Um papel importante foi atribuído ao receptor toll-like 4 (TLR4) no desenvolvimento da placa aterosclerótica. O TLR4 foi primeiramente descrito como um receptor para bactérias gram-negativas; posteriormente foi demonstrado que sua expressão está aumentada em placas ateroscleróticas e que pacientes que possuem um polimorfismo disfuncional do TLR4 são menos suscetíveis ao desenvolvimento dessa doença. Portanto, o objetivo desse estudo foi o de investigar, em um modelo experimental de aterosclerose, a influência da deleção do TLR4 na formação e morfologia da placa aterosclerótica, no perfil lipídico e em marcadores inflamatórios. Camundongos duplo knockout (DKO), deficientes no receptor de LDL e TLR4, foram gerados cruzando-se camundongos deficientes para o receptor de LDL (LDLrKO) com camundongos deficientes para o TLR4 (TLR4KO). Todos os grupos receberam dieta rica em gordura e colesterol por 12 semanas. As concentrações plasmáticas de colesterol e triglicérides foram medidas por ensaio colorimétrico. Cortes seriados da raiz aórtica foram corados com Oil red O e as áreas de lesão quantificadas por analisador de imagens. O colágeno foi medido por coloração de picrossirius. A formação de nitrotirosina e expressão de CD40L, MMP9 e iNOS nas placas foram feitas por imunohistoquímica. As comparações foram feitas por ANOVA com pós teste de Student Newman-Keuls. Os dados foram expressos como média ± EPM. Camundongos DKO desenvolveram placas menores que camundongos LDLrKO (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). Camundongos TLR4KO não formaram placa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor núcleo lipídico que as dos LDLrKO (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). O colágeno ao redor do núcleo lipídico é maior nos camundongos DKO do que nos LDLrKO (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % da placa). A distribuição do colágeno nos camundongos DKO ocorre principalmente ao redor da placa, de forma mais organizada, enquanto que nos LDLrKO onde sua distribuição é mais difusa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor expressão de CD40L e iNOS do que as dos LDLrKO (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU e 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectivamente). A expressão de MMP9 foi menor nas placas dos camundongos DKO do que as dos LDLrKO (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). A marcação para nitrotirosina foi maior nos camundongos LDLrKO quando comparada com as dos grupos DKO e TLR4KO (142.89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 e 71.73 ± 95.9 10m2, respectivamente). Todos esses resultados sugerem que o processo inflamatório é menor na ausência do TLR4. As concentrações plasmáticas de colesterol não foram diferentes entre os grupos LDLrKO e DKO mas os camundongos LDLrKO apresentaram concentrações plasmáticas de triglicérides maiores do que os camundongos DKO após a dieta (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8 mg/dL). O receptor toll-like 4 influencia na estrutura e formação da placa aterosclerótica independentemente dos níveis séricos de colesterol / A crucial role has been suggested for toll-like receptor 4 (TLR4) in atherosclerotic plaque formation and development. TLR4 was described primarily, as a receptor for gram-negative bacteria lipopolisacharide; later it was showed that its expression is increased in atherosclerotic plaques and patients that carries a TLR4 dysfunctional polymorphism are less susceptible to development of this disease. Therefore, the aim of this study was to investigate, in an experimental model of atherosclerosis, the influence of TLR4 deletion in atherosclerotic plaque formation and morphology, cholesterol profile and inflammatory markers. Double knockout mice (DKO), deficient in LDL receptor and TLR4, were generated by breeding LDL receptor knockout mice (LDLrKO) with TLR4 knockout mice (TLR4KO). All three experimental groups, LDLrKO, TLR4KO and DKO were fed a high fat-cholesterol diet for 12 weeks. Plasma cholesterol and triacylglicerol concentrations were measured by colorimetric assay. Cross sections of aortic sinus were stained with Oil red O and lesion areas were quantified by an image analyzer. Collagen content was measured by picrossirius staining. We also measured nitrotyrosine formation, CD40L, MMP9 and iNOS expression by immunohistochemistry. Comparisons were made by ANOVA followed by Student-Newman-Keuls post- test. Data are mean ± SEM. DKO mice developed smaller plaques than LDLrKO mice (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). TLR4KO mice developed no plaque. Plaques from DKO mice have also a smaller lipid core than the ones from LDLrKO mice (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). Collagen content around the lipid core is higher in DKO mice compared to LDLrKO mice (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % of the whole plaque). Interestingly, collagen distribution in DKO mice seems to occur mainly on the plaque periphery, in a more organized manner, while in LDLrKO mice it is fuzzier, being present also inside the plaque. Plaques from DKO present lower expression of CD40L and iNOS than LDLrKO mice (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU and 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectively). MMP9 expression is lower in DKO mice as compared to LDLrKO mice (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). Nitrotyrosine staining was higher in LDLrKO mice as compared to DKO and TLR4KO groups (142. 89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 and 71.73 ± 95.9 10m2, respectively). All together, these findings suggest that inflammatory process is milder in the absence of TLR4. Serum cholesterol were not different between LDLrKO and DKO mice but LDLrKO presented higher triacylglicerol serum levels after 12 weeks on high fat high cholesterol diet as compared to DKO mice (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8). Toll like receptor 4 influences atherosclerotic plaque formation and structure independently from serum cholesterol levels

Submitted by PRISCILA DALMAGRO null (pridmagro@gmail.com) on 2016-02-04T21:39:33Z No. of bitstreams: 1 TESE DE DOUTORADO PRISCILA DALMAGRO - FMVA.pdf: 1395003 bytes, checksum: 7cf46631afb2b9992d84269869e9aa10 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-05T12:33:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dalmagro_p_dr_araca.pdf: 1395003 bytes, checksum: 7cf46631afb2b9992d84269869e9aa10 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T12:33:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dalmagro_p_dr_araca.pdf: 1395003 bytes, checksum: 7cf46631afb2b9992d84269869e9aa10 (MD5) Previous issue date: 2016-02-01 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A resposta imune inata é a principal responsável pela defesa do hospedeiro contra endotoxinas de bactérias Gram-negativas. Tal resposta se dá através dos receptores Toll-like-4 e -2, seja pela via MyD88–dependente, TRIF-dependente ou ambas. Entretanto, uma resposta exagerada pode resultar em muitos danos para o organismo e levar até mesmo ao choque séptico. Uma das formas de controle desta resposta se dá através da tolerância à endotoxina (TE). Por isso o presentes estudo tem por objetivo investigar a indução diferencial dos receptores TLR-4 e 2, suas vias de sinalização MyD88 e TRIF-dependentes e avaliar outros possíveis genes relacionados a estas vias após indução da TE. Foi coletado sangue total de cavalos saudáveis (n=6), o qual foram estimulados com diferentes doses (0, 1 ou 10ng de LSP/mL) LPS de E.coli no momento 0 e 4 horas após o primeiro estímulo e 4 horas após o segundo estímulo. O “pool” (n=6) de RNA das amostras, coletado 0, 2, 4 e 8 horas, foi utilizado para a transcrição do cDNA. A hibridização do cDNA marcado com Cy-3 foi realizada em uma lâmina 4x44 contendo sequências específicas da espécie equina. Foi identificado durante a TE, nas diferentes doses de LPS, um aumento de transcritos dos receptores TLR-4 e -2, TNFAIP3 e IL-10 e uma diminuição de outros transcritos de genes importantes, tais como: MyD88, IL1-B, TNF-a, TRAM2, o que caracteriza e esclarece, de certa forma, as alterações na sinalização do TLR nas condições de tolerância à endotoxina. / The innate immune response is the main responsible for the host's defense against endotoxins from Gram-negative bacteria. Such response occurs via Toll-like-4 and -2 receptors, MyD88–dependent pathway, TRIF-dependent pathway or both. However, an exaggerated reponse can induce many damages to the organism, including septic shock. One way to control this exacerbated response is through endotoxin tolerance (ET). The goals of the present study were to investigate TLR-4 and 2 receptors, their signaling through MyD88 e TRIF-dependent pathways and evaluate other possible genes related to this ways after ET induction. Blood samples were collected from healthy horses (n=6) which were stimulated with different doses (0, 1 or 10ng of LSP/mL) of LPS from E.coli, for 0 and 4 hours after the first stimulus and 4 hours after second stimulus. The pool (n=6) of RNA, extracted from the samples collected at 0, 2, 4 e 8 hours, was used for the transcription of the cDNA. The hybridization of the cDNA marked with Cy-3 was done in one slide 4x44 containing specific sequences from the equine species. We identified during the ET, on the different doses of LPS, an increase of transcripts for the receptors TLR-4 and -2, TNFAIP3 and Il-10 and a reduction of transcripts of other important genes, such as: MyD88, IL1-B, TNF-a, TRAM2, what characterizes and enlightens the changes in TLR signaling during endotoxin tolerance. / FAPESP: 2010/34567-8

Um papel importante foi atribuído ao receptor toll-like 4 (TLR4) no desenvolvimento da placa aterosclerótica. O TLR4 foi primeiramente descrito como um receptor para bactérias gram-negativas; posteriormente foi demonstrado que sua expressão está aumentada em placas ateroscleróticas e que pacientes que possuem um polimorfismo disfuncional do TLR4 são menos suscetíveis ao desenvolvimento dessa doença. Portanto, o objetivo desse estudo foi o de investigar, em um modelo experimental de aterosclerose, a influência da deleção do TLR4 na formação e morfologia da placa aterosclerótica, no perfil lipídico e em marcadores inflamatórios. Camundongos duplo knockout (DKO), deficientes no receptor de LDL e TLR4, foram gerados cruzando-se camundongos deficientes para o receptor de LDL (LDLrKO) com camundongos deficientes para o TLR4 (TLR4KO). Todos os grupos receberam dieta rica em gordura e colesterol por 12 semanas. As concentrações plasmáticas de colesterol e triglicérides foram medidas por ensaio colorimétrico. Cortes seriados da raiz aórtica foram corados com Oil red O e as áreas de lesão quantificadas por analisador de imagens. O colágeno foi medido por coloração de picrossirius. A formação de nitrotirosina e expressão de CD40L, MMP9 e iNOS nas placas foram feitas por imunohistoquímica. As comparações foram feitas por ANOVA com pós teste de Student Newman-Keuls. Os dados foram expressos como média ± EPM. Camundongos DKO desenvolveram placas menores que camundongos LDLrKO (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). Camundongos TLR4KO não formaram placa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor núcleo lipídico que as dos LDLrKO (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). O colágeno ao redor do núcleo lipídico é maior nos camundongos DKO do que nos LDLrKO (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % da placa). A distribuição do colágeno nos camundongos DKO ocorre principalmente ao redor da placa, de forma mais organizada, enquanto que nos LDLrKO onde sua distribuição é mais difusa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor expressão de CD40L e iNOS do que as dos LDLrKO (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU e 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectivamente). A expressão de MMP9 foi menor nas placas dos camundongos DKO do que as dos LDLrKO (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). A marcação para nitrotirosina foi maior nos camundongos LDLrKO quando comparada com as dos grupos DKO e TLR4KO (142.89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 e 71.73 ± 95.9 10m2, respectivamente). Todos esses resultados sugerem que o processo inflamatório é menor na ausência do TLR4. As concentrações plasmáticas de colesterol não foram diferentes entre os grupos LDLrKO e DKO mas os camundongos LDLrKO apresentaram concentrações plasmáticas de triglicérides maiores do que os camundongos DKO após a dieta (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8 mg/dL). O receptor toll-like 4 influencia na estrutura e formação da placa aterosclerótica independentemente dos níveis séricos de colesterol / A crucial role has been suggested for toll-like receptor 4 (TLR4) in atherosclerotic plaque formation and development. TLR4 was described primarily, as a receptor for gram-negative bacteria lipopolisacharide; later it was showed that its expression is increased in atherosclerotic plaques and patients that carries a TLR4 dysfunctional polymorphism are less susceptible to development of this disease. Therefore, the aim of this study was to investigate, in an experimental model of atherosclerosis, the influence of TLR4 deletion in atherosclerotic plaque formation and morphology, cholesterol profile and inflammatory markers. Double knockout mice (DKO), deficient in LDL receptor and TLR4, were generated by breeding LDL receptor knockout mice (LDLrKO) with TLR4 knockout mice (TLR4KO). All three experimental groups, LDLrKO, TLR4KO and DKO were fed a high fat-cholesterol diet for 12 weeks. Plasma cholesterol and triacylglicerol concentrations were measured by colorimetric assay. Cross sections of aortic sinus were stained with Oil red O and lesion areas were quantified by an image analyzer. Collagen content was measured by picrossirius staining. We also measured nitrotyrosine formation, CD40L, MMP9 and iNOS expression by immunohistochemistry. Comparisons were made by ANOVA followed by Student-Newman-Keuls post- test. Data are mean ± SEM. DKO mice developed smaller plaques than LDLrKO mice (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). TLR4KO mice developed no plaque. Plaques from DKO mice have also a smaller lipid core than the ones from LDLrKO mice (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). Collagen content around the lipid core is higher in DKO mice compared to LDLrKO mice (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % of the whole plaque). Interestingly, collagen distribution in DKO mice seems to occur mainly on the plaque periphery, in a more organized manner, while in LDLrKO mice it is fuzzier, being present also inside the plaque. Plaques from DKO present lower expression of CD40L and iNOS than LDLrKO mice (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU and 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectively). MMP9 expression is lower in DKO mice as compared to LDLrKO mice (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). Nitrotyrosine staining was higher in LDLrKO mice as compared to DKO and TLR4KO groups (142. 89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 and 71.73 ± 95.9 10m2, respectively). All together, these findings suggest that inflammatory process is milder in the absence of TLR4. Serum cholesterol were not different between LDLrKO and DKO mice but LDLrKO presented higher triacylglicerol serum levels after 12 weeks on high fat high cholesterol diet as compared to DKO mice (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8). Toll like receptor 4 influences atherosclerotic plaque formation and structure independently from serum cholesterol levels

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsukumo_DanielaMitiLemos_D.pdf: 7330041 bytes, checksum: 384133bd9ed3dd468d57225845733901 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Estudos recentes demonstram que a obesidade está associada com a resistência à insulina e com um estado de inflamação crônica subclínica. Os ¿Toll-Like Receptors¿ (TLRs) têm um papel fundamental na ativação do sistema imune através do reconhecimento de antígenos de microorganismos. O TLR4 é um subtipo de TLRs que é ativado pelo lipopolissacarídeo de bactérias gram-negativas e por outros agonistas, como os ácidos graxos saturados. A ativação do TLR4 estimula vias inflamatórias relacionadas à indução de resistência à insulina, como a JNK e a IKKß. Neste estudo, demonstrou-se que camundongos C3H/HeJ, que apresentam uma mutação inativadora do TLR4, estão protegidos da obesidade e da resistência à insulina induzidas por dieta hiperlipídica. Além disso, músculos sóleos isolados de camundongos C3H/HeJ estão protegidos da resistência à insulina induzida por ácidos graxos. Camundongos C3H/HeJ tratados com dieta hiperlipídica (DH) apresentam um menor ganho de peso, maior tolerância à glicose e maior sensibilidade à insulina em relação aos controles em DH. A análise morfométrica do tecido adiposo evidenciou que os adipócitos dos camundongos C3H/HeJ em DH são 30% menores em relação aos adipócitos dos camundongos controle tratados com a mesma dieta. Foi evidenciada uma maior fosforilação em tirosina do IRS-1 e maior fosforilação da Akt, após estímulo com insulina, em músculo, tecido adiposo e fígado de camundongos C3H/HeJ tratados com DH em relação aos controles. Observou-se uma maior ativação da JNK, da IKKß e da iNOS em músculo, tecido adiposo e fígado de animais controle tratados com DH quando comparado com camundongos C3H/HeJ tratados com a mesma dieta. O tratamento com palmitato reduziu a captação de glicose e a síntese de glicogênio em 40-50% em músculo sóleo isolado de camundongos controle, mas este efeito não foi observado em músculo sóleo isolado de camundongos C3H/HeJ. Em resumo, o nosso estudo demonstra que a inativação do TLR4 previne a obesidade induzida por dieta, a ativação da IKKß, da JNK, a resistência à insulina em camundongos em DH, além da resistência à insulina induzida por palmitato em músculo isolado. O estudo sugere que o TLR4 tem um papel importante na interligação entre o sistema imune inato e a resistência à insulina, sendo um possível alvo terapêutico para a obesidade, resistência à insulina e diabetes mellitus tipo 2 / Abstract: Obesity is associated with insulin resistance and a state of abnormal inflammatory response. The Toll-like receptor 4 (TLR4) has an important role in inflammation and immunity and its expression has been reported in most tissues of the body, including the insulin-sensitive ones. Since it is activated by lipopolysaccharide (LPS) and saturated fatty acids, which are inducers of insulin resistance, TLR4 may be a candidate for participation in the cross-talk between inflammatory and metabolic signals. Here, we show that C3H/HeJ mice, which have a loss-of-function mutation in TLR4, are protected against the development of diet-induced obesity. In addition, these mice demonstrate decreased adiposity, increased oxygen consumption, a decreased respiratory exchange ratio, improved insulin sensitivity and enhanced insulin signaling capacity in adipose tissue, muscle and liver, as compared to control mice during high fat feeding. Moreover, in these tissues, control mice fed on a high fat diet show an increase in IKKß and JNK activity, which is prevented in C3H/HeJ mice. In isolated muscles from C3H/HeJ a protection from saturated fatty acid-induced insulin resistance is observed. Thus, TLR4 appears to be an important mediator of obesity and insulin resistance and a potential target for the therapy of these highly prevalent medical conditions / Doutorado / Ciencia Basica / Doutor em Clínica Médica

Orientador: Licio Augusto Velloso / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Razolli_DanielaSoares_D.pdf: 6783117 bytes, checksum: a457ef1952b61a9b35b688c018c62b0a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ativação de TLR4 por ácidos graxos saturados presentes na dieta é um dos mais importantes mecanismos envolvidos no desenvolvimento da resistência à insulina. Entretanto, não está claro se este efeito decorre da ativação de TLR4 em células derivadas da medula óssea, em células de tecidos insulino-sensíveis, ou em ambos. O objetivo de nosso estudo foi investigar se a ausência ou presença de TLR4 exclusivamente em células derivadas da medula óssea (BM) é suficiente para modular a ação da insulina no fígado e no tecido adiposo de camundongos com obesidade induzida por dieta. Camundongos mutantes (TLR4-/-) ou selvagens (WT) para TLR4 foram irradiados em fonte de cobalto 60 e submetidos ao transplante de medula óssea (BMT). TLR4-/- receberam medula óssea de camundongos WT e vice-versa. Após a recuperação, os animais foram alimentados com dieta rica em gordura saturada ou dieta padrão para roedores por oito semanas. Foram avaliados ganho de peso, ingestão alimentar, gasto energético e marcadores de termogênese no tecido adiposo marrom (BAT). A sensibilidade à insulina foi analisada por ITT e pela fosforilação de AKT no fígado e tecido adiposo. O metabolismo de glicose foi avaliado por GTT e pela expressão relativa de PEPCK e G6PASE no fígado. Ainda, marcadores de inflamação foram avaliados no fígado e tecido adiposo por PCR em tempo real, e o acúmulo de gordura hepática foi analisado pela marcação por OilRed. Nossos resultados revelaram que em camundongos WT recebendo BM de doadores TLR4-/- ocorreu proteção contra o desenvolvimento de obesidade e resistência à insulina induzida por dieta. Em camundongos TLR4-/- recebendo BM de doadores WT houve perda da proteção contra a obesidade e resistência à insulina induzida por dieta. A transferência de fenótipo relativo a massa corporal foi acompanhada de modificação na eficiência energética e na expressão de UCP1 em tecido adiposo marrom. A transferência de fenótipo relativo a resistência à insulina foi acompanhado da modificação do padrão de ativação de transdução do sinal da insulina por meio de AKT em fígado e tecido adiposo. Particularmente no fígado, a presença de TLR4 funcional em células derivadas da BM foi fator determinante no desenvolvimento da esteatose. Por fim, a presença de TLR4 funcional em células derivadas da BM foi acompanhada da expressão de níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias e nível reduzido de pelo menos uma citocina anti-inflamatória em fígado e tecido adiposo, sendo que a ausência de TLR4 nas células derivadas da BM resultou em fenótipo inverso. Desta forma, conclui-se que a presença ou ausência de TLR4 em células derivadas da BM tem papel determinante, sendo simultaneamente necessário e suficiente para o desenvolvimento do fenótipo de obesidade e resistência à insulina induzida por dieta / Abstract: Saturated fatty acid-induced activation of TLR4 is one of the most important mechanisms involved in the development of insulin resistance. However, it is not clear if this effect is due to activation of TLR4 present in bone marrow (BM)-derived cells, in cells present in tissues that are targets for insulin action, or in both. The aim of the present study was to investigate if a defective TLR4 signaling in bone-marrow (BM) derived cells is sufficient to modulate the whole-body insulin action. TLR4-mutant (TLR4-/-) and wild-type (WT) mice were irradiated in a cobalt 60 source and submitted to bone marrow transplantation (BMT). TLR4-/- received BM from WT and vice-versa. After recovery, mice were fed on a high fat diet (HFD) or standard chow for eight weeks. We evaluated body mass gain, food intake, energy expenditure and markers of thermogenesis in brown adipose tissue (BAT). Insulin sensitivity was analyzed by GTT, ITT and AKT phosphorylation in liver and adipose tissue. In addition, markers of inflammation were evaluated in both tissues by real-time PCR. WT submitted to BMT from TLR4-/- donors were protected from HFD-induced obesity and insulin resistance. In TLR4-/- submitted to BMT from WT donors this effect was blunted and mice gained weight and became insulin resistant. Phenotype transfer regarding body mass was accompanied by change in energy efficiency and expression of UCP1 in brown adipose tissue. Phenotype transfer regarding insulin resistance was accompanied by changes in insulin signal transduction through AKT in liver and adipose tissue. Particularly, in the liver, the presence of a functional TLR4 in BM-derived cells was a determinant factor for the development of steatosis. Finally, the presence of a functional TLR4 in BM-derived cells was accompanied by the increased expression of inflammatory cytokines and reduced expression of at least one anti-inflammatory cytokine in the liver and adipose tissue. Thus, we conclude that the presence or absence of TLR4 in BM-derived cells is both sufficient and necessary for the induction of obesity and insulin resistance induced by diet / Doutorado / Fisiopatologia Médica / Doutora em Ciências

Orientador: Lício Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T06:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AndressaCoopedos_D.pdf: 9572929 bytes, checksum: ce4c4fb2095c6ffe99868ec77f19d5b3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A ativação da sinalização através do toll-like receptor-4 (TLR4) e a indução de estresse de retículo endoplasmático (ERE) são importantes mediadores da resistência à insulina na obesidade e em outras situações nas quais há um excesso de ácidos graxos saturados. Em um estudo recente, demonstrou-se que sinalização através de TLR4 pode, per se, induzir a ativação de ERE, sugerindo que a ativação do TLR4 é o evento inicial para a indução do estresse celular que contribui para o aumento da expressão de genes de resposta inflamatória. No entanto, os mecanismos que conectam essas duas vias distintas são desconhecidos. As chaperonas GRP78 e GRP94 exercem uma função importante no processamento das moléculas recém-traduzidas do TLR4. Além disso, a chaperona GRP94 é responsável por sua translocação e conteúdo na superfície celular. Durante uma ativação prolongada da via de sinalização do TLR4, a demanda por novas moléculas sintetizadas aumenta, e consequentemente, a demanda por novas chaperonas. Por esta razão, nós aventamos a hipótese de que sob uma ativação extrema da via do TLR4, a síntese de proteínas sobrepujaria a expressão de chaperonas, dessa forma induzindo ERE. Para testar essa hipótese, monócitos da linhagem THP-1 foram incubados com LPS e foi avaliada a expressão e ativação de proteínas responsivas ao ERE por real-time PCR, citometria de fluxo, imunoprecipitado e western blot. Em alguns experimentos, as células foram privadas de glicose ou tratadas com siRNA para aumentar ou diminuir, respectivamente, a expressão das chaperonas. Experimentos de time-course revelaram que o LPS induz um aumento de 2,5 vezes na expressão do TLR4, iniciando após 8 h, com um pico após as 24 h e permanecendo significantemente aumentado após 48 h. A expressão de GRP78 foi aumentada em três vezes com um aumento acentuado após 24 h sem aumento às 8 h, enquanto o GRP94 aumenta apenas 1,5 vezes com um pico após 2 h que retorna aos valores basais após 8 h do estímulo. Não houve aumento da expressão protéica das chaperonas após 48 h. A indução de ERE por LPS foi detectada antes de 4 h do estímulo observado pela avaliação da via da PERK/eIF2a, IRE1 e ATF6 e se mantém ativado após 48 h. Adicionalmente, a privação de glicose em células THP-1 aumenta a expressão de GRP94 e GRP78 em 2,5 e 11 vezes, respectivamente. Na ausência de glicose, o tratamento com LPS não induz ERE. A inibição da expressão das chaperonas por siRNA anula o efeito da privação de glicose em proteger as células do desenvolvimento de ERE induzido por LPS. Portanto, a hiperexpressão das chaperonas GRP78 e GRP94 protegem as células do ERE induzido por LPS. Assim, defeito na expressão das chaperonas induzido por TLR4 é um mecanismo envolvido na integração da sinalização do TLR4 e ERE / Abstract: TLR4 activation and the induction of endoplasmic reticulum stress (ERS) are two of the most important mechanisms connecting excessive fat with insulin resistance. Recently, it was shown that activation of TLR4 can, per se, induce ERS, suggesting that TLR4 is a primary event in the induction of the cellular stress that contributes to increased inflammatory gene expression. However, the mechanisms linking these molecular events are unknown. The chaperones GRP78 and GRP94 play an important role during the assembly of newly translated TLR4 molecules. In addition, the chaperone GRP94 escorts the protein to the cell membrane. Under prolonged activation, the demand for newly synthesized TLR4 molecules increases, and thus, the demand for new chaperones. Therefore, we hypothesized that under increased activation of TLR4, the synthesis of the protein would not be matched by the expression of chaperones, thus, triggering ERS. To test this hypothesis, the monocyte cell line THP-1 was incubated with LPS and the expression/activation of proteins involved in ERS was determined by real-time PCR, flow-cytometry, immunoprecipitation and immunoblot. In some experiments, cells were deprived of glucose or treated with siRNA to increase or decrease, respectively, the expression of the chaperones. Time-course experiments revealed that LPS led to a 2.5-fold increase of TLR4 expression starting as early as 8h, peaking after 24h and remaining significantly increased after 48h. The expression of GRP78 underwent a 3-fold increase with a sharp rise at 24h (no increase at 8h), while GRP94 increased by only 1.5-fold with a peak at 2h and an early return to base-line levels. None of the chaperones were increased after 48h. LPS-induced ERS was detected as early as 4h after stimulus as detected by the evaluation of PERK/eIF2?, IRE1 and ATF6 pathways. Strong signals of ERS were still present after 48h. The pre-incubation of THP-1 in glucose-deprived medium produced 2.5 and 11-fold increases of GRP94 and GRP78, respectively. Upon glucosedeprivation, LPS could no longer induce ERS. Inhibition of chaperone expression by siRNA completely abrogated the effect of glucose deprivation to protect cells from LPS-induced ERS. Thus, the hyperexpression of GRP78 and GRP94 protect cells from LPS-induced ERS. Defective TLR4-induced chaperone expression is a mechanism involved in the integration of TLR4 signaling and ERS / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Fisiopatologia Medica

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-13T16:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aquino_NiltonSergiode_M.pdf: 666411 bytes, checksum: 2c02dd4742835246669966068bdac040 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Diversos estudos epidemiológicos realizados indicam a ligação, tanto da obesidade quanto do DM tipo 2, a um estado de inflamação sub-clínico, onde encontramos elevação do nível sérico de diversas citocinas pró-inflamatórias. TLR4 é uma subclasse dos TLR's e estão localizados em vários tecidos e células do organismo dos mamíferos, incluindo aqueles insulino sensíveis. A sua ativação pela exposição a ácidos graxos livres (AG) e lipopolissacarídeos (LPS), derivado da membrana externa das bactérias Gramnegativas, causa um aumento do nível sérico de diversas citocinas pró-inflamatória e resistência à insulina. Assim esses receptores emergem como candidatos a intermediar o processo inflamatório sub-clínico e a resistência à insulina. Recentes estudos demonstraram que um grupo de derivados da ciclohexanona inibe, de forma específica, o TLR4. Dentre os derivados com atividade inibidora de citocinas destaca-se o (6R)-6-[N-(2-cloro-4-fluorfenil)sulfamoil]-ciclohex-1-ene-1-carboxilato de etila, designado pelo FDA para estudos clínicos como TAK-242 e que apresenta uma potente capacidade supressora na produção de NO, IL-6 e TNF-a. No presente estudo, sintetizamos e investigamos o efeito do tratamento crônico com TAK-242 por via oral na transdução do sinal da insulina, estado de inflamação subclínico e na sensibilidade à insulina em camundongos tratados com dieta hiperlipídica. Tais animais, após quatorze dias de tratamento, demonstraram significante melhora na sensibilidade à insulina, na tolerância à glicose e aumento na capacidade de sinalização da insulina no tecido adiposo, fígado e músculo através da via da Akt. A administração de TAK-242 também diminuiu a resistência à insulina em nosso modelo de choque séptico induzido por LPS de bactérias Gram-negativas com uma alta taxa de sobrevida dos animais. Assim, novos derivados da ciclohexanona, como o TAK-242, podem oferecer uma nova abordagem terapêutica para as doenças cuja patogenicidade envolve o TLR4, como o processo inflamatório sub-clínico e a resistência à insulina. / Abstract: Insulin resistance and type 2 diabetes are associated with obesity and a state of abnormal inflammatory response. TLR4 detects Gram-negative bacteria through recognition of the lipid A moiety of lipopolysaccharide (LPS) and has an important role in inflammation and immunity. Since it is activated by LPS and saturated fatty acids, which are inducers of insulin resistance, TLR4 appears as a candidate for participation in the cross-talk between inflammatory and metabolic signals. We investigated, herein, in vivo efficacy and associated molecular mechanisms by TAK 242, a small-molecule selective TLR4 inhibitor, improved diabetes control and insulin action. The effect of TAK 242 was investigated on insulin sensitivity, insulin signaling and activity in tissues of high-fat dietfed mice. Moreover, these mice showed significantly improved insulin sensitivity, improved glucose tolerance and enhanced insulin signaling capacity in adipose tissue, muscle and liver as compared to control mice during high fat feeding. TAK 242, in our endotoxin shock model, by oral administration, also demonstrated efficacy against the LPSinduced cytokines with a high survival rate and improved insulin sensibility in mice. In conclusion, we demonstrated that TAK-242, a small-molecule selectively suppresses TLR4-signaling, improves glucose tolerance and insulin action in high-fat dietfed mice. Manipulation of TLR4 pathways is considered to have great therapeutic potential. Cyclohexene derivatives, like TAK-242, represent a novel therapeutic approach to the treatment of human obesity, insulin resistance and type 2 diabetes. / Mestrado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Mestre em Fisiopatologia Médica

Introdução e objetivo: Existem poucos estudos a respeito da imunidade inata em dermatofitoses (tinhas), este trabalho estudou a expressão dos receptores toll-like 2 e 4 em dermatofitoses por T. rubrum. Casuística e método: Estudaram-se sete pacientes com dermatofitose extensa, definida como pelo menos três segmentos corporais acometidos, e oito com a forma localizada. Inexistia qualquer imunodepressão primária ou secundária nos pacientes. Realizou-se em cada doente biópsia de área da pele lesada e sã, esta última distando pelo menos 4 cm da lesão. Outros 20 fragmentos de pele foram obtidos a partir de cirurgias estéticas. Utilizou-se a imuno-histoquímica com anticorpos anti-TLR2 e TLR4. As imagens foram analisadas pelo programa Image Pro Plus. A epiderme foi dividida em superficial e profunda, para análise da imunomarcação, considerando-se o ponto de divisão como 50% da sua espessura. Resultados: A análise da expressão do TLR4 em pacientes com tinha na epiderme superficial apresentou menores índices de densidade óptica (IDO), média 108,8±7,73 e 110,86±15,57 em pacientes com tinha localizada e extensa, respectivamente, em relação aos controles (145,26 ±21,88) com significância estatística. Também houve redução da expressão do TLR4 na epiderme profunda com IDO de 111,19±13,45 em dermatofitoses extensas e 144,65±17,20 nos controles (p=0,001). A análise da expressão do TLR2 na epiderme profunda em indivíduos com dermatofitose localizada evidenciou menor expressão na área lesada do que na sã do mesmo indivíduo, média 109,28±30,9 e 118,75±36,84, respectivamente (p 0.018). Embora não tenha havido redução da expressão do TLR2 na epiderme superficial comparativamente aos controles, na epiderme profunda encontrou-se, na área lesada das dermatofitoses extensas, menor expressão em relação aos controles, sendo 6,29±9,73 e 27,8±18,6, respectivamente. Conclusões: Encontrou-se menor expressão de TLR4 na epiderme superficial e profunda em indivíduos com dermatofitose comparativamente aos controles sadios. Em dermatofitoses extensas também a expressão de TLR2 está diminuída na epiderme profunda. Não existe diminuição da expressão do TLR2 na epiderme superficial provavelmente para manter a função de barreira da epiderme, onde este receptor é importante para coesão dos queratinócitos. Observou-se ainda menor expressão de TLR2 na pele lesada comparada à sã de indivíduos com dermatofitose localizada o que justificaria o fato destas lesões permanecerem limitadas a uma única área. / Introduction & Objectives: There are few studies to concern the role of innate immune response in dermatophytosis, so we conducted an investigation to define the involvement of TLRs in the course of tinea due T. rubrum infection. Patients & Methods: We allocated 8 patients with localised dermatophytosis and 7 with widespread one, defined as at least on three body segments. The skin was biopsied in two points: from lesion (active lesion) and healthy skin distant at least 4 cm. Twenty controls were obtained from cosmetic surgery. We use immunohistochemical staining with antibodies for antigens TLR 2 and 4. Images were analyzed. Results: (i) analysis of the expression of TLR4 of patients with tinea, found on the upper epidermis, average optical density index of 108,8±7,73 and 110,86±15,57 in localised and widespread tinea, respectively, and 145,26 ±21,88 in control skin; similar reduction maintain at lower one with average optical density index 111,19±13,45 in widespread tinea and 144,65±17,20 in controls p=0,001; (ii) analysis of TLR2 expression in the lower epidermis of patients with tinea met reduced optical density index in skin with localised tinea than in healthy skin, average 109,28±30,9 and 118,75±36,84, respectively, p 0.018. There were no reduction in TLR2 expression in upper epidermis compared to controls, although it was significant reduced in lower epidermis in widespread tinea, average 27,8±18,6 and 6,29±9,73. Conclusions: We found reduced expression of TLR4 in the lower and upper epidermis skin with tinea compared to controls in widespread and localised dermatophytosis. There was no reduction of TLR2 at upper epidermis probably in order to mantain the epidermal barrier function. We found yet a reduced expression of TLR2 in the infected skin compared to healthy one of the same patient with localised dermatophytosis which could explain that in these cases the tinea was not spread in extension.

Introdução e objetivo: Existem poucos estudos a respeito da imunidade inata em dermatofitoses (tinhas), este trabalho estudou a expressão dos receptores toll-like 2 e 4 em dermatofitoses por T. rubrum. Casuística e método: Estudaram-se sete pacientes com dermatofitose extensa, definida como pelo menos três segmentos corporais acometidos, e oito com a forma localizada. Inexistia qualquer imunodepressão primária ou secundária nos pacientes. Realizou-se em cada doente biópsia de área da pele lesada e sã, esta última distando pelo menos 4 cm da lesão. Outros 20 fragmentos de pele foram obtidos a partir de cirurgias estéticas. Utilizou-se a imuno-histoquímica com anticorpos anti-TLR2 e TLR4. As imagens foram analisadas pelo programa Image Pro Plus. A epiderme foi dividida em superficial e profunda, para análise da imunomarcação, considerando-se o ponto de divisão como 50% da sua espessura. Resultados: A análise da expressão do TLR4 em pacientes com tinha na epiderme superficial apresentou menores índices de densidade óptica (IDO), média 108,8±7,73 e 110,86±15,57 em pacientes com tinha localizada e extensa, respectivamente, em relação aos controles (145,26 ±21,88) com significância estatística. Também houve redução da expressão do TLR4 na epiderme profunda com IDO de 111,19±13,45 em dermatofitoses extensas e 144,65±17,20 nos controles (p=0,001). A análise da expressão do TLR2 na epiderme profunda em indivíduos com dermatofitose localizada evidenciou menor expressão na área lesada do que na sã do mesmo indivíduo, média 109,28±30,9 e 118,75±36,84, respectivamente (p 0.018). Embora não tenha havido redução da expressão do TLR2 na epiderme superficial comparativamente aos controles, na epiderme profunda encontrou-se, na área lesada das dermatofitoses extensas, menor expressão em relação aos controles, sendo 6,29±9,73 e 27,8±18,6, respectivamente. Conclusões: Encontrou-se menor expressão de TLR4 na epiderme superficial e profunda em indivíduos com dermatofitose comparativamente aos controles sadios. Em dermatofitoses extensas também a expressão de TLR2 está diminuída na epiderme profunda. Não existe diminuição da expressão do TLR2 na epiderme superficial provavelmente para manter a função de barreira da epiderme, onde este receptor é importante para coesão dos queratinócitos. Observou-se ainda menor expressão de TLR2 na pele lesada comparada à sã de indivíduos com dermatofitose localizada o que justificaria o fato destas lesões permanecerem limitadas a uma única área. / Introduction & Objectives: There are few studies to concern the role of innate immune response in dermatophytosis, so we conducted an investigation to define the involvement of TLRs in the course of tinea due T. rubrum infection. Patients & Methods: We allocated 8 patients with localised dermatophytosis and 7 with widespread one, defined as at least on three body segments. The skin was biopsied in two points: from lesion (active lesion) and healthy skin distant at least 4 cm. Twenty controls were obtained from cosmetic surgery. We use immunohistochemical staining with antibodies for antigens TLR 2 and 4. Images were analyzed. Results: (i) analysis of the expression of TLR4 of patients with tinea, found on the upper epidermis, average optical density index of 108,8±7,73 and 110,86±15,57 in localised and widespread tinea, respectively, and 145,26 ±21,88 in control skin; similar reduction maintain at lower one with average optical density index 111,19±13,45 in widespread tinea and 144,65±17,20 in controls p=0,001; (ii) analysis of TLR2 expression in the lower epidermis of patients with tinea met reduced optical density index in skin with localised tinea than in healthy skin, average 109,28±30,9 and 118,75±36,84, respectively, p 0.018. There were no reduction in TLR2 expression in upper epidermis compared to controls, although it was significant reduced in lower epidermis in widespread tinea, average 27,8±18,6 and 6,29±9,73. Conclusions: We found reduced expression of TLR4 in the lower and upper epidermis skin with tinea compared to controls in widespread and localised dermatophytosis. There was no reduction of TLR2 at upper epidermis probably in order to mantain the epidermal barrier function. We found yet a reduced expression of TLR2 in the infected skin compared to healthy one of the same patient with localised dermatophytosis which could explain that in these cases the tinea was not spread in extension.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-28Bitstream added on 2014-06-13T18:53:48Z : No. of bitstreams: 1 carrenho_lca_me_araca.pdf: 1197310 bytes, checksum: 3d5470911a8b6fe2c7996a8ec61a673a (MD5) / A endotoxemia é um importante distúrbio sistêmico que se origina da resposta do hospedeiro a um componente das bactérias Gram-negativas, o lipopolissacarídeo (LPS) ou endotoxina, que é liberado após bacteriólise ou rápida multiplicação. A ativação do sistema imune inato pelo LPS é um fator chave para o disparo da resposta inflamatória pelo hospedeiro e que acarreta a produção de mediadores inflamatórios, responsáveis pelos eventos patológicos da endotoxemia. A interação dos receptores Toll-like (TLRs) com antígenos específicos deflagram a resposta inflamatória, sendo que o receptor Toll-like-4 (TLR-4) é ativado pela ação das endotoxinas, enquanto o receptor Toll-like-2 (TLR-2) interage com uma variedade de componentes microbianos. Uma exposição prévia a baixas concentrações de LPS pode tornar os cavalos “tolerantes” a um desafio letal subsequente, acarretando uma diminuição na produção de citocinas inflamatórias por um período transitório. Pouco se sabe a respeito do mecanismo celular deste fenômeno em equinos, supondo-se o envolvimento dos receptores Toll-like semelhante ao encontrado em outras espécies. Com este estudo investigaram-se os mecanismos celulares da tolerância à endotoxina em um modelo ex vivo com sangue total. Foi demonstrado redução na síntese de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1 e IL-6), aumento da expressão gênica da citocina anti-inflamatória IL-10, e ausência de expressão do TGF-β, após o desafio secundário com LPS. A maior expressão dos receptores TLR-2 e -4 após o segundo estímulo de LPS demonstrou que a tolerância à endotoxina não acarreta diminuição da expressão de ambos os receptores em equinos. / Endotoxemia is an important systemic disease originated from host response to a component of Gram-negative bacteria, lipopolysaccharide (LPS) or endotoxin, which is released after bacteria death or quick replication. The innate immune recognition of LPS has a key role triggering host inflammatory answer and is due to inflammatory mediator’s synthesis, which are responsible for pathologic events of endotoxemia. Signs initiated by interaction of Toll-like receptors (TLRs) with specific products induce the inflammatory response. Toll-like receptor-4 (TLR- 4) is activated by endotoxin action while Toll-like receptor-2 (TLR-2) interacts with a range of microbial compounds. Some studies demonstrate that both can act like LPS receptors, although by independent pathways. It was demonstrated that a previous exposition to low concentrations of LPS can render horses “tolerant” to a lethal subsequent challenge with endotoxin, leading to a diminished release of inflammatory cytokines during a transient period. However, little is known about the cellular mechanisms involved in this phenomenon in horses, suspecting that there is involvement of cell surface receptors, similarly to other species. This study investigated cellular mechanisms of endotoxin tolerance in a whole blood ex vivo model, demonstrating a reduction on pro-inflammatory cytokines synthesis (TNF- α, IL-1 and IL-6), increased gene expression of anti-inflammatory cytokine IL-10 and no alteration in TGF-β expression, after a secondary stimulus with LPS. The Toll-like receptors-2 and -4 increased expression after a second stimulus with LPS showed that endotoxin tolerance does not lead to a decreased expression of both receptors in horses.