Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, para obtenção do título de Doutora em Ciências da Saúde. / A esquizofrenia é um grave transtorno psiquiátrico que acomete em torno de 1% da população mundial, causando prejuízo social e econômico significativo. A fisiopatologia desse transtorno é explicada por uma deficiência nos sistemas de neurotransmissores dopaminérgicos e glutamatérgicos. Porém, como um número significativo de pacientes não respondem ao tratamento com antipsicóticos, outras vias parecem estar relacionadas com os aspectos fisiopatologicos deste transtorno. Evidências relatam que a via da quinurenina desempenha um importante papel no início do estresse oxidativo na esquizofrenia. Assim, o objetivo desse estudo foi utilizar um modelo animal de esquizofrenia induzido pela cetamina para investigar se inibidores da via da quinurenina poderiam prevenir alterações comportamentais e estresse oxidativo em cérebro de ratos. Para isso foram utilizados ratos Wistar e a cetamina foi injetada na dose de 25 mg/kg uma vez por dia por 7 dias. Os inibidores da triptofano 2,3- dioxigenase (TDO, 20 mg/kg), indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO, 500 mg/kg) e quinurenina-3-monooxigenase (KMO, 100 mg/kg) foram injetados juntamente com cetamina. Os grupos experimentais foram: salina+veículo; salina+inibidor TDO; salina+inibidor IDO; salina+inibidor KMO; cetamina+veículo; cetamina+inibidor TDO; cetamina+inibidor IDO; cetamina+inibidor KMO. Após a administração dos fármacos foi avaliada a atividade motora em um monitor de atividade e parâmetros de estresse oxidativo foram analisados no córtex frontal (CF), hipocampo e estriado. A administração de cetamina na dose aumentou a atividade locomotora dos ratos. Porém, os inibidores das enzimas IDO, KMO e TDO foram capazes de prevenir as alterações comportamentais induzidas pela cetamina. Além disso, o inibidor da IDO preveniu peroxidação lipídica e diminuiu os níveis de proteína carbonilada em CF, hipocampo e estriado. O inibidor da IDO também aumentou a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) no hipocampo e da enzima catalase no CF e no hipocampo. O inibidor da enzima TDO preveniu dano em lipídeo no estriado e reduziu os níveis de proteína carbonilada no hipocampo e estriado de ratos submetidos ao modelo animal de esquizofrenia. O inibidor da TDO aumentou a atividade da SOD no estriado e da CAT no hipocampo de ratos administrados com cetamina. O inibidor da KMO não preveniu o dano em lipídeo. Entretanto, o inibidor da KMO aumentou a atividade da SOD no hipocampo e reduziu os níveis de proteínas carboniladas e aumentou a atividade da CAT no estriado de ratos que receberam cetamina. Os resultados desse estudo apontam que a via da quinurenina pode ser um mecanismo importante pelo qual o modelo animal de esquizofrenia induzido pela cetamina leva a alterações comportamentais e induz estresse oxidativo no cérebro, sugerindo-se que a inibição da via da quinurenina poderia ser uma estratégica para prevenir ou reverter as implicações da esquizofrenia.

Triptofano (TRP) é metabolizado por duas vias, a via serotonérgica e a via das quinureninas. Na via serotonérgica, TRP é metabolizado a serotonina (5-HT) e, em algumas células, à melatonina (MLT) que pode ser oxidada à N1-acetil-N2-formil-5- metoxiquinuramina (AFMK) e N1-acetil-5-metoxiquinuramina (AMK) por ação de peroxidases. Na via das quinureninas o TRP é diretamente metabolizado à N formilquinurenina (NFK) e em seguida a quinurenina (QUIN). A enzima indolamina 2, 3 dioxigenase (IDO) é uma das responsáveis por esta reação. Dada a importância da IDO na tolerância imunológica e pelo fato desta enzima ser induzível nos propusemos a avaliar a existência de uma regulação cruzada entre esta enzima e a via serotonérgica. Avaliando a interferência de AMK sobre a ação de IDO e a interferência de QUIN sobre a formação de AFMK por peroxidases, observamos uma possível interação entre as vias. AMK é um inibidor competitivo clássico de IDO e o Ki encontrado foi de 0,98 mM. QUIN é um inibidor acompetitivo linear simples da formação de AFMK e o Ki encontrado foi de 0,1 mM. A inibição da formação de AFMK também ocorre para a peroxidase humana (mieloperoxidase, MPO). Além de representarem uma regulação cruzada utilizada in vivo, as inibições encontradas podem ser relevantes para a proposta de novos inibidores de IDO e MPO na terapia imunomodulatória. Dado o nosso interesse pelas enzimas IDO e MPO, avaliamos ainda a localização intracelular destas enzimas em células de peritônio de camundongo, tanto residente como ativada com concanavalina A (Con A). O estímulo com Con A representa uma ativação de linfócitos T mediado por interferon gama (IFN-γ) e foi usado como modelo experimental para avaliar condições de localização em células ativadas. Por imunocitoquímica verificamos que IDO e MPO localizam-se próxima à membrana plasmática sendo que uma leve dispersão apenas de MPO foi observada em células ativadas com Con A. A localização intracelular das duas enzimas é no citoplasma, vesículas e núcleo. Curiosamente, verificamos MPO em células isoladas e também em agrupamentos celulares de duas ou mais células. Por citometria de fluxo identificamos macrófagos, linfócitos B1 e agrupamentos celulares como células que contém MPO. A mobilização de MPO durante a ativação celular, a presença de MPO em linfócitos e a presença de MPO e IDO em núcleos são informações novas que sugerem novas atividades para estas enzimas. / Tryptophan (TRP) is metabolized by two mains pathways, the serotoninergic pathway and the kynurenine pathway. In the serotoninergic pathway, TRP is metabolized to serotonin (5-HT) and, in some cells, to melatonin (MLT). The later can even be oxidized to acetyl-N1-N2-formyl-5-methoxykynuramine (AFMK) and N1-acetyl-5 -methoxykynuramine (AMK) by peroxidases. In the kynurenine pathway, TRP is metabolized to N-formylkynurenine (NFK) and to kynurenine (KYN). Indoleamine 2, 3 dioxygenase (IDO) is one of those responsible for this reaction. Since IDO is importat in immune tolerance and the fact that this enzyme is inducible by cytokines we proposed whether there is a cross regulation between this enzyme and the serotoninergic pathway. A possible interaction between MLT and TRP oxidation pathways was shown by the AMK influence on IDO activity and QUIN interference on AFMK formation by peroxidases. AMK was shown to be an IDO classical competitive inhibitor with a Ki of 0.98 mM. QUIN was a peroxidase (horseradish peroxidase, HRP) classical uncompetitive inhibitor and Ki was found to be 0,1 mM. AFMK formation inhibition was also found in human peroxidase (myeloperoxidase, MPO). Beyond the in vivo crosstalk, new IDO and MPO inhibitors in immunomodulatory therapy would be proposed by the compounds shown in this study. Given our interest in IDO and MPO, we also evaluated their intracellular localization in both resident and concanavalin A (Con A) activated mice peritoneum cells. Con A stimulation is a IFN-γ mediated T lymphocytes activation and was our experimental model to evaluate activated cells. In light microscopy we observed IDO and MPO localization near the membrane and MPO only had a dispersed localization in Con A activated cells. Cytoplasm, nucleus and vesicles were the intracellular localization of both enzymes. Interestingly, we found MPO in isolated cells and in cell clusters of two or more cells. MPO was founded on macrophages, B1 cells and cell clusters by flow cytometry. The MPO mobilization during cell activation, the presence of MPO in lymphocytes and the presence of MPO and IDO in nuclei are new informations to suggest new activities for these enzymes.

A via das Quinureninas (Via Quin) representa a principal via catabólica do metabolismo do triptofano (Trp) e é essencial para diversos processos fisiológicos. No fígado, o Trp é catalisado por triptofano 2,3-dioxigenase (TDO) quinurenina (Quin). A mesma reação também pode ser catalisada pela enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), produzida por células imunológicas. Em alguns processos patológicos, há um aumento do consumo de Trp pela Via Quin, que gera compostos que estão relacionados ao processo de imunotolerância. No presente estudo, foram selecionados dois modelos que mimetizam situações associadas às alterações da resposta imunológica: a restrição de sono e a obesidade. A partir do conhecimento das alterações na resposta imune nessas condições, geramos a hipótese de que parte do mecanismo se dê a partir da indução do catabolismo de Trp pela via Quin. Desse modo, foram investigadas as concentrações séricas e hepáticas de Trp nesses modelos experimentais, modelos esses que foram utilizados em outros projetos do nosso grupo de pesquisa. Não houve diferença significativa na concentração de Quin sérica e hepática entre os camundongos C57BL/6J restritos de sono (3 hs/15 dias), privação de sono paradoxal (72 hs) e período rebote (24 hs). A razão Quin/Trp também não diferiu entre os grupos RS e controle. Igualmente não houve diferenças estatísticas na concentração de Quin plasmática nos modelos privação de sono paradoxal e período rebote realizados em ratos Wistar. O mesmo foi observado em camundongos Swiss e camundongos C57BL/6J submetidos a protocolos experimentais de obesidade: ração hiperlipídica (21 dias) e de síndrome metabólica (20 semanas de ração hiperlipídica). Tais resultados sugerem que as alterações na resposta imunológica nesses quadros não estão associadas ao catabolismo de Trp. / The Kynurenine pathway (Kyn pathway) is the major catabolic pathway of tryptophan metabolism (Trp) and it is essential for many physiological processes. In the liver, Trp is catalyzed by tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO), producing kynurenine (Kyn). The same reaction can also be catalyzed by the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), produced by immune cells. In some pathological conditions, there is a high Trp consumption by Kyn pathway, that generate compounds related to immune tolerance. In this study, we chose two models strongly associated with changes in the immune response: sleep restriction and obesity. From the knowledge that there are immune response alterations in those conditions, we generated the hypotesis that in part, those alterations are correlated with induction the Trp catabolism by Kyn pathway. Thus, serum and liver concentrations of Trp and Kyn were investigated in these experimental models that have been used in other projects of our research group. There was no significant difference in concentration of Kyn in serum and liver among mice C57BL/6J induced to restricted sleep (3 hours / 15 days), paradoxical sleep deprivation (72 hours) and rebound period (24 hours). The Kyn/Trp ratio did not differ between control group and RS group. Also there were no statistical differences in plasma concentration of Kyn in paradoxical sleep deprivation and rebound period models performed in rats Wistar. The same profile was also observed in Swiss e C57BL/6J mice subjected to experimental obesity protocols: fat diet (21 days) and metabolic syndrome (20 weeks of fat diet). These results suggest that changes in the immune response in the conditions tested above are not associated with Trp catabolism.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FladjuleRSS.pdf: 330062 bytes, checksum: 22e7d9836e1ea44b75c1f00b2ab22a60 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Bacterial meningitis (BM) is still an important infectious disease causing death and disability. Invasive bacterial infections of the central nervous systems (CNS) generate some of the most powerful inflammatory responses known, which contributes to neuronal damage. The DNA microarray technology showed alterations in the kynurenine (KYN) pathway that is induced in BM and other diseases associated with inflammation, leading to brain injury. Our main aim was to search SNPs previously described in the KYN path enzymes to investigate a putative association of this SNPs with imbalanced in this pathway in patients with BM. The patients included in this study were 33 males and 24 females, with ages varying from 02 months to 68 years. SNPs were located inside of the domain conserved in KYNU, IDO, KATI and KATII. Primers were designed for analysis of SNPs already described by PIRA-PCR followed by RFLP. The analysis of KYNU+715G/A SNP found a heterozygous frequency of 0.033. We did not found the variant allele of SNP KYNU+693G/A, KATI+164T/C, KATII+650C/T and IDO+434T/G. Despite of previews studies showing the importance of KYN pathway we did not found one association of these SNPs analyzed with susceptibility or severity of MB in study population. / A meningite bacteriana (MB) ? uma doen?a infecciosa que causa morte e deixa graves seq?elas. Infec??es bacterianas do sistema nervoso central (SNC) geram uma das mais poderosas respostas inflamat?rias conhecidas, a qual contribui para os danos neuronais. Atrav?s de an?lises por Microarray foi poss?vel observar altera??es na Rota da Quinurenina (RQ) que s?o induzidas na MB e em outras doen?as associadas com inflama??o, levando a inj?ria cerebral. A RQ tem um papel crucial na patog?nese da MB, produzindo neurotoxinas e esp?cies reativas de oxig?nio. Nosso principal objetivo foi buscar SNPs previamente descritos no banco de dados do NCBI em enzimas da RQ e investigar uma poss?vel associa??o destes SNPs com as altera??es da RQ em pacientes com MB. Os pacientes inclu?dos neste estudo foram 33 homens e 24 mulheres, com idades variando entre 02 meses a 68 anos. Os SNPs foram localizados dentro do dom?nio conservado da cadeia polipept?dica das enzimas KYNU, IDO, KATI e KATII. Primers foram desenhados para an?lises do SNPs atrav?s da t?cnica do PIRA-PCR seguido por RFLP. A an?lise do SNP KYNU+693G/A mostrou uma freq??ncia de heterozigosidade de 0,033. N?s n?o encontramos freq??ncia al?lica na popula??o estudada para os SNPs KYNU+693G/A, KATI+164T/C, KATII650C/T e IDO+434T/G. Apesar de estudos anteriores mostrarem a import?ncia da RQ, n?o foi encontrada uma associa??o dos SNPs estudados com a susceptibilidade ou a severidade das seq?elas da MB na popula??o em estudo.

A via das Quinureninas (Via Quin) representa a principal via catabólica do metabolismo do triptofano (Trp) e é essencial para diversos processos fisiológicos. No fígado, o Trp é catalisado por triptofano 2,3-dioxigenase (TDO) quinurenina (Quin). A mesma reação também pode ser catalisada pela enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), produzida por células imunológicas. Em alguns processos patológicos, há um aumento do consumo de Trp pela Via Quin, que gera compostos que estão relacionados ao processo de imunotolerância. No presente estudo, foram selecionados dois modelos que mimetizam situações associadas às alterações da resposta imunológica: a restrição de sono e a obesidade. A partir do conhecimento das alterações na resposta imune nessas condições, geramos a hipótese de que parte do mecanismo se dê a partir da indução do catabolismo de Trp pela via Quin. Desse modo, foram investigadas as concentrações séricas e hepáticas de Trp nesses modelos experimentais, modelos esses que foram utilizados em outros projetos do nosso grupo de pesquisa. Não houve diferença significativa na concentração de Quin sérica e hepática entre os camundongos C57BL/6J restritos de sono (3 hs/15 dias), privação de sono paradoxal (72 hs) e período rebote (24 hs). A razão Quin/Trp também não diferiu entre os grupos RS e controle. Igualmente não houve diferenças estatísticas na concentração de Quin plasmática nos modelos privação de sono paradoxal e período rebote realizados em ratos Wistar. O mesmo foi observado em camundongos Swiss e camundongos C57BL/6J submetidos a protocolos experimentais de obesidade: ração hiperlipídica (21 dias) e de síndrome metabólica (20 semanas de ração hiperlipídica). Tais resultados sugerem que as alterações na resposta imunológica nesses quadros não estão associadas ao catabolismo de Trp. / The Kynurenine pathway (Kyn pathway) is the major catabolic pathway of tryptophan metabolism (Trp) and it is essential for many physiological processes. In the liver, Trp is catalyzed by tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO), producing kynurenine (Kyn). The same reaction can also be catalyzed by the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), produced by immune cells. In some pathological conditions, there is a high Trp consumption by Kyn pathway, that generate compounds related to immune tolerance. In this study, we chose two models strongly associated with changes in the immune response: sleep restriction and obesity. From the knowledge that there are immune response alterations in those conditions, we generated the hypotesis that in part, those alterations are correlated with induction the Trp catabolism by Kyn pathway. Thus, serum and liver concentrations of Trp and Kyn were investigated in these experimental models that have been used in other projects of our research group. There was no significant difference in concentration of Kyn in serum and liver among mice C57BL/6J induced to restricted sleep (3 hours / 15 days), paradoxical sleep deprivation (72 hours) and rebound period (24 hours). The Kyn/Trp ratio did not differ between control group and RS group. Also there were no statistical differences in plasma concentration of Kyn in paradoxical sleep deprivation and rebound period models performed in rats Wistar. The same profile was also observed in Swiss e C57BL/6J mice subjected to experimental obesity protocols: fat diet (21 days) and metabolic syndrome (20 weeks of fat diet). These results suggest that changes in the immune response in the conditions tested above are not associated with Trp catabolism.

Triptofano (TRP) é metabolizado por duas vias, a via serotonérgica e a via das quinureninas. Na via serotonérgica, TRP é metabolizado a serotonina (5-HT) e, em algumas células, à melatonina (MLT) que pode ser oxidada à N1-acetil-N2-formil-5- metoxiquinuramina (AFMK) e N1-acetil-5-metoxiquinuramina (AMK) por ação de peroxidases. Na via das quinureninas o TRP é diretamente metabolizado à N formilquinurenina (NFK) e em seguida a quinurenina (QUIN). A enzima indolamina 2, 3 dioxigenase (IDO) é uma das responsáveis por esta reação. Dada a importância da IDO na tolerância imunológica e pelo fato desta enzima ser induzível nos propusemos a avaliar a existência de uma regulação cruzada entre esta enzima e a via serotonérgica. Avaliando a interferência de AMK sobre a ação de IDO e a interferência de QUIN sobre a formação de AFMK por peroxidases, observamos uma possível interação entre as vias. AMK é um inibidor competitivo clássico de IDO e o Ki encontrado foi de 0,98 mM. QUIN é um inibidor acompetitivo linear simples da formação de AFMK e o Ki encontrado foi de 0,1 mM. A inibição da formação de AFMK também ocorre para a peroxidase humana (mieloperoxidase, MPO). Além de representarem uma regulação cruzada utilizada in vivo, as inibições encontradas podem ser relevantes para a proposta de novos inibidores de IDO e MPO na terapia imunomodulatória. Dado o nosso interesse pelas enzimas IDO e MPO, avaliamos ainda a localização intracelular destas enzimas em células de peritônio de camundongo, tanto residente como ativada com concanavalina A (Con A). O estímulo com Con A representa uma ativação de linfócitos T mediado por interferon gama (IFN-γ) e foi usado como modelo experimental para avaliar condições de localização em células ativadas. Por imunocitoquímica verificamos que IDO e MPO localizam-se próxima à membrana plasmática sendo que uma leve dispersão apenas de MPO foi observada em células ativadas com Con A. A localização intracelular das duas enzimas é no citoplasma, vesículas e núcleo. Curiosamente, verificamos MPO em células isoladas e também em agrupamentos celulares de duas ou mais células. Por citometria de fluxo identificamos macrófagos, linfócitos B1 e agrupamentos celulares como células que contém MPO. A mobilização de MPO durante a ativação celular, a presença de MPO em linfócitos e a presença de MPO e IDO em núcleos são informações novas que sugerem novas atividades para estas enzimas. / Tryptophan (TRP) is metabolized by two mains pathways, the serotoninergic pathway and the kynurenine pathway. In the serotoninergic pathway, TRP is metabolized to serotonin (5-HT) and, in some cells, to melatonin (MLT). The later can even be oxidized to acetyl-N1-N2-formyl-5-methoxykynuramine (AFMK) and N1-acetyl-5 -methoxykynuramine (AMK) by peroxidases. In the kynurenine pathway, TRP is metabolized to N-formylkynurenine (NFK) and to kynurenine (KYN). Indoleamine 2, 3 dioxygenase (IDO) is one of those responsible for this reaction. Since IDO is importat in immune tolerance and the fact that this enzyme is inducible by cytokines we proposed whether there is a cross regulation between this enzyme and the serotoninergic pathway. A possible interaction between MLT and TRP oxidation pathways was shown by the AMK influence on IDO activity and QUIN interference on AFMK formation by peroxidases. AMK was shown to be an IDO classical competitive inhibitor with a Ki of 0.98 mM. QUIN was a peroxidase (horseradish peroxidase, HRP) classical uncompetitive inhibitor and Ki was found to be 0,1 mM. AFMK formation inhibition was also found in human peroxidase (myeloperoxidase, MPO). Beyond the in vivo crosstalk, new IDO and MPO inhibitors in immunomodulatory therapy would be proposed by the compounds shown in this study. Given our interest in IDO and MPO, we also evaluated their intracellular localization in both resident and concanavalin A (Con A) activated mice peritoneum cells. Con A stimulation is a IFN-γ mediated T lymphocytes activation and was our experimental model to evaluate activated cells. In light microscopy we observed IDO and MPO localization near the membrane and MPO only had a dispersed localization in Con A activated cells. Cytoplasm, nucleus and vesicles were the intracellular localization of both enzymes. Interestingly, we found MPO in isolated cells and in cell clusters of two or more cells. MPO was founded on macrophages, B1 cells and cell clusters by flow cytometry. The MPO mobilization during cell activation, the presence of MPO in lymphocytes and the presence of MPO and IDO in nuclei are new informations to suggest new activities for these enzymes.

Triptofano (TRP), um amino ácido essencial, é metabolizado por duas vias principais, a via das quinureninas e a via serotonérgica. Em ambas as vias há a possibilidade de formação de compostos ativos no sistema imune que se caracterizam pelas ações imunossupressoras e indutoras de tolerância. Na via serotonérgica há a formação de serotonina (5-HT) e em alguns tecidos de melatonina (MEL). Este composto pode ainda ser oxidado por ação de peroxidases aos seus produtos de abertura de anel indólico o AFMK (N1-acetil-n2-formil-5-metoxiquinuramina) e AMK (N1-acetil-5-metoxiquinuramina). Já na via das quinureninas, o TRP é diretamente metabolizado à N-formilquinurenina (NFK) e este é rapidamente deformilado a quinurenina (QUIN). Neste projeto avaliamos qual o efeito do choque endotóxico induzido por injeção endovenosa de LPS (1 mg/kg) sobre a biodisponibilidade de TRP e formação de seu metabólito QUIN. Este estudo foi realizado em condições controle e na vigência de sobrecarga de TRP (administração subcutânea de 0,8 mg/kg). Utilizamos ratos machos Wistar com 30 dias separados em quatro grupos: GI (controle), GII (LPS), GIII (TRP) e GIV (TRP+LPS). TRP (0,8 mg/Kg) foi injetado por via subcutânea nos tempos 0 e 2 horas. Quando injetado, LPS (1 mg/kg) foi administrado por via intravenosa no tempo 2 horas. Após 1 hora da última administração, sangue e cérebro foram coletados. O cérebro foi seccionado em três regiões: cerebelo, córtex e mesencéfalo, os quais foram processados para obtenção de homogenatos. Tanto os homogenatos quanto o soro foram tratados com acetona para extração de TRP e seus metabólitos. A análise destes compostos foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A administração de TRP elevou significativamente a sua concentração no soro e no SNC. Quando da administração de LPS no grupo que já havia recebido sobrecarga de TRP (GIV) houve uma marcada elevação de TRP e de QUIN séricos e das regiões do SNC, especialmente na região do córtex. Concluímos que na vigência de choque endotóxico há um aumento da biodisponibilidade de TRP, tanto no soro como no SNC e que há um aumento da metabolização deste pela rota das quinureninas, possivelmente via IDO. Estes resultados contribuem para a compreensão da toxicidade de TRP, especialmente relevante no caso em que haja um choque endotóxico concomitante e evidencia o córtex como uma região mais susceptível para os efeitos tóxicos do TRP. / Tryptophan (TRP) is an essential amino acid, metabolized by two main paths; the kynurenine and the serotonergic pathways. In both, there is the possibility of generation of biologic active compounds, especially on the immune system leading to immunosuppression and tolerance. In the serotonergic path there is the formation of serotonine (5-HT) and in some tissues of melatonine (MEL). The latter can be oxidized by the action of peroxidases to its indole ring opening product AFMK (N1-acetil-n2-formil-5-methoxikynuramine) and AMK (N1-acethyl-5-methoxykynuramine). In the kynurenine path, TRP is metabolized to N-formylkynurenine (NFK) that is deformilated to kynurenine (KYN). In this study we evaluated the effect of a endotoxic skock induced by an intravenous injection of LPS (1 mg/kg) on the bioavailability of TRP and formation of KYN. This study was carried out in control conditions and on TRP overload (subcutaneous administration of 0,8 mg/Kg). One month old male Wistar rats were divide in four groups: GI(control), GII(LPS), GIII(TRP) and GIV (TRP+LPS). TRP (0,8 mg/kg) was subcutaneously injected at zero and 2h times. When injected, LPS (1mg/kg) was intravenously administered at 2 h. After one hour from the last administration, blood and brain were collected. Brain is separated in cerebellum, midbrain and cortex and was lysed for the preparation of homogenates. Both, serum and homogenates were extracted in acetone; TRP and KYN were analyzed by HPLC. TRP overload caused a significant increase in its concentration in serum and brain. When LPS was administered in conjunction with TRP overload (GIV) there was a remarkable increase in TRP and KYN in serum and brain, especially in cortex. Our conclusion is that in the bioavailability of TRP, in serum and in brain, and its metabolization to kynurenine is increased by inflammation. IDO is probably involved in this condition. Our results contribute to the knowledge of TRP toxicity, particularly with a concomitant inflammation and demonstrate the cortex as a region of more susceptibility to TRP toxicity.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonamGC.pdf: 218692 bytes, checksum: 002840894937241c14e673ee875d7524 (MD5) Previous issue date: 2008-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Activation of the kynurenine (KYN) pathway (KP) by modulators of immune system has been observed during several neurological diseases. Here we assessed the association of chemo-/cytokine levels with the concentration of KP metabolites in cerebrospinal fluid (CSF) and plasma samples from patients with bacterial meningitis (BM). All samples were collected from 42 patients diagnosed with acute bacterial meningitis (ABM), aseptic meningitis, tuberculous meningitis and patients without infection neurological disorders. CSF and plasma concentration of metabolites from the KP was assessed by high pressure liquid chromatography (HPLC) and cytokines and chemokines by Bio-plex 200 suspension array system. Concentrations of the KP metabolites KYN and kynurenic acid (KYNA) were significantly higher in CSF of patients with ABM compared to other groups. Tryptophan (TRP), anthranilic acid (AA), 3-hydroxykynurenine (3HK) and 3-hydroxyanthranilic acid (3HAA) did not show statistical significance, although some of them presented a good accumulation during ABM. The expression of TNF-alpha, IL-6, IL-1beta, IFN-gamma, IL-10, IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra), MIP-1alpha, MIP-1beta, MCP-1 and G-CSF was about 100-fold higher in CSF from ABM patients than other infected groups. In all CSF and plasma samples, the concentration of IL-2, IL-12(p70), IL-4, IL-8 and GM-CSF was not significant. ABM still showed significant concentrations of IL-6, IL-10, IL-1Ra and MCP-1 in plasma samples. Based on the comparison of KP metabolites concentrations between plasma and CSF samples we conclude that the activation of the tryptophan pathway upon BM occurs within the brain. This increase in KP metabolites is most due to activation of the KP by molecules as IFN-gamma and TNF-alpha in response to infection. / A ativa??o da rota da quinurenina por moduladores do sistema imune tem sido observada durante diversas doen?as neurol?gicas. Neste trabalho foi avaliado a associa??o entre os n?veis de citocinas e quimiocinas com a concentra??o dos metab?litos da rota da quinurenina ( Kynurenine pathway KP) em amostras de l?quor e plasma de pacientes com meningite bacteriana. Todas as amostras foram coletadas de 42 pacientes hospitalizados com o diagn?stico de meningites bacteriana aguda, tubercul?sica, ass?ptica e pacientes cujo diagn?stico excluiu infec??o no sistema nervoso central. As concentra??es dos metab?litos da quinurenina foram avaliadas pela cromatografia l?quida de alta press?o enquanto os n?veis de citocinas e quimiocinas foram medidos pelo Bio-plex 200 suspension array system. Concentra??es de quinurenina e ?cido quinur?nico foram significativamente mais elevadas no l?quor de pacientes com meningite bacteriana aguda do que nos outros grupos. Ainda no l?quor, os n?veis de triptofano, ?cido antran?lico, 3-hidroxiquinurenina e ?cido 3-hidroxiantran?lico n?o mostraram signific?ncia estat?stica, embora alguns deles apresentaram um bom ac?mulo durante meningite bacteriana aguda. No l?quor dos pacientes com meningite bacteriana foram observados n?veis mais elevados de TNF-alfa, IL-6, IL-1beta, IFN-gama, IL-10, IL-1Ra, MIP-1alpha, MIP-1beta, MCP-1 e G-CSF do que os outros grupos infectados. Em todas as amostras, as concentra??es de IL-2, IL-12(p70), IL-4, IL-8 e GM-CSF n?o variaram significativamente. No grupo com meningite bacteriana aguda foram tamb?m observadas elevadas concentra??es de IL-6, IL-10, IL-1Ra e MCP-1 no plasma. Baseado na compara??o das concentra??es dos metab?litos da via quinurenina no l?quor e no plasma, conclui-se que a ativa??o desta via metab?lica durante a meningite ocorre primordialmente dentro do c?rebro. O aumento na concentra??o dos metab?litos da quinurenina durante a infec??o deve-se ativa??o da enzima idoleamina 2,3 dioxigenase por prote?nas da resposta imune hospedeira principalmente pelo IFN-gama, IL1beta e TNF-alfa.

Triptofano (TRP), um amino ácido essencial, é metabolizado por duas vias principais, a via das quinureninas e a via serotonérgica. Em ambas as vias há a possibilidade de formação de compostos ativos no sistema imune que se caracterizam pelas ações imunossupressoras e indutoras de tolerância. Na via serotonérgica há a formação de serotonina (5-HT) e em alguns tecidos de melatonina (MEL). Este composto pode ainda ser oxidado por ação de peroxidases aos seus produtos de abertura de anel indólico o AFMK (N1-acetil-n2-formil-5-metoxiquinuramina) e AMK (N1-acetil-5-metoxiquinuramina). Já na via das quinureninas, o TRP é diretamente metabolizado à N-formilquinurenina (NFK) e este é rapidamente deformilado a quinurenina (QUIN). Neste projeto avaliamos qual o efeito do choque endotóxico induzido por injeção endovenosa de LPS (1 mg/kg) sobre a biodisponibilidade de TRP e formação de seu metabólito QUIN. Este estudo foi realizado em condições controle e na vigência de sobrecarga de TRP (administração subcutânea de 0,8 mg/kg). Utilizamos ratos machos Wistar com 30 dias separados em quatro grupos: GI (controle), GII (LPS), GIII (TRP) e GIV (TRP+LPS). TRP (0,8 mg/Kg) foi injetado por via subcutânea nos tempos 0 e 2 horas. Quando injetado, LPS (1 mg/kg) foi administrado por via intravenosa no tempo 2 horas. Após 1 hora da última administração, sangue e cérebro foram coletados. O cérebro foi seccionado em três regiões: cerebelo, córtex e mesencéfalo, os quais foram processados para obtenção de homogenatos. Tanto os homogenatos quanto o soro foram tratados com acetona para extração de TRP e seus metabólitos. A análise destes compostos foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A administração de TRP elevou significativamente a sua concentração no soro e no SNC. Quando da administração de LPS no grupo que já havia recebido sobrecarga de TRP (GIV) houve uma marcada elevação de TRP e de QUIN séricos e das regiões do SNC, especialmente na região do córtex. Concluímos que na vigência de choque endotóxico há um aumento da biodisponibilidade de TRP, tanto no soro como no SNC e que há um aumento da metabolização deste pela rota das quinureninas, possivelmente via IDO. Estes resultados contribuem para a compreensão da toxicidade de TRP, especialmente relevante no caso em que haja um choque endotóxico concomitante e evidencia o córtex como uma região mais susceptível para os efeitos tóxicos do TRP. / Tryptophan (TRP) is an essential amino acid, metabolized by two main paths; the kynurenine and the serotonergic pathways. In both, there is the possibility of generation of biologic active compounds, especially on the immune system leading to immunosuppression and tolerance. In the serotonergic path there is the formation of serotonine (5-HT) and in some tissues of melatonine (MEL). The latter can be oxidized by the action of peroxidases to its indole ring opening product AFMK (N1-acetil-n2-formil-5-methoxikynuramine) and AMK (N1-acethyl-5-methoxykynuramine). In the kynurenine path, TRP is metabolized to N-formylkynurenine (NFK) that is deformilated to kynurenine (KYN). In this study we evaluated the effect of a endotoxic skock induced by an intravenous injection of LPS (1 mg/kg) on the bioavailability of TRP and formation of KYN. This study was carried out in control conditions and on TRP overload (subcutaneous administration of 0,8 mg/Kg). One month old male Wistar rats were divide in four groups: GI(control), GII(LPS), GIII(TRP) and GIV (TRP+LPS). TRP (0,8 mg/kg) was subcutaneously injected at zero and 2h times. When injected, LPS (1mg/kg) was intravenously administered at 2 h. After one hour from the last administration, blood and brain were collected. Brain is separated in cerebellum, midbrain and cortex and was lysed for the preparation of homogenates. Both, serum and homogenates were extracted in acetone; TRP and KYN were analyzed by HPLC. TRP overload caused a significant increase in its concentration in serum and brain. When LPS was administered in conjunction with TRP overload (GIV) there was a remarkable increase in TRP and KYN in serum and brain, especially in cortex. Our conclusion is that in the bioavailability of TRP, in serum and in brain, and its metabolization to kynurenine is increased by inflammation. IDO is probably involved in this condition. Our results contribute to the knowledge of TRP toxicity, particularly with a concomitant inflammation and demonstrate the cortex as a region of more susceptibility to TRP toxicity.

A artrite reumatoide (AR) é a artropatia inflamatória mais prevalente no mundo, de etiologia multifatorial e fenótipos heterogêneos. Busca-se, além de definir fatores etiológicos, compreender as interações entre mecanismos envolvidos na fisiopatologia da AR. Entre estes, fatores genéticos, tanto genes do antígeno leucocitário humano (HLA), especialmente a presença do epítopo compartilhado (Shared epitope - SE) do HLA-DRB1, como genes não-HLA, e fatores ambientais e epigenéticos têm sido associados à doença. Assim, a identificação de novos fatores relacionados à etiopatogenia da AR e suas possíveis associações com características clínicas motivaram esse estudo. Um estudo caso-controle foi desenhado e dividido em duas etapas. Para a primeira etapa, foi obtido plasma de 18 indivíduos de AR e 18 voluntários saudáveis de Ribeirão Preto, no qual foram identificados quinurenina (Kyn), Trp, serotonina (5-HT) e taxa Kyn/Trp (KTR) por cromatografia líquida de ultra-eficiência (CLUE) acoplada a espectrômetro de massas sequencial (CLUE-DAD-EM/EM). Na segunda etapa, de estudo genético, uma coorte formada por 328 indivíduos com AR e por 234 voluntários saudáveis de Ribeirão Preto e de Porto Alegre foi avaliada quanto ao polimorfismo do gene da enzima indoleamine 2,3-dioxigenase 1 (IDO1). Foram obtidos dados clínicos e epidemiológicos e coletadas amostras de sangue periférico para extração de DNA pelo método de salting-out. Em seguida, tipificação HLA e reação em cadeia de polimerase (RCP) das variantes da IDO1, rs7820268, rs3739319, rs61753677, rs35059413, rs35099072 e rs9298586, foram realizadas. A positividade para fator reumatoide (FR) em indivíduos com AR foi associada ao tabagismo (p= 0.0002) e ao SE (p < 0.0001), e para anticorpo antipeptídeo citrulinado cíclico (anti-CCP), associado ao SE (p < 0.0001). Quando combinadas a presença de SE e a de tabagismo, houve associação estatisticamente significante para FR (p < 0.001) e para anti-CCP (p = 0.03). Foram observadas menores concentrações plasmáticas de 5-HT em indivíduos com AR quando comparados a voluntários saudáveis (p =0.006), mas sem diferença para níveis de Trp, Kyn e KTR. Para estes, diferenças apareceram quando avaliados subgrupos. Em indivíduos com AR sem tratamento com drogas modificadoras do curso da doença (DMCDs), os valores plasmáticos de Trp foram menores quando comparados aos em terapia (p = 0.0016), enquanto em pacientes com AR tabagistas os valores de Kyn e KTR foram menores que em pacientes não tabagistas (p = 0.039 e p = 0.032, respectivamente). Não foram identificadas associações estatisticamente significantes entre as variantes genéticas estudadas e o risco de desenvolver AR, nem entre os polimorfismos da IDO1 estudados e a concentração plasmática de Trp, Kyn e 5-HT e KTR. Este estudo não identificou relação das variantes do gene da IDO1 com suscetibilidade para AR. Assim, novos estudos são necessários para que possam ser explicadas as associações encontradas na via das Kyns e na 5-HT em etiopatogenia da AR. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most prevalent inflammatory arthropathy in the world, with multifactorial etiology and heterogeneous phenotypes. Besides defining etiological factors, it is sought to understand the interactions between mechanisms in RA pathophysiology. About these, genetic factors, both human leucocity antigen (HLA) genes, especially the HLA-DRB1 Shared epitope (SE) presence, and not-HLA genes, and environmental and epigenetics factors have been associated with the disease. Therefore, the aim of this study was to identify new possible associations between RA clinical features and its etiopathogenesis. A case-control study was designed and it was divides in two phases. The first phase, it was obtained plasma of 18 RA patients and 18 healthy controls from Ribeirão Preto to identify the kynurenine (Kyn), Trp and serotonin (5-HT) concentrations and Kyn/Trp ratio (KTR) by ultra-high performance liquid chromatography coupled to sequential mass spectrometer. The second phase was a genetic study that evaluated a cohort of 328 RA patients and 234 healthy volunteers from Ribeirão Preto and Porto Alegre about the indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1) gene polymorphism. Clinical and epidemiological data were obtained and peripheral blood samples were collected to DNA extraction by salting-out method. Then, HLA typification and polymerase chain reaction to identify IDO1 genetic variants rs7820268, rs3739319, rs61753677, rs35059413, rs35099072 and rs9298586 were performed. Rheumatoid factor (RF) positivity was associated to smoking (p = 0.0002) and SE (p < 0.0001), and cyclic citrullinated peptide autoantibodies (anti-CCP) positivity was associated to SE (p < 0.0001). When SE presence and smoking were combined, there was statistically significant association to RF (p < 0.001) and anti-CCP (p = 0.03). We observed lower plasma 5-HT concentrations in RA patients than in healthy volunteers (p = 0.006), but no significant difference to Trp, Kyn and KTR levels. For these, differences were observed when subgroups were evaluated. In RA patients not using disease modifying antirheumatic drugs (DMARDs) the plasma Trp levels were lower than RApatients using DMARDs, while the plasma Kyn concentrations and KTR in smokers RA patients were lower than nonsmokers RA patients (p = 0.039 and p = 0.032 respectively). We did not indetify statistically significant associations neither between studied genetic variants and risk to develop RA nor between IDO1 polymorphisms and plasma Trp, Kyn, 5HT concentrations and KTR. This study did not identify relation between IDO1 genetic variants with susceptibility to RA. Therefore, new studies are necessary to explain the searched associations between Kyns pathway and 5-HT in RA etiopathogenenesis.