Transtornos por uso de álcool e nicotina apresentam alta prevalência e estão entre os principais problemas de saúde pública. Na presente dissertação foram estudadas possíveis associações envolvendo os polimorfismos C-1291G do gene do receptor α2A-adrenérgico (ADRA2A) e C825T do gene da subunidade β3 da proteína G (GNB3) em amostras de indivíduos com (i) dependências de álcool e nicotina, (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), dependência específica de nicotina (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) e (iii) controles (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). Na amostra de indivíduos com dependência de álcool também foram investigadas possíveis associações destes polimorfismos com outros transtornos mentais comórbidos. O DNA dos indivíduos foi amplificado através de reação em cadeia de polimerase, e os produtos clivados com enzimas de restrição específicas. A genotipagem foi realizada por eletroforese em géis de agarose ou poliacrilamida. Foi verificada uma associação entre o alelo G do polimorfismo C-1291G do gene ADRA2A com a dependência de nicotina (χ2= 7,18; p= 0,007). Não foram detectadas diferenças nas freqüências alélicas e genotípicas quanto ao polimorfismo C825T do gene GNB3 nos indivíduos com ou sem dependência. No entanto, os indivíduos com dependência de álcool e transtorno depressivo maior associado apresentaram maior freqüência do genótipo heterozigoto (χ2= 12,34; p= 0,002). Ambos os resultados positivos são consistentes com evidências obtidas em estudos prévios. / Alcohol and nicotine use disorders have high prevalence and are among the most important health problems in the world. In the present study we studied possible associations between the C-1291G polymorphism of the α2A-adrenergic receptor gene (ADRA2A) and C825T polymorphism of the G-protein β3 subunit gene (GNB3) in samples of individuals with (i) alcohol and nicotine dependencies (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), (ii) nicotine dependence only (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) and (iii) non-dependent controls (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). In the sample of individuals with alcohol dependence, we also investigated possible associations of these polymorphisms with other comorbid mental disorders. The subjects’ DNA was amplified by the polymerase chain reaction. Products were digested with the specific restriction enzymes and genotyped by electrophoresis in polyacrylamide or agarose gels. The results showed an association between the G allele of the ADRA2A C-1291G polymorphism and nicotine dependence (χ2= 7.18; p= 0.007). No differences were found in allele and genotype frequencies of the GNB3 C825T polymorphism between subjects with or without dependencies. However, individuals with alcohol dependence and comorbid major depressive disorder presented a higher frequency of the heterozygous genotype (χ2= 12.34; p= 0.002). Both positive results are consistent with evidences obtained in previous studies.

Transtornos por uso de álcool e nicotina apresentam alta prevalência e estão entre os principais problemas de saúde pública. Na presente dissertação foram estudadas possíveis associações envolvendo os polimorfismos C-1291G do gene do receptor α2A-adrenérgico (ADRA2A) e C825T do gene da subunidade β3 da proteína G (GNB3) em amostras de indivíduos com (i) dependências de álcool e nicotina, (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), dependência específica de nicotina (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) e (iii) controles (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). Na amostra de indivíduos com dependência de álcool também foram investigadas possíveis associações destes polimorfismos com outros transtornos mentais comórbidos. O DNA dos indivíduos foi amplificado através de reação em cadeia de polimerase, e os produtos clivados com enzimas de restrição específicas. A genotipagem foi realizada por eletroforese em géis de agarose ou poliacrilamida. Foi verificada uma associação entre o alelo G do polimorfismo C-1291G do gene ADRA2A com a dependência de nicotina (χ2= 7,18; p= 0,007). Não foram detectadas diferenças nas freqüências alélicas e genotípicas quanto ao polimorfismo C825T do gene GNB3 nos indivíduos com ou sem dependência. No entanto, os indivíduos com dependência de álcool e transtorno depressivo maior associado apresentaram maior freqüência do genótipo heterozigoto (χ2= 12,34; p= 0,002). Ambos os resultados positivos são consistentes com evidências obtidas em estudos prévios. / Alcohol and nicotine use disorders have high prevalence and are among the most important health problems in the world. In the present study we studied possible associations between the C-1291G polymorphism of the α2A-adrenergic receptor gene (ADRA2A) and C825T polymorphism of the G-protein β3 subunit gene (GNB3) in samples of individuals with (i) alcohol and nicotine dependencies (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), (ii) nicotine dependence only (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) and (iii) non-dependent controls (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). In the sample of individuals with alcohol dependence, we also investigated possible associations of these polymorphisms with other comorbid mental disorders. The subjects’ DNA was amplified by the polymerase chain reaction. Products were digested with the specific restriction enzymes and genotyped by electrophoresis in polyacrylamide or agarose gels. The results showed an association between the G allele of the ADRA2A C-1291G polymorphism and nicotine dependence (χ2= 7.18; p= 0.007). No differences were found in allele and genotype frequencies of the GNB3 C825T polymorphism between subjects with or without dependencies. However, individuals with alcohol dependence and comorbid major depressive disorder presented a higher frequency of the heterozygous genotype (χ2= 12.34; p= 0.002). Both positive results are consistent with evidences obtained in previous studies.

Transtornos por uso de álcool e nicotina apresentam alta prevalência e estão entre os principais problemas de saúde pública. Na presente dissertação foram estudadas possíveis associações envolvendo os polimorfismos C-1291G do gene do receptor α2A-adrenérgico (ADRA2A) e C825T do gene da subunidade β3 da proteína G (GNB3) em amostras de indivíduos com (i) dependências de álcool e nicotina, (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), dependência específica de nicotina (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) e (iii) controles (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). Na amostra de indivíduos com dependência de álcool também foram investigadas possíveis associações destes polimorfismos com outros transtornos mentais comórbidos. O DNA dos indivíduos foi amplificado através de reação em cadeia de polimerase, e os produtos clivados com enzimas de restrição específicas. A genotipagem foi realizada por eletroforese em géis de agarose ou poliacrilamida. Foi verificada uma associação entre o alelo G do polimorfismo C-1291G do gene ADRA2A com a dependência de nicotina (χ2= 7,18; p= 0,007). Não foram detectadas diferenças nas freqüências alélicas e genotípicas quanto ao polimorfismo C825T do gene GNB3 nos indivíduos com ou sem dependência. No entanto, os indivíduos com dependência de álcool e transtorno depressivo maior associado apresentaram maior freqüência do genótipo heterozigoto (χ2= 12,34; p= 0,002). Ambos os resultados positivos são consistentes com evidências obtidas em estudos prévios. / Alcohol and nicotine use disorders have high prevalence and are among the most important health problems in the world. In the present study we studied possible associations between the C-1291G polymorphism of the α2A-adrenergic receptor gene (ADRA2A) and C825T polymorphism of the G-protein β3 subunit gene (GNB3) in samples of individuals with (i) alcohol and nicotine dependencies (NADRA2A= 110; NGNB3= 109), (ii) nicotine dependence only (NADRA2A= 121; NGNB3= 117) and (iii) non-dependent controls (NADRA2A= 114; NGNB3= 108). In the sample of individuals with alcohol dependence, we also investigated possible associations of these polymorphisms with other comorbid mental disorders. The subjects’ DNA was amplified by the polymerase chain reaction. Products were digested with the specific restriction enzymes and genotyped by electrophoresis in polyacrylamide or agarose gels. The results showed an association between the G allele of the ADRA2A C-1291G polymorphism and nicotine dependence (χ2= 7.18; p= 0.007). No differences were found in allele and genotype frequencies of the GNB3 C825T polymorphism between subjects with or without dependencies. However, individuals with alcohol dependence and comorbid major depressive disorder presented a higher frequency of the heterozygous genotype (χ2= 12.34; p= 0.002). Both positive results are consistent with evidences obtained in previous studies.

El Objetivo General de esta Tesis ha sido investigar la formación y función de heterómeros entre receptores de dopamina y otros receptores que puedan estar implicados en la regulación de la transmisión dopaminérgica, como receptores de galanina, histamina, adrenérgicos o receptores sigma-1. Basándonos en que tanto la galanina como la dopamina modulan la liberación de acetilcolina en el hipocampo, se ha demostrado que los receptores de dopamina de la familia D1 (receptores D1 y D5) pueden formar heterómeros con los receptores de galanina Gal1 y Gal2 y se ha estudiado la función de estos heterómeros en la liberación de acetilcolina en el hipocampo. En el estriado, los receptores de dopamina D1 se localizan en las neuronas GABAérgicas dinorfinérgicas donde también se localizan receptores de histamina H3. Este hecho permite formular la hipótesis de que estos receptores de histamina modulen la transmisión dopaminérgica mediante la formación de heterómeros y que esto pueda explicar algunos de los resultados contradictorios sobre las interacciones funcionales entre receptores H3 y receptores de dopamina. Teniendo en cuenta todo ello, se ha demostrado que los receptores de dopamina D1 pueden formar heterómeros con los receptores de histamina H3 y se han estudiado las implicaciones funcionales de estos heterómeros en cultivos celulares y en el estriado. Las vías dopaminérgicas y especialmente la señalización mediada por los receptores D1 y D2 de dopamina, están profundamente implicadas en la adicción a cocaína. Una gran parte de los efectos mediados por la cocaína se atribuyen a una sobre-estimulación de la señalización de los receptores de dopamina debida al incremento de dopamina ocasionado por la inhibición por cocaína del transportador de dopamina (DAT). Sin embargo, la cocaína, además de interaccionar con DAT, puede unirse a otras proteínas como los receptores sigma-1. En este contexto, es interesante conocer si los receptores sigma 1 pueden modular la funcionalidad de los receptores de dopamina D1 y D2 mediante un proceso de heteromerización. Por ello, se ha demostrado que los receptores D1 y D2 de dopamina pueden formar heterómeros con los receptores sigma-1 e investigado el efecto que ejerce la cocaína, mediado por estos heterómeros, en la transmisión dopaminérgica. El receptor de dopamina D4 pertenece a la familia de receptores de dopamina D2 y, en humanos, es el único que presenta formas polimórficas, las más comunes D4.4, D4.2 y D4.7. Existe una clara relación entre la forma polimórfica D4.7 del receptor D4 humano con el trastorno de hiperactividad y déficit de atención. No existen muchas diferencias funcionales entre las formas polimórficas por lo que no se conoce cuales son las repercusiones bioquímicas de expresar una u otra forma. Nuestra hipótesis de trabajo es que podían existir diferencias en la capacidad de formar heterómeros con otros receptores de dopamina como el D2 y que estos heterómeros podrían modular la liberación de glutamato en el estriado, lo que podría ser relevante en el trastorno de hiperactividad y déficit de atención. Por ello, se ha demostrado que los receptores D2 y D4 de dopamina pueden formar heterómeros en células vivas y en el tejido estriatal y se ha estudiado su papel en la liberación de glutamato en el estriado. Otra particularidad del receptor de dopamina D4 es que es el único receptor dopaminérgico en la glándula pineal de rata sin que se conozca cual es su función a pesar de que se expresa de manera circadiana. Dado que la glándula pineal está bajo el control de los receptores alfa-1B y beta-1 adrenérgicos, cuya activación está altamente relacionada con la regulación del ritmo circadiano y la síntesis y liberación de serotonina y melatonina, una posibilidad es que los receptores de dopamina D4 puedan modular la función de los receptores adrenérgicos de la glándula pineal mediante un proceso de heteromerización. Para estudiar esta posibilidad se ha demostrado que los receptores D4 de dopamina pueden formar heterómeros con los receptores alfa-1B y beta-1 adrenérgicos y se ha investigado su presencia y función en la glándula pineal de rata. / DOPAMINE RECEPTOR´S HETEROMERS. NEW MECHANISMS FOR THE REGULATION OF DOPAMINERGIC TRANSMISSION The main objective of this Thesis has been to investigate the formation and function of heteromers between dopamine and other receptors that might be implicated in the regulation of dopaminergic transmission, such as galanin, histamine, adrenergic or sigma-1 receptors. Firstly, it has been demonstrated that dopamine D1-like family receptors (D1 and D5) can form heteromers with galanin Gal1 and Gal2 receptors. The functional association of these heteromers has been studied within the context of the liberation of acetylcholine in the hippocampus. Secondly, it has been shown that dopamine D1 receptors can form heteromers with histamine H3 receptors. The functional implications of these heteromers have been studied using cellular cultures and native striatum tissue. Thirdly, it has been demonstrated that dopamine D1 and D2 receptors can form heteromers with sigma-1 receptors. The effect of cocaine on the dopaminergic transmission mediated by these heteromers has been investigated. Fourthly, it has been shown that dopamine D2 and D4 receptors can form heteromers both in living cells and striatal tissue and their role on the release of glutamate in the striatum has been studied. Finally, it has been shown that dopamine D4 receptors can form heteromers with adrenergic α1B and β1 receptors, their presence and function has been investigated in rat pineal gland.

Los canales de calcio activados por voltaje pre-sinápticos (CaV2) son proteínas de transmembrana altamente especializadas en la transducción de señales eléctricas en señales químicas. Dado que, en las terminales axonales, la entrada de Ca2+ a través de los CaV2 es condición necesaria para la liberación de neurotransmisores, su modulación constituye un blanco regulatorio de alta efectividad de la actividad neuronal. Dentro de los mecanismos que regulan la actividad de los CaV2 en las membranas pre-sinápticas se encuentra la activación de diversos receptores acoplados a proteína G (GPCR, del inglés G protein coupled receptor). Estos receptores modulan negativamente la actividad de los CaV2 y, en consecuencia, reducen la liberación de neurotransmisores tanto excitatorios como inhibitorios dependiendo de la sinapsis en la que actúen. Los GPCRs constituyen una súper-familia de receptores activados por una gran variedad de ligandos y, dada su participación en múltiples procesos fisiológicos representan blancos terapéuticos muy importantes. La unión de un ligando a su GPCR desencadena la activación de la proteína G, la cual al activarse se escinde en sus subunidades Gα y Gβγ siendo capaces de activar diversas cascadas de señalización intracelular y modular múltiples efectores intracelulares, entre los que se encuentran los CaV2 pre-sinápticos. Sin embargo, el 15 % de los GPCRs pueden adquirir un estado activo en ausencia de ligando que podría potencialmente impactar en la actividad de los CaV2. Adicionalmente, tanto esta actividad constitutiva como la actividad dependiente de agonista pueden verse drásticamente alteradas por la presencia de variaciones en la secuencia de los genes que codifican los GPCRs. Así, debido a los distintos modos de activación y a los subtipos que ocurren como consecuencia de variantes de los GPCRs, es preciso realizar estudios detallados de los mecanismos que median los efectos de cada GPCR de interés para el desarrollo de estrategias farmacológicas efectivas. En este contexto, en el presente trabajo de tesis estudiamos el impacto de la activación de dos GPCRs fisiológicamente muy relevantes sobre la actividad de los CaV2 pre-sinápticos: el receptor opioide μ (MOR, del inglés μ opioid receptor), el cual constituye la principal puerta de entrada de los potentes efectos analgésicos de los opioides más eficaces y utilizados en la historia humana; y el receptor de ghrelina (GHSR1a, del inglés growth hormone secretagogue receptor type 1a), receptor de la única hormona orexigénica y el cual despliega la actividad constitutiva de mayor nivel conocida entre los GPCRs. Adicionalmente, evaluamos cómo variantes de los genes que codifican ambos receptores modifican su actividad y determinamos sus frecuencias en nuestra población. El polimorfismo de un nucleótido N40D de MOR, cuya frecuencia varía notablemente entre las poblaciones humanas, altera las funciones celulares del receptor llevando a diferencias en la sensibilidad al dolor y al tratamiento con opioides. La activación de MOR por agonistas opioides en las terminales de neuronas periféricas que transmiten la sensación dolorosa, inhibe los CaV2.2 disminuyendo, consecuentemente, la liberación de neurotransmisores excitatorios que potencian la señal dolorosa. En estas neuronas se expresa en forma exclusiva una isoforma de splicing alternativo de los CaV2.2, CaV2.2e37a, que posee una sensibilidad aumentada a MOR. En este trabajo evaluamos si la activación de los subtipos de MOR producto de N40D (MOR-N y MOR-D) tiene un impacto diferencial sobre la actividad de los CaV2.2e37a exclusivos de las vías del dolor. Utilizando como modelo de estudio un sistema de expresión heteróloga, mediante la técnica patch-clamp en configuración de célula entera con fijación de voltaje, encontramos que N40D impacta en los efectos inhibitorios de MOR sobre los CaV2.2 provocando una ganancia de función para inhibir las corrientes CaV2.2 pre-sinápticas mediadas por la isoforma de splicing del canal específica de las vías del dolor, CaV2.2e37a, y por la isoforma de splicing de expresión ubicua en el sistema nervioso, CaV2.2e37b. Así mismo, nuestro análisis genético-poblacional reveló que N40D se encuentra en un ~ 18 % en una región de nuestro país y, que su distribución a lo largo de distintas poblaciones mundiales, permite identificar una estructura poblacional formada por tres grupos que se corresponden a distintos linajes de ancestría humana. De esta manera, nuestros resultados sugieren que el polimorfismo humano N40D de MOR impacta en la respuesta fisiológica de la activación de este receptor y que podría estar involucrado, de manera condicionada por la ancestría, en las diferencias inter-individuales de la sensibilidad al dolor y tratamientos opioides. Por otro lado, GHSR1a es el único receptor conocido de la hormona ghrelina. Esta hormona es sintetizada en células endócrinas del estómago, y desde allí llega hasta el cerebro donde casi exclusivamente accede al hipotálamo provocando sus potentes efectos orexigénicos. Ghrelina, tras unirse a GHSR1a, activa transcripcional y eléctricamente a las neuronas hipotalámicas por mecanismos post-sinápticos, sin embargo, GHSR1a también se localiza en las membranas pre-sinápticas, en donde se desconoce si contribuye a dicha activación neuronal. Curiosamente, GHSR1a es el GPCR con mayor actividad constitutiva conocido y tampoco se conoce si esta activación independiente de ghrelina participa en la activación neuronal. Dado que los CaV2 son muy sensibles a la modulación por GPCRs, indagamos si GHSR1a impactaba en la actividad de los CaV2. Utilizando como modelo un sistema de expresión heteróloga, mediante patch-clamp en configuración célula entera y con fijación del voltaje, encontramos que la activación de GHSR1a inhibe drásticamente las corrientes CaV2.1 y CaV2.2. Mientras su actividad constitutiva modula los CaV2 por una disminución crónica de la densidad de canales en la membrana plasmática dependiendo de los niveles de expresión del receptor y por un mecanismo mediado por la proteína Gi/o; la actividad de GHSR1a evocada por ghrelina modula negativamente la actividad de los CaV2 pre-sinápticos de manera reversible y saturable a niveles muy bajos del receptor. Adicionalmente, la inhibición mediada por la activación de GHSR1a por ghrelina involucra a ambas subunidades de la proteína Gq, siendo más sensibles a esta inhibición los CaV2.2 que los CaV2.1. También encontramos que una propiedad fundamental de esta inhibición, como es la dependencia del voltaje, se altera completamente dependiendo del subtipo de subunidad auxiliar CaVβ que acompaña al canal. Para estudiar si la actividad de GHSR1a expresado a niveles nativos y en un contexto neuronal modula las corrientes CaV2 utilizamos cultivos primarios de neuronas hipotalámicas de rata sobre-expresando GHSR1a y de un modelo de ratón transgénico que expresa eGFP (del inglés enhanced green fluorescent protein) bajo el promotor del gen GHSR. En estos experimentos encontramos que GHSR1a es capaz de reducir las corrientes CaV2 pre-sinápticas en neuronas hipotalámicas tanto por su actividad constitutiva como por la dependiente de ghrelina. Posteriormente, indagamos también el efecto de la mutación A204E humana de GHSR1a, que elimina la actividad constitutiva del receptor, y su prevalencia en una población argentina. Encontramos que A204E impacta en la modulación de los CaV2 pre-sinápticos por GHSR1a provocando una inhibición de las corrientes CaV2 sólo cuando es activado por ghrelina tanto es un sistema de expresión heteróloga como en neuronas hipotalámicas en cultivo. Adicionalmente, A204E no constituye un sitio de variación genético-poblacional en la población argentina analizada. De esta manera, A204E, con un impacto poblacional muy bajo, provoca una pérdida de función del rol modulatorio de GHSR1a sobre las corrientes CaV2. Por último, abordamos un posible impacto fisiológico de la modulación de los CaV2 por GHSR1a. Dado que en el hipotálamo predomina un tono GABAérgico que controla diversos núcleos neuronales, estudiamos si la modulación de los CaV2 por GHSR1a regulaba la liberación de GABA en neuronas hipotalámicas como un posible mecanismo de activación neuronal. Encontramos que ambos modos de activación de GHSR1a regulan negativamente la liberación de GABA en neuronas hipotalámicas, sólo cuando la misma está mediada por mecanismos dependientes del ingreso de Ca2+ a través de los CaV a las terminales axonales. Este mecanismo podría cobrar relevancia fisiológica en situaciones de ayuno, cuando la expresión de GHSR1a se encuentra aumentada, contribuyendo a la activación neuronal descripta en estas condiciones fisiológicas. Nuestros datos demuestran que GHSR1a modula la actividad de los CaV pre-sinápticos tanto por vías convencionales de inhibición de los CaV (activación de GPCRs dependiente de agonistas), como por vías no convencionales (activación constitutiva de GPCRs), sugiriendo un rol fundamental de la actividad constitutiva de GHSR1a en la fisiología sináptica de neuronas hipotalámicas. Así, GHSR1a modula drásticamente las corrientes CaV2 pre-sinápticas por mecanismos completamente distintos dependientes de su modo de activación. En resumen, en esta tesis describimos por primera vez diferentes mecanismos no convencionales de modulación de los CaV2 pre-sinápticos por la activación de GPCRs. Esta modulación, sumamente efectiva para regular la actividad sináptica, requiere estudios detallados de sus componentes participantes que la median y de sus interacciones para poder comprender el alcance de la misma en distintos contextos celulares. Así mismo, demostramos que las variaciones de los genes de los GPCRs pueden alterar drásticamente su capacidad para modular los CaV2, llevando a grandes diferencias en las respuestas fisiológicas de las que participan, planteando además la relevancia de determinar el alcance poblacional de cada una de ellas para poder encarar estrategias terapéuticas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-16Bitstream added on 2014-06-13T19:55:49Z : No. of bitstreams: 1 sabbag_mp_me_sjrp.pdf: 582990 bytes, checksum: a674199278bb87518fc43d93309aefd1 (MD5) / As infecções respiratórias agudas (IRAs) constituem a principal causa de mortalidade infantil no mundo, e o Vírus Respiratório Sincicial Humano (hRSV – Human Respiratory Syncytial Virus) é um dos principais agentes etiológicos das IRAs. Este vírus pertencente à família Paramyxoviridae, é envelopado, de simetria helicoidal, cujo genoma é RNA de fita simples não segmentada. A infectividade do vírus está relacionada com suas proteínas de membrana e dentre elas a glicoproteína G, que é responsável pela ligação do vírus à célula hospedeira e conseqüente instalação da infecção. Esta glicoproteína exerce um importante papel como antígeno de reconhecimento, sendo alvo para identificação do RSV através de anticorpos. Existem evidências de que esta proteína se liga a receptores glicosilados na célula hospedeira, porém ainda não foi descrito um receptor para a proteína G na célula. Para elucidar estes mecanismos de interação, foram realizados estudos experimentais e teóricos desta proteína. Os domínios solúveis da região N-terminal (1 a 38 aa) e C-terminal (67 a 298 aa), com 231 aminoácidos da glicoproteína G do hRSV foram clonados e a região N-terminal foi expressa em bactéria BL21 pLysS. Em paralelo, foi realizada a caracterização teórica desta proteína, e foram avaliados os possíveis sítios de interação da mesma com glicosaminoglicanos (heparina). Foram obtidos dois modelos teóricos para a proteína G do hRSV, bem como dois modelos de interação com heparina, determinando portanto, um possível sítio de ocorrência de interação. O conhecimento da estrutura da proteína G é de grande importância para elucidar a composição da estrutura e os mecanismos de interação com potenciais ligantes e deste modo, em um passo posterior, propor mecanismos de reconhecimento celular pelo hRSV, através de glicosaminoglicanos / Acute Respiratory Infections (ARI) are the leading cause of infant mortality in the world, and the Human Respiratory Syncytial Virus (hRSV) is one of the main agents of ARI. This virus belongs to Paramyxoviridae family, has a lipidic envelope, helical symmetry and its genome is a single-stranded RNA. The viral infectivity is related to its membrane proteins and among them the G glycoprotein, which is responsible for binding the virus to the host cell and consequent infection. This glycoprotein plays an important role as antigen recognition, being the target for hRSV identification through antibodies. There are evidences that this protein binds to host cell glycosylated receptors, but it has not been described a receptor for G protein in the cell yet. To elucidate these interaction mechanisms and understand the process of viral infectivity, we performed experimental and theoretical studies of this protein. The soluble domains of the N-terminal (1-38 aa) and C-terminal regions (67-298 aa), with 231 amino acids of the hRSV G glycoprotein have been cloned and the N-terminal region was expressed in BL21 pLysS bacteria. In a later trial these peptides will be purified and biophysical tests will be done. It was also performed a theoretical characterization of this protein, to assess the possible interaction sites with glycosaminoglycan (heparin). It were obtained two theoretical models for the hRSV G protein as well as two interaction models with heparin, in order to determine a possible site of occurrence of interaction. Knowledge of G protein structure is of great importance to elucidate the mechanism of viral infectivity and interaction mechanisms with potential ligants, and the results obtained in this work will allow us, in a later step, to propose mechanisms of cellular recognition by hRSV through glycosaminoglycans

Os receptores medeiam a maioria das respostas fisiológicas em resposta a diversidade de estímulos. A ativação da sinalização mediada pelo receptor de angiotensina II tipo 1 é o principal responsável pelos efeitos do hormônio angiotensina II (Ang II) nos tecidos alvo. No rim concentrações fisiológicas de Ang II aumentam a atividade no túbulo proximal da isoforma 3 do trocador de Na+/H+ (NHE3). Este efeito é crucial para a manutenção do volume extracelular e pressão arterial. Evidências recentes mostraram que a ativação seletiva da sinalização enviesada da beta-arrestina/ receptor AT1 induz diurese e natriurese independentemente da sinalização via proteína G. Neste estudo testamos a hipótese de que a sinalização enviesada do receptor AT1/ beta-arrestina inibe a atividade do NHE3 no túbulo proximal, bem como investigar os possíveis mecanismos moleculares que medeio este efeito. Para tal, nós determinamos os efeitos do composto TRV120023, que se liga ao receptor AT1, bloqueando o acoplamento da proteína G e estimulando a sinalização da beta-arrestina, na função do NHE3 in vivo e in vitro. A atividade do NHE3 foi medida quer em túbulo proximal nativo, por meio de microperfusão estacionária, bem como em uma linha celular de túbulo proximal de gamba (OKP), por meio de recuperação de pH intracelular dependente de Na+. Os nossos resultados mostram que o TRV120023 na concentração de 10-7 M inibe marcadamente a atividade do NHE3 em túbulo proximal quer in vivo quer in vitro, sendo que este efeito é completamente abolido nas células silenciadas para a beta-arrestina 1 e 2 através de RNA de interferência. Adicionalmente, a estimulação do NHE3 pela Ang II é completamente suprimida pelo TRV120023 quer in vivo quer in vitro. A inibição do NHE3 pelo TRV120023 foi associada com a diminuição do NHE3 expresso na superfície da membrana plasmática em células OKP e com a redistribuição entre o corpo e a base das microvilosidades em túbulo proximal de rato. A diminuição do NHE3 na superfície da membrana plasmática em células OKP estava associado com um aumento na internalização do NHE via endocitose mediada por clatrina. A inibição do NHE3 mediada pela beta-arrestina não envolve a sinalização do receptor AT2, cAMP/ PKA, Akt e ERK1/2. Estes achados indicam que a sinalização enviesada do receptor AT1/beta-arretina inibe a atividade do NHE3 em túbulo proximal, pelo menos em parte, devido a alterações na localização subcelular do NHE3 / Cell surface receptors mediate most of our physiological responses to an array of stimulus. The triggering of the angiotensin II type I (AT1) receptor signaling is the major control point in the regulation of the ultimate effects of the peptide hormone angiotensin II (Ang II) on its target tissue. In the kidney physiological concentrations of Ang II upregulate the activity of proximal tubule Na+/H+ exchanger isoform 3 (NHE3). This effect is crucial for maintenance of extracellular fluid volume homeostasis and blood pressure. Recent findings have shown that selective activation of the betaarrestin-biased AT1 receptor signalingpathway induces diuresis and natriuresis independent of G-protein mediated signaling. This study tested the hypothesis that activation of this AT1 receptor/beta-arrestin signaling inhibits NHE3 activity in proximal tubule as well as investigate the underlying molecular mechanisms mediating this effect. To this end, we determined the effects of the compound TRV120023, which binds to the AT1R, blocks G protein coupling, and stimulates beta-arrestin signaling, on NHE3 function in vivo and in vitro. NHE3 activity was measured in both native proximal tubules, by stationary microperfusion, and in opossum proximal tubule (OKP) cells, by Na+-dependent intracellular pH recovery. Our results showed that 10-7 MTRV120023 remarkably inhibited proximal tubule NHE3 activity both in vivo and in vitro, and the effect was completely abolished in OKP cells silenced for beta-arrestin 1 and 2 by small interference RNA. Additionally, stimulation of NHE3 by Ang II was completely suppressed by TRV120023 both in vivo as well as in vitro. Inhibition of NHE3 activity by TRV120023 was associated with a decrease in NHE3 surface expression in OKP cells and with a redistribution from the body to the base of the microvilli in the rat proximal tubule. The decreased surface NHE3 in OKP cells was associated with an increase in NHE3 internalization via clathrin mediated endocytic. Beta-arrestin mediated NHE3 inhibition did not involve AT2 receptor, cAMP/ PKA, Akt and ERK1/2 signaling. These findings indicate that biased signaling of the AT1 receptor/beta-arrestin pathway inhibits NHE3 activity in the proximal tubule at least in part due to changes in NHE3 subcellular localization

Encefalomielite Autoimune Experimental (EAE) é um modelo animal para o estudo da Esclerose Múltipla, doença autoimune na qual células do sistema imune atacam a bainha de mielina e os oligodendrócitos, levando a desmielinização, perda axonal e morte neuronal. Astrócitos são importantes na doença e na modulação da neuroinflamação. O estrógeno apresenta ação protetora, porém a ação via receptor acoplado a proteína G (GPER) é pouco conhecido. Como GPER está presente nos astrócitos, o objetivo deste projeto foi verificar se o tratamento com G1 (agonista seletivo de GPER) seria capaz de modular o processo inflamatório presente no SNC. O tratamento com o G1 (3mg/Kg, via subcutânea, durante três dias, iniciando no 5º dia após a indução da EAE) atenuou o escore clínico no pico da doença e alterou a morfologia dos astrócitos da medula espinhal, tanto na substância branca como na cinzenta, sugerindo um efeito anti-inflamatório do G1. Estudos subsequentes in vitro foram feitos para tentar elucidar possíveis vias de ativação relacionadas ao GPER. / Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is an animal model for the study of Multiple Sclerosis, an autoimmune disease in which cells of the immune system attack the myelin sheath and oligodendrocytes, leading to demyelination, axonal loss, and neuronal death. Astrocytes are important in disease and modulation of neuroinflammation. Estrogen has protective action, but the action by G protein-coupled estrogen receptor (GPER) is little known. GPER is present in astrocytes, the objective of this project was to verify if treatment with G1 (selective agonist of GPER) would be able to modulate the inflammatory process present in the CNS. Treatment with G1 (3 mg / kg, subcutaneously for three days, beginning on the 5th day after EAE induction) attenuated the clinical score at the peak of the disease and altered the morphology of the spinal cord astrocytes both in white matter and Suggesting an anti-inflammatory effect of G1. Subsequent in vitro studies have been done to try to elucidate possible pathways of activation related to GPER.

A acne é uma condição da pele multifatorial com implicações socioeconômicas importantes. Um dos principais fatores que contribuem com a sua etiologia é a superprodução de sebo. Até o momento, há poucos tratamentos seguros e eficazes disponíveis. O receptor de melanocortina-5 (MC5R), um receptor acoplado à proteína G da família das rodopsinas, é uma das proteínas responsáveis pela diferenciação de sebócitos e consequente produção de sebo, mas não há opções de tratamento através do antagonismo deste receptor. Neste trabalho, investigamos a melanocortina-5 como alvo molecular para a descoberta de ligantes como moduladores da sebogênese. Para tanto, empregamos estudos de modelagem por homologia e triagem virtual baseada em estrutura do alvo para construir um modelo 3D da MC5R e identificar de candidatos a ligantes da proteína, respectivamente. Em seguida, avaliamos o potencial de inibição da sebogênese em sebócitos SEBO662AR em meio lipogênico. Os resultados obtidos indicaram a descoberta de peptídeos e flavonoides com características inibidoras e estimuladoras da produção de sebo. Novos esqueletos moleculares foram identificados como promissores para a modulação da sebogênese. Os estudos realizados permitirão o desenvolvimento de novos ativos dermatológicos e cosméticos com potencial de modular a oleosidade da pele, de modo a contribuir com a mitigação dos efeitos da acne, psoríase, alopecia e seborreia, entre outras doenças. / Acne is a multifactorial skin condition with important socioeconomic implications. One of the main factors that contribute with its etiology is sebum overproduction. Until now, there are few safe, effective treatments available. Melanocortin-5 receptor (MC5R), a G protein-coupled receptor of the rhodopsin family, is one of the proteins responsible for sebocyte differentiation and consequent sebum production, but there are no options for treatment by antagonism of this receptor. In this work, we investigated MC5R as molecular target for the discovery of ligands as sebogenesis modulators. For that, we used homology modeling studies, and structure-based virtual screening in order to, respectively, build a MC5R 3D model and identify ligand candidates for this protein. Then, we evaluated their sebogenesis inhibition potential on SEBO662AR sebocytes in lipogenic conditions. The obtained results indicated the discovery of peptides and flavonoids with inhibitory and stimulatory sebum production characteristics. New scaffolds were identified as promising for sebogenesis modulation. The performed studies will allow the development of novel dermatologic and cosmetic actives with the potential to modulate skin oiliness in order to contribute to the mitigation of the effects of acne, psoriasis, alopecia and seborrhea, among other diseases.

O vírus respiratório sincicial humano (HRSV) é um dos agentes patogênicos respiratórios de grande importância clínica, tendo em vista que acomete 64 milhões de crianças por ano em todo o mundo. A resposta imune do hospedeiro e a variabilidade genética do HRSV podem interferir na produção de uma vacina eficaz, tal como a presença de quasispecies na população viral. O objetivo deste trabalho foi detectar quasispecies em amostras de HRSV e verificar se soros obtidos da criança na fase convalescente da doença e de sua respectiva mãe selecionam estes mutantes. Uma alteração não sinonímia foi detectada no gene F em um dos clones seqüenciados, enquanto duas alterações sinonímias e duas não sinonímias foram encontradas no gene G do HRSV, sendo as últimas no mesmo nucleotídeo. Um dos clones pré-selecionados com soro humano apresentou a mesma alteração não-sinonímia, encontrada na ausência de anticorpos no gene G. Os resultados sugerem que diferentes sequencias virais presentes em menor quantidade na população podem ser selecionadas pelo sistema imunológico do hospedeiro. / Human respiratory syncytial virus (HRSV) is one of the most important clinical respiratory pathogens, since 64 millions children in the world are infected by this agent every year. Host immunity and viral genetic variability are important factors to a vaccine development, besides quasispecies presence in the viral population. In this work, HRSV quasispecies were detected in clinical samples in absence and presence of human polyclonal serum collected by children in the convalescent phase and mother serum. A non-synonymy variation was found in the F gene in antibodies absence. Four mutations were found at HRSV G2 in polyclonal serum absence. Two were synonymy and two were non-synonymy variation, the last in the same nucleotide. A non-synonymy mutation was found in the G2 region in presence of polyclonal serum collected from child convalescent phase. This alteration was the same of the observed in absence of polyclonal serum so it is possible that host antibodies can selected different viral minority sequences present in the population.