O enfisema pulmonar é caracterizado pela destruição das paredes alveolares, sendo a fumaça de cigarro o principal agente etiológico. Pretendeu-se, neste estudo, comparar os efeitos terapêuticos do transplante de células mononucleares da medula óssea (BMMC) e células mesenquimais (CTM) em animais com enfisema pulmonar induzido por exposição à fumaça de cigarro. Camundongos fêmeas da linhagem C57Bl6/J foram expostos à fumaça de cigarro durante 90 dias e, 21 dias após o término do período de exposição, receberam BMMC ou CTM derivadas da medula óssea de camundongos machos da linhagem C57Bl6/J, expressando a proteína GFP. As análises morfométricas mostraram que os tratamentos com BMMC e CTM foram eficientes na recuperação do parênquima pulmonar dos animais expostos à fumaça de cigarro. Testes de fluorescência direta e PCR mostraram a migração de BMMC e CTM para o pulmão. Desta forma, pode-se concluir que, morfologicamente, a terapia celular com BMMC ou CTM é eficaz no tratamento do enfisema pulmonar resultante da exposição à fumaça de cigarro em modelo animal. / Pulmonary emphysema is characterized by destruction of alveolar walls, and the cigarette smoking is the main etiologic agent. It was intended in this study to compare the therapeutic effects of the transplantation of bone marrow mononuclear cells (BMMC) and mesenchymal stem cells (MSC) in animals with pulmonary emphysema induced by exposure to cigarette smoke. C57Bl6/J female mice were exposed to cigarette smoke for 90 days and 21 days after the end of the exposure time, received BMMC or MSC derived from bone marrow of C57Bl6/J male mice expressing the GFP protein. The morphometric analysis showed that treatments with BMMC and MSC were efficient in recovering the lung of animals exposed to cigarette smoke. Fluorescence and PCR tests showed the migration of BMMC and MSC to the lung. Thus, it is concluded the cell therapy with BMMC or CTM is morphologically effective in the treatment of pulmonary emphysema resulting from exposure to cigarette smoke in an animal model.

O propósito da presente investigação foi avaliar o papel da atividade física no desenvolvimento de enfisema induzido por papaína em ratos. Para tanto, ratos Wistar foram randomicamente divididos em quatro grupos (n = 10 para cada grupo) que receberam, respectivamente, infusão intra-traqueal de papaína (6 mg em 1 mL de NaCl 0,9%) ou veículo e foram submetidos ou não ao protocolo de exercício em uma esteira ergométrica. Os ratos exercitaram-se a 13,3 m/min, 6 dias por semana, durante 9 semanas (o tempo de exercício foi aumentado gradualmente, de 10 a 35 min). Foram medidas a elastância e a resistência do sistema respiratório (Ers e Rrs, respectivamente), o peso e tamanho do coração, volume das câmaras cardíacas, diâmetro médio das fibras cardíacas e diâmetro alveolar médio. Após 9 semanas de atividade física não houve diferença para os valores de Ers e Rrs entre os quatro grupos experimentais. Houve um aumento estatisticamente significativo do peso do coração preenchido por solução de formaldeído nos grupos de animais submetidos à atividade física comparados aos grupos de animais sedentários (P = 0,007). Não houve diferenças significativas entre os dois grupos que fizeram exercício físico (tendo ou não recebido papaína) ou entre os dois grupos sedentários. O volume das câmaras cardíacas direita e esquerda não foram diferentes entre os diferentes grupos. O diâmetro médio das fibras do ventrículo esquerdo foi significativamente maior nos grupos submetidos à atividade física quando comparados aos grupos sedentários (P = 0,006). O diâmetro alveolar médio foi significativamente maior em ratos que receberam papaína quando comparados aos ratos que receberam salina intratraqueal (P = 0,025). Entretanto o diâmetro alveolar médio foi significativamente maior nos animais que receberam instilação intratraqueal de papaína e que foram submetidos à atividade física, quando comparados aos animais que foram instilados com papaína, mas não foram submetidos ao condicionamento físico. Concluímos que a atividade física pode aumentar à lesão alveolar induzida pela infusão de papaína / The purpose of the present study was to evaluate the role of exercise training on the development of papain-induced emphysema in rats. Wistar rats were randomly assigned to four groups (n = 10 for each group) that received, respectively, intratracheal infusion of papain (6 mg in 1 mL NaCl 0.9%) or vehicle and were submitted or not to a protocol of exercise on a treadmill. Rats exercised at 13.3 m/min, 6 days per week, for 9 weeks (increasing exercise time, from 10 to 35 min). We measured respiratory system elastance (Ers) and resistance (Rrs), the size and weight of the heart and mean alveolar diameter (Lm). After 9 weeks of exercise training, there were no differences in Rrs and Ers values among the four experimental groups. There was a significant increase in the heart weight filled with formaldehyde solute in animals submitted to exercise training compared to the sedentary groups (P = 0.007). There were no differences between the two groups submitted to exercise training (receiving or not papaine) or between the sedentary groups. There were no differences in cardiac chambers volume between all groups. The left ventricule fibers mean diameter was significantly greater in rats submitted to exercise training compared to sedentary rats (P = 0.006). Lm was significantly greater in rats that received papain compared to saline-infused rats (P = 0.025). However, Lm was significantly greater in papain + exercise rats compared to rats that received papain and were not submitted to exercise. We conclude that exercise training can increase alveolar damage induced by papain infusion

O propósito da presente investigação foi avaliar o papel da atividade física no desenvolvimento de enfisema induzido por papaína em ratos. Para tanto, ratos Wistar foram randomicamente divididos em quatro grupos (n = 10 para cada grupo) que receberam, respectivamente, infusão intra-traqueal de papaína (6 mg em 1 mL de NaCl 0,9%) ou veículo e foram submetidos ou não ao protocolo de exercício em uma esteira ergométrica. Os ratos exercitaram-se a 13,3 m/min, 6 dias por semana, durante 9 semanas (o tempo de exercício foi aumentado gradualmente, de 10 a 35 min). Foram medidas a elastância e a resistência do sistema respiratório (Ers e Rrs, respectivamente), o peso e tamanho do coração, volume das câmaras cardíacas, diâmetro médio das fibras cardíacas e diâmetro alveolar médio. Após 9 semanas de atividade física não houve diferença para os valores de Ers e Rrs entre os quatro grupos experimentais. Houve um aumento estatisticamente significativo do peso do coração preenchido por solução de formaldeído nos grupos de animais submetidos à atividade física comparados aos grupos de animais sedentários (P = 0,007). Não houve diferenças significativas entre os dois grupos que fizeram exercício físico (tendo ou não recebido papaína) ou entre os dois grupos sedentários. O volume das câmaras cardíacas direita e esquerda não foram diferentes entre os diferentes grupos. O diâmetro médio das fibras do ventrículo esquerdo foi significativamente maior nos grupos submetidos à atividade física quando comparados aos grupos sedentários (P = 0,006). O diâmetro alveolar médio foi significativamente maior em ratos que receberam papaína quando comparados aos ratos que receberam salina intratraqueal (P = 0,025). Entretanto o diâmetro alveolar médio foi significativamente maior nos animais que receberam instilação intratraqueal de papaína e que foram submetidos à atividade física, quando comparados aos animais que foram instilados com papaína, mas não foram submetidos ao condicionamento físico. Concluímos que a atividade física pode aumentar à lesão alveolar induzida pela infusão de papaína / The purpose of the present study was to evaluate the role of exercise training on the development of papain-induced emphysema in rats. Wistar rats were randomly assigned to four groups (n = 10 for each group) that received, respectively, intratracheal infusion of papain (6 mg in 1 mL NaCl 0.9%) or vehicle and were submitted or not to a protocol of exercise on a treadmill. Rats exercised at 13.3 m/min, 6 days per week, for 9 weeks (increasing exercise time, from 10 to 35 min). We measured respiratory system elastance (Ers) and resistance (Rrs), the size and weight of the heart and mean alveolar diameter (Lm). After 9 weeks of exercise training, there were no differences in Rrs and Ers values among the four experimental groups. There was a significant increase in the heart weight filled with formaldehyde solute in animals submitted to exercise training compared to the sedentary groups (P = 0.007). There were no differences between the two groups submitted to exercise training (receiving or not papaine) or between the sedentary groups. There were no differences in cardiac chambers volume between all groups. The left ventricule fibers mean diameter was significantly greater in rats submitted to exercise training compared to sedentary rats (P = 0.006). Lm was significantly greater in rats that received papain compared to saline-infused rats (P = 0.025). However, Lm was significantly greater in papain + exercise rats compared to rats that received papain and were not submitted to exercise. We conclude that exercise training can increase alveolar damage induced by papain infusion

Camundongos Balb/c receberam instilação intranasal de 50 l de papaína (20 mg/ml) ou solução salina. A instilação de papaína resultou em uma diminuição significativa de Ers (p=<0,001), Gtis (p=0,030) e Htis (p=0,012). Houve um aumento de k, uma constante medida na curva PV. Não observamos diferença estatística nos parâmetros R e E na mecânica do parênquima pulmonar quando comparamos os diferentes grupos. Os camundongos instilados com papaína apresentaram valores aumentados do diâmetro alveolar médio no tecido pulmonar e aumento na proporção de fibras de colágeno, comparados aos que receberam salina (p<0,001 e p=0,004, respectivamente). As medidas in vivo detectaram alterações pulmonares em camundongos enfisematosos. Entretanto, as medidas in vitro, na mecânica do parênquima pulmonar, não foram capazes de detectar essas alterações. / Male Balb/c mice received a nasal drop of 50 l of papain (20 mg/ml) or normal saline. After 28 days of instillation, lungs from papain-treated mice showed a significant decrease in mean values of Ers (P=<0,001),Gtis (P=0.030) and Htis (P=0.012). There was an increase in mean values of k, a constant measured in P-V curve. We did not observe a significant difference between the groups in R and E in lung tissue strips. Papain instillation presented greater values of mean linear intercept and increase in the density of collagen fibers in alveolar septa in pulmonary tissue than saline-treated mice (P<0.001 and P=0.004, respectively). We conclude that in vivo measurements of pulmonary mechanics detected pulmonary emphysematous changes in mice. In contrast, in vitro measurements in lung strips with oscillatory mechanics did not detect these changes

O enfisema pulmonar define-se como a destruição das paredes alveolares e consequente dispneia progressiva. Este trabalho objetivou a adequação de um modelo de transplante celular in vivo de BMMC em camundongos com enfisema pulmonar. O enfisema foi induzido por instilação nasal de elastase (4 UI por animal). O diâmetro alveolar médio para os grupos não tratados e tratados com elastase apresentou diferença estatisticamente significativa, e mudanças no padrão de expressão de metaloproteinases envolvidas no processo inflamatório foram detectadas, indicando que a instilação de uma dose de elastase promove lesão semelhante ao enfisema pulmonar. Infundiu-se 0,4ml de BMMC (7x106 céls./ml) nestes animais. No grupo tratado com células, detectou-se mudanças morfométricas e no padrão de expressão de metaloproteinases, indicando melhora na evolução da lesão pulmonar 21 dias após a infusão. Foram ainda avaliadas duas e três doses do pool de BMMC, porém os resultados das análises mostraram que não há diferenças entre estre grupos e os grupos controle. / Pulmonary emphysema is defined as the destruction of the alveolar walls and consequent progressive dyspnea. This study aimed the adequacy of a model of BMMC transplantation in vivo in mice with pulmonary emphysema. Emphysema was induced by nasal instillation of elastase (4 IU per animal). The mean linear intercept for the groups untreated and treated with elastase showed a statistically significant difference, and changes in the pattern of expression of metalloproteinases involved in inflammation were detected, indicating that the instillation of a dose of elastase promotes lung damage similar to emphysema. 0.4 ml of BMMC (7x106 céls. / ml) was infused in these animals. In the group treated with cells there were detected and morphometric changes in the pattern of expression of metalloproteinases, indicating an improvement in the evolution of lung injury 21 days after infusion. Were also evaluated two and three doses of the pool BMMC, but the results of the analysis showed no differences between experimental and the control groups.

Introdução: Demonstramos previamente que em modelo experimental de enfisema pulmonar induzido por instilação de elastase, o inibidor de serinoprotease rBmTI-A promoveu a melhora da destruição tecidual em camundongos. Considerando que o tabagismo é o principal fator de risco para o desenvolvimento da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) e que o modelo de exposição à fumaça de cigarro é considerado o que melhor mimetiza esta doença em humanos, este estudo teve por objetivo verificar a ação do inibidor para serinoproteases rBmTI-A sobre os processos fisiopatológicos envolvidos no desenvolvimento do enfisema pulmonar, em modelo de exposição ao tabaco. Métodos: Para a indução do enfisema pulmonar, os animais foram expostos à fumaça de cigarro (duas vezes ao dia/ 30 minutos/ 5 dias por semana/ durante 12 semanas), e os animais controle permaneceram expostos ao ar ambiente. Dois protocolos de tratamento com o inibidor rBmTI-A foram realizados. No primeiro, os animais receberam duas administrações do inibidor rBmTI-A ou de seu veículo (Solução Salina 0,9%) por via intranasal, sendo a primeira após 24h do término das exposições ao cigarro e outra, 7 dias após à primeira instilação do inibidor. No segundo protocolo, os animais receberam 3 administrações do inibidor rBmTI-A, durante o tempo de exposição (1ª dose: 24h antes do início da exposição à fumaça de cigarro; 2ª dose: um mês após o início da exposição; 3ª dose: dois meses após o início). Após o término dos protocolos de exposição e tratamento, os animais foram submetidos aos procedimentos para coleta dos dados de mecânica respiratória e avaliação do Intercepto Linear Médio (Lm). Para o segundo protocolo, realizamos também as medidas para quantificação de fibras de colágeno e elástica, da densidade de células positivas para MAC-2, MMP-12 e 9, TIMP-1, Gp91phox e TNFalfa; no parênquima através de imunohistoquímica, contagem de células polimorfonucleares além da expressão gênica de MMP-12 e 9 no pulmão através de RT-qPCR. Resultados e Discussão: O tratamento com o inibidor para serinoprotease rBmTI-A atenuou o desenvolvimento do enfisema pulmonar apenas no segundo protocolo, quando foi administrado durante a exposição à fumaça de cigarro. Embora os grupos Fumo-rBmTIA e Fumo-VE apresentem aumento de Lm comparados aos grupos controles, houve uma redução deste índice no grupo Fumo-rBmTIA comparado ao grupo Fumo-VE. O mesmo comportamento foi observado para as análises de proporção em volume de fibras de elástica e colágeno no parênquima. Além disto, observamos aumento de macrófagos, MMP-12, MMP-9 e TNFalfa; nos grupos expostos à fumaça de cigarro, mas o tratamento com o inibidor rBmTI-A diminuiu apenas a quantidade de células positivas para MMP-12. Na avaliação da expressão gênica para MMP-12 e 9, não observamos diferença entre os grupos experimentais e o mesmo comportamento foi observado para a quantidade de células polimorfonucleares no parênquima. Além disso, observamos aumento de GP91phox e TIMP-1 nos grupos tratados com rBmTIA. Conclusões: Tais resultados sugerem que o inibidor rBmTI-A não foi efetivo como tratamento da lesão após a doença instalada. Entretanto, atenuou o desenvolvimento da doença quando administrado durante a indução do enfisema, possivelmente através do aumento de GP91phox e TIMP-1, acompanhados pela diminuição de MMP-12. / Introduction: We have previously showed that in an elastase-induced model of emphysema, the treatment with a serine protease inhibitor rBmTI-A, resulted in an improvement of tissue destruction in mice. Considering that smoking is the main risk factor for the development of COPD, and the cigarette smoke (CS) exposure is considered the best model to reproduce physiopathologic similarities with such disease in humans, this study aimed to verify the rBmTI-A treatment on the physiopathological processes involved in the development of cigarette smoke-induced emphysema. Methods: To induce pulmonary emphysema, animals were exposed to cigarette smoke (twice a day/ 30 minutes/ 5 days per week/ for 12 weeks) and the control animals were exposed to room air. Two treatment protocols with rBmTI-A inhibitor were performed. In the first one, animals received two administrations of rBmTI-A inhibitor or its vehicle (Saline Solution 0.9%) by nasal instillation, one dose at 24 hours after the end of exposure to tobacco smoke and another one, 7 days after the first instillation of the inhibitor. In the second protocol, animals received 3 rBmTI-A inhibitor administrations during the exposition time (1st dose: 24 hours before the start of exposure to cigarette smoke; 2nd dose: one month after the start of exposure, 3rd dose: two months after the start). After the end of exposure and treatment protocols, animals were submitted to procedures for collection of respiratory mechanics and evaluation of the Mean Linear Intercept (Lm). For the second protocol, we also measured the volume proportion of collagen and elastic fibers, the density of positive cells for MAC-2, MMP-12 and -9, TIMP-1, GP91phox and TNF-alfa in lung parenchyma by immunohistochemistry. Also, we evaluated the measurement of polymorphonuclear cells and the lung gene expression for MMP-12 and 9 by RT-qPCR. Results and Discussion: Treatment with the serine protease inhibitor rBmTI-A attenuated the development of emphysema only in the second protocol, when it was administered during exposure to cigarette smoke. Although Smoke-rBmTIA and Smoke-VE groups showed an increase of Lm measure compared to Control groups, there were a decrease in the Smoke-rBmTIA group compared to Smoke-VE group. The same response was observed for the analysis of volume proportion of elastic and collagen fibers in parenchyma. In addition, we observed an increase of macrophages, MMP-12, MMP-9 and TNF-alfa; in groups exposed to cigarette smoke, but treatment with rBmTI-A inhibitor only decreased the number of positive cells for MMP-12. We did not observed difference between the experimental groups in lungs gene expression for MMP- 12 and 9, and the same behavior was observed for the amount of polymorphonuclear cells in parenchyma. Moreover, we observed an increase of GP91phox and TIMP-1 in groups treated with rBmTI-A. Conclusions: These results suggest that rBmTI-A inhibitor was not effective for treatment of parenchymal lesions after established disease. However, this inhibitor attenuated the development of disease when administered during the induction of emphysema, possibly by an increase of GP91phox and TIMP-1, accompanied by a decrease of MMP-12

A inalação de material particulado (PM) exerce um papel importante na exacerbação de doenças respiratórias, incluindo DPOC e asma, no entanto os efeitos específicos do PM no desenvolvimento do enfisema pulmonar são ainda pouco descritos na literatura. Neste estudo investigamos os efeitos da exposição crônica a níveis ambientais de PM no desenvolvimento do enfisema e do remodelamento pulmonar em camundongos. Os animais receberam instilação intranasal de solução de papaína ou de solução salina e permaneceram em câmaras situadas em uma área de tráfego intenso de veículos: uma recebia ar ambiente e a outra possuía filtros para PM na entrada de ar. Fizemos medidas morfométricas, de densidade de fibras de colágeno e elástica, análise quantitativa de macrófagos, expressão de MMP- 12 (metaloproteinase de matriz), de isoprostano-8 e de caspase-3 no tecido pulmonar. Os animais que recebram papaína e que foram mantidos na câmara sem filtros apresentaram os maiores valores de intercepto linear médio (Lm) comparados aos que receberam a solução desta mesma substância, mas que permaneceram na câmara com os filtros (47,11±1,49 e 39,33±1,93 miu m, respectivamente, p=0.002). Também observamos um aumento na densidade de fibras de colágeno e na expressão de isoprostano-8 nos pulmões dos animais que receberam papaína e que permaneceram na câmara sem filtros comparado ao grupo que recebeu a mesma substância mas foi mantido na câmara com filtros (p<0,05 e p=0,002, respectivamente). Não houve diferença entre estes dois grupos ao avaliarmos a quantidade de células que expressaram MAC-2, MMP-12 e caspase-3. Não observamos diferença em nenhum dos parâmetros estudados entre os grupos que receberam solução salina, mas foram mantidos em câmaras diferentes. Concluimos que a exposição a níveis ambientais de PM piorou o enfisema induzido pela papaína e resultou em aumento do remodelamento pulmonar. O estresse oxidativo parece ser um dos mecanismos responsáveis por esta resposta. / Inhalation of particulate matter (PM) exacerbates a variety of pulmonary disorders, including COPD and asthma, but the specific effects of PM on the developing of emphysema are largely unknown. We investigated the effects of chronic exposure to ambient levels of PM on the development of emphysema and pulmonary remodeling in mice. Mice received either papain or normal saline and were kept for two months in two chambers in an area of high traffic density: one received ambient air and the other had filters for PM. We performed lung morphometry, measured the density of elastic and collagen fibers and studied the expression of matrix metalloproteinase-12 (MMP-12), macrophage MAC-2, 8-isoprostane and caspase 3. Lungs from papain-treated mice exposed to ambient air presented greater values of mean linear intercept than papain-treated mice kept in the chamber with filtered air (47.11±1.49 and 39.33±1.93 miu m, respectively, p=0.002). There was an increase in the density of collagen fibers and in the expression of 8- isoprostane in pulmonary tissue of papain-treated mice that remained in the chamber with ambient air (p<0.05 and p=0.002, respectively). There were no significant differences between these two groups in the amount of cells expressing MAC-2, MMP-12 and caspase-3. There were no significant differences in any of the parameters studied between saline-treated mice kept in the two chambers. We conclude that exposure to urban levels of PM worsens protease-induced emphysema and increases pulmonary remodeling. We suggest that an increase in oxidative stress induced by PM exposure influences this response.

A Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) destaca-se como uma das doenças de maior prevalência, mortalidade e incapacitação. O principal fator de risco para a DPOC vincula-se à exposição a partículas e gases nocivos, sendo o tabagismo responsável pela maioria dos casos da doença. Apesar dos avanços terapêuticos, não há até o presente uma forma de tratamento eficaz. Neste contexto, as células-tronco representam uma prática terapêutica potencialmente promissora. Foi proposto, neste estudo, o uso de um modelo animal de enfisema pulmonar que busca mimetizar as condições patológicas de pacientes tabagistas, permitindo testar, in vivo, os efeitos terapêuticos das células-tronco. Os resultados obtidos demonstraram que os animais expostos à fumaça de cigarro desenvolveram os aspectos histomorfológicos da doença. A fluorescência direta revelou que as células infundidas migraram para os pulmões, esse achado, em concomitância com a recuperação pulmonar permitem sugerir que as células-tronco atuaram na regeneração do órgão. Consolidou-se, neste estudo, um novo aparato e uma metodologia que permitem avaliar novas terapias experimentais. Além disso, demonstrou-se a potencialidade terapêutica das células-tronco no tratamento do enfisema pulmonar. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) stands out as one of the most prevalent diseases, mortality and disability. The main risk factor for COPD is linked to exposure to noxious particles and gases, tobacco use is responsible for most cases of the disease. Despite therapeutic advances, there is no effective treatment. In this context, stem cells represent a potentially promising therapeutic practice. It was proposed in this study, using an animal model of emphysema that seeks to mimic the pathological conditions of smokers, allowing you to test, in vivo, the therapeutic effects of stem cells. The results showed that animals exposed to cigarette smoke developed the histopathological aspects of the disease. The direct fluorescence revealed that the infused cells migrated to the lungs, this finding, in tandem with the recovering lung may suggest that the stem cells worked in organ regeneration. Consolidated, in this study, a new apparatus and methodology for assessing new experimental therapies. Furthermore, it was demonstrated that the therapeutic potential of stem cells in the treatment of pulmonary emphysema.

Introdução: A Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) está freqüentemente associada a comorbidades crônicas como a doença cardiovascular, o diabetes mellitus e a hipertensão. O presente estudo tem por objetivo investigar as alterações morfológicas e funcionais no coração secundárias ao enfisema pulmonar em ratos diabéticos. Métodos: Ratos Wistar machos adultos (200 ± 20 g, n = 36) foram destinados à avaliação ecocardiográfica, análise morfométrica do coração e pulmões e análise da taxa de sobrevida. O diabetes mellitus foi induzido por aloxana (42 mg/kg, iv) 10 dias antes da indução do enfisema pulmonar por instilação de elastase (0,25 UI/100 g de peso corpóreo). Um grupo de ratos diabéticos recebeu tratamento com insulina NPH (4 UI antes da elastase, seguido de 2 UI/dia, 50 dias). Os experimentos foram realizados 50 dias após a instilação. Resultados: Ratos diabéticos e respectivos controles instilados com elastase apresentaram aumentos similares no diâmetro médio alveolar, cujos valores correlacionam-se positivamente com aumentos na espessura da parede (p=0,0022), na área da cavidade (p=0,0001) e espessura dos cardiomiócitos (p=0,0001) do ventriculo direito (VD). Ratos tornados diabéticos por injeção de aloxana exibiram redução na espessura da parede do ventrículo esquerdo (VE), no septo interventricular (IV) e na espessura dos cardiomiócitos. Estas variáveis morfométricas associaram-se à redução da fração de encurtamento do VE (p < 0,05) e a aumento no tempo de relaxamento isovolumétrico do VE (p < 0,05). A taxa de sobrevida reduziu-se de 80% em ratos diabéticos a 40% em ratos diabéticos instilados com elastase (p < 0,05). Conclusões: O diabetes por aloxana em ratos não modifica a hipertrofia do VD secundária ao enfisema pulmonar, porém induz disfunção ventricular esquerda. A manifestação de ambas as doenças, diabetes mellitus e enfisema pulmonar, reduz substancialmente a taxa de sobrevida, enfatizando a condição de comorbidade na coexistência de diabetes e DPOC / Background: Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is often associated with chronic comorbid conditions of cardiovascular disease, diabetes mellitus and hypertension. This study aimed to investigate morphological and functional alterations of the heart secondary to chronic emphysema in diabetic rats. Methods: Adult male Wistar rats (200 ± 20 g, n=36) were used for echocardiographic measurements, morphometric analyses of the heart and lungs, and survival rate. Diabetes mellitus was induced by alloxan (42 mg/kg, iv) 10 days before the induction of pulmonary emphysema by the instillation of elastase (0.25 IU/100 g body weight). A group of diabetic rats was treated with NPH insulin (4 IU before elastase, plus 2 IU/day, 50 days). Experiments were performed 50 days after instillation. Results: Both elastase-instilled diabetic rats and matching controls exhibited similar increases in mean alveolar diameter, which are positively correlated with increases in RV wall thickness (p=0.0022), cavity area (p=0.0001), and cardiomyocyte thickness (p=0.0001). Alloxan-diabetic rats demonstrated a reduction in left ventricular (LV) wall, IV septum, and cardiomyocyte thickness, associated with a reduction in LV fractional shortening (p<0.05), and an increase in LViv relaxation time (p < 0.05). Survival rate decreased from 80% in diabetic rats to 40% in elastase-instilled diabetic rats. Conclusions: Alloxan diabetes did not affect RV hypertrophy secondary to chronic emphysema, but induced LV dysfunction. The association of diabetes and emphysema substantially reduced the survival rate, emphasizing the comorbid condition of the coexistence of diabetes and COPD

Introdução: As citocinas desenvolvem papel importante na fisiopatologia da DPOC. Estudos sugerem que a IL-17 modula respostas inflamatórias e infecciosas, podendo ser alvo para o tratamento da inflamação pulmonar. Objetivos: Avaliar os efeitos preventivos e terapêuticos do anti IL-17 num modelo de lesão pulmonar induzida pela elastase em camundongos C57Bl6. Métodos: Foram utilizados 32 camundongos C57Bl6, machos, com idade entre 6 e 8 semanas e peso médio de 20-28 gramas, divididos em 4 grupos: 1. GRUPO SAL: os animais receberam solução salina intra-peritoneal (IP) 3 horas antes de serem submetidos à instilação intra-traqueal (IT) de salina, e salina IP nos dias 25, 26 27 e 28 pós instilação IT de salina; 2. GRUPO ELASTASE CONTROLE (EC): receberam salina IP 3 horas antes de receberem elastase IT, e salina IP nos dias 25, 26, 27 e 28 pós instilação de elastase; 3. GRUPO ELASTASE + ANTI IL-17 PREVENTIVO (EP): receberam anti IL-17 IP 3 horas antes de receberem elastase IT, e salina IP nos dias 25, 26, 27 e 28 pós instilação de elastase; 4. GRUPO ELASTASE + ANTI IL-17 TERAPÊUTICO (ET): receberam salina IP 3 horas antes de receberem elastase IT, e anti IL-17 IP nos dias 25, 26, 27 e 28 pós instilação de elastase. No 29º dia, os animais foram anestesiados, traqueostomizados, conectados ao aparelho FlexiVent (Scireq, Montreal, Canadá), e foram avaliados: resistência do sistema respiratório (Rrs), elastância do sistema respiratório (Ers), resistência de vias aéreas (Raw), resistência do parênquima pulmonar (Gtis), elastância do parênquima pulmonar (Htis), óxido nítrico exalado (NOex), e obtida a contagem das células totais do fluido do lavado broncoalveolar (FLBA). Depois, os animais foram exsanguinados, coração e pulmão foram retirados em bloco. Os pulmões foram fixados com formaldeído 4% a uma pressão constante de 20 cmH2O, por 24 horas. Após esse período, os pulmões foram mantidos em álcool 70% por até 36 horas, e em seguida foram preparados para o processamento histológico para avaliação de MMP9, MMP12, TIMP-1, TGF-beta, lumican, biglicano, decorina, fibronectina, iNOS, eNOS, isoprostano 8-iso-PGF-2alfa, NF-Kb, IL-17, IL-1beta, IL-8, TNF-alfa, neutrófilos, e fibras colágenas e elásticas em vias aéreas e septos alveolares. Foi analisado também o intercepto linear médio (Lm). Resultados: Em relação aos parâmetros Rrs, Ers, Raw, Htis, NOex e número de células totais no FLBA houve aumento no grupo EC em comparação ao grupo SAL (p < 0,05). O tratamento preventivo e terapêutico com anti IL-17 diminuiu os valores de Rrs, Ers, Raw e Htis (p < 0,05). Não houve diferença entre os grupos em relação ao Gtis. Em ambos os tratamentos houve redução do NOex comparados ao grupo EC (p < 0,05). Quanto ao número de células totais no FLBA, houve redução no grupo ET em relação ao EC e EP (p < 0,05), porém não houve diferença entre os grupos EC e EP. Ao realizar a contagem do diferencial de células do FLBA, houve redução apenas no número de macrófagos no grupo ET (p < 0,05). O tratamento preventivo e terapêutico com anti IL-17 também diminuiu o número de células positivas para NF-kb, iNOS, MMP9, MMP12, TGF-beta, isoprostano 8-iso-PGF-2alfa, TNF-alfa,IL-8, IL-1beta e IL-17, e contagem de neutrófilos em vias aéreas e nos septos alveolares quando comparados do grupo EC (p < 0,05), assim como a fração de volume de fibras colágenas, decorina e lumican em vias aéreas, e fibras elásticas e fibronectina no parênquima pulmonar (p < 0,05). Houve aumento do intercepto linear médio no grupo EC comparado ao SAL, e o tratamento com anti IL-17 diminuiu esses valores nos grupos EP e ET (p < 0,05). Houve redução de fibras colágenas em septos alveolares e biglicano em vias aéreas no grupo EP, e redução de células positivas para eNOS em vias aéreas somente no grupo ET em relação ao grupo EC (p < 0,05). Não houve diferença entre os grupos EC, EP e ET nos resultados de TIMP-1, fibronectina em vias aéreas e lumican nos septos alveolares. Conclusão: O anticorpo monoclonal anti IL-17 neste modelo de tratamento, tanto administrado de forma preventiva (atuando no bloqueio imediato da ação da elastase) quanto de forma terapêutica (depois das alterações estabelecidas pelas lesões iniciais), contribuiu para melhora da maioria dos parâmetros funcionais avaliados na mecânica pulmonar, inflamação, remodelamento da matriz extracelular e a resposta ao estresse oxidativo nos septos alveolares e nas paredes das vias aéreas neste modelo de lesão pulmonar induzida pela elastase administrada por via intra-traqueal / Introduction: Cytokines play an important role in the pathophysiology of COPD. Studies suggest that IL-17 modulates inflammatory and infectious responses and may be targeted for treatment of pulmonary inflammation. Objectives: To evaluate preventive and therapeutic effects of antiIL-17 in a model of lung injury induced by elastase in C57Bl6 mice. Methods: Thirtytwo male C57Bl6 mice, aged 6 to 8 weeks and mean weight of 20-28 grams, were divided into 4 groups: 1. SAL GROUP: animals received intra-peritoneal saline (IP) 3 hours before being submitted to intra tracheal (IT) instillation of saline, and IP saline on days 25, 26, 27 and 28 after saline IT instillation; 2. ELASTASE CONTROL (EC) GROUP: received IP saline 3 hours prior to IT elastase, and IP saline on days 25, 26, 27 and 28 post elastase instillation; 3. ELASTASE + PREVENTIVE ANTI IL-17 (EP) GROUP: received anti IL-17 IP 3 hours before receiving IT elastase, and IP saline on days 25, 26, 27 and 28 post elastase instillation; 4. ELASTASE + THERAPEUTIC ANTI IL-17 (ET) GROUP: received IP saline 3 hours before receiving elastase IT, and anti IL- 17 IP on days 25, 26, 27 and 28 post elastase instillation. On 29th day, the animals were anesthetized, tracheostomized, connected to FlexiVent apparatus (Scireq, Montreal, Canada), and evaluated: respiratory system resistance (Rrs), respiratory system elastance (Ers), airway resistance (Raw), pulmonary parenchyma resistance (Gtis), pulmonary parenchyma elastance (Htis), exhaled nitric oxide (NOex), and total bronchoalveolar lavage fluid (FLBA) cell count. Afterwards, the animals were exsanguinated, heart and lung were removed in block. The lungs were fixed with 4% formaldehyde at a constant pressure of 20 cmH2O for 24 hours, maintained in 70% alcohol for up to 36 hours and then prepared for histological processing for MMP9, MMP12, TIMP-1, TGF-Beta, lumican, biglycan, decorin, fibronectin, iNOS, eNOS, isoprostane 8-iso-PGF-2Alpha, NF-kb, IL-17, IL-1Beta, IL- 8, TNF-Alpha, neutrophils, and collagen and elastic fibers in airways and alveolar septa. The mean linear intercept (Lm) was also analyzed. Results: In relation to the parameters Rrs, Ers, Raw, Htis, NOex and number of total cells in FLBA, there was an increase in EC group compared to SAL group (p < 0.05). Preventive and therapeutic treatment with anti IL-17 decreased the values of Rrs, Ers, Raw and Htis (p < 0.05). There was no difference between groups regarding to Gtis. In both treatments there was NOex reduction compared to EC group (p < 0.05). Regarding the number of total cells in FLBA, there was reduction in ET group in relation to EC and EP (p < 0.05), but there was no difference between EC and EP groups. When counting the FLBA cell differential, there was reduction only in number of macrophages in ET group (p < 0.05). Preventive and therapeutic treatment with anti IL-17 also decreased the number of positive cells for NF-kb, iNOS, MMP9, MMP12, TGF-Beta, isoprostane 8-iso-PGF-2Alpha, TNF-Alfa, IL-8 , IL-1Beta and IL-17, and number of neutrophils, in airways and alveolar septa when compared to EC group (p < 0.05), as well as the volume fraction of collagen fibers, decorin and lumican in airways, and elastic fibers and fibronectin in alveolar septa (p < 0.05). There was increase in mean linear intercept in EC group compared to SAL, and treatment with anti IL-17 decreased the values of Lm in EP and ET groups (p < 0.05). There was reduction of collagen fibers in alveolar septa and biglycan in airways in EP group, and reduction of positive cells for eNOS in airways only in ET group in relation to EC group (p < 0.05). There was no difference between EC, EP and ET groups in results of TIMP-1, fibronectin in airways and lumican in alveolar septa. Conclusion: Anti IL-17 monoclonal antibody in this treatment model, both administered as a preventive way (acting on the immediate block of elastase action) and therapeutically (after changes established by the initial lesions), contributed to improvement of most functional parameters evaluated in pulmonary mechanics, inflammation, remodeling of extracellular matrix and response to oxidative stress in alveolar septa and airways in this model of lung injury induced by intratracheal elastase.