Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-02T21:31:07Z No. of bitstreams: 1 2017_RilvaGrigórioPinhoSoares_Parcial.pdf: 1974750 bytes, checksum: c82423d41fe8c42186f2c33214461f19 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-06T21:12:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RilvaGrigórioPinhoSoares_Parcial.pdf: 1974750 bytes, checksum: c82423d41fe8c42186f2c33214461f19 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-06T21:12:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RilvaGrigórioPinhoSoares_Parcial.pdf: 1974750 bytes, checksum: c82423d41fe8c42186f2c33214461f19 (MD5) Previous issue date: 2017-10-06 / O hormônio tireoideano (HT) regula a transcrição de redes complexas de genes e controlam diversos aspectos do desenvolvimento em humanos. Seus efeitos são mediados pelos receptores do hormônio tireoideano (TR), que são fatores de transcrição que se ligam ao DNA, em regiões denominadas de elementos responsivos ao TR (TRE), regulando positivamente e negativamente a transcrição. Comparação entre a isoforma alfa 1 (TRα1) e beta 1 (TRβ1) indicam que, com exceção do domínio N-terminal (NTD), estas isoformas possuem alta homologia em sua estrutura primária, especificamente 85% no domínio de ligação ao DNA (DBD), 64% na Hinge e 84% no domínio de ligação ao ligante (LBD). Dos 370 aminoácidos (aa) que compõem o DBD, Hinge e LBD, apenas 61 aa os tornam diferentes entre si, dos quais 17 aa estão localizados no DBD, 04 aa na Hinge e 40 aa no LBD. Ainda, o que difere TRβ1 da isoforma beta 2 (TRβ2) é somente o domínio NTD. Apesar de possuírem alta homologia de sequência, evidências bioquímicas mostram que essas isoformas desempenham papéis específicos ao mediar a ação dos HT. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de cada domínio das isoformas TRα1 e TRβ1 e TRβ2 na atividade transcricional do TR, fazendo a correlação entre os diferentes domínios e sua função em TRE positivamente e negativamente regulados, F2 e TSHA, respectivamente. Para tanto, foram utilizadas 11 construções de quimeras contendo sequências alternadas das regiões dos domínios NTD, DBD e LBD de TRα1, TRβ1 e TRβ2 e 2 construções de deleções do NTD de TRα1 e TRβ1. Transfecções e ensaios de gene repórter foram realizados para estudar o papel dos diferentes domínios. A atividade transcricional das quimeras mostrou os efeitos dos domínios na ativação e repressão. Em F2, o NTD de TRβ2 mostrou ser responsável por maior ativação. Os resultados sugeriram ainda um sinergismo entre DBD de TRα1 e LBD de TRβ1, que pôde ser observado tanto na presença como na ausência de T3. Tanto o NTD de TRα1 quanto o de TRβ1 parecem inibir a ativação. O LBD de TRα1 parece exercer importante papel repressor, sugerindo que este possa ser o domínio responsável por TRα1 apresentar menor ativação que TRβ1, enquanto o LBD de TRβ1 parece ser o responsável por sua maior ativação. Em TSHA, observou-se sinergismo entre DBD de TRβ1 e LBD de TRα1, diferente daquele observado em F2. As maiores repressões foram observadas nas quimeras que apresentavam LBD de TRβ1 e DBD de TRα1, sugerindo que estes interagem sinergisticamente entre si. As maiores respostas de ativação independente do ligante ocorreram nas quimeras com a presença de qualquer um dos domínios de TRα1. Nestes, contudo, os NTDs do TRα1 e TRβ1 exerceram papeis distintos. Assim, o NTD de TRβ1 atua na ativação independente do ligante e na repressão dependente do ligante, enquanto o NTD de TRα1 não parece exercer influência em ambas as condições. Em conclusão, a relação entre os domínios observada na atividade transcricional do TR é de fundamental importância para a compreensão das características funcionais das isoformas do TR. O uso das quimeras poderá ser uma ferramenta importante para auxiliar na compreensão da ação do TR em promotores naturais, e no desenvolvimento de tiromiméticos seletivos. / Thyroid hormone (HT) regulates the transcription of complex gene networks and controls various aspects of development in humans. Its effects are mediated by thyroid hormone receptors (TRs), which are transcription factors that bind to DNA, in regions called TR-responsive elements (TRE), regulating the transcription in positively and negatively ways. Comparison between TRα1 and TRβ1 isoforms indicates that, except for the N-terminal domain (NTD), these isoforms present high homology in its primary structure, specifically 85% in the DNA binding domain (DBD), 64% in the Hinge domain and 84% in the ligand binding domain (LBD). Among the 370 amino acids (aa) only 61aa differed from each other, 17aa in DBD, 4aa in Hinge, and 40aa in LBD. Further, what differs from TRβ1 of the β2 isoform (TRβ2) is only the NTD domain. Despite this high homology, biochemical evidence shows that they exert isoform specific roles in mediating the action of HT. The aim of this study was to investigate the effects of each domain of TRα1 e TRβ1 e TRβ2 on TR transcriptional activity, correlating the different domains to transcription activity function on positively and negatively regulated TREs, F2 and TSHA, respectively. For this, 11 constructions of chimeras which contained alternate sequences of the NTD, DBD, and LBD of TRα1, TRβ1 and TRβ2 and 2 constructions of NTD deletions of TRα1 and TRβ1 were used. Transfections and reporter gene assays were carried out to study the role of different domains. Transcriptional activity of chymeras showed the effects of the different domains on activation and repression. In F2, TRβ2-NTD showed the highest transcriptional activation. The results also suggested a synergism between TRα1-DBD and TRβ1-LBD that could be observed in the presence and absence of T3. The NTD of TRα1 and TRβ1 appears to inhibit activation. TRα1-LBD seems to play an important repressor role, suggesting that it may be the domain responsible for the lower activation exhibited by TRα1 to in comparison to TRβ1, whereas TRβ1-LBD seems to be responsible for its higher activation. In TSHA, synergism was observed between TRβ1-DBD and TRα1-LBD, different from that observed in F2. The major values obtained for repression were observed in the chymeras which contained TRβ1-LBD and TRα1-DBD, suggesting that they synergistically interact with each other. The highest ligand-independent activation responses occurred in the chimeras which contained any of the TRα1 domains. In these, however, the NTDs of TRα1 and TRβ1 played different roles. Thus, TRβ1-NTD acts on ligand-independent activation and binding-dependent repression, whereas NTD-α does not appear to exert influence on both conditions. In conclusion, the relationship between TR domains and its effect on the transcriptional activity of TR are of fundamental importance for understanding the functional characteristics of TR isoforms. The use of chimeras may be an important tool to aid in the understanding of TR action in natural promoters, and in the development of selective thyromimetics.

Ratas adultas foram tratadas com 2.5, 5, 10, 20 e 40x a dose fisiológica de triiodotironina (T3) por 10 semanas. Houve redução, dose-dependente, da massa óssea, volume e espessura trabecular (Tb.Th), e espessura de osso cortical. Até a dose de 10xT3, houve aumento na taxa de formação óssea (BFR). Doses maiores de T3 reduziram a BFR, e a reabsorção óssea. Esses dados mostram que, até um certo grau de tireotoxicose, a osteopenia é resultado de aumento da formação e reabsorção ósseas, com predomínio da última. Em graus mais elevados, a osteopenia é causada por redução no remodelamento ósseo, com predomínio da atividade reabsortiva. Em seguida, comparamos os efeitos do T3 e GC-1, um tireomimético seletivo pelo receptor b de T3 (TRb), no osso de camundongos fêmeas adultas. Na tíbia, o T3 reduziu a resistência, rigidez e resiliência, enquanto o GC-1 aumentou esses parâmetros e a Tb.Th, o que mostra que o GC-1 melhora a qualidade óssea. Considerando-se a seletividade do GC-1 pelo TRb, esses achados sugerem que o TRb medeia predominantemente ações positivas do T3 no osso. / Adult rats were treated with 2.5, 5, 10, 20 and 40x the physiological dose of triiodothyronine (T3) for 10 weeks. There was a dose-dependent reduction in bone mass, trabecular volume and thickness (Tb.Th), and cortical thickness. Up to 10xT3, there was an increase in the bone formation rate (BFR). Higher doses of T3 decreased BFR and bone resorption. These data show that, up to a certain degree of thyrotoxicosis, osteopenia is the result of an increase in bone formation and resorption, with a prevalence of resorption. In more severe thyrotoxicosis, the osteopenia is caused by a reduction in bone remodeling, with a predominance of bone resorption. Then, we compared the effects of T3 and GC-1, a thyromimetic that is selective for T3 receptor b (TRb), on bone of adult female mice. T3 treatment decreased tibial resistance, stiffness and resilience, while GC-1 increase these parameters and Tb.Th, showing that GC-1 improves bone quality. Considering the selectiveness of GC-1 for TRb, these findings suggest that TRb mediates mainly positive actions of T3 in the bone.

Ratas adultas foram tratadas com 2.5, 5, 10, 20 e 40x a dose fisiológica de triiodotironina (T3) por 10 semanas. Houve redução, dose-dependente, da massa óssea, volume e espessura trabecular (Tb.Th), e espessura de osso cortical. Até a dose de 10xT3, houve aumento na taxa de formação óssea (BFR). Doses maiores de T3 reduziram a BFR, e a reabsorção óssea. Esses dados mostram que, até um certo grau de tireotoxicose, a osteopenia é resultado de aumento da formação e reabsorção ósseas, com predomínio da última. Em graus mais elevados, a osteopenia é causada por redução no remodelamento ósseo, com predomínio da atividade reabsortiva. Em seguida, comparamos os efeitos do T3 e GC-1, um tireomimético seletivo pelo receptor b de T3 (TRb), no osso de camundongos fêmeas adultas. Na tíbia, o T3 reduziu a resistência, rigidez e resiliência, enquanto o GC-1 aumentou esses parâmetros e a Tb.Th, o que mostra que o GC-1 melhora a qualidade óssea. Considerando-se a seletividade do GC-1 pelo TRb, esses achados sugerem que o TRb medeia predominantemente ações positivas do T3 no osso. / Adult rats were treated with 2.5, 5, 10, 20 and 40x the physiological dose of triiodothyronine (T3) for 10 weeks. There was a dose-dependent reduction in bone mass, trabecular volume and thickness (Tb.Th), and cortical thickness. Up to 10xT3, there was an increase in the bone formation rate (BFR). Higher doses of T3 decreased BFR and bone resorption. These data show that, up to a certain degree of thyrotoxicosis, osteopenia is the result of an increase in bone formation and resorption, with a prevalence of resorption. In more severe thyrotoxicosis, the osteopenia is caused by a reduction in bone remodeling, with a predominance of bone resorption. Then, we compared the effects of T3 and GC-1, a thyromimetic that is selective for T3 receptor b (TRb), on bone of adult female mice. T3 treatment decreased tibial resistance, stiffness and resilience, while GC-1 increase these parameters and Tb.Th, showing that GC-1 improves bone quality. Considering the selectiveness of GC-1 for TRb, these findings suggest that TRb mediates mainly positive actions of T3 in the bone.