Os gliomas são tumores do sistema nervoso central (SNC) que evoluem a partir das células da glia. O tipo mais frequente e mais agressivo destes tumores é conhecido como glioblastoma multiforme (GBM) e entre as características biológicas de agressividade associadas a esse tumor estão o seu rápido crescimento e ausência de apoptose. O seu prognóstico desfavorável está associado à dificuldade de tratamento dessas células, pois possuem resistência à quimioterapia e a radioterapia. A expressão gênica das enzimas ciclooxigenase-1 (COX-1), ciclooxigenase-2 (COX-2), prostaglandina E sintase-1 microssomal (mPGES-1), prostaglandina E sintase-2 microssomal (mPGES-2), prostaglandina E sintase citosólica (cPGES) e os produtos da síntese destas enzimas, incluindo a prostaglandina E1 (PGE1) e a prostaglandina E2 (PGE2) estão diretamente relacionados com a malignidade dos gliomas. A PGE1 e a PGE2 podem atuar de modo autócrino e parácrino, interagindo com suas células alvos através de ligação aos receptores da superfície celular que estão ligados a proteína G. Estes receptores são conhecidos como receptores EPs e dividem-se em quatro subtipos: EP-1, EP-2, EP-3 e EP-4 sendo que cada um deles ativa vias distintas de sinalização intracelular. Desta forma, este estudo teve por objetivo analisar in vitro o papel da PGE1, PGE2 e seus receptores na proliferação e apoptose em glioma humano, e a expressão das enzimas COX-1, COX-2, mPGES-1, mPGES-2 e cPGES. / Gliomas are tumors of the central nervous system (CNS) that evolve from glial cells. The most common and most aggressive form of these tumors is known as glioblastoma multiforme (GBM). The biological aggressiveness of GBM is associated with its rapid growth and lack of apoptosis. Its poor prognosis is strongly associated with the difficulty of treating these cells as they are resistant to chemotherapy and radiotherapy. The gene expression of the enzymes cyclooxygenase-1 (COX-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1), microsomal prostaglandin E synthase-2 (mPGES-2), cytosolic prostaglandin E synthase (cPGES) and the products of the activity of these enzymes, including prostaglandin E1 (PGE1) and prostaglandin E2 (PGE2), are directly related to the malignancy of gliomas. PGE1 and PGE2 can act in an autocrine and paracrine manner, by interacting with their target cells via binding to cell surface receptors that are linked to G-proteins. These receptors are known as EP receptors and are divided into four subtypes: EP1, EP2, EP3 and EP4; each of which activates distinct intracellular signaling pathways. Therefore, this study aimed to analyze, in vitro, the role of PGE1, PGE2 and their receptors in the proliferation and apoptosis of human glioma and the expression of COX-1, COX-2, mPGES-1, mPGES-2 and cPGES.

As leishmanias são parasitas intracelulares obrigatórios que utilizam fagócitos (em especial os macrófagos), para sua sobrevivência e propagação. Estes parasitas são interiorizados via interação com diversos receptores da superfície celular, como o receptor CR3 (MAC-1; CD18/CD11b), componente da família das 2-integrinas. As B2-integrinas são importantes em diferentes mecanismos imunológicos, como a adesão e migração de células, fagocitose e modulação de vias de sinalização intracelulares. Estudos demonstram que a molécula CD18 (constituinte de todas as B2-integrinas) está envolvida na resposta imune na leishmaniose experimental, mas há controvérsias quanto a sua importância na defesa contra esta infecção. Leucotrienos e prostaglandinas são mediadores lipídicos envolvidos em diversos mecanismos da resposta imune inata e adaptativa. Na leishmaniose, os leucotrienos são considerados cruciais para a defesa do organismo por induzir mecanismos efetores celulares, como fagocitose e atividade microbicida. Por outro lado, as prostaglandinas (em especial PGE2) exercem efeito imunossupressor sobre estes mecanismos, podendo favorecer o desenvolvimento da doença. Entretanto, não há conhecimento sobre a relação entre a expressão das B2-integrinas e a produção destes mediadores lipídicos na leishmaniose e a importância destas moléculas na resposta imune contra esta infecção. Assim, o objetivo desta tese foi investigar o efeito da redução da expressão das B2-integrinas na produção de citocinas, quimiocinas e de medidores lipídicos, em modelo de infecção experimental por L. amazonensis. Para isso, camundongos da linhagem C57BL/6 selvagens (WT) e com baixa expressão de CD18 (CD18 Low), foram infectados com promastigotas de L. amazonensis na pata posterior, e o desenvolvimento da infecção foi acompanhado por 5 e 8 semanas após a inoculação. Com base nos resultados obtidos, os animais CD18 Low apresentaram maior carga parasitária nas patas, em comparação com os camundongos selvagens. Além disso, a maior suscetibilidade dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de NO e de IL-10 e da redução de IL-12 mediada por IL-4. Estes animais também apresentaram reduzida produção de IFN-gama. Além disso, os camundongos CD18 Low tiveram alterações na produção de LTB4 e de PGE2 ,as quais podem ter reduzido as respostas efetoras das células no sítio da infecção. Também demonstramos que a migração de neutrófilos e de eosinófilos para o sítio de infecção ocorreu de modo independente da expressão de CD18. O maior edema e recrutamento de eosinófilos nas patas dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de MCP-1 e parcialmente dependente de RANTES. Entretanto, a produção de LTC4 pareceu ter sido o principal responsável por estes efeitos, em conjunto com PGD2. Deste modo, nossos resultados mostram que a baixa expressão de CD18 favorece o desenvolvimento da infecção por L. amazonensis. / Leishmania are obligate intracellular parasites that use phagocytes (especially macrophages) for their survival and propagation. These parasites are internalized through interaction with several receptors of cellular surface, such as the CR3 receptor (Mac-1; CD18/CD11b), component of the B2-integrins family. B2- integrins are involved in important immune mechanisms, such as cell adhesion, cell migration, phagocytosis and modulation of intracellular signaling pathways. Studies have shown that the CD18 molecule (component of all B2-integrins), is involved in the immune response in experimental leishmaniasis, but its importance in the host defense against this infection is still controversial. Leukotrienes and prostaglandins are lipid mediators involved in various mechanisms of innate and adaptive immune response. In leishmaniasis, leukotrienes are considered critical for the host defense, once it induces cellular effector mechanisms such as phagocytosis and microbicide activity. On the other hand, prostaglandins (in particular PGE2), lead to immunosuppressive effects on these mechanisms and may favor development of disease. However, it is unknown whether there is an interaction between the B2 integrins expression and the production of these mediators in leishmaniasis and the role of these molecules in host defense against this disease. Thus, the aim of this thesis was to verify the effect of reduced expression of B2-integrins in cytokines, chemokines and lipid mediators production, in experimental model of L. amazonensis infection. For this purpose, wild type mice (WT) and mice with reduced CD18 expression (CD18Low) from C57BL/6 strain were infected with L. amazonensis promastigotes in the hind footpad. The development of the infection was assessed for 5 and 8 weeks after inoculation. Our results showed that the CD18Low mice had higher parasite load in footpad, compared to wild-type mice. Moreover, the higher susceptibility of CD18Low mice was independent of NO and IL-10 production and independent of IL-12 reduction mediated by IL-4. These mice also showed reduced IFN- gamma production. CD18Low mice had alterations in LTB4 and PGE2 levels in site of infection, which may have altered the effector cell responses. We also demonstrated that the migration of neutrophils and eosinophils to the site of infection was CD18-independent. Moreover, the higher edema and eosinophils recruitment in CD18Low mice was MCP-1-independent and partially dependent of RANTES. However, LTC4 production seemed to be the main factor for edema and migration of eosinophils, together with PGD2. Thus, our results show that the reduction on CD18 expression favors the development of L. amazonensis infection.

Orientador: Wilter Ricardo Russiano Vicente / Banca: Anderson Farias / Banca: Márcia Ferreira da Rosa Sobreira / Banca: Marileda Bonafim Carvalho / Banca: Áureo Evangelista Santana / Resumo: A ingestão de proteína promove modificações na função renal. O mecanismo que governa este evento ainda não é conhecido. O estudo foi composto por seis experimentos realizados com os mesmos animais. Inicialmente (capítulo 2) foi conduzida a avaliação basal e investigação das modificações da fisiologia renal determinadas pela carga de proteína (CP). No capítulo 3, foi estudada a participação das prostaglandinas na regulação das funções glomerular e tubular por meio do uso de antiinflamatório não-esteroidal, em condição basal e com CP. Do mesmo modo, o capítulo 4 destinou-se a estudar a relação do Sistema Renina Angiotensina Aldosterona (SRAA) sobre a função renal e sua possível interação com a resposta dos rins à CP. Assim foram utilizados o inibidor da ECA (i-ECA), e a combinação de CP+i-ECA. Os experimentos permitiram concluir que cães sadios alimentados com uma carga de proteína equivalente à necessidade diária, respondem com aumento importante da taxa de filtração glomerular (TFG). As prostaglandinas participam do mecanismo de manutenção renal da homeostase de água, sódio e potássio continuamente e, atuam no mecanismo que aumenta a filtração glomerular após CP. Por outro lado, a angiotensina II (AII) pode ser responsável pela manutenção da TFG em situação basal, ou seja, quando o aumento da filtração não é requerido. Se fisiologicamente o cão apresenta aumento da TFG após ingestão de proteína, e este evento fica parcialmente restringido com a inibição da formação de AII, o aumento de liberação de renina pode desencadear diminuição não fisiológica da TFG. Assim, há indicativos de que o SRAA e as postaglandinas trabalham de maneira contrabalanceada para manutenção da TFG, e a conservação destes mecanismos é essencial para a homeostase renal. / Abstract: The ingestion of protein promotes modifications in renal function but its mechanism is still unknown. The present study was based on six experimental essays using the same animals. Initially, there was a basal evaluation and also an investigation of modifications in renal physiology due to load protein (chapter 2). In chapter 3, it was studied the action of prostaglandin upon regulation of glomerular and tubular function through the use of nonsteroidal anti-inflamatory drugs (basal and load protein). The relation of the renin angiotensin aldosterone system on renal function and its possible interaction with kidneys response to load protein was studied in chapter 4. For that purpose it was used ECA inhibitor (i-ECA), and the combination of load protein + i-ECA. The experiments allow us to conclude that healthy dogs fed with load protein equivalent to diary ingestion, presented a remarkable increase in GFR. Prostaglandins participate continuously of renal mechanism of water, sodium and potassium homeostasis and act in the mechanism that increases glomerular filtration after load protein. On the other hand, angiotensin II (AII) may be responsible for the maintenance of GFR when the increase of filtration is not required (basal). If the dog presents increase in GFR after protein ingestion and this event remains partially restricted with the inhibition of AII formation, the increase in renin release may promote a non-physiological diminution of GFR. Thus, there are indicatives that the renin angiotensin aldosterone system and the prostaglandins act in a counterbalanced way to maintain the GFR and the preservation of these mechanisms are essential for renal homeostasis. / Doutor

As leishmanias são parasitas intracelulares obrigatórios que utilizam fagócitos (em especial os macrófagos), para sua sobrevivência e propagação. Estes parasitas são interiorizados via interação com diversos receptores da superfície celular, como o receptor CR3 (MAC-1; CD18/CD11b), componente da família das 2-integrinas. As B2-integrinas são importantes em diferentes mecanismos imunológicos, como a adesão e migração de células, fagocitose e modulação de vias de sinalização intracelulares. Estudos demonstram que a molécula CD18 (constituinte de todas as B2-integrinas) está envolvida na resposta imune na leishmaniose experimental, mas há controvérsias quanto a sua importância na defesa contra esta infecção. Leucotrienos e prostaglandinas são mediadores lipídicos envolvidos em diversos mecanismos da resposta imune inata e adaptativa. Na leishmaniose, os leucotrienos são considerados cruciais para a defesa do organismo por induzir mecanismos efetores celulares, como fagocitose e atividade microbicida. Por outro lado, as prostaglandinas (em especial PGE2) exercem efeito imunossupressor sobre estes mecanismos, podendo favorecer o desenvolvimento da doença. Entretanto, não há conhecimento sobre a relação entre a expressão das B2-integrinas e a produção destes mediadores lipídicos na leishmaniose e a importância destas moléculas na resposta imune contra esta infecção. Assim, o objetivo desta tese foi investigar o efeito da redução da expressão das B2-integrinas na produção de citocinas, quimiocinas e de medidores lipídicos, em modelo de infecção experimental por L. amazonensis. Para isso, camundongos da linhagem C57BL/6 selvagens (WT) e com baixa expressão de CD18 (CD18 Low), foram infectados com promastigotas de L. amazonensis na pata posterior, e o desenvolvimento da infecção foi acompanhado por 5 e 8 semanas após a inoculação. Com base nos resultados obtidos, os animais CD18 Low apresentaram maior carga parasitária nas patas, em comparação com os camundongos selvagens. Além disso, a maior suscetibilidade dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de NO e de IL-10 e da redução de IL-12 mediada por IL-4. Estes animais também apresentaram reduzida produção de IFN-gama. Além disso, os camundongos CD18 Low tiveram alterações na produção de LTB4 e de PGE2 ,as quais podem ter reduzido as respostas efetoras das células no sítio da infecção. Também demonstramos que a migração de neutrófilos e de eosinófilos para o sítio de infecção ocorreu de modo independente da expressão de CD18. O maior edema e recrutamento de eosinófilos nas patas dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de MCP-1 e parcialmente dependente de RANTES. Entretanto, a produção de LTC4 pareceu ter sido o principal responsável por estes efeitos, em conjunto com PGD2. Deste modo, nossos resultados mostram que a baixa expressão de CD18 favorece o desenvolvimento da infecção por L. amazonensis. / Leishmania are obligate intracellular parasites that use phagocytes (especially macrophages) for their survival and propagation. These parasites are internalized through interaction with several receptors of cellular surface, such as the CR3 receptor (Mac-1; CD18/CD11b), component of the B2-integrins family. B2- integrins are involved in important immune mechanisms, such as cell adhesion, cell migration, phagocytosis and modulation of intracellular signaling pathways. Studies have shown that the CD18 molecule (component of all B2-integrins), is involved in the immune response in experimental leishmaniasis, but its importance in the host defense against this infection is still controversial. Leukotrienes and prostaglandins are lipid mediators involved in various mechanisms of innate and adaptive immune response. In leishmaniasis, leukotrienes are considered critical for the host defense, once it induces cellular effector mechanisms such as phagocytosis and microbicide activity. On the other hand, prostaglandins (in particular PGE2), lead to immunosuppressive effects on these mechanisms and may favor development of disease. However, it is unknown whether there is an interaction between the B2 integrins expression and the production of these mediators in leishmaniasis and the role of these molecules in host defense against this disease. Thus, the aim of this thesis was to verify the effect of reduced expression of B2-integrins in cytokines, chemokines and lipid mediators production, in experimental model of L. amazonensis infection. For this purpose, wild type mice (WT) and mice with reduced CD18 expression (CD18Low) from C57BL/6 strain were infected with L. amazonensis promastigotes in the hind footpad. The development of the infection was assessed for 5 and 8 weeks after inoculation. Our results showed that the CD18Low mice had higher parasite load in footpad, compared to wild-type mice. Moreover, the higher susceptibility of CD18Low mice was independent of NO and IL-10 production and independent of IL-12 reduction mediated by IL-4. These mice also showed reduced IFN- gamma production. CD18Low mice had alterations in LTB4 and PGE2 levels in site of infection, which may have altered the effector cell responses. We also demonstrated that the migration of neutrophils and eosinophils to the site of infection was CD18-independent. Moreover, the higher edema and eosinophils recruitment in CD18Low mice was MCP-1-independent and partially dependent of RANTES. However, LTC4 production seemed to be the main factor for edema and migration of eosinophils, together with PGD2. Thus, our results show that the reduction on CD18 expression favors the development of L. amazonensis infection.

Orientador: João Ernesto de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-05T21:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_MarinaGuimaraes_M.pdf: 5838271 bytes, checksum: eadd460f09cd690e055665072552dd2f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Luehea divaricata Martus et Zuccarini (Tiliaceae) geralmente é encontrada em alguns estados do Brasil como Rio de Janeiro, Bahia, São Paulo, Minas Gerais, Goiás e Mato Grosso do Sul. Trata-se de uma árvore de 16 metros de altura, com casca fina, de coloração pardo-acinzentada, com numerosos e pequenos sulcos longitudinais e que floresce de dezembro a fevereiro. Conhecida popularmente como "Açoita-cavalo", sua casca é empregada na medicina popular, na forma de decocto, como antiinflamatório, diurético e anti-reumático. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antiulcerogênica de extratos obtidos da Luehea divaricata, determinar o possível mecanismo de ação e identificar prováveis substâncias ativas. Para a obtenção do extrato bruto hidroalcoólico (EBH 70%), foram utilizadas as cascas secas e moídas da espécie acima, coletada na reserva florestal de Leme. Esse extrato foi avaliado em modelos de úlcera gástrica induzida por indometacina e etanol. Para estudo do mecanismo de ação avaliou-se a participação de grupos sulfidrila, prostaglandinas, inibição da secreção ácida gástrica e quantificação de muco gastroprotetor. Uma triagem fitoquímica foi realizada para identificar substâncias presentes no EBH 70% e placas de CCD também foram feitas para comparar os extratos testados e seus constituintes. O EBH 70% de L. divaricata reduziu o índice de lesões ulcerativas produzido por indometacina e etanol. Esse mecanismo de ação antiulcerogênico está parcialmente relacionado com a atividade de radicais sulfidrila e pela precipitação de proteínas produzida pela presença de polifenóis (flavonóides, catequinas, antocianinas, taninos), identificados entre os princípios ativos dessa espécie. Além de polifenóis a triagem fitoquímica identificou a presença saponinas, esteróides triterpênicos e antracenosídeos / Abstract: The Luehea divaricata Martus et Zuccarini (Tiliaceae) is generally found in some States of Brazil such as Rio de Janeiro, Bahia, São Paulo, Minas Gerias, Goiás and Mato Grosso do Sul. It is a sixteen-metre-tall tree with fine bark and greyish colour which blossoms from December to February. It is popularly known as "açoita-cavalo" and its bark is used in popular medicine in the form of decoctation as an antiinfiamatory, diuretic and rheumatic drug. This work aimed at evaluating the anti-ulcerative activity of the hydro-alcoholic extract and the fractions obtained from the Luehea divaricata as well determine the probable mechanism of the action involved. Dried-milled bark was used in order to obtain the hydro-alcoholic extract of Luehea divaricata Martus et Zuccarini (EBH 70%). The EBH 70% was evaluated in models of indomethacin and ethanol induced ulcer in a dose of lg/kg. For the study of the mechanism action participation of sulfhydryl, prostaglandin, acid gastric secretion and quantification of mucus protector was evaluated. A phytochemical screening was also carried out to identify the components present in EBH 70%. The result showed that the EBH 70% of Luehea divaricata performs an important anti-ulcerative action and that its mechanism of action may be related to the participation of the sulfhydrylic non-protein substances. Moreover, this protective action should be consequence to condensed tannins presents in this extract. These compounds have been described in the literature as responsible for this antioxidan and cicatrizing local action / Mestrado / Ciencias Basicas / Mestre em Clinica Medica

Gliomas são tumores do sistema nervoso central e o glioblastoma multiforme (GBM) é sua forma mais comum e de pior prognóstico. A proliferação desordenada, migração estão entre os processos biológicos que conferem ao GBM um comportamento altamente agressivo. O objetivo deste estudo foi analisar in vitro o papel de PGE2 na proliferação, migração e apoptose da linhagem de glioma humano T98G através de tratamento com ácido gama-linolênico (GLA), Ibuprofeno (IBU) e adição de prostaglandina E1 (PGE1) e prostaglandina E2 (PGE2) exógeno. Nossos resultados demonstraram através uma diminuição nas taxas de proliferação e de migração e uma indução de apoptose nas células T98G tratadas com GLA ou IBU. Por outro lado, a adição exógeno de PGE1 ou PGE2 resultou num aumentou da proliferação e da migração e numa inibição da apoptose. Esses resultados demonstram a influência de PGE2 na linhagem T98G. / Gliomas are tumors of the central nervous system and glioblastoma multiforme (GBM) is the most common form with the worst prognosis. Uncontrolled cell proliferation, migration are among the biological processes that give GBM a highly aggressive behavior. The aim of this study was to analyze in vitro the role of PGE2 the proliferation, migration and apoptosis of the T98G human glioma cell line through treatment with gamma-linolenic acid (GLA), ibuprofen (IBU) and the addition of exogenous prostaglandin E1 (PGE1) and prostaglandin E2 (PGE2). Our results demonstrated through various tests a decrease in the rates of proliferation and migration and an induction of apoptosis in T98G cells treated with GLA or IBU. On the other hand, the addition of exogenous PGE1 or PGE2 resulted in increased proliferation and migration and inhibition of apoptosis. These results demonstrate the influence of PGE2 in the T98G cell line.

Problemas reprodutivos ocorrem no hipo e no hipertireoidismo, mas pouco se conhece a respeito das bases moleculares destas alterações. Avaliou-se o efeito da administração de triiodotironina na atividade do gonadotrofo em ratos Wistar tireoidectomizados. O hipotireoidismo ocasionou elevação no TSH e do LH sérico, aumento do conteúdo do mRNA e redução do conteúdo protéico do LH e do FSH, redução da cauda poli (A), redução da testosterona e do FSH séricos, redução da expressão do receptor de LH, aumento da expressão do receptor de andrógenos testiculares e epididimais. O tratamento com T3 acarretou a diminuição do mRNA e aumento do conteúdo protéico de LH, aumento do FSH sérico, diminuição do conteúdo do mRNA e aumento do conteúdo protéico do FSH, aumento da expressão do receptor de LH, redução da expressão de receptores de andrógenos testiculares e epididimais. Esses resultados sugerem que o T3 age na modulação da função do gonadotrofo e na modulação da expressão dos receptores em tecidos-alvo. / Reproductive disorders occur in hypo and hyperthyroidism, but little is known about the molecular basis of these alterations. The effect of administration of triiodothyronine (T3) on the activity of gonadotropes in thyroidectomyzed male Wistar rats was evaluated. Hypothyroidism caused increased on TSH and LH serum concentrations, increased of mRNA content and decreased in protein content of LH and FSH, reduction in the length of poli(A) tail of LH, reduction in testosterone and FSH serum concentrations, reduction in the expression of LH receptor, increased in the expression of androgen receptors in the testis and epididymis. T3 treatment caused reduction on mRNA and increased on mRNA of LH and FSH, increased serum FSH, increased the expression of LH receptor, and reduction of the expression of androgen receptors in the testis and epididymis. These results suggest that T3 modulates the function of gonadotrope and the expression of the receptors in target-tissues.

Os gliomas são tumores do sistema nervoso central (SNC) que evoluem a partir das células da glia. O tipo mais frequente e mais agressivo destes tumores é conhecido como glioblastoma multiforme (GBM) e entre as características biológicas de agressividade associadas a esse tumor estão o seu rápido crescimento e ausência de apoptose. O seu prognóstico desfavorável está associado à dificuldade de tratamento dessas células, pois possuem resistência à quimioterapia e a radioterapia. A expressão gênica das enzimas ciclooxigenase-1 (COX-1), ciclooxigenase-2 (COX-2), prostaglandina E sintase-1 microssomal (mPGES-1), prostaglandina E sintase-2 microssomal (mPGES-2), prostaglandina E sintase citosólica (cPGES) e os produtos da síntese destas enzimas, incluindo a prostaglandina E1 (PGE1) e a prostaglandina E2 (PGE2) estão diretamente relacionados com a malignidade dos gliomas. A PGE1 e a PGE2 podem atuar de modo autócrino e parácrino, interagindo com suas células alvos através de ligação aos receptores da superfície celular que estão ligados a proteína G. Estes receptores são conhecidos como receptores EPs e dividem-se em quatro subtipos: EP-1, EP-2, EP-3 e EP-4 sendo que cada um deles ativa vias distintas de sinalização intracelular. Desta forma, este estudo teve por objetivo analisar in vitro o papel da PGE1, PGE2 e seus receptores na proliferação e apoptose em glioma humano, e a expressão das enzimas COX-1, COX-2, mPGES-1, mPGES-2 e cPGES. / Gliomas are tumors of the central nervous system (CNS) that evolve from glial cells. The most common and most aggressive form of these tumors is known as glioblastoma multiforme (GBM). The biological aggressiveness of GBM is associated with its rapid growth and lack of apoptosis. Its poor prognosis is strongly associated with the difficulty of treating these cells as they are resistant to chemotherapy and radiotherapy. The gene expression of the enzymes cyclooxygenase-1 (COX-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1), microsomal prostaglandin E synthase-2 (mPGES-2), cytosolic prostaglandin E synthase (cPGES) and the products of the activity of these enzymes, including prostaglandin E1 (PGE1) and prostaglandin E2 (PGE2), are directly related to the malignancy of gliomas. PGE1 and PGE2 can act in an autocrine and paracrine manner, by interacting with their target cells via binding to cell surface receptors that are linked to G-proteins. These receptors are known as EP receptors and are divided into four subtypes: EP1, EP2, EP3 and EP4; each of which activates distinct intracellular signaling pathways. Therefore, this study aimed to analyze, in vitro, the role of PGE1, PGE2 and their receptors in the proliferation and apoptosis of human glioma and the expression of COX-1, COX-2, mPGES-1, mPGES-2 and cPGES.

[ES] La lesión por isquemia-reperfusión (I/R) hepática (IRI) es una causa importante de mortalidad y morbilidad en la resección hepática y el trasplante de hígado. Durante la hipoxia, el hígado permanece sin oxígeno, cambiando su metabolismo y parando la síntesis de ATP. Paradójicamente, el restablecimiento del flujo de oxígeno causa más daño, activando el sistema inmunitario que generará una gran cantidad de especies reactivas de oxígeno (ROS) causando daño celular y tisular. La ciclooxigenasa-2 (COX-2) es una enzima clave en la biosíntesis de prostaglandinas y su importancia en la IRI es controvertida. La PGE2, prostaglandina E2, es el principal producto de la COX-2, y participa en la mediación de procesos patológicos como la inflamación, la fiebre y el dolor. El uso de AINEs, inhibidores específicos de la COX, apunta a un efecto beneficioso en la resolución del proceso inflamatorio, pero cada vez más estudios apoyan el papel antiinflamatorio de la COX-2. De hecho, estudios previos han demostrado que la sobreexpresión de COX-2 en hepatocitos protege a los ratones de la apoptosis y el estrés celular, además de reducir la respuesta inflamatoria en diferentes modelos de enfermedad hepática. En esta tesis doctoral, se utilizó un ratón transgénico que sobreexpresa COX-2 en los hepatocitos (h-COX-2 Tg) para dilucidar el papel y la implicación de la COX-2 en la IRI. Los animales de tipo silvestre (Wt) y h-COX-2 Tg fueron sometidos a 90 min de isquemia, seguidos de 4 o 24 h de reperfusión. Comparando los animales h-COX-2 Tg con sus hermanos Wt, el daño celular y tisular se atenúa tras la IRI. Entre las distintas vías modificadas, la cascada inflamatoria está menos activada, con menor liberación de citoquinas pro-inflamatorias, menor reclutamiento hepático, e infiltración de neutrófilos. Las vías de necrosis y apoptosis también se atenúan así como se reduce del estrés del retículo endoplásmico, y aumenta la autofagia. La respuesta antioxidante se potencia en el contexto de la sobreexpresión de COX-2 y la producción total de ROS es menor, lo que contribuye a un menor daño tisular. Cuando los animales Wt se someten un pre-condicionamiento (PC), la COX-2 endógena se induce a niveles más altos que sin PC, mostrando menos daño, una inflamación atenuada, y una respuesta antioxidante mejorada. Además, se muestra que el papel de la COX-2 en esta protección es específico, ya que su inhibición con DFU revierte los efectos observados e iguala el daño causado a los animales Wt. Las mitocondrias son actores centrales en la fisiopatología de la IRI. En este sentido, la función mitocondrial está preservada en los hígados que sobreexpresan COX-2, con un potencial de membrana mitocondrial conservado y una tasa respiratoria preservada. Estos efectos pueden explicarse por una estabilización de las crestas mitocondriales, invaginaciones de la membrana mitocondrial interna (IMM) que se mantienen mediante interacciones de varias isoformas de la proteína OPA1. Su procesamiento está mediado por proteasas, como OMA1. En ratones h-COX-2 Tg hay un menor procesamiento de OPA1, que se correlaciona con una actividad atenuada de OMA1. Por otro lado, se realizó un estudio retrospectivo en pacientes que habían sido sometidos a un trasplante hepático. Se analizaron los niveles de PGE2 y se correlacionaron con las funciones hepáticas tras el trasplante. Este análisis muestra que la presencia de PGE2 en el plasma de los pacientes receptores se correlaciona con un mejor pronóstico, mientras que unos niveles más bajos de PGE2 se asocian con una disfunción precoz del injerto. Todos estos resultados presentan a la COX-2 como un nuevo actor en la protección del hígado tras I/R, mostrando un papel antiinflamatorio y antioxidante, así como reduciendo el daño mitocondrial, el estrés celular y la muerte celular. Además, se demuestra cómo las prostaglandinas derivadas de la COX-2 en condiciones fisiológicas pueden desempeñar un papel protector en casos de trasplante hepático. / [CA] La lesió per isquèmia-reperfusió (I/R) hepàtica (IRI) és una causa important de mortalitat i morbiditat en la resecció hepàtica i el trasplantament de fetge. Durant la hipòxia, el fetge roman sense oxigen, canviant el seu metabolisme i aturant la síntesi d'ATP. Paradoxalment, el restabliment del flux d'oxigen causa més danys, activant el sistema immunitari que genera una gran quantitat d'espècies reactives d'oxigen (ROS) causant dany cel·lular i tissular. La ciclooxigenasa-2 (COX-2) és un enzim clau en la biosíntesi de prostaglandines i la seva importància a l'IRI és controvertida. La PGE2, prostaglandina E2, és el principal producte de la COX-2, i participa en la mediació de processos patològics com la inflamació i la febre. Mentre que l'ús d'AINEs, inhibidors específics de la COX-2, apunta a un efecte beneficiós en la resolució del procés inflamatori, cada cop més estudis donen suport a un paper antiinflamatori de la COX-2. De fet, estudis previs han demostrat que la sobreexpressió de COX-2 en hepatòcits protegeix els ratolins de l'apoptosi i l'estrès cel·lular, a més de reduir la resposta inflamatòria, en diferents models de malaltia hepàtica. En aquesta tesi, s'ha utilitzat un ratolí transgènic que sobreexpressa la COX-2 en els hepatòcits (h-COX-2 Tg) per dilucidar el paper i la implicació de la COX-2 a l'IRI. Els animals de tipus silvestre (Wt) i h-COX-2 Tg van ser sotmesos a 90 min d'isquèmia, seguits de 4 o 24 h de reperfusió. Comparant els animals h-COX-2 Tg amb els seus germans Wt, el dany cel·lular i tissular s'atenua després de l'IRI. Entre les diferents vies modificades, la cascada inflamatòria està menys activada, s'alliberen menys citocines proinflamatòries , hi ha un menor reclutament hepàtic i menor infiltració de neutròfils. Les vies de necrosi i apoptosi també s'atenuen, així com es redueix l'estrès del reticle endoplasmàtic, i l'autofàgia augmenta. La resposta antioxidant es potencia i la producció total de ROS també és menor, fet que contribueix a un menor dany tissular. Quan els animals Wt se sotmeten a un precondicionament (PC), la COX-2 endògena s'indueix a nivells més alts que sense PC, i aquests fetges mostren menys dany, una inflamació atenuada i una resposta antioxidant millorada. A més, es mostra que el paper de la COX-2 en aquesta protecció és específic, ja que la seva inhibició amb DFU, reverteix els efectes observats i iguala el dany causat als animals Wt. Els mitocondris són actors centrals en la fisiopatologia de l'IRI. En aquest sentit, la funció mitocondrial és preservada als fetges que sobreexpressen COX-2, com es pot demostrar per un potencial de membrana mitocondrial conservat i una taxa respiratòria preservada. Aquests efectes es poden explicar per una estabilització de les crestes mitocondrials, invaginacions de la membrana mitocondrial interna (IMM) que es mantenen mitjançant interaccions de diverses isoformes d'OPA1, una proteïna de la IMM. El seu processament està mediat per proteasas, com OMA1. En ratolins h-COX-2 Tg hi ha un menor processament d'OPA1, que es correlaciona amb una activitat atenuada d'OMA1, mostrant una estabilització de les crestes. D'altra banda, es va fer un estudi retrospectiu amb pacients que havien estat sotmesos a un trasplantament hepàtic. Es van analitzar els nivells de PGE2 i es van correlacionar amb les funcions hepàtiques després del trasplantament. Aquesta anàlisi mostra que la presència de PGE2 en el plasma dels pacients receptors es correlaciona amb un millor pronòstic, mentre que uns nivells més baixos de PGE2 s'associen amb una disfunció precoç de l'empelt. Tots aquests resultats presenten a la COX-2 com un nou actor en la protecció del fetge després d'I/R, mostrant un paper antiinflamatori i antioxidant, així com reduint la lesió mitocondrial, l'estrès cel·lular i la mort cel·lular. A més, es demostra com les prostaglandines derivades de la COX-2 en condicions fisiològiques poden exercir un paper protector en casos de trasplantament hepàtic. / [EN] Hepatic ischemia-reperfusion (I/R) injury (IRI) is a major cause of mortality and morbidity in liver resection and liver transplantation. During the hypoxia, the liver remains without oxygen supply, shifting its metabolism and stopping the ATP synthesis. Paradoxically, the restoration of oxygen flow causes the most damage with an activation of the immune system that will generate a burst of reactive species of oxygen (ROS) that will cause cell and tissue damage. Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a key enzyme in prostaglandin biosynthesis and its importance in IRI is controversial. PGE2, prostaglandin E2, is the main product of COX-2, and is mainly involved in mediating pathological processes such as inflammation, fever and pain. While the use of NSAIDs, specific COX inhibitors, points to a beneficial effect in the resolution of the inflammatory process, several studies support the idea of an anti-inflammatory role of COX-2. In fact, previous studies have shown that COX-2 overexpression in hepatocytes protects mice from apoptosis and cellular stress, as well as reducing the inflammatory response, in different liver disease models. In this PhD thesis, a hepatocyte-specific COX-2 transgenic mouse (h-COX-2 Tg) was used to elucidate the role and involvement of COX-2 in IRI. Wild type (Wt) and h-COX-2 Tg animals were subjected to 90 min of ischemia, followed by 4 or 24 h of reperfusion. Comparing h-COX-2 Tg animals with their Wt littermates, cellular and tissue damage resulting from IRI is attenuated. Among these pathways, the inflammatory cascade is less activated, with less pro-inflammatory cytokine release, less hepatic recruitment and neutrophil infiltration. Necrosis and apoptosis pathways are also attenuated such as reduced endoplasmic reticulum stress, and increased autophagy. The antioxidant response appears to be enhanced in the context of COX-2 overexpression and total ROS production is also lower, contributing to less tissue damage. When Wt animals are subjected to preconditioning (PC), endogenous COX-2 is induced at higher levels than without PC, and these livers show less damage, attenuated inflammation, and an enhanced antioxidant response. Furthermore, the role of COX-2 in this observed protection has been shown to be specific, as its inhibition with DFU, reverses the observed effects, and matched the damage caused to Wt animals. Mitochondria are central players in the pathophysiology of IRI. In this regard, mitochondrial function is preserved in COX-2-overexpressing livers, as can be demonstrated by a conserved mitochondrial membrane potential and a preserved respiratory rate. These results can be explained by a stabilisation of mitochondrial cristae, invaginations of the inner mitochondrial membrane (IMM) that maintained through interactions of various isoforms of OPA1. Its processing is mediated by proteases, such as OMA1, which acts under certain stimuli. In h-COX-2 Tg mice, there is a reduced OPA1 processing that correlates with attenuated OMA1 activity, showing a stabilisation of cristae in the context of COX-2 overexpression after I/R. On the other hand, a retrospective study was conducted in patients who had undergone liver transplantation. In this part of the study, PGE2 levels were analysed and correlated with liver functions after transplantation. This analysis shows that the presence of PGE2 in the plasma of recipients correlates with a better prognosis, while lower PGE2 levels are associated with early graft dysfunction. All these results present COX-2 as a new player in liver protection after I/R, showing an anti-inflammatory and antioxidant role, as well as reducing mitochondrial damage, cell stress and cell death. Furthermore, it is shown how COX-2-derived prostaglandins under physiological conditions can play a protective role in cases of liver transplant. / This work has been carried out with the financial support of the Spanish Ministry of Science and Innovation (SAF2016-75004R and PID2019-108977RB-100), the CIBERehd (Centro de Investigaciones Biomédicas En Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas) and the COST Action (CA15203 - Mitochondrial mapping: Evolution - Age - Gender - Lifestyle - Environment (MITOEAGLE)). Marina Fuertes Agudo benefited from a pre-doctoral FPI contract (BES-2017- 081928) associated with the SAF2016-75004R project. She spent 3 months in the laboratory of Dr. Pau Sancho Bru at the Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi I Sunyer (IDIBAPS, Barcelona, Spain) funded by a short stay grant awarded by the CIBERehd and 3 months in the laboratory of Dr. Anne Dubart Kupperschmitt and Dr. Jean Charles Duclos Vallée at the Institut Nationale de la Santé et la Recherche Médicale (INSERM, Villejuif, France) funded by a short stay grant awarded by the European Molecular Biology Organisation (EMBO, SEG_9771). / Fuertes Agudo, M. (2023). Role of Cyclooxygenase-2 in Ischemia-Reperfusion Injury in the Liver [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196602

As prostaglandinas (PGs) são derivadas do metabolismo do ácido aracdônico pela via das enzimas cicloxigenases (COX-1 e COX-2) e participam do controle do metabolismo ósseo. Os anti-inflamatórios não-esteroidais (AINEs), inibidores das COX, podem interferir negativamente com a formação óssea, atrasando o reparo de fratura de ossos longos, a fusão espinhal e a osseointegração de implantes. O presente trabalho teve por objetivo avaliar, quantitativamente, o efeito de diferentes tipos de AINEs (convencional, preferencial e seletivo para COX-2), assim como de um analgésico com efeito anti-inflamatório fraco, sobre o reparo ósseo alveolar, em ratos machos. Os animais foram divididos em 5 grupos experimentais: a) controle (administração de 1 mL água/dia), b) cetorolaco de trometamina (inibidor não-seletivo COX-1/COX-2; ingestão de 4 mg/kg/dia), c) nimesulida (inibidor preferencial de COX-2; ingestão de 5 mg/kg/dia), d) paracetamol (efeito anti-inflamatório fraco; ingestão de 80 mg/kg/dia), e) etoricoxibe (inibidor seletivo de COX-2; ingestão de 10 mg/kg/dia). As dosagens foram baseadas em trabalhos experimentais da literatura e na equivalência com a terapêutica humana. A administração foi realizada por gavage gástrica, iniciando logo após a extração do incisivo superior direito e seguindo por um periódo de 14 dias, após o que os ratos foram sacrificados, as hemi-maxilas contendo os alvéolos em reparação foram coletadas e processadas para inclusão em parafina, orientada de maneira a permitir cortes semi-seriados longitudinais de 6 μm de espessura (a intervalos de 60 μm), que foram corados pela hematoxilina e eosina. O percentual de tecido ósseo neoformado foi estimado por método de contagem diferencial de pontos, utilizando-se um microscópio óptico munido de câmera digital de vídeo para captura de imagens e um programa para histometria. Foram contados cerca de 1200 pontos (1182,9 ± 47,6 pontos; média ± EPM) no terço cervical alveolar de cada animal, em cerca de 8 secções histológicas intercaladas (8,6 ± 0,3 secções; média ± EPM). Após a aplicação de teste que comprovou a normalidade de todas as distribuições (teste de Kolmogorov-Smirnov, p > 0,10) aplicou-se a Análise de Variância (gl=4; F = 1,52; x2 = 0,13), que comprovou que o tratamento com os diferentes tipos de AINEs não interferiu com a formação óssea reparacional, neste modelo experimental. Os presentes resultados, obtidos em animais, não devem ser diretamente extrapolados para humanos, nem conduzir a uma inferência sobre o uso de AINEs na clínica odontológica. No entanto, as numerosas evidências experimentais e clínicas de que os diferentes tipos de AINEs podem ter efeitos indesejados na clínica ortopédica, somadas ao número reduzido de estudos voltados especificamente para a área odontológica, indicam a necessidade de mais investigações nessa área, com variação dos parâmetros experimentais e das ferramentas de avaliação, antes que se descarte a possibilidade de que os AINEs possam ter efeitos indesejados em procedimentos odontológicos que necessitam de formação óssea, principalmente no caso de utilização prolongada. / The cyclooxygenase enzymes COX-1 and COX-2 catalyze the conversion of arachidonic acid to prostaglandins (PGs), eicosanoids important for control of bone metabolism. The non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), which are COX inhibitors, may negatively interfere with bone formation and delay long bone fracture healing, spinal fusion and implant osseointegration. The aim of the present study was to investigate quantitatively whether different types of NSAIDs (conventional, preferential and COX-2-selective), as well as an analgesic drug with a weak anti-inflammatory action, can hinder alveolar bone healing, in male rats. The animals were divided in 5 experimental groups: a) control (oral administration of 1 mL water/day), b) cetorolac (non-selective COX-1/COX-2 inhibito - 4 mg/kg/day oral dose), c) nimesulide (preferential COX-2 inhibitor - 5 mg/kg/day oral dose), paracetamol (weak anti-inflammatory - 80 mg/kg/day oral dose), etoricoxib (selective COX-2 inhibitor - 10 mg/kg/day oral dose). The doses of NSAIDs were compatible to human therapy and in the range of investigations carried out in laboratory animals. The drugs were administered by gavage from the day of extraction of the upper right incisors until death 2 weeks later, when the hemi-maxillae containing the alveolar sockets were collected, decalcified and processed for paraffin embedding. Semi-serial longitudinal 6-μm-thick sections were cut at 60-μm intervals and stained with hematoxylin and eosin. The degree of new bone formation inside the alveolar socket was estimated by a differential point-counting method, using an optical microscopy with a digital camera for image capture and a public domain histometry software. A total of 1182,9 ± 47,6 points (mean ± SEM) were counted in the cervical alveolar third, in 8,6 ± 0,3 (mean ± SEM) histological sections per alveolus (final magnification 100x), the percentage of points lying on bone trabeculae being proportional to their volume density. After confirmation of a normal distribution (Kolmogorov-Smirnov normality test, p>0,10) and comparison among groups by Analysis of Variance (gl = 4; F = 1,52; x2 = 0,13), histometric data confirmed that none of the anti-inflammatory drugs have detrimental effects in the volume fraction of new bone trabeculae filling the tooth extraction socket. Although experimental results obtained in animals may not be directly extrapolated to human neither induce to inferences about the clinical use of NSAIDs, numerous evidences have confirmed the deleterious effects of NSAIDs in the orthopedic clinic. Considering the reduced amount of studies on this subject pertaining to the dental field, more investigations are needed varying the experimental parameters and techniques, before the possibility of deleterious effects of NSAIDs in dental procedures requiring new bone formation are discharged.