Le diabète de type 2 (DT2) apparaît lorsque la sécrétion d’insuline par les cellules β des îlots du pancréas ne parvient plus à compenser la résistance à l’insuline des organes cibles. Parmi les médicaments disponibles pour traiter le DT2, deux classes agissent en améliorant la sensibilité à l’insuline : les biguanides (metformine) et les thiazolidinediones (pioglitazone et rosiglitazone). Des études suggèrent que ces médicaments protègent également la fonction des cellules β. Dans le but d’identifier des mécanismes par lesquels les médicaments insulinosensibilisateurs protègent les cellules β, nous avons étudié les effets aigus de la metformine et de la pioglitazone sur le métabolisme et la fonction des cellules INS 832/13, sécrétrices d’insuline et des îlots pancréatiques isolés de rats. Nous avons aussi validé in vivo avec des rats Wistar les principales observations obtenues en présence de pioglitazone grâce à des clamps glucidiques et par calorimétrie indirecte. Le traitement aigu des cellules β avec de la pioglitazone ou de la metformine inhibe la sécrétion d’insuline induite par le glucose en diminuant la sensibilité des cellules au glucose (inhibition en présence de concentrations intermédiaires de glucose seulement). Dans les mêmes conditions, les traitements inhibent aussi plusieurs paramètres du métabolisme mitochondrial des nutriments et, pour la pioglitazone, du métabolisme des lipides. Les composés affectent le métabolisme en suivant un patron d’inhibition similaire à celui observé pour la sécrétion d’insuline, que nous avons nommé « décélération métabolique ». La capacité de la pioglitazone à inhiber la sécrétion d’insuline et à ralentir le métabolisme mitochondrial de façon aigüe se confirme in vivo. En conclusion, nous avons identifié la décélération métabolique de la cellule β comme nouveau mode d’action pour les médicaments insulinosensibilisateurs. La décélération métabolique causée par les agents insulinosensibilisateurs les plus utilisés semble provenir d’une inhibition du métabolisme mitochondrial et pourrait être impliquée dans les bienfaits de ceux-ci dans un contexte de stress métabolique. Le fait que les deux agents insulinosensibilisateurs étudiés agissent à la fois sur la sensibilité à l’insuline et sur la sécrétion d’insuline, les deux composantes majeures du DT2, pourrait expliquer pourquoi ils sont parmi les agents antidiabétiques les plus efficaces. La décélération métabolique est une approche thérapeutique à considérer pour le traitement du DT2 et d’autres maladies métaboliques. / Type 2 diabetes (T2D) appears when insulin secretion by pancreatic β-cells fails to compensate for insulin resistance. Two classes of anti-diabetic drugs have been used to target insulin resistance: biguanides (metformin) and thiazolidinediones (pioglitazone and rosiglitazone). Some studies suggest that these compounds also protect β-cell function. In order to identify the mechanisms whereby insulin-sensitizing agents protect β-cell function, we used INS 832/13 insulin secreting cells and isolated pancreatic rat islets to study the acute effects of pioglitazone and metformin on β-cell metabolism and function. Key observations obtained with pioglitazone were also validated in vivo in Wistar rats with the use of glucose clamps and indirect calorimetry. In vitro, acute pioglitazone or metformin treatment inhibits glucose-induced insulin secretion by lowering β-cell sensitivity to glucose (inhibition only at sub-maximal glucose concentrations). The same treatments also inhibit parameters of nutrient mitochondrial metabolism and, in the case of pioglitazone, parameters of lipid metabolism. Both compounds alter metabolism following a pattern similar to that observed with insulin secretion, a pattern that we label “metabolic deceleration”. Pioglitazone also acutely inhibits insulin secretion and slows down mitochondrial metabolism in vivo. In conclusion, we identified metabolic deceleration of the pancreatic β-cell as a new mode of action for insulin-sensitizing agents. Pioglitazone and metformin both seem to cause metabolic deceleration of the β-cell via inhibition of mitochondrial metabolism. This mode of action could participate in the beneficial effects of these compounds in the context of metabolic stress. The fact that these drugs affect both insulin sensitivity and insulin secretion, the two major components of T2D, may explain why they are among the most powerful anti-diabetic agents. Metabolic deceleration is a new therapeutic approach worth considering for the treatment of T2D and other metabolic diseases.

Le diabète de type 2 (DT2) apparaît lorsque la sécrétion d’insuline par les cellules β des îlots du pancréas ne parvient plus à compenser la résistance à l’insuline des organes cibles. Parmi les médicaments disponibles pour traiter le DT2, deux classes agissent en améliorant la sensibilité à l’insuline : les biguanides (metformine) et les thiazolidinediones (pioglitazone et rosiglitazone). Des études suggèrent que ces médicaments protègent également la fonction des cellules β. Dans le but d’identifier des mécanismes par lesquels les médicaments insulinosensibilisateurs protègent les cellules β, nous avons étudié les effets aigus de la metformine et de la pioglitazone sur le métabolisme et la fonction des cellules INS 832/13, sécrétrices d’insuline et des îlots pancréatiques isolés de rats. Nous avons aussi validé in vivo avec des rats Wistar les principales observations obtenues en présence de pioglitazone grâce à des clamps glucidiques et par calorimétrie indirecte. Le traitement aigu des cellules β avec de la pioglitazone ou de la metformine inhibe la sécrétion d’insuline induite par le glucose en diminuant la sensibilité des cellules au glucose (inhibition en présence de concentrations intermédiaires de glucose seulement). Dans les mêmes conditions, les traitements inhibent aussi plusieurs paramètres du métabolisme mitochondrial des nutriments et, pour la pioglitazone, du métabolisme des lipides. Les composés affectent le métabolisme en suivant un patron d’inhibition similaire à celui observé pour la sécrétion d’insuline, que nous avons nommé « décélération métabolique ». La capacité de la pioglitazone à inhiber la sécrétion d’insuline et à ralentir le métabolisme mitochondrial de façon aigüe se confirme in vivo. En conclusion, nous avons identifié la décélération métabolique de la cellule β comme nouveau mode d’action pour les médicaments insulinosensibilisateurs. La décélération métabolique causée par les agents insulinosensibilisateurs les plus utilisés semble provenir d’une inhibition du métabolisme mitochondrial et pourrait être impliquée dans les bienfaits de ceux-ci dans un contexte de stress métabolique. Le fait que les deux agents insulinosensibilisateurs étudiés agissent à la fois sur la sensibilité à l’insuline et sur la sécrétion d’insuline, les deux composantes majeures du DT2, pourrait expliquer pourquoi ils sont parmi les agents antidiabétiques les plus efficaces. La décélération métabolique est une approche thérapeutique à considérer pour le traitement du DT2 et d’autres maladies métaboliques. / Type 2 diabetes (T2D) appears when insulin secretion by pancreatic β-cells fails to compensate for insulin resistance. Two classes of anti-diabetic drugs have been used to target insulin resistance: biguanides (metformin) and thiazolidinediones (pioglitazone and rosiglitazone). Some studies suggest that these compounds also protect β-cell function. In order to identify the mechanisms whereby insulin-sensitizing agents protect β-cell function, we used INS 832/13 insulin secreting cells and isolated pancreatic rat islets to study the acute effects of pioglitazone and metformin on β-cell metabolism and function. Key observations obtained with pioglitazone were also validated in vivo in Wistar rats with the use of glucose clamps and indirect calorimetry. In vitro, acute pioglitazone or metformin treatment inhibits glucose-induced insulin secretion by lowering β-cell sensitivity to glucose (inhibition only at sub-maximal glucose concentrations). The same treatments also inhibit parameters of nutrient mitochondrial metabolism and, in the case of pioglitazone, parameters of lipid metabolism. Both compounds alter metabolism following a pattern similar to that observed with insulin secretion, a pattern that we label “metabolic deceleration”. Pioglitazone also acutely inhibits insulin secretion and slows down mitochondrial metabolism in vivo. In conclusion, we identified metabolic deceleration of the pancreatic β-cell as a new mode of action for insulin-sensitizing agents. Pioglitazone and metformin both seem to cause metabolic deceleration of the β-cell via inhibition of mitochondrial metabolism. This mode of action could participate in the beneficial effects of these compounds in the context of metabolic stress. The fact that these drugs affect both insulin sensitivity and insulin secretion, the two major components of T2D, may explain why they are among the most powerful anti-diabetic agents. Metabolic deceleration is a new therapeutic approach worth considering for the treatment of T2D and other metabolic diseases.

No contexto de qualidade, segurança e eficácia dos medicamentos, os produtos de degradação surgem com um crescente foco regulatório no Brasil e no mundo. Para análise confiável dos medicamentos, métodos indicativos de estabilidade devem ser utilizados, visando a avaliação qualitativa e quantitativa das impurezas e dos produtos de degradação neles contidos. O cloridrato de propafenona é utilizado no tratamento de arritmias supraventriculares e ventriculares, apresentando-se como bloqueadores dos canais de sódio, além de ser um betabloqueador. O cloridrato de pioglitazona é um agente anti-hiperglicemiante que atua primariamente diminuindo a resistência à insulina, no tratamento da Diabetes tipo 2. Os métodos oficiais descritos nas farmacopeias, muitas vezes, não fornecem informações a respeito de análise de impurezas farmacêuticas e de produtos de degradação. Assim sendo, deve-se verificar se os métodos são indicativos da estabilidade, antes de utilizá-los para analisar os produtos de degradação. A presente pesquisa tem como objetivo avaliar amostras simuladas dos medicamentos citados, após serem submetidos a condições de estresse; determinar os principais produtos de degradação através dos métodos descritos na Farmacopeia Americana e avaliar se tais métodos são indicativos de estabilidade, assim como realizar balanço de massa. Foi realizado um delineamento fatorial 32 dos meios de degradação avaliando-se a variação do tempo e da intensidade e a capacidade de detecção e quantificação de produtos de degradação presentes. Os fatores considerados no delineamento foram degradação ácida, alcalina, meio oxidativo com peróxido de hidrogênio, e temperatura/umidade além da fotoestabilidade. O cloridrato de propafenona apresentou degradação nos estresses ácidos, oxidativos e em temperatura/umidade. No meio alcalino e a exposição a luz (branca/UV), a magnitude da degradação foi amena. Houve um balanço de massas entre os métodos de doseamento e de impurezas, mostrando-se que o método é indicativo de estabilidade. O principal produto de degradação, no meio ácido e oxidativo, foi identificado utilizando o método de LC-MS. O cloridrato de pioglitazona apresentou degradação em meios básicos, oxidativos assim como em exposição à luz e elevada temperatura/umidade. A hidrólise ácida não apresentou impacto significativo. Os métodos de doseamento e de impurezas não apresentaram balanço de massa, mostrando-se que o método não é indicativo de estabilidade. As análises in silico, com o software Zeneth®, foi utilizada para estabelecer correlações entre o processo de degradação e os plausíveis produtos formados. Assim, conclui-se que os dados de estresses obtidos, neste trabalho, podem servir como suporte nos estudos de estabilidade, bem como contribuir na definição das condições de transporte e armazenamento do cloridrato de propafenona e cloridrato de pioglitazona. / In the context of quality, safety and efficacy of pharmaceuticals, degradation products ascend with a growing regulatory focus in Brazil and in the world. For reliable analysis of pharmaceutical products, stability indicative methods must be used, aiming at qualitative and quantitative analysis of impurities and degradation products contained therein. Propafenone HCl is used in the treatment of supraventricular and ventricular arrhythmias and has sodium channel blocking capacity, besides its betareceptor blocking activity. Pioglitazone HCl is an anti-hiperglicemiante agent that acts primarily by reducing insulin resistance in the treatment of type 2 diabetes. The official methods described in the Pharmacopoeias often do not provide information regarding the analysis of pharmaceutical impurities and degradation products. Therefore, it important to verified whether the methods are stability indicative or not, before being use in the analysis of degradation products. The objective of this research is to evaluate simulated samples of cited pharmaceuticals, after submission to stress conditions. To determine the main degradation products through the methods described in the American Pharmacopoeia and assess whether such methods are indicative of stability by mass balance approach. A factorial design (32) of the degradation mediums was carried out to evaluate impact of time of contact and variable intensity. On the outer side, the ability of the method to detect and quantify degradation products was also assessed. The degradation medium factors considered in the design were, acid, alkaline, oxidant medium using hydrogen peroxide, temperature/humidity and photostability. Propafenone hydrochloride presented degradation in acid, oxidative and temperature/humidity stress conditions. In the alkaline medium and exposure to light (white/UV), the extent of degradation was mild. There was a mass balance between the assay method and impurity method, illustrating that the method is stability indicative. The main degradation product, in the acidic and oxidative medium, was identified using the LC-MS method. Pioglitazone hydrochloride presented degradation in basic, oxidative means as well as on exposure to light and elevated temperature/humidity conditions. Acidic hydrolysis has no significant impact. The assay and impurity methods did not show mass balance, elucidating that the method is not stability indicative. In silico analysis, with the Zeneth® software, was used to establish correlations between the degradation process and the plausible degradation pathway and products. Thus, it is concluded that the data obtained in degradation studies, in this work, may serve as support in the stability studies, as well as subsidize to define transport and storage conditions for propafenone HCl and pioglitazone HCl.

O diabete melito é um grupo de doenças metabólicas caracterizadas por hiperglicemia, resultado de deficiências na secreção de insulina, em sua acção ou ambos. A pioglitazona é um hipoglicemiante oral, da classe da tiazolidinedionas, que atuam pela ligação aos receptores nucleares PPARY melhorando o estado de resistência a insulina. Acredita-se que a pioglitazona também restauram a capacidade da célula beta pancreática de secretar insulina, cuja atividade é regulada pelos canais de potássio dependente de ATP (KATP) e suas subunidades SUR1 e KIR6.2. Este estudo teve como objetivo iniciar um estudo farmacogenômico da pioglitazona em indivíduos diabéticos tipo 2 e na expressão dos genes PPARY PPARY2, SUR1 e KIR6.2 no sangue periférico e no tecido adiposo e associá-los com os polimorfismo Pro12Ala e C161T do gene PPARY. Foram selecionados 36 pacientes diabéticos do tipo 2 e 16 pacientes normoglicêmicos, no Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Os indivíduos diabéticos foram tratados com pioglitazona (15, 30 e 45 mg/ dia/ via oral) por 16 semanas. Foram colhidas amostras de tecido adiposo por biopsia e de sangue, antes e após o tratamento para determinação de exames laboratoriais, extração de DNA genômico e de RNA total. Os polimorfismos foram detectados pela técnica de PCR-RFLP e a expressão de mRNA foi quantificada e avaliada por RT-PCR em tempo real. Após tratamento com pioglitazona, observou-se no sangue periférico aumento de expressão de mRNA do PPARY, PPARY2 e KIR6.2, e diminuição da expressão de SUR1. Dados de analises no sangue periférico, demostraram que variação da expressão de mRNA do PPARY foi inversamente correlacionada com as variações de insulina, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com Colesterol Total. Em relação ao gene PPARY2, foi inversamente correlacionada com colesterol total. Variação da expressão de SUR1 foi inversamente correlacionada com Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com insulina. Não foram detectadas diferenças entre a expressão de mRNA de KIR6.2 e parâmetros bioquímicos em resposta às variações pioglItazona. Não houve diferença da resposta terapêutica e presença dos polimorfismos Pro12Ala e C161T. Após o tratamento, no tecido adiposo, a expressão de mRNA de PPARY aumentou. Não foram observadas diferenças na expressão dos genes PPARY2, SUR1 e KIR6.2. Em leucócitos totais de sangue periférico, pioglitazona demonstrou regular a expressão dos genes PPARY e PPARY2, e também atuando sobre as subunidades SUR1 e KIR6.2, possivelmente restaurando a função secretora das células beta. No tecido adiposo, o tratamento confirma a atuação da pioglitazona sobre PPARY, melhorando o estado de resistência a insulina. / The diabetes mellitus is a group of metabolic diseases characterized by hyperglycemia, the result from insulin secretion or action deficiency, or both. Pioglitazone is an oral hypoglycemic drug, included in the class of thiazolidinediones, which work by binding to nuclear receptors PPARY nuclear what improve the state of resistance to insulin. Pioglitazone may also restore the ability of the pancreatic beta cell to secrete insulin, process which is regulated thought ATP dependent potassium channels (KATP) and its subunits SUR1 and KIR6.2. The aim of our study was to begin a pharmacogenomic study of pioglitazone in type 2 diabetes patients by the expression of PPARY, PPARY2, SUR1 and KIR6.2 genes in peripheral blood leukocytes and fatty tissue and its association with the PPARY Pro12Ala and C161T polimorphisms. 36 type 2 diabetes and 16 normoglycemic patients were selected at the Dante Pazzanese Institute of Cardiology. The diabetic ones were treated with pioglitazone (15, 30 and 45 mg/ daily /orally) for 16 weeks. Samples of adipose - obtained through biopsy - and blood were collected before and after treatment to aim to laboratory experiments, DNA extraction and total RNA extraction. The polymorphisms were detected by the PCR-RFLP technique while the mRNA expression was quantified and evaluated by Real Time RT-PCR. After pioglitazone treatment, the expression of the PPARY, PPARY2 and KIR6.2 genes increased, while SUR1 decreased, all of them quantified in peripheral blood. Peripheral blood data has demonstrated that the variation of expression of PPARYmRNA is inversely correlated with insulin concentrations, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with total cholesterol concentrations. Differently, PPARY2 gene expression was inversely correlated with total cholesterol blood concentrations. Variations in SUR1 mRNA expression were inversely correlated with Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with insulin. No differences were found between the KIR6.2 expression and biochemical parameters due to pioglItazone treatment. There was no difference in response to the treatment response and no Pro12Ala and C161T polymorphisms were noticed. After the treatment, the expression of PPARY gene increased in fatty tissue. No data showed differences in the expression of genes PPARY2, SUR1 and KIR6.2. Pioglitazone regulates the expression of genes PPARY and PPARY2, and also acts on the SUR1 and KIR6.2 subunits in total peripheral blood leukocyte likely restoring the function of secreting beta pancreatic cells. In adipose, the treatment reassures the functions of pioglitazone on PPARY, improving the state of insulin resistance.

Neuropathic pain affects up to 50% of the 29 million diabetic patients in the United States. Neuropathic pain in diabetes manifests as a disease of the peripheral and central nervous systems. The prevalence of type 2 diabetes is far greater than type 1 (90%), yet the overwhelming focus on type 1 models this has left the mechanisms of pain in type 2 diabetes largely unknown. Therefore I aimed to improve the current mechanistic understanding of pain associated with type 2 diabetes using two preclinical rodent models: Zucker Diabetic Fatty rats and db/db mice. In addition, I highlight the translational importance of simultaneous measurement of evoked/sensory and non-evoked/affective pain-related behaviors in preclinical models. This work is the first to show a measure of motivational-affective pain in a model of type 2 diabetes. I used methodological approaches including: (1) immunohistochemical and calcium imaging to assess stimulus-evoked sensitization; (2) measurement nociceptive behaviors and evoked sensory thresholds as well as pain affect using novel mechanical conflict avoidance and conditioned place preference/aversion assays; (3) pharmacological and genetic manipulation of methylglyoxal, TRPA1, AC1, and PPARγ. I hypothesized that the thiazolidinedione class of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) agonists would reduce neuropathic pain-like behavior and spinal neuron sensitization in traumatic nerve injury and type 2 diabetes. As PPARγ is a nuclear receptor, and already targeted clinically to promote cellular insulin sensitization to reduce hyperglycemia, sustained changes in gene expression are widely believed to be the mechanism of pain reduction. In two separate research aims, I challenged this view and tested whether the PPARγ agonist pioglitazone would (1) rapidly alleviate neuropathic pain through a non-genomic mechanism and (2) reduce painful sensitization in nociceptive and neuropathic pain models independent from lowering blood glucose. I aimed to investigate the contribution of the glucose metabolite methylglyoxal to painful type 2 diabetes. I tested the hypothesis that methylglyoxal produces nociceptive, evoked, and affective pain that is dependent on activation of the sensory neuron cation channel TRPA1 and the secondary messenger enzyme AC1. I also tested whether pioglitazone or the novel methylglyoxal scavenging peptide GERP10 could alleviate painful type 2 diabetes.

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No contexto de qualidade, segurança e eficácia dos medicamentos, os produtos de degradação surgem com um crescente foco regulatório no Brasil e no mundo. Para análise confiável dos medicamentos, métodos indicativos de estabilidade devem ser utilizados, visando a avaliação qualitativa e quantitativa das impurezas e dos produtos de degradação neles contidos. O cloridrato de propafenona é utilizado no tratamento de arritmias supraventriculares e ventriculares, apresentando-se como bloqueadores dos canais de sódio, além de ser um betabloqueador. O cloridrato de pioglitazona é um agente anti-hiperglicemiante que atua primariamente diminuindo a resistência à insulina, no tratamento da Diabetes tipo 2. Os métodos oficiais descritos nas farmacopeias, muitas vezes, não fornecem informações a respeito de análise de impurezas farmacêuticas e de produtos de degradação. Assim sendo, deve-se verificar se os métodos são indicativos da estabilidade, antes de utilizá-los para analisar os produtos de degradação. A presente pesquisa tem como objetivo avaliar amostras simuladas dos medicamentos citados, após serem submetidos a condições de estresse; determinar os principais produtos de degradação através dos métodos descritos na Farmacopeia Americana e avaliar se tais métodos são indicativos de estabilidade, assim como realizar balanço de massa. Foi realizado um delineamento fatorial 32 dos meios de degradação avaliando-se a variação do tempo e da intensidade e a capacidade de detecção e quantificação de produtos de degradação presentes. Os fatores considerados no delineamento foram degradação ácida, alcalina, meio oxidativo com peróxido de hidrogênio, e temperatura/umidade além da fotoestabilidade. O cloridrato de propafenona apresentou degradação nos estresses ácidos, oxidativos e em temperatura/umidade. No meio alcalino e a exposição a luz (branca/UV), a magnitude da degradação foi amena. Houve um balanço de massas entre os métodos de doseamento e de impurezas, mostrando-se que o método é indicativo de estabilidade. O principal produto de degradação, no meio ácido e oxidativo, foi identificado utilizando o método de LC-MS. O cloridrato de pioglitazona apresentou degradação em meios básicos, oxidativos assim como em exposição à luz e elevada temperatura/umidade. A hidrólise ácida não apresentou impacto significativo. Os métodos de doseamento e de impurezas não apresentaram balanço de massa, mostrando-se que o método não é indicativo de estabilidade. As análises in silico, com o software Zeneth®, foi utilizada para estabelecer correlações entre o processo de degradação e os plausíveis produtos formados. Assim, conclui-se que os dados de estresses obtidos, neste trabalho, podem servir como suporte nos estudos de estabilidade, bem como contribuir na definição das condições de transporte e armazenamento do cloridrato de propafenona e cloridrato de pioglitazona. / In the context of quality, safety and efficacy of pharmaceuticals, degradation products ascend with a growing regulatory focus in Brazil and in the world. For reliable analysis of pharmaceutical products, stability indicative methods must be used, aiming at qualitative and quantitative analysis of impurities and degradation products contained therein. Propafenone HCl is used in the treatment of supraventricular and ventricular arrhythmias and has sodium channel blocking capacity, besides its betareceptor blocking activity. Pioglitazone HCl is an anti-hiperglicemiante agent that acts primarily by reducing insulin resistance in the treatment of type 2 diabetes. The official methods described in the Pharmacopoeias often do not provide information regarding the analysis of pharmaceutical impurities and degradation products. Therefore, it important to verified whether the methods are stability indicative or not, before being use in the analysis of degradation products. The objective of this research is to evaluate simulated samples of cited pharmaceuticals, after submission to stress conditions. To determine the main degradation products through the methods described in the American Pharmacopoeia and assess whether such methods are indicative of stability by mass balance approach. A factorial design (32) of the degradation mediums was carried out to evaluate impact of time of contact and variable intensity. On the outer side, the ability of the method to detect and quantify degradation products was also assessed. The degradation medium factors considered in the design were, acid, alkaline, oxidant medium using hydrogen peroxide, temperature/humidity and photostability. Propafenone hydrochloride presented degradation in acid, oxidative and temperature/humidity stress conditions. In the alkaline medium and exposure to light (white/UV), the extent of degradation was mild. There was a mass balance between the assay method and impurity method, illustrating that the method is stability indicative. The main degradation product, in the acidic and oxidative medium, was identified using the LC-MS method. Pioglitazone hydrochloride presented degradation in basic, oxidative means as well as on exposure to light and elevated temperature/humidity conditions. Acidic hydrolysis has no significant impact. The assay and impurity methods did not show mass balance, elucidating that the method is not stability indicative. In silico analysis, with the Zeneth® software, was used to establish correlations between the degradation process and the plausible degradation pathway and products. Thus, it is concluded that the data obtained in degradation studies, in this work, may serve as support in the stability studies, as well as subsidize to define transport and storage conditions for propafenone HCl and pioglitazone HCl.

O diabete melito é um grupo de doenças metabólicas caracterizadas por hiperglicemia, resultado de deficiências na secreção de insulina, em sua acção ou ambos. A pioglitazona é um hipoglicemiante oral, da classe da tiazolidinedionas, que atuam pela ligação aos receptores nucleares PPARY melhorando o estado de resistência a insulina. Acredita-se que a pioglitazona também restauram a capacidade da célula beta pancreática de secretar insulina, cuja atividade é regulada pelos canais de potássio dependente de ATP (KATP) e suas subunidades SUR1 e KIR6.2. Este estudo teve como objetivo iniciar um estudo farmacogenômico da pioglitazona em indivíduos diabéticos tipo 2 e na expressão dos genes PPARY PPARY2, SUR1 e KIR6.2 no sangue periférico e no tecido adiposo e associá-los com os polimorfismo Pro12Ala e C161T do gene PPARY. Foram selecionados 36 pacientes diabéticos do tipo 2 e 16 pacientes normoglicêmicos, no Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Os indivíduos diabéticos foram tratados com pioglitazona (15, 30 e 45 mg/ dia/ via oral) por 16 semanas. Foram colhidas amostras de tecido adiposo por biopsia e de sangue, antes e após o tratamento para determinação de exames laboratoriais, extração de DNA genômico e de RNA total. Os polimorfismos foram detectados pela técnica de PCR-RFLP e a expressão de mRNA foi quantificada e avaliada por RT-PCR em tempo real. Após tratamento com pioglitazona, observou-se no sangue periférico aumento de expressão de mRNA do PPARY, PPARY2 e KIR6.2, e diminuição da expressão de SUR1. Dados de analises no sangue periférico, demostraram que variação da expressão de mRNA do PPARY foi inversamente correlacionada com as variações de insulina, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com Colesterol Total. Em relação ao gene PPARY2, foi inversamente correlacionada com colesterol total. Variação da expressão de SUR1 foi inversamente correlacionada com Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com insulina. Não foram detectadas diferenças entre a expressão de mRNA de KIR6.2 e parâmetros bioquímicos em resposta às variações pioglItazona. Não houve diferença da resposta terapêutica e presença dos polimorfismos Pro12Ala e C161T. Após o tratamento, no tecido adiposo, a expressão de mRNA de PPARY aumentou. Não foram observadas diferenças na expressão dos genes PPARY2, SUR1 e KIR6.2. Em leucócitos totais de sangue periférico, pioglitazona demonstrou regular a expressão dos genes PPARY e PPARY2, e também atuando sobre as subunidades SUR1 e KIR6.2, possivelmente restaurando a função secretora das células beta. No tecido adiposo, o tratamento confirma a atuação da pioglitazona sobre PPARY, melhorando o estado de resistência a insulina. / The diabetes mellitus is a group of metabolic diseases characterized by hyperglycemia, the result from insulin secretion or action deficiency, or both. Pioglitazone is an oral hypoglycemic drug, included in the class of thiazolidinediones, which work by binding to nuclear receptors PPARY nuclear what improve the state of resistance to insulin. Pioglitazone may also restore the ability of the pancreatic beta cell to secrete insulin, process which is regulated thought ATP dependent potassium channels (KATP) and its subunits SUR1 and KIR6.2. The aim of our study was to begin a pharmacogenomic study of pioglitazone in type 2 diabetes patients by the expression of PPARY, PPARY2, SUR1 and KIR6.2 genes in peripheral blood leukocytes and fatty tissue and its association with the PPARY Pro12Ala and C161T polimorphisms. 36 type 2 diabetes and 16 normoglycemic patients were selected at the Dante Pazzanese Institute of Cardiology. The diabetic ones were treated with pioglitazone (15, 30 and 45 mg/ daily /orally) for 16 weeks. Samples of adipose - obtained through biopsy - and blood were collected before and after treatment to aim to laboratory experiments, DNA extraction and total RNA extraction. The polymorphisms were detected by the PCR-RFLP technique while the mRNA expression was quantified and evaluated by Real Time RT-PCR. After pioglitazone treatment, the expression of the PPARY, PPARY2 and KIR6.2 genes increased, while SUR1 decreased, all of them quantified in peripheral blood. Peripheral blood data has demonstrated that the variation of expression of PPARYmRNA is inversely correlated with insulin concentrations, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with total cholesterol concentrations. Differently, PPARY2 gene expression was inversely correlated with total cholesterol blood concentrations. Variations in SUR1 mRNA expression were inversely correlated with Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with insulin. No differences were found between the KIR6.2 expression and biochemical parameters due to pioglItazone treatment. There was no difference in response to the treatment response and no Pro12Ala and C161T polymorphisms were noticed. After the treatment, the expression of PPARY gene increased in fatty tissue. No data showed differences in the expression of genes PPARY2, SUR1 and KIR6.2. Pioglitazone regulates the expression of genes PPARY and PPARY2, and also acts on the SUR1 and KIR6.2 subunits in total peripheral blood leukocyte likely restoring the function of secreting beta pancreatic cells. In adipose, the treatment reassures the functions of pioglitazone on PPARY, improving the state of insulin resistance.

Estudos de metabolismo in vitro possuem o intuito de caracterizar e quantificar possíveis metabólitos, elucidar as vias metabólicas e sugerir modelos a serem seguidos para a realização de estudos in vivo. Com o intuito de estudar o metabolismo in vitro não estereosseletivo da rosiglitazona (RSG) empregando fração microssomal de fígado de ratos,foi desenvolvida uma metodologia por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção UV em 245 nm, para analisar a RSG e seus principais metabólitos, p-hidroxi rosiglitazona (?-OH-R) e N-desmetil rosiglitazona (N-Dm-R). Os analitos foram separados em fase reversa, utilizando uma coluna X-Terra MS C-18 (partículas de 3,5 ?m) e fase móvel composta por água:acetonitrila:ácido acético (85:15:0,5, v/v/v), na vazão de 1 mL min-1. Matrizes biológicas contém um grande excesso de proteínas, lipídeos e outros materiais endógenos que interferem na análise de fármacos e metabólitos, tornando necessário um procedimento adequado de preparação das amostras antes da análise cromatográfica. A microextração em fase líquida com membrana cilíndrica oca (HF-LPME) é uma técnica promissora para a preparação de amostras em estudos de metabolismo in vitro, pois, além de promover o clean-up, promove também o enriquecimento dos analitos na amostra. A HF-LPME foi aplicada pela primeira vez para a extração simultânea desse fármaco e seus metabólitos. O sistema de três fases foi escolhido como o mais apropriado, empregando uma solução de ácido clorídrico como fase aceptora e 1-octanol como solvente orgânico. A otimização dos demais parâmetros foi realizada através de planejamento fatorial fracionário. O método foi validado e foi linear no intervalo de 50-6000 ng mL-1, apresentando limites de quantificação de 50 ng mL-1 e recuperações acima de 47 % para a RSG e seus metabólitos (?-OH-R e N-Dm-R). O método validado foi empregado em um estudo de metabolismo in vitro com fração microssomal de fígado de ratos. Nesse estudo, foi possível estimar as constantes de Michaelis-Menten (Km) e a velocidade inicial máxima (Vmax). N-Dm-R e ?-OH-R apresentaram valores de Vmax de 87,30 ± 8,04 e 51,64 ± 12,25 ?mol min-1 mg proteína-1, respectivamente, enquanto que os valores de Km foram de 58,14 ± 11,85 e 77,84 ± 36,77 mmol L-1, respectivamente. Outros metabólitos foram observados nos cromatogramas e a identificação foi feita por espectrometria de massas: ?rto-hidroxi-rosiglitazona e N-desmetil-hidroxi-rosiglitazona. A RSG é comercializada como uma mistura racêmica, apesar de possuir sua atividade antidiabética relacionada essencialmente com o enantiômero (S). O centro quiral desse fármaco possui um grupo carbonila, por isso, o enantiômero (R) pode se converter no enantiômero (S) ou vice-versa, via tautomerismo cetoenólico. Dados da literatura indicavam que essa racemização poderia ser lenta o suficiente para possibilitar o estudo dos enantiômeros isoladamente. Entretanto, até o momento não há dados sobre a disposição cinética ii e metabolismo enantiosseletivos desse fármaco. Sendo assim, propôs-se o desenvolvimento de metodologias analíticas para estudar a racemização da RSG e seus metabólitos e avaliar a possibilidade de estudar seu metabolismo in vitro de forma estereosseletiva. O método foi desenvolvido empregando HPLC com detecção em 245 nm. A separação dos enantiômeros do fármaco e metabólitos, também quirais, foi obtida empregando uma coluna Chiralcel OJ-H e fase móvel constituída por metanol:etanol (90:10; v/v), na vazão de 0,3 mL min-1. O estudo de racemização mostrou que o fármaco e seus metabólitos são racemizados nas condições em que o estudo de metabolismo é conduzido. Finalmente, para estudar o metabolismo in vitro da pioglitazona (PGZ), foi desenvolvido um método para análise desse fármaco e de seus principais metabólitos, a hidroxi-pioglitazona (M-IV) e a ceto-pioglitazona (M-III) empregando a eletroforese capilar (CE). As análises foram realizadas em capilar de sílica de 50 ?m de diâmetro interno e com comprimento efetivo de 40 cm, utilizando tampão fosfato de sódio 50 mmol L-1, pH 2,5, detecção em 190 nm, tensão de 30 kV e temperatura do capilar de 35 °C. A HF-LPME também foi empregada para a preparação das amostras. O sistema de três fases foi escolhido, empregando solução de ácido clorídrico como fase aceptora e o 1-octanol como solvente orgânico. A otimização dos demais parâmetros foi realizada através de planejamento fatorial fracionário. O método validado foi linear no intervalo de 200 - 25000 ng mL-1 para PGZ e 200 - 2000 ng mL-1 para os metabólitos, apresentando limites de quantificação de 200 ng mL-1 e recuperações acima de 19 % para a RSG e seus metabólitos M-IV e M-III. O método validado foi empregado em um estudo de metabolismo in vitro contendo fração microssomal de fígado de ratos, mas nesse estudo, não foi possível observar a formação dos metabólitos. Entretanto, esse método pode ser usado em outros modelos de metabolismo in vitro (microssomas humanos), nos quais se observa a formação desses metabólitos em concentrações maiores. / In vitro metabolism studies have been used to characterize and to quantify possible metabolites, to elucidate metabolic pathways and to suggest models to perform in vivo studies. So the purpose of this study was to evaluate the in vitro rosiglitazone (RSG) metabolism employing microsomal fraction obtained from rat livers. A high- performance liquid chromatography (HPLC) method with UV detection at 245 nm was developed to analyze RSG and the main metabolites, p-hydroxy rosiglitazone (?-OH-R) e N-desmethyl rosiglitazone (N-Dm-R). The analytes were separated under reversed phase conditions, using a X-Terra MS C-18 column (3.5 ?m particle size) and a mobile phase consisting of water:acetonitrile:acetic acid (85:15:0.5, v/v/v), at a flow rate of 1 mL min-1. Biological matrices contain a large excess of proteins, lipids and other endogenous compounds that interfere in the analysis of drugs and metabolites. So, a suitable sample preparation technique is required. Hollow-fiber liquid phase microextraction (HF-LPME) is a promising technique for the preparation of biological samples. Besides the clean-up, analytes enrichment is also achieved. HF-LPME for the simultaneous analysis of RSG and its main metabolites is described for the first time. The three-phase extraction was performed using hydrochloride acid solution as acceptor phase and 1-octanol as organic solvent. The other parameters were optimized by fractional factorial design. The method was validated and it was linear over the concentration range of 50-6000 ng mL-1, with quantification limits of 50 ng mL-1 and recoveries above 47 %. The validated method was used to estimate Michaelis-Menten (Km) constant and maximum initial velocity (Vmax). N-Dm-R e ?-OH-R showed Vmax values of 87.30 ± 8.04 and 51.64 ± 12.25 ?mol min-1 mg protein-1, respectively, while the Kmvalues were 58.14 ± 11.85 e 77.84 ± 36.77 mmol L-1, respectively. Other possible metabolites were observed in the chromatograms and they were identified by mass spectrometry: ?rtho-hydroxy-rosiglitazone e N-desmethyl-hydroxy-rosiglitazone. RSG is marketed as a racemic mixture although the antidiabetic activity is related essentially to the (S)-enantiomer. The chiral center has a carbonyl group, therefore the (R)-enantiomer could be transformed to the (S)-enantiomer or vice-versa by keto-enolic tautomerism. The literature indicates that this racemization is slow enough to allow the evaluation of the properties of the isolated enantiomers. However, there is no information in the literature about enantioselective RSG kinetic disposition and metabolism. Considering this facts, an analytical procedure was developed to study the racemization of RSG and its metabolites under different conditions and to determine if the enantioselective metabolism would be performed. The method was developed by HPLC with detection at 245 nm. The chiral separation of RSG and metabolites was achieved on a Chiralcel OJ-H column, with the mobile phase consisting of methanol:ethanol (90:10,v/v). The results obtained showed that the racemization occurs under the conditions used in in vitro iv metabolism studies. Finally, to study the in vitro metabolism of pioglitazone (PGZ), another method was developed by capillary electrophoresis (CE) to determine this drug and its main metabolites, hydroxy-pioglitazone (M-IV) and keto-pioglitazone (M-III). The analyses were conducted using a fused silica capillary (50 ?m inner diameter and 40 cm effective length), sodium phosphate buffer 50 mmol L-1, pH 2.5, detection at 190 nm, voltage of 30 kV and capillary temperature of 35°C. HF-LPME was also used for sample preparation with hydrochloride acid solution as acceptor phase and 1-octanol as organic solvent. The other parameters were optimized by fractional factorial design. The method was validated showing to be linear in the concentration range of 200 - 25000 ng mL-1 for PGZ and 200 - 2000 ng mL-1 for the metabolites. Quantification limits were 200 ng mL-1 for all analytes and the recoveries were higher than 19%. The validated method was used to study the in vitro metabolism of PGZ by rat liver microsomal fraction, but it was not possible to observe the formation of the metabolites in this study. However this method could be used in other in vitro metabolism models (human microssomes), in which higher concentrations of these metabolites are observed. Keywords:

Na Síndrome Metabólica, ações lipotóxicas e glicotóxicas contribuem para a aceleração do processo aterogênico cuja base é a inflamação. O tecido adiposo epicárdico vem sendo reconhecido como metabolicamente ativo e foi relacionado à elevação da produção de citocinas e adipocinas inflamatórias e aumento de DAC. Pioglitazona e Sinvastatina comprovadamente atuam como drogas pleiotrópicas na redução do processo inflamatório sistêmico. O presente estudo teve como objetivo principal avaliar possíveis correlações entre a presença de citocinas inflamatórias plasmáticas versus teciduais e a resposta de ambas à terapia medicamentosa. Para tanto, foram utilizadas monoterapia com Sinvastatina ou Pioglitazona e terapia combinada Pioglitazona+Sinvastatina e acompanhadas as variáveis lipídicas, glicêmicas e inflamatórias sistêmicas, células e citocinas inflamatórias em TAE, um tipo de tecido adiposo branco visceral instalado nas adjacências de focos ateroscleróticos em artérias coronárias de pacientes portadores de DAC e SMet. O estudo envolveu 73 pacientes com DAC multiarterial, avaliada pela cinecoronariografia e SMet que foram submetidos a revascularização e 20 pacientes submetidos à cirurgia valvar para substituição de valva mitral. Os pacientes com DAC eram incluídos de forma não aleatória a um dos 4 subgrupos: controle (n = 17), Simvastatina (20 mg / dia, n = 20), Pioglitazona (15 mg ou 30 mg / dia, n = 18) e Simvastatina + Pioglitazona (20 mg / dia + 15 mg ou 30 mg / dia, respectivamente, n = 18). Amostras de tecido adiposo epicárdico foram obtidas durante a cirurgia. Infiltração de macrófagos, linfócitos e secreção adipocitocinas foram investigados por coloração imunohistoquímica e comparados aos biomarcadores inflamatórios plasmáticos. Os resultados mostraram que a infiltração de macrófagos e a presença de citocinas pró-inflamatórias tais como TNF-, IL-6, leptina and resistina foram reduzidas em TAE de pacientes DAC/SMet após monoterapia com Pioglitazona. Os pacientes tratados apenas com Sinvastatina apresentaram os menores valores plasmáticos de leptina, resistina and MCP-1. Pioglitazona+Sinvastatina foram associadas aos menores valores plasmáticos de IL-6, TNF-, resistina, ADMA, MMP-9 em comparação ao grupo de pacientes não tratados. Além disso, a terapia combinada revelou a mais alta concentração de adiponectina plasmática concomitante ao menor valor de PCRus. Esses achados refletiram não só a condição plasmática como se correlacionaram positivamente à condição tecidual mostrada pela porcentagem média de área ocupada por macrófagos no TAE e a quantidade de PCRus presente no plasma após os tratamentos. Houve correlação positiva também entre citocinas sistêmicas e teciduais após os tratamentos, exceto para o TNF- após o tratamento com sinvastatina ( r = - 0,025, p = 0,33) e leptina após o tratamento com pioglitazona (r = -0,877, p <0,0001). Nos pacientes tratados com Sinvastatina, os fragmentos de TAE apresentaram agregados de linfócitos T, B e macrófagos concentrados na borda e ao redor de vasos sanguíneos / In the Metabolic Syndrome, the concentration of free fatty acids and the elevation of glycemia result in lipotoxic and glycotoxic actions, respectively, which contribute to accelerate the atherogenic process. (MS). Inapropriate secretion of adipocytokines plays a critical role in chronic inflammatory states associated with obesity-linked diseases, such as type 2 diabetes and atherosclerosis. The pleiotropic anti-inflammatory action of Simvastatin and/or Pioglitazone may counteract such systemic effects but its influence upon human epicardial adipose tissue is unknown. To assess the anti-inflammatory action of Simvastatin, Pioglitazone or both in epicardial adipose tissue in patients with coronary artery disease (CAD) and metabolic syndrome. The study comprised 73 patients with multivessel CAD, evaluated by cinecoronariography, and MS who underwent bypass grafting and 20 valvar patients who underwent surgery for mitral valve replacement. The 73 who underwent elective bypass grafting were non-randomly allocated to one of 4 subgroups: control (n=17), Simvastatin alone (20 mg/day, n=20), Pioglitazone alone (15 mg or 30 mg/day, n=18), or Simvastatin+Pioglitazone (20 mg/day + 15 mg or 30 mg/day, respectively, n=18). Epicardial adipose tissue sample was obtained during surgery. Infiltration of macrophages, lymphocytes and adipocytokines secretion were investigated by immunohistochemical staining and compared to plasma inflammatory biomarkers. Among CAD/MS patients, treatment with Simvastatin alone, Pioglitazone alone and Simvastatin+Pioglitazone significantly reduced plasma CRP and cytokines compared with control group. Monotherapy with Simvastatin significantly reduced plasma IL-6, leptin, resistin, MCP-1 (p<0.001 for all), whereas monotherapy with Pioglitazone reduced IL-6, TNF-, resistin and MMP-9 (p<0.001 for all) compared with control group. Simvastatin+Pioglitazone treatment reduced more plasmatic variables (IL-6, TNF-, resistin, ADMA and MMP-9 vs. control group (p<0.001). All treatments increased adiponectin plasma levels (p<0.001). In the combined treatment group, higher concentration in plasma adiponectin and lower hsCRP, were found simultaneously. There was positive correlation between mean percentage macrophages area in EAT and plasma hsCRP; also between systemic and tecidual citokynes after the treatments, except for TNF- after treatment with simvastatin (r = -0.025, p = 0.33) and leptin after treatment with pioglitazone (r = -0.877, p <0.0001). In fat fragments of patients treated with Simvastatin, T- and B-lymphocytes, and macrophages clusters concentrated near the edge or around blood vessels were observed by first time. In patients with CAD and MS treatment with Pioglitazone, Sinvastatin or combination can substantially reduce both epicardial tissue and plasma inflammatory markers. Such tissue effects may contribute to the control of coronary atherosclerosis progression