Durante a infecção por Trypanosoma cruzi, o sistema endócrino exerce importante influência no direcionamento da resposta imune do hospedeiro. A prolactina é um dos diversos hormônios envolvidos em uma série de complexas interações com o sistema imunológico, participando diretamente do processo de imunorregulação. As pesquisas relacionadas com a administração de hormônios em modelos experimentais infectados por T. cruzi visam comprovar a modulação dos mecanismos de defesa por estas substâncias e contribuem para a busca de novas terapias auxiliares e melhorias no tratamento convencional da Doença de Chagas. O objetivo deste trabalho foi elucidar o papel da prolactina na modulação do sistema imune durante a fase aguda da doença de Chagas experimental, através da administração desta substância em ratos Wistar jovens infectados com a cepa Y de T.cruzi. O envolvimento e o perfil de ativação das células de defesa durante a infecção aguda foram analisados, utilizando-se ensaios de linfoproliferação, apoptose de linfócitos e análise de marcadores celulares. Além disso, outros parâmetros imunológicos também foram avaliados, entre eles, citocinas intracelulares IFN-?, TNF-?, IL-4 e IL-10, quimiocina MCP-1 e óxido nítrico. Os animais submetidos ao tratamento com prolactina apresentaram redução significativa na parasitemia sanguínea, bem como diminuição na apoptose celular e elevados percentuais de células essenciais na resposta imune do hospedeiro frente ao parasita. Desta forma, os dados obtidos neste trabalho demonstram os efeitos estimulatórios da prolactina e corroboram a ideia da utilização de substâncias imunomoduladoras no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, que possam promover o equilíbrio da resposta imune do hospedeiro frente à infecção, prevenindo os possíveis danos teciduais observados tanto na fase aguda como crônica da doença de Chagas. / During the course of infection by Trypanosoma cruzi, the host immune system is involved in distinct, complex interactions with the endocrine system, and prolactin (PRL) is one of several hormones involved in immunoregulation. Numerous studies have demonstrated that the modulation of the immune system with the administration of regulatory hormones in different experimental models infected with T. cruzi, are very important inciting the investigation of new therapies for Chagas\' disease. The role of PRL as a possible factor in the modulation of the immune response was the target of this study using as animal model young rats infected with the Y strain of T. cruzi, in the attempt to demonstrate the relationship between the neuroendocrine system and the immune response involved in the acute phase of the experimental Chagas\' disease. For this purpose, some immune parameters were analyzed: dosages of cytokines IFN-?, TNF-?, IL-4, IL-10 and chemokine MCP-1, phenotypic analysis of cell subsets by flow cytometry, production of nitric oxide, lymphoproliferation and apoptosis of splenocytes. Therapy with PRL caused a significant decrease in parasitemia during the acute phase. PRL also triggered an increase in the percentage of cells of the innate and adaptive immune response and decreased apoptosis. Thus, the data obtained in this study corroborate the idea of using substances such as PRL in the development of new therapeutic strategies that can modulate the inflammatory response, contributing to the balance of the host body against infection, preventing the possible tissue damage observed in both acute and chronic Chagas\' disease.

Orientadores: Paulo Dalgalarrondo, Gil Guerra Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T16:35:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosJunior_Amiltondos_D.pdf: 1499196 bytes, checksum: ab7cdc89cfde467e953aef2343067e60 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Estrutura da tese: No presente estudo optou-se pelo "Formato Alternativo de Tese". Esta é composta por introdução geral, justificativas do estudo, objetivos/hipóteses, casuística/métodos, capítulos (um e dois) em formato de artigos científicos e considerações finais. A introdução geral versou sobre risperidona, efeitos adversos de seu uso em crianças e adolescentes e farmacogenética dos efeitos adversos. Nos capítulos um e dois encontram-se os artigos. A seguir, são apresentadas as principais informações que se referem à estruturação dos dois capítulos da tese. Objetivos: Avaliar a frequência de obesidade, hipertensão arterial (HAS), síndrome metabólica, resistência insulínica, dislipidemias e hiperprolactinemia em crianças e adolescentes em uso de risperidona para o tratamento de transtornos mentais e comportamentais e sua associação com determinados polimorfismos (SNP) dos genes HTR2C, DRD2, LEP, LEPR, CYP2D6, MC4R e SCARB2. Casuística/Métodos: Foram incluídos 120 pacientes em uso de risperidona (oito a 20 anos de idade) e 197 indivíduos saudáveis sem uso da medicação. Foram avaliados: idades cronológica e óssea, dose prescrita e dose por quilograma, tempo de uso da risperidona, sexo, cor da pele, uso de outros psicofármacos, valores de circunferência abdominal, IMC, pressão arterial, glicemia, insulina, índice HOMA-IR, colesterol, triglicérides, AST, ALT, leptina, prolactina e distribuições de SNP dos genes: HTR2C, DRD2, LEP, LEPR, CYP2D6, MC4R e SCARB2. Foram comparadas as distribuições alélicas dos SNP entre indivíduos em uso ou não de risperidona e, naqueles que usaram, entre os que apresentaram ou não efeitos metabólicos de risco cardiovascular e hiperprolactinemia. Resultados: Sobrepeso foi encontrado em 32 (26,7%) avaliações, obesidade em cinco (4,2%), HAS em oito (6,7%), síndrome metabólica em seis (5%), CA aumentada em 20 (16,7%) e hiperprolactinemia em 79 (65,8%), sem diferenças quanto a estar ou não em monoterapia. O HOMA-IR esteve elevado em 22 (18,3%) avaliações, colesterol total em 20 (16,7%) e triglicérides em 41 (34,2%). Houve correlações positivas entre: idade cronólogica e idade óssea com CA e PA; idade óssea com HOMA-IR; dose prescrita de risperidona com CA e PA sistólica. Foram encontradas correlações negativas entre: dose de risperidona ajustada por quilograma com concentrações de leptina; idade óssea com HDL colesterol; idade cronológica e idade óssea com AST; e de tempo de uso de risperidona com prolactinemia. Houve diferenças significativas na frequência dos SNP dos genes DRD2, HTR2C e LEP entre indivíduos em uso ou não de risperidona e, naqueles em uso, houve associações entre os SNP do gene HTR2C com frequência de hiperprolactinemia; dos genes LEP, HTR2C e CYP2D6 com z-escores de IMC; do gene CYP2D6 com PA, ALT e HOMA-IR; dos genes HTR2C e LEPR com níveis de leptina; dos genes MC4R e DRD2 com HOMA-IR; do gene HTR2C com CA; e do gene LEP com ALT. Conclusões: Polimorfismos dos genes HTR2C, DRD2, LEP, LEPR, CYP2D6 e MC4R, mas não do gene SCARB2, associaram-se à ocorrência de certos parâmetros metabólicos anormais. As diferenças na distribuição de alguns SNP estudados entre casos e controles sugere o possível envolvimento desses genes com grupos de sintomas psicopatológicos. Houve diversas correlações entre os parâmetros clínico-laboratoriais estudados / Abstract: Structure of the thesis: In the present study it was chosen the "Alternative Model of Thesis", which consisted of general introduction, justifications for the study, objectives/hypotheses, subjects/methods, chapters (one and two) in the format of scientific manuscripts and final considerations. The general introduction addressed aspects of risperidone, adverse effects of its use in children and adolescents and pharmacogenetics of its adverse effects. The chapters, one and two, are the articles. The main information regarding the structure of the two chapters is presented below. Objectives: To evaluate the frequency of obesity, hypertension, metabolic syndrome, insulin resistance, dyslipidemias and hyperprolactinemia in children and adolescents using risperidone for the treatment of mental and behavioral disorders and their association with certain polymorphisms (SNP) of the HTR2C, DRD2, LEP, LEPR, CYP2D6, MC4R and SCARB2 genes. Subjects/methods: There were included 120 patients in use of risperidone (eight-20 years old) and 197 healthy subjects without it. There were evaluated: chronologic and bone ages, total prescribed and weight-adjusted doses, period of risperidone use, sex, skin color, use of other psychotropic drugs, waist circumference (WC), BMI, blood pressure (BP), blood glucose, insulin, HOMA-IR index, cholesterol, triglycerides, AST, ALT, leptin, prolactin and some SNP of the HTR2C, DRD2, LEP, LEPR, CYP2D6, MC4R and SCARB2 genes. There were compared the allelic distributions of the SNP between individuals in use or not of risperidone and, among those who were in use of it, between patients who had and who did not have metabolic effects of cardiovascular risk and hyperprolactinemia. Results: Overweight was found in 32 (26.7%) evaluations, obesity in five (4.2%), hypertension in 8 (6.7%), metabolic syndrome in six (5%), increased WC in 20 (16.7%) and hyperprolactinemia in 79 (65.8%), with no differences regarding whether risperidone use was isolated or not. HOMA-IR was elevated in 22 (18.3%) samples, total cholesterol in 20 (16.7%) and triglycerides in 41 (34.2%). There were found positive correlations of: chronologic and bone ages with WC and BP; bone age with HOMA-IR; and prescribed dose of risperidone with WC and systolic BP. There were found negative correlations of: weight-adjusted dose of risperidone with concentrations of leptin; bone age with HDL-cholesterol; chronologic and bone ages with AST; and duration of treatment with concentration of prolactin. Regarding the studied polymorphisms, there were differences in the frequency of the SNP of DRD2, HTR2C and LEP genes between risperidone-exposed and not-exposed groups and, among those exposed, differences regarding SNP of: HTR2C gene and hyperprolactinemia; LEP, HTR2C e CYP2D6 genes with z-scores of BMI; CYP2D6 gene with BP, ALT and HOMA-IR; HTR2C and LEPR genes with leptin levels; MC4R and DRD2 genes with HOMA-IR; HTR2C gene with WC; and LEP gene with ALT. Conclusions: The prevalence of overweight/obesity, metabolic disorders and hyperprolactinemia was high, with several correlations of clinical and laboratory parameters. Differences in the distribution of some of the studied SNP between individuals in use or not of risperidone suggest the possible involvement of these genes with clusters of psychopathologic symptoms. There were several correlations among the clinical laboratory parameters / Doutorado / Saude da Criança e do Adolescente / Doutor em Ciências

A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 ± 8,3 μg/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser ≅ 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO. / Human prolactin (hPRL) is a hormone synthesized by the pituitary gland with innumerable functions such as lactation, reproduction and osmotic regulation. This hormone is often determined in cases of lactation problems, infertility, and studies that elucidate its connection in some types of cancer (breast, prostate and uterus). The hPRL is found in the non-glycosylated (NG-hPRL) (23 kDa) and glycosylated (G-hPRL) (25 kDa) form, being the glycosylated isoform an ideal model for N-glycan profile analysis, since it has a single glycosylation site located in Asparagine 31. Glycosylation is directly related to solubility, stability, folding, half-life and biological activity in vivo. Chinese hamster ovary (CHO) cells and human embryonic kidney (HEK293) cells are the most widely used hosts for expression of recombinant proteins, since they can be grown at high densities and have similarity in post-translational modifications. The objective of this work was to express, purify and perform a physicochemical and biological characterization of the glycosylated hPRL from HEK293 cells, including analysis of the carbohydrate structure. For this purpose, a transfection was performed on HEK293T (adhered) cells with the 3.4-TOPO pcDNA vector. Expression of 21.26 ± 8.3 μg/mL hPRL in the serum free conditioned medium was obtained. The hPRL was purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC), eluting 92% of the hPRL in a single fraction which analyzed by HPSEC, showed 97% purity. The N-glycans profile of the sample showed six species, all with sialic acid termination, complex type, being bi, tri and tetra antennary, with a relative predominance of N2G2S1 (29.4%). In vitro bioactivity of G-hPRL HEK293 demonstrated to be ≅ 16-fold lower than G-hPRL produced in CHO cells.

O transplante de ilhotas pancreáticas é uma terapia promissora para o tratamento da diabetes mellitus tipo 1 (DM1). No entanto, ilhotas transplantadas estão sujeitas à rejeição pelo sistema imune dos pacientes receptores, portanto faz-se necessário o desenvolvimento de mecanismos moleculares que protejam essas células. Estudos mostraram que o hormônio prolactina (PRL) é capaz de inibir a apoptose desencadeada por citocinas pró-inflamatórias sobre células beta pancreáticas e que este processo citoprotetor depende da presença da chaperona HSPB1. Foi observado que durante o desenvolvimento do DM1, as células beta pancreáticas sofrem estresse de retículo endoplasmático e que isso contribui para desencadear apoptose. O estresse de retículo endoplasmático é caracterizado pelo acúmulo de proteínas mal dobradas nessa organela resultando na ativação da resposta a proteínas mal dobradas (UPR) que tem como finalidade recuperar a homeostase celular. No presente estudo mostramos, pela primeira vez, que PRL foi capaz de proteger células beta pancreáticas contra estresse de retículo endoplasmático promovido tanto por citocinas pró-inflamatórias (TNFα, IFNγ e IL1β) quanto pelos estressores de retículo endoplasmático: tunicamicina e tapsigargina; e que HSPB1 é essencial nesse mecanismo de citoproteção. No contexto do DM1, esse hormônio parece ter um efeito modulador da UPR aumentando os níveis de BiP, antecipando a ativação de ATF6 e PERK, mantendo a via de PERK ativa por mais tempo, inibindo a via de IRE1α, e diminuindo os níveis de CHOP em tempos maiores. Coletivamente, os resultados aqui apresentados aprofundam os conhecimentos sobre a função de HSPB1, conduzindo para o desenvolvimento de estratégias que visam à atenuação da morte de células beta por meio da modulação de uma via de proteção endógena, a qual é independente da modulação do sistema imunológico. / The islet transplantation is a promising therapy for the treatment of type 1 diabetes mellitus (T1DM). However, transplanted islets are subject to rejection by the immune system of the recipient patients, therefore the development of molecular mechanisms that protect these cells is necessary. Studies have shown that the hormone prolactin (PRL) is capable of inhibiting apoptosis triggered by pro-inflammatory cytokines on pancreatic beta cells and that this cytoprotective process depends on the presence of the chaperone HSPB1. It was observed that during the development of type 1 diabetes, pancreatic beta cells undergo endoplasmic reticulum stress and that this contributes to trigger apoptosis. The endoplasmic reticulum stress is characterized by accumulation of misfolded proteins in this organelle resulting in the activation of unfolded protein response (UPR) that aims to restore cellular homeostasis. In the present study, we show for the first time that PRL was able to protect pancreatic beta cells against endoplasmic reticulum stress promoted by both pro-inflammatory cytokines (TNFα, IFNγ and IL1β) as the endoplasmic reticulum stressors: tunicamycin and thapsigargin; and HSPB1 is essential that cytoprotective mechanism. In the context of T1DM, PRL appears to have a modulating effect of the UPR by increasing the levels of BiP, anticipating the activation of ATF6 and PERK, keeping the PERK pathway active for longer, inhibiting the pathway IRE1α, and decreasing the levels of CHOP for longer times. Collectively, the results presented here deepen the knowledge of the HSPB1 function, leading to the development of strategies inducing attenuation of beta cells death through modulation of endogenous protection means, which are independent of the modulation of the immune system.

Um dos objetivos no tratamento de Diabetes mellitus é aumentar a função, proliferação e sobrevivência de células beta pancreáticas, pois o transplante de ilhotas pancreáticas é severamente limitado pela escassez de doadores de órgãos. Nós mostramos que prolactina recombinante humana (rhPRL) apresenta efeitos benéficos em células beta, inibindo a apoptose. Recentemente reportamos o aumento dos níveis de expressão da proteína antiapoptótica HSP27/25, regulada por rhPRL em ilhotas humanas. Nosso objetivo é explorar o papel de HSP27/25 na citoproteção induzida por prolactina em células beta. Métodos: Células MIN6 parentais e silenciadas para HSP25 foram privadas de soro por 24h e cultivadas na presença ou ausência de rhPRL (300ng/mL). Posteriormente foram tratadas na presença ou ausência de uma combinação de citocinas (TNF-&#945;, INF-&#947 e IL-1&#946;) por diferentes períodos de tempo. A apoptose foi avaliada usando-se análise por citometria de fluxo. Os níveis de expressão gênica de HSP27/25 e membros da família BCL-2, da expressão proteica de membros desta mesma família, além de Caspase-9, Smac-Diablo HSP27/25, HSTF1, pP38 e pSTAT1 foram analisados por Westen blot. Ainda, foram avaliadas a atividade de Caspase-8 e -3, por ensaios fluorimétricos. Após o tratamento com rhPRL e citocinas, a proporção de núcleos fragmentados aumentou em células silenciadas para HSP25 (p<0,05), quando comparadas com células controles. A inibição da atividade de Caspase-3 e -8, tanto quanto os níveis de expressão proteica de caspase- 9, por rhPRL e o aumento da razão de expressão Bcl-2/Bax e BclxL/Bax foram revertidos em células silenciadas (p<0,05). Além disso, a cinética dos níveis de expressão de HSP27/25 e HSTF1 foram estudadas em culturas de ilhotas pancreáticas humanas, mostrando que enquanto HSTF1 apresenta um aumento significativo (p<0,01) nos níveis de expressão proteica após 10min de tratamento com rhPRL, HSP27 alcançou seu nível máximo após 2h do tratamento hormonal. Adicionalmente, foi detectado um aumento significante (p<0,05) nos níveis de fosforilação de STAT1 e de p38, após 10min, atingindo o pico de expressão após 30min (p<0,01) do tratamento com rhPRL. Estes estudos demonstram o papel chave de HSP27/25 sobre os efeitos citoprotetores induzidos por rhPRL, desde que a ausência desta proteína aboliu completamente os efeitos benéficos induzidos por PRL sobre a morte de células beta. Ainda, nós fornecemos pela primeira vez, evidências da corregulação de HSP27 e HSTF1 induzidas por rhPRL em células humanas pancreáticas, que pode estar sendo mediada pela ativação de STAT1 e p38. Coletivamente, nossos resultados podem conduzir para a atenuação da morte de células beta por meio da regulação de uma via de proteção endógena, a qual é independente da modulação do sistema imunológico. / One of the goals in Diabetes mellitus treatment is to enhance pancreatic &#946;-cell function, proliferation and survival since transplantation of pancreatic islets is severely limited by shortage of organ donors. We have shown that recombinant human prolactin (rhPRL) inhibits beta-cell apoptosis. We have recently reported PRL-induced up-regulation of the anti-apoptotic HSP25/27 in human islets. Since the function of HSP25/27 in beta-cells has not been directly studied, we set out to explore the role of HSP25/27 in prolactin-induced beta-cell cytoprotection. Methods: Parental and HSP25 knocked-down Min6 cells were serumstarved for 24h and then cultured in the presence or in the absence of rhPRL (300ng/mL) for different time periods. Apoptosis was evaluated using flow cytometry analysis. Levels of Bcl-2 gene family members, caspase-9, Bcl-2, BclxL, Bax, Smac-Diablo, HSP27/25, HSTF1, pStat- 1,pP38 were studied by western blot. Caspase-3 and -8 activity, were evaluated by fluorimetric assays. Upon cytokines and rhPRL treatment, the proportion of fragmented nuclei was increased in HSP25 silenced cells (p<0.05) when compared to control cells. The inhibition of cytokine-induced capase-3 and -8 activity as well as Bcl-2/Bax and BclxL/Bax ratios and caspase-9 protein levels mediated by rhPRL in wild type cells was reverted in knocked-down cells (p<0.05). Moreover, the kinetics of HSP 25/27 and HSTF1 expression levels studied in primary cultures of human pancreatic islets showed that while HSTF1 presented a significant increase (p<0.01) in protein expression level after 10 min of rhPRL treatment, HSP27 reached its maximum expression level upon 2h of hormonal treatment. Additionally, a significant (p<0.05) increase in both P38 and STAT1 phosphorylation levels were detected after 10min of rhPRL treatment reaching the highest levels upon 30 min (p<0.001) of hormonal treatment. Therefore, we demonstrated a key role for HSP25/27 in rhPRL-induced cytoprotective effects, since the lack of this protein completely abolished the beneficial effects induced by PRL on beta-cell death. Moreover, we provided for the first time, evidence for the co-regulation of HSP27 and HSTF1 induced by rhPRL in human pancreatic cells which could be mediated by activated STAT1 and P38. Collectively, our results could lead to the mitigation of beta-cell death through the up-regulation of an endogenous protective pathway which is independent on the modulation of the immune system.

Na gravidez, o aumento da resistência à insulina é compensado por alterações morfo-funcionais na ilhota pancreática, como o aumento da proliferação e da secreção de insulina. Após o parto ocorre retorno do pâncreas às condições basais e aumento simultâneo da sensibilidade periférica à insulina. Neste trabalho estudamos os mecanismos moleculares responsáveis pelo remodelamento da ilhota no período perinatal. Os resultados mostram que a fosforilação em serina do STAT3 regula a expressão de SERCA2 e assim, modula a primeira fase da secreção de insulina. A fosforilação do STAT3 é dependente da ativação da ERK1/2. No início da lactação, ocorre redução da fosforilação das ERK1/2 devido ao aumento da expressão da fosfatase MKP1. A ação dos glicocorticóides é essencial para este fenômeno, e depende da expressão diferencial de 11<font face=\"symbol\">b-HSD1 e 11<font face=\"symbol\">b-HSD2. O aumento da sensibilidade periférica à insulina ocorre especificamente em músculos oxidativos no início da lactação, e depende do aumento da expressão de Glut4, IR, da via IRS2-PI3K-AKT e da diminuição da PTP1B. / During pregnancy, the increase in insulin resistance is compensated by morfofunctional adaptations of the pancreatic islets, as seen by an increase in cell proliferation and insulin secretion. After delivery, the endocrine pancreas returns to basal conditions, simultaneously to an increase in peripheral insulin sensitivity. In this work we studied the molecular mechanisms involved in islets remodeling during the peripartum period. Our results show that STAT3 serine phosphorylation regulates SERCA2 expression, thus modulating first phase of insulin secretion. STAT3 serine phosphorylation is dependent on ERK1/2 activation. At the beginning of lactation, ERK1/2 phosphorylation is downregulated by the overexpression of the phosphatase MKP1. The action of glucocorticoids is essential in this mechanism, which depends on the differential expression of 11<font face=\"symbol\">b-HSD1 and 11<font face=\"symbol\">b-HSD2. The increase in peripheral insulin sensitivity occurs specifically on oxidative skeletal muscles, which involves an increase in Glut4 and IR expression, IRS2-PI3K-AKT pathway, and a decrease in PTP1B.

O transplante de ilhotas pancreáticas constitui uma alternativa atraente para o tratamento de diabetes tipo 1 (DM1), contudo, é limitado devido à escassez de doadores de órgãos. O papel da prolactina humana recombinante (rhPRL), que apresenta efeitos benéficos em células-beta, e seu mecanismo de ação foram investigados neste estudo. O número de células apoptóticas diminui significativamente na presença de rhPRL. Essa citoproteção envolveu diminuição da razão BCL2/BAX e inibição de caspase-8, -9 e -3. Este estudo revelou, pela primeira vez, evidência direta do efeito protetor de lactogênios contra apoptose de células-beta humanas. Levando em consideração a relação conhecida entre citocinas e DM1 e observações recentes sugerindo o papel da autofagia no desenvolvimento e prevenção do DM1, foi investigada a conexão entre citocinas (IL-1&#946;, TNF&#945; e IFN-&#947;) e autofagia em células-beta. O co-tratamento com citocinas e rapamicina, um indutor de autofagia via inibição de mTOR, não aumentou os níveis de apoptose em células INS-1E. Contudo, exposição a citocinas levou ao aumento nos níveis de autofagossomos e na relação LC3-II/LC3-I, do mesmo modo que o tratamento com rapamicina. O tratamento com citocinas também levou à diminuição dos níveis de mTOR e 4E-BP1 fosforilados. Foi demonstrada aqui, pela primeira vez, uma relação direta entre o tratamento com citocinas e a indução de autofagia em células-beta. Recentemente, surgiram novas evidências mostrando ligação entre a morte de células-beta induzida por citocinas e indução de estresse de retículo endoplasmático. Em nosso modelo, foram observados níveis diminuídos de p-mTOR e aumento da formação de autofagossomos após o tratamento com indutores de estresse de retículo. Este estudo reforça também, resultados prévios sobre a hipótese da função de indutores de estresse de retículo em promover a autofagia. Além disso, o tratamento com rhPRL aumentou os níveis de p-mTOR e levou à diminuição na formação de autofagossomos após exposição a citocinas em células-beta. Estes resultados são relevantes para a caracterização mais aprofundada das funções dos lactogênios nessas células. Sabendo-se da necessidade de células-beta humanas para estudos detalhados em células-beta, nosso grupo gerou linhagens celulares derivadas de insulinomas humanos que secretam hormônios e expressam marcadores com o mesmo padrão de seu tecido original. Estas linhagens foram caracterizadas comparando-as com culturas primárias de células-beta através de eletroforese bidimensional acoplada a espectrometria de massa. Cerca de 1.800 spots foram detectados, sendo que menos de 1% apresentou expressão diferencial. As proteínas superexpressas em ilhotas, como Caldesmon, estão envolvidas em organização do citoesqueleto, influenciando a secreção hormonal. Contrariamente, quase todas as proteínas superexpressas nas células de insulinoma, como MAGE-A2, foram descritas aqui pela primeira vez, podendo estar relacionadas à sobrevivência celular e resistência à quimioterapia. Estes resultados mostram, pela primeira vez, mudanças na expressão de proteínas relacionadas ao fenótipo alterado dos insulinomas, direcionando a pesquisa ao estabelecimento de células-beta humanas bioengenheiradas e ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para insulinomas. Coletivamente, os dados obtidos neste estudo estendem o conhecimento molecular envolvido na citoproteção induzida por rhPRL e transformação maligna de células-beta pancreáticas, contribuindo para futuras aplicações na compreensão e no tratamento do DM1 / Transplantation of pancreatic islets constitutes an alternative for type 1 diabetes (DM1); however, it is limited by the shortage of organ donors. Here, we investigated the role of recombinant human prolactin (rhPRL), shown to have beneficial effects in beta-cells, and its mechanisms of action. Apoptotic beta-cells were decreased in the presence of rhPRL, with cytoprotection involving an increase of BCL2/BAX ratio and inhibition of caspase-8, -9 and -3. This study provides new direct evidence for a protective effect of lactogens in human beta-cell apoptosis. Taking into account the known relationship between cytokines and DM1 and recent observations suggesting a role for autophagy in the development and prevention of DM1, we investigated the connection between cytokines (IL-1&#946;, TNF-&#945; and IFN-&#947;) and autophagy in beta-cells. Co-treatment with cytokines and rapamycin, an inducer of autophagy through inhibition of mTOR, did not increase the apoptosis levels in INS-1E cells. However, exposure to cytokines increased the levels of autophagosome formation and LC3-II/LC3-I ratio. Treatment with cytokines also led to decreased levels of phosphorylated mTOR and 4E-BP1. We demonstrated for the first time, a direct relationship between cytokines treatment and induction of autophagy in beta-cells. Lately, new evidence point to a connection between cytokine-induced beta-cell death and endoplasmic reticulum stress. In our model, we observed that decreased levels of p-mTOR and increased autophagosome formation also ensued after treatment with endoplasmic reticulum stressors. This study also supports the previous hypothesis on the function of ER stressors in inducing autophagy. Furthermore, rhPRL treatment increased the levels of p-mTOR and decreased autophagosome formation after exposure to cytokines in beta-cells. These findings are also relevant for further characterization of lactogens functions in these cells. Considering the demand for human cells for further beta-cells studies, our group generated cell lines derived from human insulinomas which secrete hormones and express markers with the same pattern displayed by their original tissue. We set out to further characterize these lineages by comparing them to primary beta-cells using two-dimensional gel electrophoresis coupled to mass spectrometry. An average of 1,800 spots was detected with less than 1% exhibiting differential expression. Proteins upregulated in islets, such as Caldesmon, are involved in cytoskeletal organization thus influencing hormone secretion. In contrast, almost all proteins upregulated in insulinoma cells, such as MAGE-A2, first described here, could be related to cell survival and resistance to chemotherapy. Our results provide, for the first time, a molecular snapshot of the changes in expression of proteins correlated with the altered phenotype of insulinomas, prompting research towards the establishment of bioengineered human beta-cells, and the development of new therapeutic strategies for insulinomas. Collectively, the data obtained in this study extend the molecular knowledge involved in rhPRL-induced cytoprotection and malignant transformation of pancreatic beta-cells, contributing to future applications for understanding and treatment of DM1

A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 &plusmn; 8,3 &mu;g/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser &cong; 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO. / Human prolactin (hPRL) is a hormone synthesized by the pituitary gland with innumerable functions such as lactation, reproduction and osmotic regulation. This hormone is often determined in cases of lactation problems, infertility, and studies that elucidate its connection in some types of cancer (breast, prostate and uterus). The hPRL is found in the non-glycosylated (NG-hPRL) (23 kDa) and glycosylated (G-hPRL) (25 kDa) form, being the glycosylated isoform an ideal model for N-glycan profile analysis, since it has a single glycosylation site located in Asparagine 31. Glycosylation is directly related to solubility, stability, folding, half-life and biological activity in vivo. Chinese hamster ovary (CHO) cells and human embryonic kidney (HEK293) cells are the most widely used hosts for expression of recombinant proteins, since they can be grown at high densities and have similarity in post-translational modifications. The objective of this work was to express, purify and perform a physicochemical and biological characterization of the glycosylated hPRL from HEK293 cells, including analysis of the carbohydrate structure. For this purpose, a transfection was performed on HEK293T (adhered) cells with the 3.4-TOPO pcDNA vector. Expression of 21.26 &plusmn; 8.3 &mu;g/mL hPRL in the serum free conditioned medium was obtained. The hPRL was purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC), eluting 92% of the hPRL in a single fraction which analyzed by HPSEC, showed 97% purity. The N-glycans profile of the sample showed six species, all with sialic acid termination, complex type, being bi, tri and tetra antennary, with a relative predominance of N2G2S1 (29.4%). In vitro bioactivity of G-hPRL HEK293 demonstrated to be &cong; 16-fold lower than G-hPRL produced in CHO cells.

Introdução: O aumento do nível sérico de prolactina tem sido associado com desfechos ginecológicos e obstétricos desfavoráveis, entre eles a endometriose e aborto recorrente. Sabendo que o polimorfismo do receptor da dopamina D2 (DRD2) está associado com hiperprolactinemia, realizamos este estudo para verificar sua associação com endometriose e com abortamento de repetição. Objetivos: Verificar a prevalência dos polimorfismos de receptores de dopamina D2 em pacientes com endometriose peritoneal e em pacientes com abortamento de repetição comparando com mulheres saudáveis. Métodos: Dois estudos de caso-controle foram realizados: um estudo com 107 mulheres com idade entre 18 e 35 anos que foram atendidas no Hospital de Clínicas de Porto Alegre devido à infertilidade causada pela endometriose peritoneal comparada com mulheres saudáveis. O outro estudo foi realizado com um total de 54 mulheres com idade entre 18 e 35 anos que tinham história de aborto de repetição comparada a mulheres férteis sem história de aborto. Foi realizada a extração de DNA de sangue periférico, seguido de reação em cadeia da polimerase (PCR) e o sequenciamento dos dois polimorfismos no exon 7 do gene receptor de dopamina D2 (DRD2). O polimorfismo 1 ocorre no nucleotídeo 3420 (Citosina para Timina, 313 Histidina), e o polimorfismo 2 ocorre no nucleotídeo 3438 (Citosina para Timina, 319 Prolina). Resultados: A frequência do polimorfismo DRD2 está aumentada em pacientes com endometriose peritoneal moderada/grave. Análise dos genótipos DRD2 demonstra uma razão de chance de 2,98 (1,47 - 6,04; intervalo de confiança (IC) 95%) para o polimorfismo 2 na endometriose peritoneal moderada/grave. O mesmo polimorfismo DRD2 tem uma frequência alélica aumentada nas pacientes com abortamento de repetição com uma razão de chance de 2,37 (1,05 - 5,36; IC 95%). Conclusão: Nossos resultados revelam um excesso do polimorfismo DRD2 em mulheres com endometriose peritoneal moderada-grave e em pacientes com abortamento de repetição. Podemos especular que a presença de polimorfismo 2 pode causar um defeito no mecanismo de pós-sinalização, resultando num ligeiro aumento dos níveis de prolactina sérica. Assim, devido ao possível potencial angiogênico, a prolactina pode desempenhar um papel importante na implantação dos focos de endometriose bem como dificuldades na implantação embrionária com consequente aborto. / Introduction: The increase of serum prolactin levels has been associated with unfavourable gynaecological and obstetrical outcomes, including endometriosis and recurrent abortion. Knowing that the polymorphism of the dopamine D2 receptor is associated with hyperprolactinaemia, we conducted this study to verify its association with endometriosis and recurrent miscarriage. Objective: To verify the prevalence of the polymorphism of the D2 dopamine receptor in patients with peritoneal endometriosis and recurrent abortion compared to healthy women. Methods: Two case-control studies were conducted of women who were enrolled at the Hospital de Clinicas de Porto Alegre: 1) a study with 107 patients with infertility secondary to peritoneal endometriosis compared with healthy women and 2) a second study with 54 women with recurrent miscarriage compared with fertile women with no history of abortion. All of the women were aged between 18 and 35 years. We performed DNA extraction from peripheral blood followed by a polymerase chain reaction to confirm the single-strand polymorphisms and to sequence two polymorphisms in exon 7 of the dopamine receptor D2 (DRD2) gene. Polymorphism 1 occurred in nucleotide 3420 (cytosine to thymine, 313 histidine), and polymorphism 2 occurred in nucleotide 3438 (cytosine to thymine, 319 proline). Results: The frequency of the DRD2 polymorphism 2 was increased in the subjects with peritoneal moderate/severe endometriosis. An analysis of the DRD2 genotypes demonstrated an odds ratio of 2.98 (1.47 - 6.04, 95% confidence interval (CI)) for polymorphism 2 in peritoneal moderate/severe endometriosis. This same polymorphism was increased in the subjects with recurrent miscarriage with an odds ratio of 2.37 (1.05 – 5.36, 95% CI). Conclusions: Our results revealed an excess of the DRD2 polymorphism 2 in exon 7 in women with peritoneal moderate/severe endometriosis and women with recurrent miscarriage. We could speculate that the presence of the polymorphism 2 causes a defect in a post-receptor signalling mechanism, which results in a mild increase in the serum prolactin levels. Thus, the potential angiogenic action of prolactin may play a role in implanting ectopic endometriosis tissue as well as in embryo implantation difficulties with subsequent abortions.

Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-10-11T18:05:38Z No. of bitstreams: 1 ailin_l_oliveira_ioc_bcm_0048_2011.pdf: 2784238 bytes, checksum: 109591f3b041c2482398b825d1bb7d51 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-11T18:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ailin_l_oliveira_ioc_bcm_0048_2011.pdf: 2784238 bytes, checksum: 109591f3b041c2482398b825d1bb7d51 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa sobre o Timo. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / No curso das doenças infecciosas, os circuitos neuroendócrinos e imunes atuam em conjunto facilitando a resposta do hospedeiro. Alterações no eixo hipotálamo-hipófise- adrenal são frequentemente associadas a infecções, como as causadas pelo Trypanosoma cruzi, o agente etiológico da doença de Chagas. Durante a fase aguda da infecção por T. cruzi, a ação pró-apoptótica de glicocorticóides (GC), sistemicamente aumentados, sobre timócitos CD4+CD8+ (DP), resulta em atrofia tímica. Recentemente, nosso grupo demonstrou expressão alterada de prolactina (PRL), um outro hormônio relacionado ao estresse, durante a infecção por T. cruzi. Com base no conhecimento das ações imunomoduladoras de PRL, como a proteção de timócitos da apoptose induzida por GC, pretendemos no presente estudo investigar uma possível função da ativação cruzada entre os receptores intratímicos de PRL e GC (PRLR e GR, respectivamente) no desencadeamento da atrofia tímica induzida por T. cruzi. Observamos um circuito intratímico específico de modulação de ambos os hormônios durante a infecção experimental por T. cruzi em camundongos adultos jovens. Enquanto os níveis plasmáticos de PRL e GC apresentaram-se aumentados no início da fase aguda da infecção, quando o processo de atrofia tímica é instaurado, os níveis intratímicos desses hormônios diminuíram, restabelecendo-se posteriormente aos níveis fisiológicos do controle não-infectado. Paralelamente, variações da expressão intratímica de PRLR e GR, ocorreram em acordo com a modulação local de seus ligantes. No início do processo de atrofia tímica, quando muitas células DP estão entrando em apoptose, observamos aumento da expressão de GR e diminuição de PRLR. Em um segundo momento, durante a fase mais tardia da infecção experimental por T. cruzi, houve restabelecimento da expressão gênica de ambos os receptores nessas células. Nessa fase, quando o processo de morte celular encontra-se estabilizado e somente algumas células aparentemente mais resistentes à ação pró-apoptótica de GC sobreviveram, observamos aumento da proteína Bcl-xl, um importante fator anti apoptótico induzido por PRL. Em acordo com esses achados, utilizando-se um modelo de indução de apoptose in vitro, verificamos maior Suscetibilidade de timócitos à morte induzida por GC nos períodos iniciais da infecção, bem como aos efeitos protetores de PRL, o que não foi observado na fase mais tardia da infecção. Tomados em conjunto, nossos dados apontam para uma função cruzada (cross-talk) entre PRLR e GR intratímicos, e que seria responsável pela manutenção da homeostasia tímica. Nesse sentido, alterações desse circuito podem contribuir para o processo de atrofia tímica característico da fase aguda da infecção pelo T. cruzi. / During infectious diseases, neuroendocrine and immune networks act in concert, facilitating host response. Disorders in the hypothalamic-pituitary-adrenal axis are frequently observed associated to infections. It has been demonstrated that increased level of circulating glucocorticoids (GC) systemic levels during the acute phase of Trypanosoma cruzi infection, the etiological agent of Chaga ́s disease, results in thymus atrophy. Such steroid can trigger apoptosis on cortical thymocytes bearing the phenotype CD4+CD8+ (DP) via a specific glucocorticoid receptor (GR). Changes in thymocyte development may have an important consequence for the disease, i.e., further autoimmune reactions. Recently our group demonstrated altered expression of prolactin (PRL), another hormone related to stress, during T. cruzi infection. Based on studies showing expression of PRL receptors (PRLR) on lymphocytes, and its effects on growth, differentiation, and apoptosis in lymphoid cells, this hormone is supposed to functions as an immunomodulator. Furthermore, prolactin protects T cells from GC- induced apoptosis both in vivo and in vitro, which corroborates to this hypothesis. Based on these data, here we aim to investigate the possible role of intrathymic GR- PRLR cross-talk to the outcome of T. cruzi induced thymus atrophy. Our results demonstrate altered intrathymic PRL and corticosterone levels during the acute phase of T. cruzi infection. When the same hormones were evaluated on plasma, a different modulation was detected, suggesting an independence of intrathymic and systemic circuits that may be related to thymus atrophy. Furthermore, we detected the variation of PRLR and GR intrathymic expression, that ocurred in accordance to the modulation of their locally produced ligands. The analysis of DP cells that survived to the apoptosis process at the late phase of acute infection, demonstrated increased PRLR expression in parallel to the decrease of GR levels, This receptor expression profile courses with an increase of anti apoptotic proteins and the stabilization of the thymus atrophy process and seems an important factor for the survival of these cells. Using an in vitro model of thymocyte apoptosis induction, we observed that such alterations result in different GC-induced cell death susceptibility as well as an altered answer to prolactin anti -apoptotic effects. Taken together our results point to an relevant intrathymic PRLR-GR cross-talk involved in thymus homeostasis. In this way, changes of this circuit may contribute to the outcome of the thymus atrophy characteristic of the acute phase of T. cruzi infection.