a cellular reprogramming protocol, where iPSCs is generated from human fibroblasts, the expression of PGC-1alpha was induced by 50% and 70% with the use of lentiviral vectors and the state of pluripotency was determined by analyzing the gene and protein expression of the main markers - SSEA4, TRA- 1-60, OCT4, NANOG, SOX2, REX1, TRA- 1- 81. There were no significant differences observed in the content of these markers between the iPSC clones control and inhibited. A protocol for the differentiation of iPSCs into cardyomyocites was established with a high reproducibility rate, by adapting existing protocols in the general literature, submiting these iPSCs into diferentiation. The cells generated from the differentiation of the control clone showed typical characteristis of cardiomyocytes: contractility and high molecular expression of troponin T and troponin I. In contrast, the cells with 70% inhibition PGC-1alpha were unable to contract and had low troponin expression. Through an analysis of gene expression and protein levels of several markers expressed during the differentiation process (T, Nkx2.5, MIXL1, MYL7, ISL1), the clone with greater inhibition of PGC-1alpha always showed decreased expression levels compared to control clones. In conclusion, we can say that the PGC-1alpha does not interfere with the characteristics of self-renewal and pluripotency of iPSCs but has an essential role in the differentiation of pluripotent stem cells induced into cardiomyocytes. These results were obtained thanks an original approche based on iPSC technology enabling genetic modifications of the cells and controled differentiation into cardiomyocytes, but the potential role of PGC-1alpha on in vivo cardiac development or cardiomyocytes maturation remaisn to be evaluated using other models

INTRODUÇÃO: A Peroxisome Proliferator Activated Receptor- - Coactivator 1 ( PGC-1 e ) é proteína responsável pela conexão entre estímulos ambientais e resposta metabólica celular. Sua presença é importante em tecidos adiposo, hepático e muscular esquelético e, em animais, em tecido adiposo marrom. Interage com receptores nucleares modulando a biogênese mitocondrial e mantendo o equilíbrio termo energético celular com o meio ambiente. A redução da expressão de PGC-1 e da oxidação fosforilativa tem sido associada à resistência à insulina em doenças como Diabetes Mellitus tipo 2 e Síndrome Metabólica. OBJETIVOS: Avaliar o efeito do exercício na expressão da PGC-1 em tecidos alvos da insulina, como o fígado e músculos esquléticos soleus ( SOL ) e plantaris ( PLA ) de ratos machos Wistar e correlacioná-lo com a sensibilidade à insulina. METODOLOGIA: Ratos machos Wistar 190±15 g, n = 24, randomizados em 2 grupos: Ex ( exercício físico ) e Sd ( sedentário ) colocados respectivamente, em roda de atividade ou gaiolas comuns durante cinco semanas. Ao final do período, após jejum de quatro horas, foi colhido sangue para dosagens de glicose ( GLI ), insulina ( INS ) e ácidos graxos livres ( AGL ) e, em seguida, foram submetidos ao Teste de Supressão da Glicose e Insulina Endógenas com infusão durante 180 minutos de solução GLI ( 20mg/kg/min ) + INS ( 5 mU/kg/min ); amostras de sangue foram colhidas aos 140, 150, 160, 170 e 180 minutos. Terminado o teste e ainda sob anestesia, foram retirados os tecidos: fígado ( FG ) e músculos esquléticos ( PLA e SOL ), os quais foram imediatamente congelados e mantidos a -70ºC para posteriores análises. A expressão da PGC-1 foi avaliada pelo Western Blot com anticorpo policlonal anti- PGC-1. Análise estatística por teste t Student não-pareado e nível de significância 5%. RESULTADOS: Os dados se referem à média e erro padrão médio dos valores individuais das amostras. A distância percorrida na última semana ( km/dia ) pelo grupo Ex foi eficaz ( 5,61 ± 0,67 ). Não houve diferença no peso ( g ) dos ratos entre os grupos Ex e Sd ( 355,85 ± 9,51 x 375,68 ± 5,30 ) NS. Os valores de GLI jejum ( mg/dl ) foram semelhantes entre os grupos ( 117,6 ± 3,7 x 122,4 ± 2,6 ) NS. Entretanto, INS e AGL foram menores no grupo Ex: INS ( ng/ml ) ( 0,68 ± 0,12 x 1,45 ± 0,14 ) p < 0,001 e AGL ( mEq/L ) ( 1,12 ± 0,11 x 1,60 ± 0,11 ) p < 0,006. Durante o teste de supressão, os valores de GLI e INS na fase de estabilidade foram semelhantes entre grupos ( expressos em área sob a curva ): AUC GLI ( mg/dl/min ) ( 2,77 ± 0,12 x 2,95 ± 0,07 ) NS; AUC INS ( ng/ml/min ) ( 0,81 ± 0,15 x 0,99 ± 0,09 ) NS. A expressão da PGC-1 foi maior no PLA de ratos do grupo Ex e, em FG e SOL foi semelhante entre os grupos. CONCLUSÃO: O exercício físico durante 5 semanas em roda de atividade voluntária, aumentou a sensibilidade à insulina e a oxidação de ácidos graxos livres no jejum. A melhora da sensibilidade à insulina esteve associada à maior expressão da PGC-1 somente em músculo PLA. Estes dados sugerem que o aumento da sensibilidade à insulina no jejum não se relacionou com o aumento da expressão da PGC-1 em outros tecidos alvos da ação insulínica, como FG e SOL, neste modelo de estudo. / INTRODUCTION: The Peroxisome Proliferator-Activated Receptor- - Coactivator 1 ( PGC-1 e ) is a protein responsible for the connection between environmental stimuli and cell metabolic response. Its presence is important in fat tissue, hepatic and skeletal muscle and in animals on brown fat tissue. Interact with nuclear receptors modulating the mitochondrial biogenesis and maintain thermal energy balance with the environment. Diminished of PGC-1 expression and oxidative phophorylation has been associated to insulin resistance in diseases like Type 2 Diabetes and Metabolic Syndrome. OBJECTIVES: To evaluate the effects of exercise on the PGC-1 expression in target tissues of insulin, such as liver and skeletal muscles soleus (SOL) and plantaris (PLA) of male Wistar rats and correlates with insulin sensitivity. METHODOLOGY: Male Wistar rats 190±15g, n = 24, divided randomly into 2 groups: Ex ( physical exercise ) and Sd ( sedentary ), respectively placed in a voluntary running wheel cage or a standard cage for five weeks. At the end of study, after fasting for 4 hours, blood was collected for measurements of glucose ( GLU ), insulin ( INS ) and free fatty acids ( FFA ) then the animals were submitted to Test of Suppression Endogenous Glucose and Insulin, with infusion during 180 minutes of solution GLU ( 20mg/kg/min ) + INS ( 5mU/kg/min ); blood samples was collected at 140, 150, 160, 170 and 180 minutes. Finished the test and still anesthetized, the tissues were removed: liver ( LIV ), skeletal muscle ( SOL and PLA ) that were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -70ºC until analysis. The PGC-1 expression was evaluated by Western Blotting with polyclonal antibody anti-PGC-1. Statistical analysis by unpaired Students t test with significance level 5%. RESULTS: the data refer to the mean and standard error of individual values. The distance covered per day during last week ( km / day ) by Ex group was efficient ( 5,61 ± 0,67 ). There was no difference in weight ( g ) of rats between Ex and Sd groups ( 355,85 ± 9,51 x 375,68 ± 5,30 ) NS. The values of fasting GLU were similar between groups ( mg/dl ) ( 117,6 ± 3,7 x 122,4 ± 2,6 ) NS. However INS and FFA were lower in group Ex: INS ( ng/ml ) ( 0,68 ± 0,12 x 1,45 ± 0,14 ) p < 0,001 and FFA ( mEq/L ) ( 1,12 ± 0,11 x 1,60 ± 0,11 ) p < 0,006. During the suppression test the values of GLU and INS on stability step were similar between groups ( expressed in area under curve ): AUC GlU ( mg/dl/min ) ( 2,77 ± 0,12 x 2,95 ± 0,07 ) NS; AUC INS ( ng/ml/min ) ( 0,81 ± 0,15 x 0,99 ± 0,09 ) NS. The PGC-1 expression was greater in PLA of rats Ex than Sd group, and there was no difference in LIV and SOL between groups. CONCLUSION: The physical exercise during five weeks in voluntary running wheel increased the insulin sensitivity and fasting free fatty acids oxidation. The improvement of insulin sensitivity was associated with higher PGC-1 expression on PLA muscle only. These data suggest that increasing insulin sensibility on fasting is not associated with increasing of the PGC-1 expression in others targets tissues of insulin action, such as LIV and SOL, in this study model.

INTRODUÇÃO: A Peroxisome Proliferator Activated Receptor- - Coactivator 1 ( PGC-1 e ) é proteína responsável pela conexão entre estímulos ambientais e resposta metabólica celular. Sua presença é importante em tecidos adiposo, hepático e muscular esquelético e, em animais, em tecido adiposo marrom. Interage com receptores nucleares modulando a biogênese mitocondrial e mantendo o equilíbrio termo energético celular com o meio ambiente. A redução da expressão de PGC-1 e da oxidação fosforilativa tem sido associada à resistência à insulina em doenças como Diabetes Mellitus tipo 2 e Síndrome Metabólica. OBJETIVOS: Avaliar o efeito do exercício na expressão da PGC-1 em tecidos alvos da insulina, como o fígado e músculos esquléticos soleus ( SOL ) e plantaris ( PLA ) de ratos machos Wistar e correlacioná-lo com a sensibilidade à insulina. METODOLOGIA: Ratos machos Wistar 190±15 g, n = 24, randomizados em 2 grupos: Ex ( exercício físico ) e Sd ( sedentário ) colocados respectivamente, em roda de atividade ou gaiolas comuns durante cinco semanas. Ao final do período, após jejum de quatro horas, foi colhido sangue para dosagens de glicose ( GLI ), insulina ( INS ) e ácidos graxos livres ( AGL ) e, em seguida, foram submetidos ao Teste de Supressão da Glicose e Insulina Endógenas com infusão durante 180 minutos de solução GLI ( 20mg/kg/min ) + INS ( 5 mU/kg/min ); amostras de sangue foram colhidas aos 140, 150, 160, 170 e 180 minutos. Terminado o teste e ainda sob anestesia, foram retirados os tecidos: fígado ( FG ) e músculos esquléticos ( PLA e SOL ), os quais foram imediatamente congelados e mantidos a -70ºC para posteriores análises. A expressão da PGC-1 foi avaliada pelo Western Blot com anticorpo policlonal anti- PGC-1. Análise estatística por teste t Student não-pareado e nível de significância 5%. RESULTADOS: Os dados se referem à média e erro padrão médio dos valores individuais das amostras. A distância percorrida na última semana ( km/dia ) pelo grupo Ex foi eficaz ( 5,61 ± 0,67 ). Não houve diferença no peso ( g ) dos ratos entre os grupos Ex e Sd ( 355,85 ± 9,51 x 375,68 ± 5,30 ) NS. Os valores de GLI jejum ( mg/dl ) foram semelhantes entre os grupos ( 117,6 ± 3,7 x 122,4 ± 2,6 ) NS. Entretanto, INS e AGL foram menores no grupo Ex: INS ( ng/ml ) ( 0,68 ± 0,12 x 1,45 ± 0,14 ) p < 0,001 e AGL ( mEq/L ) ( 1,12 ± 0,11 x 1,60 ± 0,11 ) p < 0,006. Durante o teste de supressão, os valores de GLI e INS na fase de estabilidade foram semelhantes entre grupos ( expressos em área sob a curva ): AUC GLI ( mg/dl/min ) ( 2,77 ± 0,12 x 2,95 ± 0,07 ) NS; AUC INS ( ng/ml/min ) ( 0,81 ± 0,15 x 0,99 ± 0,09 ) NS. A expressão da PGC-1 foi maior no PLA de ratos do grupo Ex e, em FG e SOL foi semelhante entre os grupos. CONCLUSÃO: O exercício físico durante 5 semanas em roda de atividade voluntária, aumentou a sensibilidade à insulina e a oxidação de ácidos graxos livres no jejum. A melhora da sensibilidade à insulina esteve associada à maior expressão da PGC-1 somente em músculo PLA. Estes dados sugerem que o aumento da sensibilidade à insulina no jejum não se relacionou com o aumento da expressão da PGC-1 em outros tecidos alvos da ação insulínica, como FG e SOL, neste modelo de estudo. / INTRODUCTION: The Peroxisome Proliferator-Activated Receptor- - Coactivator 1 ( PGC-1 e ) is a protein responsible for the connection between environmental stimuli and cell metabolic response. Its presence is important in fat tissue, hepatic and skeletal muscle and in animals on brown fat tissue. Interact with nuclear receptors modulating the mitochondrial biogenesis and maintain thermal energy balance with the environment. Diminished of PGC-1 expression and oxidative phophorylation has been associated to insulin resistance in diseases like Type 2 Diabetes and Metabolic Syndrome. OBJECTIVES: To evaluate the effects of exercise on the PGC-1 expression in target tissues of insulin, such as liver and skeletal muscles soleus (SOL) and plantaris (PLA) of male Wistar rats and correlates with insulin sensitivity. METHODOLOGY: Male Wistar rats 190±15g, n = 24, divided randomly into 2 groups: Ex ( physical exercise ) and Sd ( sedentary ), respectively placed in a voluntary running wheel cage or a standard cage for five weeks. At the end of study, after fasting for 4 hours, blood was collected for measurements of glucose ( GLU ), insulin ( INS ) and free fatty acids ( FFA ) then the animals were submitted to Test of Suppression Endogenous Glucose and Insulin, with infusion during 180 minutes of solution GLU ( 20mg/kg/min ) + INS ( 5mU/kg/min ); blood samples was collected at 140, 150, 160, 170 and 180 minutes. Finished the test and still anesthetized, the tissues were removed: liver ( LIV ), skeletal muscle ( SOL and PLA ) that were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -70ºC until analysis. The PGC-1 expression was evaluated by Western Blotting with polyclonal antibody anti-PGC-1. Statistical analysis by unpaired Students t test with significance level 5%. RESULTS: the data refer to the mean and standard error of individual values. The distance covered per day during last week ( km / day ) by Ex group was efficient ( 5,61 ± 0,67 ). There was no difference in weight ( g ) of rats between Ex and Sd groups ( 355,85 ± 9,51 x 375,68 ± 5,30 ) NS. The values of fasting GLU were similar between groups ( mg/dl ) ( 117,6 ± 3,7 x 122,4 ± 2,6 ) NS. However INS and FFA were lower in group Ex: INS ( ng/ml ) ( 0,68 ± 0,12 x 1,45 ± 0,14 ) p < 0,001 and FFA ( mEq/L ) ( 1,12 ± 0,11 x 1,60 ± 0,11 ) p < 0,006. During the suppression test the values of GLU and INS on stability step were similar between groups ( expressed in area under curve ): AUC GlU ( mg/dl/min ) ( 2,77 ± 0,12 x 2,95 ± 0,07 ) NS; AUC INS ( ng/ml/min ) ( 0,81 ± 0,15 x 0,99 ± 0,09 ) NS. The PGC-1 expression was greater in PLA of rats Ex than Sd group, and there was no difference in LIV and SOL between groups. CONCLUSION: The physical exercise during five weeks in voluntary running wheel increased the insulin sensitivity and fasting free fatty acids oxidation. The improvement of insulin sensitivity was associated with higher PGC-1 expression on PLA muscle only. These data suggest that increasing insulin sensibility on fasting is not associated with increasing of the PGC-1 expression in others targets tissues of insulin action, such as LIV and SOL, in this study model.

Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is an x-linked neuromuscular disease that is caused by an absence of dystrophin protein, rendering skeletal muscle more susceptible to contraction-induced damage. One therapeutic strategy focuses on increasing the expression of endogenous utrophin A, a dystrophin homologue. Interestingly, slow muscle is more resistant to the dystrophic pathology and has increased utrophin A expression (Webster 1998; Gramolini 2001b). These observations led researchers to explore the therapeutic potential of stimulating the slow, oxidative myogenic program (SOMP) in the mdx context. Beneficial adaptations were seen with pharmacological activation of PPARδ and AMPK. We treated mdx mice with resveratrol (~100mg/kg/day), a putative SIRT1 activator, for 6-7 weeks and evaluated the activity of phenotypic modifiers that are known to influence the SOMP. SIRT1 activity and protein levels increased significantly, as well as downstream PGC-1α activity. There was evidence of a fibre type conversion as the treated mice had a higher proportion of the slow myosin heavy chain isoforms in both the EDL and Soleus skeletal muscles. Utrophin A protein levels showed modest, but consistent increases with resveratrol treatment. Finally, histological analysis revealed improvements in central nucleation and fibre size variability. These findings were promising, but raised the question of whether modifying the treatment regimen may result in greater therapeutic benefits. Surprisingly, we discovered that an elevated dose of 500mg/kg/day was ineffective in its promotion of the SOMP. SIRT1 was not activated and there was no change in utrophin A levels with resveratrol treatment. Taken together, this study demonstrates that resveratrol has the ability to promote the SOMP through SIRT1 and PGC-1α activation. It also highlights the importance of selecting an appropriate dose of resveratrol to maximize its effectiveness.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6406.pdf: 2384873 bytes, checksum: 540107ae0b5b377c4dd745fed9717832 (MD5) Previous issue date: 2014-07-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / Menopause is associated with higher risks of metabolic changes that may compromise women s life quality. Glicemia is regulated by the liver which is responsible for glucose storage at postprandial and for glucose efflux in a fastened state. The absence or the reduction of stradiol levels cause glucose intolerance and deregulated insulin output in bloodstream, setting of the insulin resistance process (RI). Hepatic glucose regulation is directly related to the accurate control of gene expression which encodes different isoforms of oxidation proteins and glucose input proteins. Studies suggest that Resistance Training (TR) prevents RI on ovariectomized (Ovx) rats liver. However there are few molecular events that support TR. Objective: To investigate the Ovx and TR effects over protein and gene expression of biomarkers associated with insulin signalization and glucose oxidation in rats liver. Methods: Adults Sprague-Dawley were divided into 4 groups (n=6 each group): Sedentary Sham-surgical (Sham-Sed); Sedentary-Ovx (Ovx-Sed); (Sham-Tr) and (Ovx-Tr). Tr protocol included 1.1 m vertical climbing with tied weight to the rats tail. Each session consisted of 4 to 9 climbing and 2 minutes of resting between the exercises. Training was performed 3 times a week during 10 weeks. Gene expression was analysed using real time quantitative PCR and protein assays by Western Blotting technic. Results: GLUT2 gene and protein expression and PGC-1&#945; gene expression increased significantly; and p-Akt Ser473 protein expression decreased in Ovx group. TR promoted a greater increase of PGC-1&#945; gene expression and further repair of GLUT2 gene and protein expression and p-Akt Ser473 protein expression. Conclusions: The results show the ovariectomy promotes overexpression of molecular markers that induced RI. These findings suggest that TR may play an important role on the RI prevention in Ovx animals through gene and protein expression repairment of the glycolytic metabolism signalling molecules. / A menopausa está associada ao risco aumentado de diversas alterações metabólicas que podem comprometer a qualidade de vida. A glicemia é regulada pelo fígado o qual é responsável pelo armazenamento de glicose no período pós-prandial e pelo efluxo da glicose no jejum. A ausência ou redução dos níveis de estradiol provocam liberação desregulada de insulina na circulação sanguínea e intolerância à glicose, desencadeando o processo de resistência à insulina (RI). A regulação dos níveis de glicose hepática está diretamente relacionada ao controle preciso da expressão dos genes que codificam as diferentes isoformas de proteínas de oxidação e captação de glicose. O treinamento resistido (TR) pode prevenir a RI no fígado de ratas ovariectomizadas (Ovx). No entanto ainda há poucos eventos moleculares que fundamentam o TR no modelo experimental de menopausa. Objetivo: investigar os efeitos da Ovx e do TR sobre a expressão gênica e proteica de biomarcadores relacionados à sinalização da insulina e oxidação da glicose no fígado de ratas. Métodos: Ratas Sprague Dawley adultas foram divididas em 4 grupos (n = 6 por grupo): sham operado sedentário (Sham-Sed), Ovx sedentário (Ovx-Sed), Sham-Tr e Ovx-Tr. O protocolo TR exigiu dos animais a escalada vertical de 1,1 m com pesos atados as suas caudas. Cada sessão consistiu de 4-9 escaladas, com intervalo de 2 minutos entre as escaladas, realizados 3 vezes por semana durante 10 semanas. A análise da expressão gênica foi realizada por PCR-RT pelo método &#916;&#916;Ct e as análises proteicas pela técnica de Western Blotting. Resultados: Aumentou significativamente expressão gênica e proteica de GLUT2 e gênica de PGC-1&#945;, também a diminuição da quantificação proteica de Akt-p(Ser473) no grupo ovariectomizados sedentário. A diminuição da expressão gênica e proteica de GLUT2, o aumento da expressão gênica de PGC-1&#945; e proteica de Akt-p Ser473 nos grupos treinados em relação ao grupo controle e ovariectomizados. Conclusão: Os resultados demonstram que a ovariectomia promove a superexpressão de sinalizadores moleculares que induz a RI e o TR foi capaz de promover a restauração desta sinalização. Estes achados sugerem que o TR exerce efeitos notórios na modulação dos sinalizadores que podem induzir a RI em animais Ovx, por meio da restauração da expressão gênica e proteica das moléculas que sinalizam o metabolismo glicolítico.

Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is an x-linked neuromuscular disease that is caused by an absence of dystrophin protein, rendering skeletal muscle more susceptible to contraction-induced damage. One therapeutic strategy focuses on increasing the expression of endogenous utrophin A, a dystrophin homologue. Interestingly, slow muscle is more resistant to the dystrophic pathology and has increased utrophin A expression (Webster 1998; Gramolini 2001b). These observations led researchers to explore the therapeutic potential of stimulating the slow, oxidative myogenic program (SOMP) in the mdx context. Beneficial adaptations were seen with pharmacological activation of PPARδ and AMPK. We treated mdx mice with resveratrol (~100mg/kg/day), a putative SIRT1 activator, for 6-7 weeks and evaluated the activity of phenotypic modifiers that are known to influence the SOMP. SIRT1 activity and protein levels increased significantly, as well as downstream PGC-1α activity. There was evidence of a fibre type conversion as the treated mice had a higher proportion of the slow myosin heavy chain isoforms in both the EDL and Soleus skeletal muscles. Utrophin A protein levels showed modest, but consistent increases with resveratrol treatment. Finally, histological analysis revealed improvements in central nucleation and fibre size variability. These findings were promising, but raised the question of whether modifying the treatment regimen may result in greater therapeutic benefits. Surprisingly, we discovered that an elevated dose of 500mg/kg/day was ineffective in its promotion of the SOMP. SIRT1 was not activated and there was no change in utrophin A levels with resveratrol treatment. Taken together, this study demonstrates that resveratrol has the ability to promote the SOMP through SIRT1 and PGC-1α activation. It also highlights the importance of selecting an appropriate dose of resveratrol to maximize its effectiveness.

La mitochondrie fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire, grâce au mécanisme de phosphorylation oxydative. Cette fonction nécessite une expression coordonnée des génomes nucléaires et mitochondriaux assurée par la famille de coactivateurs transcriptionnels PGC-1 (Peroxisome proliferator-activated receptor γ Coactivator-1), sensibles aux signaux endogènes et/ou environnementaux. Une régulation plus fine de la phosphorylation oxydative par des miRNAs est maintenant soupçonnée. Afin de préciser ces différents modes de régulation dans des modèles cellulaires de carcinomes thyroïdiens, nous avons exploré la voie PRC-dépendante (PGC-related coactivator) et les miRNAs spécifiquement exprimés dans ces modèles présentant une richesse en mitochondries et des niveaux de PRC et de PGC-1α différents. Ce travail a permis de mettre en évidence miR-218 comme marqueur clé de régulation de la fonction mitochondriale. Au-delà de la régulation de l'expression génique, une fourniture énergétique adéquate nécessite également une répartition optimale des mitochondries au sein de la cellule, grâce à d'étroites connexions entre le cytosquelette et la mitochondrie. Des peptides issus de la sous-unité légère des neurofilaments, dont le NFL-TBS.40-63, sont capables d'entrer spécifiquement dans les cellules de glioblastomes humains et d'y déstabiliser le réseau microtubulaire, conduisant à la mort cellulaire par apoptose. Pour étudier l'impact de ce peptide sur le réseau de mitochondries et leurs fonctions, nous avons traité le modèle cellulaire de glioblastomes humains T98G, par différentes concentrations de NFL-TBS.40-63. Ce travail révèle une perturbation du réseau de mitochondries et une diminution de la respiration mitochondriale dans les cellules exposées. L'ensemble de ces travaux doit permettre le développement de traitements ciblés de la fonction mitochondriale.