Introdução: O transtorno de déficit de atenção/hiperatividade (TDAH) é um transtorno muito comum na infância e adolescência. Apresenta uma série de prejuízos associados, afetando diferentes domínios funcionais. Pesquisas apontam para uma diferença entre os subtipos que podem ser mais do que fenomenológicas, cada subtipo tem um perfil próprio de características epidemiológicas, neuropsicológicas, de evolução e de prejuízos associados. No TDAH, estudos já evidenciam a associação de alguns polimorfismos a reposta ao tratamento; especialmente com metilfenidato, o estimulante mais usado. Os estimulantes bloqueiam a recaptação de dopamina e noradrenalina no receptor pré-sináptico, regulando a concentração desses neurotransmissores na fenda sináptica. Dessa forma, genes envolvidos no sistema dopaminérgico e noradrenérgico são os mais estudados. O gene transportador de dopamina (DAT1) é um gene do sistema dopaminérgico bastante estudado, evidências apontam para uma associação da homozigose de 10 repetiçoes e uma pior resposta ao tratamento com metilfenidato. No sistema noradrenérgico observa-se uma associação do gene receptor adrenérgico alfa2a (ADRA2A) com sintomas atencionais e que a presença do alelo G do ADRA2A está relaciona-se a uma melhor resposta ao tratamento. Entretanto, poucos estudos de farmacogenetica foram realizados avaliando subtipos específicos de TDAH. Métodos: Nós avaliamos 59 crianças adolescentes com TDAH com predomínio de desatenção (TDAH-D) provenientes de uma amostra não clínica. Verificamos a associação entre a resposta ao tratamento com metilfenidato e a presença do polimorfismo 1291 C>G do gene do receptor adrenérgico alfa2a (ADRA2A) e da homozigose de 10 repetições no polimorfismo VNTR 3’-UTR do gene transportador de dopamina (DAT1). As medidas de desfecho foram: a) SNAP-IV (Questionário de Swanson, Nolan e Pelham) (Swanson 2001); b) CGAS (Clinical Global Assessment Scale ) (Shaffer 1983). Foram aplicadas no momento de avaliação e um mês após a intervenção por psiquiatra treinado e cego para os genótipos. Este é um estudo de naturalístico de farmacogenética. Resultados: Detectamos uma associação significativa entre a presença do alelo G do ADRA2A e uma melhor resposta ao tratamento com metilfenidato (n=59; F=6,14; P=0,016). Ao mesmo tempo, encontramos uma associação significativa da homozigose de 10 repetições do DAT1 com uma pior resposta aferida pelo CGAS (n = 59; F = 5,59; p = 0,018) e, apontando na mesma direção, uma tendência de pior resposta nos escores de desatenção da escala SNAP IV na presença da homozigose (n = 59; F = 3,44; p = 0,069). Discussão: Nossos resultados replicam achados de estudos prévios em amostras independentes, estendendo-os para um fenótipo refinado com predomínio de desatenção e contribuindo para o conhecimento na área da farmacogenômica do TDAH.

Introdução: O crack é uma droga de abuso derivada do refino da cocaína, sendo objeto de preocupação e de estudo há pelo menos duas décadas. A via de administração dessa droga aumenta a chance de um indivíduo se tornar dependente, em comparação com o uso de cocaína. No Brasil, o consumo de crack nos últimos anos se tornou um importante problema de saúde pública, e vem atingindo grupos etários cada vez mais jovens. Apesar de sua importância epidemiológica, há escassez de estudos na literatura sobre a etiologia da dependência dessa droga. O objetivo do presente estudo foi investigar a possibilidade de associação entre o abuso/dependência de crack e o gene do transportador de dopamina (DAT1). Devido ao seu mecanismo de ação da dependência química, esse gene pode ser considerado um bom candidato para estudos moleculares com fenótipos de adição. Método: Uma amostra de 237 abusadores ou dependentes de crack (critérios do DSM-IV TR) internados ou em tratamento ambulatorial e 205 controles comunitários foi coletada no sul do Brasil. A amostra incluiu indivíduos de ambos os sexos, diferentes etnias e idade maior que 18 anos. Os sujeitos foram avaliados com ASRS, ASI6, BIS e MINI-Short. O QI foi estimado utilizando-se o WAIS. As amostras de DNA extraídas do sangue total foram genotipadas para o VNTR de 40 pb da região 3’ UTR do gene DAT1. A hipótese de associação foi investigada utilizando testes de qui-quadrado e regressão logística. Resultados: Uma análise pareada mostrou uma maior prevalência, embora não significante, da homozigose do alelo 10R (considerada como de risco) em relação a outros genótipos, em casos versus controles (59,9% versus 49,2%; Mcnemar p=0,059; 187 pares considerando sexo, idade e grupo étnico). A comparação não pareada incluindo todos os sujeitos e realizada com as covariáveis sexo, idade e grupo étnico mostrou uma diferença significativa (p=0,032 - correção de continuidade), evidenciando frequência aumentada do genótipo 10.10 nos casos (59,9%) comparados aos controles (49,3%). O modelo de regressão logística que incluiu sexo, idade, grupo étnico, nível educacional, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, episódio depressivo maior atual, transtorno de ansiedade generalizada e risco de suicídio como covariáveis também mostrou associação com o genétipo 10.10 (p=0,04, RC=1,758, IC= 1,026 – 3,012). Conclusões: Este é um dos primeiros estudos genéticos de associação com usuários de crack na literatura, sugerindo uma influência do gene DAT1, especialmente o genótipo 10.10, na dependência dessa droga. Esse resultado corrobora o papel da proteína DAT na neurobiologia da dependência química e mais especificamente do crack. Embora a maioria dos achados aqui apresentados leve a esta direção, existem vários confundidores que devem ser considerados, o que nos sugere ampliação do número de sujeitos da amostra e a realização de mais análises com esse e outros polimorfismos do DAT1 para confirmar e compreender sua contribuição como possível fator de risco para a dependência de crack. A continuidade da genotipagem de outros genes do sistema dopaminérgico e outras rotas neurobiológicas que possam estar relacionados ao desfecho, para futuras análises de associação que contemplem também interações gene-gene e gene-ambiente também é fundamental. / Background: Crack-cocaine is a drug of abuse which results from cocaine refine that has been object of concern and study for at least two decades. The administration route of this drug enhances the chance for the individual achieving dependence, comparing to snorted cocaine. In Brazil, crack consumption in the last years has become an important health problem, especially in younger people. Despite its epidemiological importance, there is scarcity of studies about the etiology of this addiction. The aim of this study was to investigate the possibility of association between crack-cocaine abuse or dependence and dopamine transporter gene (DAT1). Due to the involvement of dopamine transporter on drug addiction mechanisms, this gene can be a good candidate for molecular studies regarding addiction phenotypes. Methods: A cross-sectional sample of 237 adults, current crack abusers or dependents (DSM-IV TR criteria) from in- and outpatient clinics and 205 community controls were collected in southern Brazil. Subjects were evaluated with ASRS, ASI6 and MINI-Short. IQ was estimated using WAIS. DNA samples extracted from whole blood were genotyped for the 40 bp VNTR of 3`UTR region at DAT1. The hypothesis of association was investigated using Chi-square and Logistic regression tests. Results: A paired analysis showed a higher prevalence in cases than in controls, although not significant, of 10R allele homozygosis (putatively the risk genotype) versus other genotypes (59.9% versus 49.2%; Mcnemar p=0.059; 187 pairs regarding sex, age and ethnic group). The non-paired comparison including all the subjects and considering sex, age and ethnic group as co-variates showed a significative difference (p=0.032 continuity correction), evidencing an increased frequency of 10.10 genotype in cases (59.9%) compared to controls (49.3%). The logistic regression model including sex, age, ethnic group, educational level attentiondeficit/ hyperactivity disorder, current major depressive disorder, generalized anxiety disorder and suicide risk as co-variates also identified a significant effect of 10.10 genotype in crack-cocaine addiction (p=0.04, OR=1.758, CI= 1.026 – 3.012). Conclusion: This is one of the first genetic association studies with crack-cocaine users in the literature, suggesting an influence of the DAT1 gene, namely the 10.10 genotype, in crack-cocaine abuse or dependence. This result corroborates the role of DAT protein in neurobiology of drug addiction and specifically of this drug of abuse. However, even though most of the results presented leads to this direction, there are several confounders that should be considered, which suggests increasing the number of sample subjects and performing more analyses with this and other DAT1 polymorphisms, to confirm and clarify its contribution as a possible risk factor for crack-cocaine abuse or dependence. The genotyping of other genes from dopaminergic system and other neurobiological routes related to the outcome, for future association analyzes that include gene-gene and gene-environment interactions, is also warranted.

A Na, K-ATPase é uma proteína que realiza o transporte ativo de cátions, se encontra na membrana plasmática de praticamente todas células animais e é formada por três subunidades: (110 kDa), (50 kDa) e (10 kDa). Neste trabalho, realizou-se a extração da proteína Na,K-ATPase de rim de coelho que foi preparada em 3 diferentes condições (i) fração de membrana rica em Na,K-ATPase; (ii) solubilizada e purificada em C12E8 e (iii) reconstituída em DPPC: DPPE lipossomo (1:1 lipídio:lipídio, 1:3 lipídio:proteína). Através de medidas de Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Espectroscopia de Absorção (ABS) e Espalhamento de Raio-X a Baixos Ângulos (SAXS), associadas à medidas de atividade enzimática, constatou-se que a amostra de Na,K-ATPase solubilizada e purificada em C12E8 é constituida por diferentes agregados/oligômeros em solução. Com o intuito de eliminar os grandes agregados/oligômeros da amostra realizou-se a filtração (poro de 220 nm) e a adição do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS) e ambos procedimentos foram capazes de eliminar as populações de grandes agregados e/ou grandes oligômeros. A retirada destas populações pelo filtro promoveu um aumento de atividade específica da enzima. Já o SDS deve promover alterações conformacionais na estrutura da proteína que causam a inativação da mesma. Investigou-se variações de atividade da Na, K-ATPase através da irradiação da proteína presente em fração de membrana e reconstituída em lipossomo por meio de três lasers de baixa intensidade com comprimentos de onda diferentes: = 532 nm (5 mW), = 650 nm (50 mW) e = 780 nm (50 mW). Demonstrou-se que a variação da atividade enzimática depende do valor de dose de energia depositada, independe do comprimento de onda estudado neste intervalo e retorna para o nível basal após 6 horas. / The Na, K-ATPase is an active cation transporter protein, which is found in the plasma membrane of virtually all animal cells and it is comprised of three subunits: (110 kDa), (50 kDa) and (10 kDa). In this work, we performed the extraction of protein Na, K-ATPase from the kidney of adult rabbit for three different enzyme preparations (i) membrane-bound fraction; (ii) C12E8 solubilized and purified and (iii) reconstituted in DPPC: DPPE liposome (1: 1 - lipid: lipid, 1:3 - lipid:protein). Dynamic Light Scattering (DLS), Absorption Spectroscopy (ABS) and Small Angle X-ray Scattering (SAXS) were employed, associated with enzyme activity measurements. The results revealed that Na, K-ATPase C12E8-solubilized and purified is composed by different aggregates/oligomers. With the aim of eliminating large aggregates/oligomers from the protein sample, filtration (pore size 220 nm) and surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) addition were used. Both procedures were able to eliminate populations composed of large aggregates and/or large oligomers. The removal of these populations by the filter promoted an increase in the specific activity of the enzyme. On the other hand, SDS must promote conformational changes in the protein structure that inactivate thereof. Finally, here we also investigated variations of Na, K-ATPase activity present in the membrane-bound fraction and reconstituted in liposome under irradiation of three low-intensity lasers with different wavelengths: = 532 nm (5mW), = 650 nm (50 mW) and = 780 nm (50 mW). The results give support to the conclusion that the change in the enzymatic activity depends upon the amount of energy dose deposited, it is independent of the wavelength in the studied range and returns to the basal level after 6 hours.

Orientador: Lúcia Elvira Alvares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T17:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedrosa_AngelicaVasconcelos_M.pdf: 1992620 bytes, checksum: ed7d02568860e3ccf1e489cf2928818e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A correta padronização do corpo do embrião requer a atividade de diferentes vias de sinalização. Dentre elas, uma que se destaca é via de sinalização Wnt de polaridade celular planar (Wnt/PCP), que é responsável pelo controle da polaridade celular e pela organização celular de diversos tecidos nos animais. Uma vez interrompida, a via Wnt/PCP pode causar falhas no fechamento do tubo neural, provocando defeitos congênitos. Em seres humanos, mutações em componentes-chave da via Wnt/PCP como as proteínas codificadas pelos genes Vangl1 e Vangl2 têm sido associadas à graves malformações geradas por falhas no fechamento do tubo neural. Estruturalmente, ambos os genes Vangl1 e Vangl2 codificam proteínas de superfície transmembranares, essenciais para o desenvolvimento apropriado do embrião. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização do padrão de expressão dos genes Vangl1 e Vangl2 durante a embriogênese de Gallus gallus. Ensaios de hibridação in situ em embrião inteiro (whole mount) e cortes em vibratómo foram realizados com a finalidade de estabelecer temporal e espacialmente o padrão de expressão dos genes Vangl1 e Vangl2. Como resultado, observou-se que estes genes são expressos durante as etapas de gastrulação, neurulação e no início da organogênese do desenvolvimento embrionário de Gallus gallus. No início da gastrulação, os genes Vangl1 e Vangl2 possuem domínios de expressão comuns nos embriões de galinha, uma vez que ambos são expressos na linha primitiva, nódulo de Hensen e crescente cardiogênico. Contudo, nossos dados revelaram particularidades na expressão destes genes, uma vez que há uma predominância dos transcritos de Vangl1 na região posterior da linha primitiva, enquanto Vangl2 apresenta uma expressão uniforme ao longo desta estrutura. Em adição, enquanto Vangl1 é expresso na notocorda e em toda a extensão do nódulo de Hensen, Vangl2 é expresso no entorno desta estrutura. Ao longo da neurulação e na organogênese inicial, ambos os genes Vangl são expressos de maneira similar, em domínios que abrangem a placa, as pregas e o tubo neural. Outros importantes domínios de expressão dos Vangl correspondem às vesículas ópticas e óticas, às vesículas encefálicas particularmente na região das flexuras encefálicas, aos diferentes tipos de mesoderma (paraxial, intermediário e lateral) e ao assoalho da faringe. Ao comparar os resultados obtidos por hibridação in situ em galinha ao um levantamento bibliográfico sobre outros vertebrados, observou-se uma sobreposição dos domínios-chave de expressão nos diferentes organismos, demonstrando a conservação filogenética da atividade destes genes e sugerindo uma possível conservação funcional. Desta forma, nossos dados sugerem que os genes Vangl desempenham um importante papel no desenvolvimento embrionário de aves, possivelmente coordenando os movimentos morfogenéticos durante a gastrulação, bem como a formação da placa neural e posterior dobramento e fechamento do tubo neural, além de outros processos da embriogênese de aves / Abstract: The correct patterning of the embryo's body requires the activity of different signaling pathways. Among them, one that stands out is the Wnt Planar Cell Polarity Signaling Pathway (Wnt/PCP), which is responsible for controlling the cell polarity and cellular organization of many tissues in animals. Failures in the Wnt/PCP signaling can cause neural tube birth defects. In humans, mutations in key components of the Wnt/PCP as the Vangl1 and Vangl2 molecules were identified in patients with neural tube defects. Structurally, both Vangl1 and Vangl2 genes encode transmembrane surface proteins similar, which are essential to proper development. The present study aimed to characterize the expression pattern of Vangl1 and Vangl2 genes during embryogenesis in Gallus gallus. Whole-mount in situ hybridization assays and vibratome sectioning of embryos were conducted in order to establish the spatial and temporal expression pattern of Vangl1 and Vangl2 genes. Our results showed that these genes are expressed during gastrulation, neurulation and early organogenesis in Gallus gallus. At the onset of Gastrulation, Vangl1 and Vangl2 genes have common areas of expression in chicken embryos, since both are expressed in the primitive streak, Hensen's node and cardiogenic crescent. However, our data showed particularities in the expression of these genes, since there is a predominance of Vangl1 transcripts in the posterior region of the primitive streak while Vangl2 has a uniform expression throughout that structure. In addition, while Vangl1 is expressed in the notochord and in the full length of the Hensen's node, Vangl2 is expressed only around this structure. Throughout neurulation and early organogenesis, both Vangl genes are expressed in a similar manner on the neural plate, neural groove, neural folds and in the neural tube. Other important areas of Vangl expression correspond to optical and otic vesicles, the brain vesicles, the different types of mesoderm (paraxial, intermediate and lateral) and the floor of the pharynx. By comparing the chicken expression of Vangl genes with other vertebrates, we notice that there are overlapping expression patterns among key areas among different organisms, showing a phylogenetic conservation of expression domains and suggesting a possible functional conservation. Overall, our data suggests that Vangl genes play an important role in embryonic development of bird, possibly by coordinating the morphogenetic movements during gastrulation, as well as the formation of neural tube, among other processes during the birds embriogenesis / Mestrado / Biologia Celular / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

O desenvolvimento de uma vacina contra malária causada por P. falciparum é prejudicado pelo alto nível de polimorfismo apresentado pelos antígenos desse parasito. O dimorfismo alélico é um padrão no qual os alelos observados de um gene se encontram divididos em duas famílias. A proteína dimórfica MSP-6 se associa à proteína MSP-1 (também dimórfica) na superfície do merozoíto. Genes de msp-6 de 21 isolados obtidos de pacientes do Brasil, mais 2 isolados da Tanzânia, África, foram seqüenciados para estudo da diversidade nucleotídica e distribuição geográfica dos alelos. As duas famílias possuem distribuição global. Não foi verificada associação entre o dimorfismo de MSP-1 e MSP-6. O gene ortólogo de msp-6 em P. reichenowi, grupo irmão de P. falciparum, foi seqüenciado para estudos evolutivos. Os alelos dimórficos de MSP-6 aparentam ter surgido de uma população ancestral polimórfica, tendo sido mantidos no presente por seleção balanceada. O alto grau de conservação encontrado dentro de cada família alélica torna MSP-6 um potencial alvo de uma vacina contra a malária. / The development of a vaccine against malaria caused by Plasmodium falciparum has been hampered by the high level of antigen polymorphism exhibited by this parasite. Allelic dimorphism is a pattern in which every observed allele of a gene is clearly grouped into one of two families. The dimorphic protein MSP-6 forms a complex with MSP-1 (also dimorphic) on merozoite surface. The msp-6 genes were sequenced in isolates obtained from 21 patients from Brazil, plus 2 isolates from Tanzania, Africa, to study nucleotide diversity and geographic distribution of alleles. Both families are globally distributed. Moreover, no association was observed between the MSP-1 and MSP-6 allelic types. Orthologous gene of msp-6 in P. reichenowi, chimpanzee parasite and sister group of P. falciparum, was sequenced for evolutionary studies. Dimorphic alleles of MSP-6 seem to have originated from an ancestral polymorphic population and are maintained by balancing selection. The high degree of conservation observed within each allelic family makes MSP-6 an promising target for vaccine development.

Em Saccharomyces cerevisiae, Rrp43p é uma proteína que faz parte do exossomo, um complexo multiproteíco que atua no processamento de snoRNAs, snRNAs e rRNAs e na degradação de mRNA. O exossomo está envolvido nesses processos através de uma ação 3\'→5\' exonucleolítica. Este complexo é composto por onze subunidades em S. cerevisiae e cada uma dessas subunidades tem uma ação predominante nos diferentes processos em que o complexo participa. Por estar envolvido diretamente na maturação dos rRNAs e alguns snoRNAs e snRNAs, assim como na degradação de mRNAs, o exossomo tem um papel importante no controle de expressão gênica. Com o objetivo de entender melhor a função da subunidade do exossomo Rrp43p, e conseqüentemente do complexo, nas modificações do RNA, realizamos estudos de interação entre proteínas através do método de \"two hybrid\", que permite analisar interações in vivo entre duas proteínas, convertendo-se assim, em uma ferramenta importante nestes estudos. Utilizando Rrp43p como \" isca\" estudamos interações com outras proteínas expressas em Saccharomyces cerevisiae, na procura de proteínas envolvidas em alguns eventos de processamento de RNA, que pudessem ajudar a esclarecer em maior detalhe o papel do exossomo na célula. Também examinamos interações da Rrp43p com os demais componentes do exossomo para determinar a possível estrutura deste complexo. Os resultados obtidos demonstram que Rrp43p interage com somente uma outra subunidade do exossomo, Rrp46p. A força desta interação, quando quantificada através do nível de expressão de um gene repórter, é compatível com o fato dessas proteínas formarem parte de um complexo. Estes dados constituem resultados inéditos a respeito da interação entre subunidades do exossomo. Os resultados evidenciam também a interação entre Rrp43p e uma proteína com função ainda não caracterizada em levedura (aqui denominada 137p). Esta interação foi detectada através do sistema do duplo híbrido, e depois confirmada por co-imunoprecipitação. A determinação da função desta nova proteína poderá ampliar as ferramentas de estudo da função e controle de atividade de Rrp43p e do exossomo. / In the yeast Saccharomyces cerevisiae, Rrp43p is one of the eleven subunits of the exosome, a complex involved in the processing of snoRNAs, snRNAs and rRNAs, and in mRNA degradation. The exosome participates in these processes through a 3\'-to-5\' exonucleolytic activity. Each of the eleven subunits is predominately active in one or few of the processes in which the complex takes part. Since the exosome is involved directly in rRNAs, and in some snRNAs and snoRNAs maturation, as well as in mRNA degradation, it plays an important role on the control of gene expression. Aiming to a better understanding of the Rrp43p subunit function on RNA processing, we started a screening for Rrp43p-interacting proteins through the yeast two hybrid system. In this study we expected to find proteins interacting with Rrp43p, which were involved in some aspects of RNA processing, and would improve the current knowledge on the exosome function. In order to obtain more information about the complex structure, we have also studied the interactions between Rrp43p and the other exosome subunits. The results shown here demonstrate that Rrp43p interacts with only one other exosome subunit, Rrp46p. These results can help elucidate the final exosome structure. We also found the interaction of Rrp43p with a protein of yet uncharacterized function (here named 137p). This interaction, identified in the two hybrid system, was also confirmed through co-immunoprecipitation analysis, and the study of 137p function might bring new insights on Rrp43p function and control.

Esse estudo avaliou o efeito da glicose sobre a atividade da PKA e sua interação com o SGLT1 e os trocadores Na+/H+ (NHE1 e NHE3). As células HEK-293 foram transfectadas com hSGLT1 wild type (WT) ou mutante (S418H) e tratadas 20 dias com DMEM contendo glicose 5 mM ou 25 mM. Foi avaliada a expressão de hSGLT1, hSGLT1+GFP, NHE1, NHE3 e PKA. Foi avaliada a expressão de hSGLT1+GFP e SGLT2 na membrana, com ou sem H-89, Manose, Sucrose e Filipina. Foi avaliada a velocidade de recuperação do pH intracelular (dpHi/dt), onde a solução de NH4Cl foi substituída por uma solução de glicose 5 ou 25 mM ou ambas as soluções na vigência de H-89 ou S3226. Esses dados indicam que o aumento do AMPc pela glicose altera a expressão e atividade dos SGLTs e NHEs. Nossos experimentos utilizando a transfecção do SGLT1 demonstraram que as células regulam a distribuição de SGLT1 e 2 na membrana, frente ao aumento extracelular desse substrato e que as vias ativadas pela glicose afetam a capacidade de recuperação do pH intracelular (pHi), através do NHE3. / This study evaluated the effect of glucose on the PKA activity and its interaction with SGLT1 and the Na+/H+ exchanger (NHE1 and NHE3). The HEK-293 cells were transfected with hSGLT1 wild type (WT) or mutant (S418H) and treated 20 days with DMEM containing glucose 5 mM or 25 mM. The hSGLT1, hSGLT1+GFP, NHE1, NHE3 and PKA expression was analyzed. The surface hSGLT1+GFP and SGLT2 expression with or without H-89, Manose, Sucrose and Filipina was evaluated. The pHi recovery rate (dpHi/dt) was analyzed replacing the NH4Cl solution to glucose 5 or 25 mM solution or both with H-89 or S3226. These data indicate that the glucose increases the cAMP concentration and alters the expression and activity of SGLTs and NHEs. Our experiments using SGLT1 transfection demonstrated that, in the treatment with high glucose concentration, HEK-293 cells regulate the SGLT1 and 2 cellular distribution and that the pathways activated by glucose impair the pHi recovery rate, through the NHE3.

O alumínio é limitante à atividade agrícola em todo o mundo. Nos solos ácidos a disponibilidade de Al aumenta. Estes solos constituem a maioria dos solos do mundo e dois terços dos solos brasileiros. O problema da acidez do solo e da toxicidade por Al é altamente significativo para as perdas na produtividade agrícola e florestal. Para se ter Al disponível, primeiramente tem que se ter condições de pH baixo. O primeiro sintoma causado pela toxicidade por Al é a inibição no alongamento do sistema radicular. Existem trabalhos vinculando a inibição a alterações nos processos de divisão e expansão celular. Embora os mecanismos de toxicidade e resistência ao Al não estejam totalmente elucidados, admite-se que em algumas plantas, a quelação do Al por ácidos orgânicos é um dos mecanismos que confere resistência das células ao Al, assim como em outras plantas a elevação do pH da rizosfera, por compostos liberados pelo sistema radicular, atua na queda da disponibilidade do Al na solução do solo. Porém, existem outras alternativas que vêm sendo propostas na literatura como possíveis mecanismos de resistência das plantas ao Al, principalmente ao nível celular e molecular. Alterações nas composições lipídica e protéica da membrana plasmática, assim como na sua estrutura física; ativação do sistema antioxidante celular; alterações na sinalização celular e de atividade dos canais de troca da membrana plasmática vêm sendo estudados como possíveis contribuintes para os mecanismos de resistência ao Al. A sensibilidade celular ao Al depende do seu estágio de desenvolvimento. As células sensíveis ao Al acumulam o metal, enquanto que as resistentes acumulam muito pouco. Foi constatado em nosso trabalho que as células sensíveis ao Al também são sensíveis ao baixo pH. As células sensíveis não conseguem recuperar seu crescimento e sua viabilidade celular após a exposição ao Al ou ao baixo pH.A sacarose ou manitol conferiram proteção às células quanto ao acúmulo de Al. Isso fez com que a viabilidade mantivesse-se em níveis próximos ao controle (pH5,6) e a cultura conseguisse recuperar seu crescimento e viabilidade após a exposição ao Al e ao baixo pH. O efeito protetor não foi devido ao caráter energético da sacarose, pois o manitol não é metabolizado pelas células BY-2 e os resultados foram semelhantes quando se usou sacarose ou manitol, nas mesmas concentrações. Sabe-se que o Al aumenta a peroxidação lipídica e a oxidação protéica da membrana plasmática, pela geração de EAO?s, desencadeando o processo de estresse oxidativo na célula. Em nosso estudo, nas células sensíveis houve peroxidação dos lipídios, ativação do sistema de enzimas antioxidantes, como SOD, GST, GR, CAT e APX, alteração nos níveis de carboidratos e alteração no perfil protéico de frações enriquecidas de membrana plasmática, obtido por eletroforese 2D. O mesmo comportamento foi verificado em células sensíveis tratadas a baixo pH. Pode-se concluir que o sistema antioxidante celular foi ativado na presença de baixo pH ou Al, pela ocorrência de peroxidação lipídica, que gera maiores concentrações de H2O2 nas células sensíveis (fase log). E que existem diferenças no perfil protéico de células tratadas com Al em relação a células mantidas sob condições de cultivo, tanto em presença de spots como em expressão diferencial. Porém estas diferenças necessitam ser melhores exploradas. A peroxidação lipídica é um bom indicador da sensibilidade celular ao Al e ao baixo pH, assim como a ativação do sistema antioxidante e a geração do peróxido de hidrogênio. Poderiam ser realizados experimentos no tempo, medindo-se o acúmulo de Al e relacionando-o aos níveis de peroxidação lipídica, atividade das enzimas antioxidantes e geração do peróxido, para que pudéssemos indicar talvez um processo que se iniciasse antes que outro, ou mesmo que decaísse antes do outro. Assim como um monitoramento das condições de oxidação protéica na presença de Al. / Aluminum limits crop production in all over the world. In acid solis the Al disponibility is larger. Acid soils compose the major part of the brazillian soils. The problem of acidity and Al toxicity results in losses of productivity in agriculture and forestry. The first symptom of Al toxicity is inhibition of root growth. There is many studies that indicate relations between the inhibition of root growth and cell division and expansion alterations. The mechanisms of Al toxicity and resistance aren?t completely understood in plants. The resistance mechanism of Al chelation by organic acid is one of the mechanisms accept, like the elevation of the rizosphere pH by substances exsudated by the root system. Other possible mechanisms that are being mentionated are the alterations in plasma membrane composition and structure, antioxidant cell system activation, alterations in cell signal and alterations in the membrane channels activity. Aluminum cell sensibility depends of the status cellular. The cells that are sensible to Al, are in the log phase of growth and accumulate the metal, whereas the resistant cells do not accumulate and were in the stationary phase of growth. In our work, we observed that the sensible cells are sensible to low pH too. The sensible cells don?t recover their growth rate and cellular viability after the treatment exposition. Sucrose or mannitol confers cellular protection against the Al. The cellular viability was high (next to the control, pH5,6) and the cell culture recovery their growth and viability after the Al or low pH exposition. The protective effect don?t occurs in response to the energetic role of sucrose, because cells treated with mannitol showed the same results and the mannitol did not metabolizated by tobacco BY-2 cells. Al induces lipid peroxidation and protein oxidation in plasma membrane, by the ROS generation promoting the oxidative stress. We found that sensible Al cells showed lipid peroxidation, H2O2 generation, antioxidant enzymes activation (SOD, le carbohydrate levels and protein profile alterations by 2D electrophoresis. The same responses were observed in the pH sensible cells, at log phase of growth. This differences should be more explored. We concluded that the lipid peroxidation is an indicator of sensitivity to Al and low pH, like the antioxidant enzymes activities and the H2O2 generation. Studies should be done with the Al accumulated in time, measuring the activities of antioxidant system and the lipid peroxidation with the objective to indicated what process could start firstly

O prion celular (PrPc) é uma glicoproteína ligada à membrana plasmática por uma âncora de GPI (glycosylphosphatidylinositol). A sua isoforma anormal (PrPsc) é uma molécula infecciosa que causa várias doenças neurodegenerativas em mamíferos. A etiologia dessas doenças está associada a uma mudança conformacional pós-traducional de PrPc que ocorre após sua internalização (Prusiner, 1998). Na tentativa de desvendar as funções fisiológicas de PrPc, nosso grupo tem identificado e caracterizado as interações celulares que PrPc participa. A primeira delas é a interação entre PrPc e STI1 (Stress Inducible Protein 1). Essa interação transduz sinalização por cAMP e PKA levando a neuroproteção contra morte celular programada (Chiarini e cols, 2002; Zanata e cols, 2002). A segunda é a interação específica que existe entre PrPc e as proteínas da matriz extracelular, laminina e vitronectina, contribuindo para os processos neuronais, tais como crescimento, manutenção (Graner e cols., 2000 a e b) e regeneração dos neuritos (Hajj e cols., submetido), além da formação de memória de curta e longa duração (Coitinho e cols., submetido). Na primeira parte deste trabalho, procuramos investigar os genes regulados pelos sinais resultantes dessas interações e também pela remoção de PrPc usando a técnica de \"differential display\'\' RT-PCR. Na segunda parte do trabalho, caracterizamos que a interação PrPc - laminina é capaz de induzir uma sinalização transitória de cálcio, a qual ocorre mesmo na ausência de cálcio do meio extracelular. PrPc é uma molécula que cicla continuamente entre a membrana plasmática e os compartimentos intracelulares. Estudos recentes têm correlacionado o processo de internalização de PrPc com alguns dos seus papeis fisiológicos, tais como, homeostase de Cu2 + (Brown, 2001 ), interação com receptor de laminina (Gauczynski e cols, 2001) e até na conversão de PrPc para PrPsc (McKinley e cols, 1991; Arnold e cols, 1995). Portanto, na terceira parte deste trabalho, caracterizamos a localização e o tráfego celular de PrPc mostrando que PrPc está localizado na membrana plasmática e em compartimentos intracelulares e que trafega pelo Golgi, membrana plasmática, endossomos iniciais e de reciclagem. Foram mapeados ainda domínios na região amino-terminal responsáveis pela internalização de PrPc e na região carboxi-terminal como participantes da via secretora. Este trabalho contribuiu para o esclarecimento de alguns eventos biológicos relacionados à sinalização e ao tráfego de PrPc. Estes achados são de grande importância para a determinação das funções celulares de PrPc e ainda dos mecanismos envolvidos com as doenças relacionadas com esta molécula. / The cellular prion protein (PrPc) is a glycoprotein anchored to the plasma membrane by GPI (Glycosyl-phosphatidylinositol). Its abnormal isoform (PrPsc) is the infectious protein responsible for several neurodegenerative diseases. The main etiology of the prion diseases is related to conformational changes in the PrPc molecule, which occur after its internalization (Prusiner, 1998). In order to elucidate the physiological functions of PrPc, our group identified and characterized interactions between PrPc and other cellular molecules. The first is the interaction between PrPc and STI 1 (Stress Inducible Protein 1). This interaction has an important role in the neuroprotection against apoptosis through cAMP and PKA signaling (Chiarini et al., 2002; Zanata et al., 2002). PrPc also interacts with proteins of the extracellular matrix such as laminin and vitronetin. These interactions contribute for neurite outgrowth, maintenance and regeneration (Graner et al., 2000 a and b; Hajj et al., submitted) and also in memory formation (Coitinho et al., submitted). In the first part of this work we have applied the differential dysplay RTPCR technique in order to identify genes that are regulated by PrPc - STI 1 interaction and also by the deletion of PrPc. In the second part we have demonstrated that PrPc-laminin interaction induces transient calcium signaling in neuronal cells, which occurs even in the absence of extracellular calcium. PrPc cycles continuously between the plasma membrane and intracellular compartments. This mechanism is associated with some of the physiological function of PrPc, such as Cu2+ homeostasis (Brown, 2001 ), interaction with laminin receptor (Gauczynski et al., 2001 ), and PrPc conversion into PrPsc (McKinley et al., 1991; Arnold et al., 1995). Thus, in the third part of this project, we have characterized the PrPc localization at the cell surface and in intracellular compartments. The protein trafficking through Golgi apparatus, plasma membrane, early and recycling endosomes was also defined. Moreover, we have determinated that N-terminus PrPc domain is responsible for its internalization while C-terminus participates in PrPc delivery. Therefore, this work has contributed to elucidate biological events related to the cell signaling and trafficking of PrPc, which are important for the characterization of PrPc physiological functions and to understand the pathological mechanisms related to this molecule.

O prion celular (PrPc) é uma glicoproteína ligada à membrana plasmática por uma âncora de GPI (glycosylphosphatidylinositol). A sua isoforma anormal (PrPsc) é uma molécula infecciosa que causa várias doenças neurodegenerativas em mamíferos. A etiologia dessas doenças está associada a uma mudança conformacional pós-traducional de PrPc que ocorre após sua internalização (Prusiner, 1998). Na tentativa de desvendar as funções fisiológicas de PrPc, nosso grupo tem identificado e caracterizado as interações celulares que PrPc participa. A primeira delas é a interação entre PrPc e STI1 (Stress Inducible Protein 1). Essa interação transduz sinalização por cAMP e PKA levando a neuroproteção contra morte celular programada (Chiarini e cols, 2002; Zanata e cols, 2002). A segunda é a interação específica que existe entre PrPc e as proteínas da matriz extracelular, laminina e vitronectina, contribuindo para os processos neuronais, tais como crescimento, manutenção (Graner e cols., 2000 a e b) e regeneração dos neuritos (Hajj e cols., submetido), além da formação de memória de curta e longa duração (Coitinho e cols., submetido). Na primeira parte deste trabalho, procuramos investigar os genes regulados pelos sinais resultantes dessas interações e também pela remoção de PrPc usando a técnica de \"differential display\'\' RT-PCR. Na segunda parte do trabalho, caracterizamos que a interação PrPc - laminina é capaz de induzir uma sinalização transitória de cálcio, a qual ocorre mesmo na ausência de cálcio do meio extracelular. PrPc é uma molécula que cicla continuamente entre a membrana plasmática e os compartimentos intracelulares. Estudos recentes têm correlacionado o processo de internalização de PrPc com alguns dos seus papeis fisiológicos, tais como, homeostase de Cu2 + (Brown, 2001 ), interação com receptor de laminina (Gauczynski e cols, 2001) e até na conversão de PrPc para PrPsc (McKinley e cols, 1991; Arnold e cols, 1995). Portanto, na terceira parte deste trabalho, caracterizamos a localização e o tráfego celular de PrPc mostrando que PrPc está localizado na membrana plasmática e em compartimentos intracelulares e que trafega pelo Golgi, membrana plasmática, endossomos iniciais e de reciclagem. Foram mapeados ainda domínios na região amino-terminal responsáveis pela internalização de PrPc e na região carboxi-terminal como participantes da via secretora. Este trabalho contribuiu para o esclarecimento de alguns eventos biológicos relacionados à sinalização e ao tráfego de PrPc. Estes achados são de grande importância para a determinação das funções celulares de PrPc e ainda dos mecanismos envolvidos com as doenças relacionadas com esta molécula. / The cellular prion protein (PrPc) is a glycoprotein anchored to the plasma membrane by GPI (Glycosyl-phosphatidylinositol). Its abnormal isoform (PrPsc) is the infectious protein responsible for several neurodegenerative diseases. The main etiology of the prion diseases is related to conformational changes in the PrPc molecule, which occur after its internalization (Prusiner, 1998). In order to elucidate the physiological functions of PrPc, our group identified and characterized interactions between PrPc and other cellular molecules. The first is the interaction between PrPc and STI 1 (Stress Inducible Protein 1). This interaction has an important role in the neuroprotection against apoptosis through cAMP and PKA signaling (Chiarini et al., 2002; Zanata et al., 2002). PrPc also interacts with proteins of the extracellular matrix such as laminin and vitronetin. These interactions contribute for neurite outgrowth, maintenance and regeneration (Graner et al., 2000 a and b; Hajj et al., submitted) and also in memory formation (Coitinho et al., submitted). In the first part of this work we have applied the differential dysplay RTPCR technique in order to identify genes that are regulated by PrPc - STI 1 interaction and also by the deletion of PrPc. In the second part we have demonstrated that PrPc-laminin interaction induces transient calcium signaling in neuronal cells, which occurs even in the absence of extracellular calcium. PrPc cycles continuously between the plasma membrane and intracellular compartments. This mechanism is associated with some of the physiological function of PrPc, such as Cu2+ homeostasis (Brown, 2001 ), interaction with laminin receptor (Gauczynski et al., 2001 ), and PrPc conversion into PrPsc (McKinley et al., 1991; Arnold et al., 1995). Thus, in the third part of this project, we have characterized the PrPc localization at the cell surface and in intracellular compartments. The protein trafficking through Golgi apparatus, plasma membrane, early and recycling endosomes was also defined. Moreover, we have determinated that N-terminus PrPc domain is responsible for its internalization while C-terminus participates in PrPc delivery. Therefore, this work has contributed to elucidate biological events related to the cell signaling and trafficking of PrPc, which are important for the characterization of PrPc physiological functions and to understand the pathological mechanisms related to this molecule.