A relativa raridade de casos graves de malária no Brasil sugere que os isolados locais de Plasmodium falciparum tenham menor virulência que os parasitas africanos e asiáticos. Este trabalho investigou os padrões de aderência de sete isolados de P. falciparum, provenientes de uma área da Amazônia brasileira em que a malária grave é rara, a dois receptores do endotélio vascular, CD36 e ICAM-1. Também analisamos a resposta de anticorpos de indivíduos locais contra oitos antígenos de superfície, incluindo isolados de campo e a cepa 3D7. Mostramos que: (a) de modo geral, os isolados locais de P. falciparum expressam VSAs capazes de aderir tanto a ICAM-1 quanto a CD36; (b) detectamos anticorpos contra antígenos apresentados por isolados de campo e pela cepa 3D7 entre moradores de uma área endêmica próxima à origem dos isolados; (c) vimos que alguns dos soros testados foram capazes de bloquear a adesão de hemácias parasitadas a ICAM-1 e CD36, in vitro; (d) detectamos uma baixa prevalência do alelo S (hemoglobina S) na população de estudo. / The relative rarity of severe malaria in Brazil suggests that the local Plasmodium falciparum isolates are less virulent than African and Asian parasites. This work investigated adherence patterns to CD36 and ICAM-1, two receptors of the vascular endothelium, in P. falciparum isolates from an area of the Brazilian Amazonia, where severe malaria is rare. We also analyzed, in the same area, the antibody responses of people against eight VSAs. We found that: (a) local P. falciparum isolates express VSAs capable to adhere to both receptors, CD36 and ICAM-1; (b) we detected antibodies against VSAs in a human population exposed to malaria, expressed from local parasites and the 3D7 control; (c) we found in vitro that some sera contained naturally acquired antibodies which blocked the adherence of the parasitized RBCs to ICAM-1 and CD36; (d) we detected a low frequency of the S allele (hemoglobin S) in the study population.

Receptores ativados por protease (PARs) pertencem à família de GPCRs. Desses, PAR-1, PAR-3 e PAR-4 são ativados por trombina, e PAR-2 por tripsina. Como as proteases, peptídeos sintéticos (PARs-AP) também ativam esses receptores. Estudamos o papel dos PARs na reatividade vascular de Wistar e SHR. In vitro, PAR-1 AP, promoveu maior vasoconstrição em aorta com endotélio (E+) de SHR vs Wistar. PAR-2 AP promoveu vasodilatação similar em aorta E+ de SHR e Wistar, enquanto PAR-4 AP e peptídeos reversos não causaram efeito. In vivo/in situ PAR-1 e PAR-2 AP mostraram intensa vasomotilidade em arteríolas mesentéricas. A expressão gênica de PAR-1 está aumentada em aorta e arteríolas de SHR, mas a expressão protéica está aumentada apenas em arteríolas. Demonstramos ainda que a vasoconstrição induzida por PAR-1 AP, é dependente de Ca++ e da liberação de Ang II, ET-1 e O2- pelo endotélio. Assim, sugerimos que PAR-1 pode ser um alvo terapêutico para novos antihipertensivos com efeito antitrombótico, já que este receptor também tem sido envolvido em eventos romboembólicos. / Protease activated receptors are a new GPCRs family. The PAR-1, PAR-3 and PAR-4 are activated by thrombin and PAR-2 by tripsin. Like proteases, synthetic peptides (PARs-AP) can also activate those receptors. We studied the role of PARs in vascular reactivity of Wistar and SHR. In vitro, PAR-1 promoted higher vasoconstriction to PAR-1 AP in SHR aorta with endothelium (E+) than the Wistar ones. PAR-2 AP produced similar vasodilation in Wistar and SHR aorta E+, while neither PAR-4 nor reverse peptides presented any effect. In vivo/in situ PAR-1 and PAR-2 showed an intensive vasomotion in mesenteric vessels. PAR-1 gene expression was increased in SHR aorta and arterioles, while the protein expression was increased only in the arterioles. We have also shown that the vasoconstriction induced by PAR-1 AP, is Ca++-dependent and Ang II, ET-1 and O2- release from endothelium. Thus, we suggest that PAR-1 might represent a therapeutic target to new antihypertensive drugs with antithrombotic effect, since this receptor has been involved in thromboembolics events.

INTRODUÇÃO: A urticária crônica é caracterizada pelo aparecimento de placas eritêmato-edematosas, pruriginosas que perduram por mais de seis semanas. A investigação da imunidade inata é de grande importância para a compreensão da imunopatologia de doenças dermatológicas crônicas como a Urticária Crônica Idiopática (UCI). Entre os componentes da resposta inata, a avaliação das células dendríticas plasmocitóides (pDCs) e sua capacidade de ativação por agonistas de Toll Like receptor 9 (TLR9) pode contribuir para avaliar o desequilíbrio imunológico encontrado na UCI. OBJETIVOS: Investigar a imunidade inata em pacientes com UCI e os mecanismos envolvidos na modulação da produção de IFN- por pDCs induzida pela ativação do TLR9. MÉTODOS: A secreção de IFN- e IL-10 por leucócitos de pacientes UCI (n=26) e indivíduos normais (Co, n=50) induzida pelo agonista de TLR9, CpGA (1.0 e 2.0M), ou IL12p40 induzida pelo ODN inibitório (ODN S) foi realizado por ensaio imunoenzimático. Quantificação de pDCs em sangue periférico, expressão de moléculas coestimulatórias, expressão intracelular de IFN- por pDCs e fosforilação de STAT (1 e 4) foram analisados por citometria de fluxo. Expressão do mRNA de TLR9 e fator regulador de interferon-7 foi realizado por real time PCR. A presença da pDC (CD123+) em lesões de pele de pacientes UCI foi avaliada por imunoistoquímica. RESULTADOS: Os resultados mostraram uma diminuição na produção de IFN- e IL-10 por leucócitos de pacientes UCI após estímulo com CpGA. O estímulo com ODN S induziu a produção de IL12p40 e suprimiu ainda mais a produção de IL-10 e IFN- induzida pelo CpGA, até 98% de inibição. O número de pDCs no sangue periférico e a capacidade de ativação da pDC nos pacientes, avaliada pela expressão de moléculas co-estimuladoras foi semelhante aos indivíduos normais. Além disto, foram detectadas raras pDCs nas lesões de pele dos pacientes. Um aumento constitutivo da fosforilação de STAT1 foi detectado em linfócitos não estimulados de pacientes UCI associado a uma diminuição da expressão de mRNA de TLR9 após estímulo com CpGA e alterada expressão de mRNA de IRF-7, que podem contribuir para a baixa produção de IFN-. CONCLUSÃO: Os achados mostram uma inibição na produção de IFN- via TLR9, tendo como alvo a pDC e sua participação na resposta inata na Urticária Crônica / INTRODUCTION: Chronic urticaria is a skin disorder characterized by recurrent and transitory itchy weals occurring regularly more than 6 weeks. The investigation of the innate immunity is an important parameter to understand the immunopathology of chronic dermatological diseases, such as Chronic Idiopathic Urticaria (CIU). Among the innate immune components, such as plasmacytoid dendritic cells (pDC) and their functional study activation thorough TLR-9 ligand could contribute to evaluate the immunologic disequilibrium founded in the CIU. OBJECTIVES: We decided to investigate innate immunity in CIU and the mechanisms implicated in the modulation of IFN- production by pDCs upon TLR9 activation. METHODS: The secretion of IFN- and IL-10 secretion by leucocytes of patients with CIU (n=26) and healthy control (HC, n=50) induced by TLR9 ligand, CpG type A (1.0 and 2.0M), or IL12p40 secretion induced by inhibitory ODN (ODN S) was assessed by enzyme-linked immunosorbent assay. Enumeration of pDC, coestimulatory molecules expression, intracellular IFN- expression, and STAT (1 and 4) phosphorylation were assessed by flow cytometry. TLR9 and interferon regulatory factor-7 mRNA transcripts were evaluated by real-time PCR. The presence of pDCs (CD123+) in the skin lesion of patients with CIU were assessed by means of immunohistochemistry staining. RESULTS: The findings showed a decreased IFN- and IL-10 secretion by leucocytes of CIU patients induced by CpGA. Inhibitory ODN was able to induce IL12p40 and further inhibited the IFN- secretion in both HC and patients achieving up 98% inhibition. A normal pDC percentage and degree of activation by costimulatory molecules expression was observed in CIU in patients was similar to control group. Moreover, rare presence of pDCs was detected in the skin lesion of patients. An increased constitutive STAT1 phosphorylation on non-stimulated lymphocytes and CpGA activation induced a down-regulation of TLR9 mRNA transcripts associated with altered IRF-7 along the time of CpG activation which may contribute to the decreased IFN- secretion. CONCLUSIONS: Altogether, the findings showed an impaired IFN- secretion via TLR-9, implicating innate immunity through pDCs as target in Chronic Urticaria

Asbestos é um termo geral usado comercialmente para descrever minerais fibrosos de silicato. A fibra mais utilizada até hoje é denominada crisotila, com uso considerado seguro. Embora, fragmentos menores podem permanecer por longo tempo em tecidos pulmonares. As fibras de crisotila, assim como as demais fibras de asbestos, possuem sílica na sua composição e podem ser fagocitadas com a participação de receptores scavenger. Este trabalho teve como objetivo o estudo de mecanismos de interação e de internalização das pequenas fibras de crisotila em duas linhagens celulares. Uma análise por microscopia confocal de varredura a laser e microscopia eletrônica de transmissão foi realizada e observou-se que ambas as linhagens são capazes de internalizar fibras, que apresentavam livres ou envoltas pela membrana plasmática. A presença de elementos do citoesqueleto próximos às fibras de crisotila foi verificada, assim como alterações no nível de expressão de alguns desses elementos. Dentro deste contexto, a participação de receptores no processo de internalização de fibras de crisotila também foi estudada e verificamos que esses receptores podem estar envolvidos de alguma forma com o processo de internalização de fibras de crisotila. / Asbestos is a term used commercially to describe silicate minerals. Chrysotile is the most used fiber until today and it is considered safe. However, smaller fragments can be found in lung tissues for a long period of time. Chrysotile fibers, as other asbestos fibers, are composed by silica and may be phagocyted with the participation of scavenger receptors. This studys goal was to study the interaction an internalization mechanisms of small chrysotile fibers in two cell lineages. Confocal laser scan microscopy analysis and electronic microscopy transmission analysis were conducted in both lineages, that showed capable of internalize fibers, that were involved or not by cell membrane. Cytoeskeleton elements presence near the fibers was verified and there were also changes in expression levels these elements. In this context, the participation of scavenger receptors in the internalization process of chrysotile fibers was also studied, and we verified that these receptors may be associated to the internalization process of chrysotile fibers.

Malária é um dos principais problemas de saúde nos países em desenvolvimento sendo o Plasmodium o agente etiológico da doença. Neste trabalho foi investigada a função do Ca2+ e da sinalização purinérgica na modulação proteolítica de Plasmodium. Utilizando peptídeos com apagamento intracelular de fluorescência (FRET) analisamos a atividade proteolítica ativada por Ca2+ liberado do retículo endoplasmático ou de compartimentos ácidos e investigamos as diferentes classes de proteases envolvidas. Utilizando-se P. berghei e P. yoelii verificou-se a importância do Ca2+ na modulação proteolítica além de diferenças fisiológicas nesta modulação dentre as espécies estudadas. Foram também investigados os efeitos de ATP, adenosina e GTP extracelular na proteólise e conclui-se que receptores purinérgicos estão envolvidos na habilidade do parasita ativar proteólise intracelular. Na terceira parte da tese foi estabelecido um modelo murino nocaute para analisar a relação Plasmodium-hospedeiro e propõem-se a interação do receptor InsP3R2 e a proteína PbRACK do parasita. / Malaria is a major health problem in developing countries Here we investigate the role of Ca2+ and purines in Plasmodium protease modulation. Using fluorescence resonance energy transfer (FRET) peptides, we verified protease activity elicited by Ca2+from endoplasmatic reticulum or acidic compartments and investigated the classes of affected proteases. Experiments in P. berghei and P. yoelii indicated a fundamental role for calcium in modulating proteolysis and points out key differences in proteolytic responses between Plasmodium species. We also investigated the effects of extracellular ATP, adenosine and GTP on triggering proteolysis. The data lead us to conclude that purinergic receptor is involved in the ability of the parasite to activate intracellular proteolysis by sensing external molecules. The third part of the thesis established a new murine knockout model to analyze Plasmodium-host signaling and suggest a possible interaction between InsP3R2 receptor and the PbRACK parasite protein.

A relativa raridade de casos graves de malária no Brasil sugere que os isolados locais de Plasmodium falciparum tenham menor virulência que os parasitas africanos e asiáticos. Este trabalho investigou os padrões de aderência de sete isolados de P. falciparum, provenientes de uma área da Amazônia brasileira em que a malária grave é rara, a dois receptores do endotélio vascular, CD36 e ICAM-1. Também analisamos a resposta de anticorpos de indivíduos locais contra oitos antígenos de superfície, incluindo isolados de campo e a cepa 3D7. Mostramos que: (a) de modo geral, os isolados locais de P. falciparum expressam VSAs capazes de aderir tanto a ICAM-1 quanto a CD36; (b) detectamos anticorpos contra antígenos apresentados por isolados de campo e pela cepa 3D7 entre moradores de uma área endêmica próxima à origem dos isolados; (c) vimos que alguns dos soros testados foram capazes de bloquear a adesão de hemácias parasitadas a ICAM-1 e CD36, in vitro; (d) detectamos uma baixa prevalência do alelo S (hemoglobina S) na população de estudo. / The relative rarity of severe malaria in Brazil suggests that the local Plasmodium falciparum isolates are less virulent than African and Asian parasites. This work investigated adherence patterns to CD36 and ICAM-1, two receptors of the vascular endothelium, in P. falciparum isolates from an area of the Brazilian Amazonia, where severe malaria is rare. We also analyzed, in the same area, the antibody responses of people against eight VSAs. We found that: (a) local P. falciparum isolates express VSAs capable to adhere to both receptors, CD36 and ICAM-1; (b) we detected antibodies against VSAs in a human population exposed to malaria, expressed from local parasites and the 3D7 control; (c) we found in vitro that some sera contained naturally acquired antibodies which blocked the adherence of the parasitized RBCs to ICAM-1 and CD36; (d) we detected a low frequency of the S allele (hemoglobin S) in the study population.

INTRODUÇÃO: A urticária crônica é caracterizada pelo aparecimento de placas eritêmato-edematosas, pruriginosas que perduram por mais de seis semanas. A investigação da imunidade inata é de grande importância para a compreensão da imunopatologia de doenças dermatológicas crônicas como a Urticária Crônica Idiopática (UCI). Entre os componentes da resposta inata, a avaliação das células dendríticas plasmocitóides (pDCs) e sua capacidade de ativação por agonistas de Toll Like receptor 9 (TLR9) pode contribuir para avaliar o desequilíbrio imunológico encontrado na UCI. OBJETIVOS: Investigar a imunidade inata em pacientes com UCI e os mecanismos envolvidos na modulação da produção de IFN- por pDCs induzida pela ativação do TLR9. MÉTODOS: A secreção de IFN- e IL-10 por leucócitos de pacientes UCI (n=26) e indivíduos normais (Co, n=50) induzida pelo agonista de TLR9, CpGA (1.0 e 2.0M), ou IL12p40 induzida pelo ODN inibitório (ODN S) foi realizado por ensaio imunoenzimático. Quantificação de pDCs em sangue periférico, expressão de moléculas coestimulatórias, expressão intracelular de IFN- por pDCs e fosforilação de STAT (1 e 4) foram analisados por citometria de fluxo. Expressão do mRNA de TLR9 e fator regulador de interferon-7 foi realizado por real time PCR. A presença da pDC (CD123+) em lesões de pele de pacientes UCI foi avaliada por imunoistoquímica. RESULTADOS: Os resultados mostraram uma diminuição na produção de IFN- e IL-10 por leucócitos de pacientes UCI após estímulo com CpGA. O estímulo com ODN S induziu a produção de IL12p40 e suprimiu ainda mais a produção de IL-10 e IFN- induzida pelo CpGA, até 98% de inibição. O número de pDCs no sangue periférico e a capacidade de ativação da pDC nos pacientes, avaliada pela expressão de moléculas co-estimuladoras foi semelhante aos indivíduos normais. Além disto, foram detectadas raras pDCs nas lesões de pele dos pacientes. Um aumento constitutivo da fosforilação de STAT1 foi detectado em linfócitos não estimulados de pacientes UCI associado a uma diminuição da expressão de mRNA de TLR9 após estímulo com CpGA e alterada expressão de mRNA de IRF-7, que podem contribuir para a baixa produção de IFN-. CONCLUSÃO: Os achados mostram uma inibição na produção de IFN- via TLR9, tendo como alvo a pDC e sua participação na resposta inata na Urticária Crônica / INTRODUCTION: Chronic urticaria is a skin disorder characterized by recurrent and transitory itchy weals occurring regularly more than 6 weeks. The investigation of the innate immunity is an important parameter to understand the immunopathology of chronic dermatological diseases, such as Chronic Idiopathic Urticaria (CIU). Among the innate immune components, such as plasmacytoid dendritic cells (pDC) and their functional study activation thorough TLR-9 ligand could contribute to evaluate the immunologic disequilibrium founded in the CIU. OBJECTIVES: We decided to investigate innate immunity in CIU and the mechanisms implicated in the modulation of IFN- production by pDCs upon TLR9 activation. METHODS: The secretion of IFN- and IL-10 secretion by leucocytes of patients with CIU (n=26) and healthy control (HC, n=50) induced by TLR9 ligand, CpG type A (1.0 and 2.0M), or IL12p40 secretion induced by inhibitory ODN (ODN S) was assessed by enzyme-linked immunosorbent assay. Enumeration of pDC, coestimulatory molecules expression, intracellular IFN- expression, and STAT (1 and 4) phosphorylation were assessed by flow cytometry. TLR9 and interferon regulatory factor-7 mRNA transcripts were evaluated by real-time PCR. The presence of pDCs (CD123+) in the skin lesion of patients with CIU were assessed by means of immunohistochemistry staining. RESULTS: The findings showed a decreased IFN- and IL-10 secretion by leucocytes of CIU patients induced by CpGA. Inhibitory ODN was able to induce IL12p40 and further inhibited the IFN- secretion in both HC and patients achieving up 98% inhibition. A normal pDC percentage and degree of activation by costimulatory molecules expression was observed in CIU in patients was similar to control group. Moreover, rare presence of pDCs was detected in the skin lesion of patients. An increased constitutive STAT1 phosphorylation on non-stimulated lymphocytes and CpGA activation induced a down-regulation of TLR9 mRNA transcripts associated with altered IRF-7 along the time of CpG activation which may contribute to the decreased IFN- secretion. CONCLUSIONS: Altogether, the findings showed an impaired IFN- secretion via TLR-9, implicating innate immunity through pDCs as target in Chronic Urticaria

Recentemente, a expressão gênica dos receptores TLR foi encontrada em diversos tipos de células tumorais. A sua participação na biologia do câncer é controversa já que foram descritas ações pró e anti-tumorais após a ativação de sua sinalização. Na Leucemia Mielóide Crônica (LMC) nada se tem demonstrado. BCR-ABL é uma oncoproteína quimérica cujo sítio tirosina quinasa constitutivamente ativado promove inúmeras vias de sinalizações que desencadeia a transformação celular. Este trabalho se inicia com a hipótese de existir uma relação entre o oncogene BCR-ABL e a expressão dos receptores TLRs. Nós verificamos em células murinas TonB210.1 com expressão de BCR-ABL induzível por doxiciclina que Tlr1 e Tlr2 tem sua expressão gênica relativa aumentada na presença da oncoproteína. A regulação positiva de Tlr1 é dependente da ação tirosina quinasa de BCR-ABL. Também mostramos que as vias p38 e JNK estão reprimindo a expressão de Tlr1 induzida por BCR-ABL enquanto que a via ERK é utilizada pelo BCR-ABL para promovê-la. Por outro lado, observamos que a ligação de TLR1/TLR2 com seu agonista sintético Pam3CSK4 em células TonB210.1 BCR-ABL positivas induz um aumento da produção de IL-6 e leva ao aumento da resistência a morte quando induzida pelas drogas Ara-C e VP16. Em conclusão, estes resultados indicam que BCR-ABL esta regulando a expressão gênica de alguns TLRs. Por tanto esses dados contribuem para a compreensão sobre o comportamento de células tumorais BCR-ABL positivas em um contexto de infecção e por conseqüência, dão margem ao estudo de novos alvos de fator de risco para a LMC. / Recently, the gene expression of TLR receptors have been described in several kinds of tumour cells. Its participation in cancer biology is controversial because roles were already been described in pro and anti-tumoral activities after their signaling activation. In Chronic Myeloid Leukemia (CML) there are no published data. BCR-ABL is a quimeric protein and its tyrosine-kinase site is activated constitutively. Thus, many signaling pathways are activated and several cell processes are altered thereby resulting in cellular transformation. This work has started with the hypothesis that a putative relationship between the oncogene BCR-ABL and the expression of TLR receptors could exists. We verified in murine cells TonB210.1 BCR-ABL expression inducible by doxycicline that Tlr1 and Tlr2 have their relative gene expression up-regulated in the presence of the oncoprotein. Therefore the Tlr1 regulation is dependent of BCR-ABL tyrosine kinase action. Using MAPK inhibitors we showed that p38 and JNK pathways are suppressing the TLR1 induction by BCR-ABL while ERK pathway is used by the oncoprotein for promote it. On the other hand, we observed in TonB210.1 BCR-ABL positive cells that the binding of TLR1/TLR2 heterodimer to their synthetic agonist Pam3CSK4 induced an increased production of IL-6 and when these cells were induced by Ara-C and VP-16 drugs the apoptosis resistance increased. In conclusion, these results indicate that the oncoprotein regulates the gene expression of some TLRs. Therefore, this fact gives us data about the behavior of BCR-ABL positive tumor cells in the context of infection and in consequence the study of new risk factor targets for CML.

Durante uma infecção o número de linfócitos T aumenta dramaticamente. A fase de expansão clonal é seguida pela redução do nível de células T ativadas que depende, em parte, de um processo de morte celular induzida por ativação (AICD). Nosso grupo mostrou que APCs quando são estimuladas com LPS, um agonista de TLR4, produzem PGE2, que inibe a AICD de linfócitos T CD4+ através da supressão da expressão de CD95L (Weinlich et al, 2008). Porém, os efeitos da estimulação direta de TLR nos linfócitos T sobre o processo de AICD foram pouco elucidados. Sendo assim, o projeto tem como objetivo verificar se a estimulação dos diversos TLRs com seus agonistas é capaz de modular a AICD de hibridomas de linfócito T DO11.10. Inicialmente, demonstramos que este hibridoma expressa os TLR1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 e 11. Dentre todos os agonistas utilizados somente o Imiquimod, um agonista de TLR7, reduziu a morte celular quando adicionado durante a indução de AICD. O efeito protetor desse agonista foi através da inibição da expressão de CD95L, tanto no nível de mRNA quanto protéico. / During an infection the number of T lymphocytes increases dramatically. The clonal expansion phase is followed by reducing the level of activated T cells that depends, in part, a process of cell death induced by activation (AICD). Our group showed that when APCs are stimulated with LPS, a TLR4 agonist, produce PGE2, which inhibits the AICD of CD4 + T cells by suppressing the expression of CD95L (Weinlich et al, 2008). However, the effects of direct stimulation of TLR on T cells on the process of AICD were little explained. Therefore, the project aims to determine whether the stimulation of different TLRs to their agonist is able to modulate AICD of T lymphocyte hybridoma DO11.10. Initially, we demonstrated that this hybridoma expresses TLR1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 and 11. Among all agonists used only imiquimod, a TLR7 agonist, reduced cell death when added during the induction of AICD. The protective effect of this agonist was by inhibiting the expression of CD95L, both at the mRNA and protein.

La mayoría de los ligandos de GPCR que actúan como agonistas, antagonistas o agonistas inversos, se unen al mismo dominio del receptor reconocido por los agonistas endógenos, es decir, el lugar de unión ortostérico. Muchos GPCR poseen sitios alostéricos topográficamente distintos a los ortostéricos. Esto ha llevado a la identificación y estudio de ligandos que actúan como moduladores alostéricos, que pueden regular indirectamente la actividad de los ligandos ortostéricos y/o mediar directamente efectos agonista/antagonista. Este es el caso del híbrido trans-indoloquinolicidina-péptido 28 (IP28) estudiado en la primera parte de esta Tesis Doctoral. Este compuesto es un modulador alostérico de los receptores de dopamina D1, actuando como ligando ortostérico para los receptores D2, D3, D4 y D5 de dopamina; disminuyendo la afinidad del ligando y la potencia de los receptores, preservando al mismo tiempo la eficacia de los mismos y actuando como un agonista débil por si mismo. A pesar de una cierta resistencia inicial por parte de la comunidad científica, la existencia de heterómeros entre diversos receptores de neurotransmisores y neuromoduladores es, hoy por hoy, un hecho aceptado. La heteromerización implica cambios en la forma de entender la neurotransmisión. Así, los receptores no pueden considerarse como una única unidad funcional, sino como agregados multimoleculares localizados en el plano de la membrana plasmática. Bajo esta idea, en la segunda parte de esta tesis se demostró que los receptores de dopamina D2S, D4.2 y D4.4, pero no la variante D4.7 asociada con el trastorno de déficit de atención e hiperactividad (ADHD), forman heterómeros funcionales en células transfectadas y en cerebro de ratón. La coestimulación de los receptores D2S y D4 en el heterómero D2S-D4 tiene un efecto sinérgico en la señalización, hecho que no ocurre en células que expresaban la variante D4.7 o en el estriado de ratones mutados (knock-in) portadores de la variante de 7 repeticiones (D4.7) en el tercer bucle intracelular del receptor D4 de dopamina. Estos resultados indican una diferencia funcional de la variante D4.7 del receptor D4 respecto a las variantes D4.2 y D4.4, la cual puede tener implicaciones importantes para la comprensión de la patogénesis de ADHD. Otra particularidad del receptor de dopamina D4 es que es el único receptor dopaminérgico en la glándula pineal de rata sin que se conozca cual es su función a pesar de que se expresa de manera circadiana. Por tanto, la glándula pineal de rata es una región del cerebro con gran interés para investigar las características del receptor D4. Dado que la glándula pineal está bajo el control de los receptores α1B y β1 adrenérgicos, de cuya activación depende la regulación del ritmo circadiano y la síntesis y liberación de serotonina y melatonina, una posibilidad es que los receptores de dopamina D4, que en animales no presenta formas polimórficas, puedan modular la función de los receptores adrenérgicos de la glándula pineal mediante un proceso de heteromerización. Basado en esta hipótesis, en la tercera parte experimental de esta tesis se ha identificado un nuevo mecanismo que describe como la dopamina regula la función de los receptores adrenérgicos durante el ritmo circadiano. Utilizando diversas técnicas experimentales se ha puesto de manifiesto que: 1) los receptores D4 de dopamina forman heterómeros con receptores adrenérgicos α1B y β1 en células transfectadas y en la glándula pineal 2) los heterómeros α1B-D4 y β1-D4 permiten la modulación inducida por agonistas y antagonistas del receptor D4 de la activación de MAPK y Akt mediada por agonistas de los receptores adrenérgicos en células transfectadas y en la glándula pineal 3) la síntesis y la liberación de serotonina y melanina, promovida por la estimulación de los receptores adrenérgicos en la glándula pineal, está controlada por el receptor D4 a través de la activación de los heterómeros α1B-D4 y β1-D4, y 4) la modulación de los heterómeros a través de los receptores D4 depende de los ciclos circadianos de día/noche. La búsqueda de ligandos específicos para receptores que puedan acoplarse a un sistema de transferencia de energía es de gran interés, ya que las técnicas de BRET y FRET no son aplicables a tejidos ex vivo. Debido a ello, en la cuarta y última parte de esta Tesis se ha querido contribuir al desarrollo de ligandos para receptores de dopamina útiles para detectar heterómeros que contengan estos receptores. Para ello se ha desarrollado y caracterizado ergopéptidos biotinilados como herramientas para el estudio de heterómeros que contengan receptores de dopamina. Así pues, se ha utilizado una quimioteca de ergopéptidos unidos a biotina mediante un espaciador apropiado que conservan sus propiedades como ligandos de receptores de dopamina, identificándose el compuesto 13 como un agonista de elevada afinidad para los receptores D1, D2 y D3 de dopamina y convirtiéndose así en una herramienta útil para estudiar heterómeros que contengan estos receptores. / In the first part of this thesis, we obtained a trans-indoloquinolizidine-peptide hybrid (IP28) obtained by a combinatorial approach, behaved as an orthosteric ligand of all dopamine D2- like receptors (D2, D3, and D4) and dopamine D5 receptors, but as a negative allosteric modulator of agonist and antagonist binding to striatal dopamine D1 receptors. Indoloquinolizidine-peptide 28 induced a concentration-dependent hyperbolic increase in the antagonist apparent equilibrium dissociation constant values and altered the dissociation kinetics of dopamine D1 receptor antagonists. In the second part of this thesis, we show that whereas the most frequent 4-repeat (D4.4) and the 2-repeat (D4.2) variants form functional heteromers with the short isoform of the dopamine D2 receptor (D2S), the 7-repeat risk allele (D4.7) does not. D2 receptor activation in the D2S–D4 receptor heteromer potentiates D4 receptor- mediated MAPK signaling in transfected cells and in the striatum, which did not occur in cells expressing D4.7 or in the striatum of knockin mutant mice carrying the 7 repeats of the human D4.7 in the third intracellular loop of the D4 receptor. Using the same receptor, le dopamine D4R, in the third part of this thesis, we describe that the production of both melatonin and serotonin by the pineal gland is regulated by a circadian-related heteromerization of adrenergic and dopamine D4 receptors. Through α1B-D4 and β1-D4 receptor heteromers dopamine inhibits adrenergic receptor signaling and blocks the synthesis of melatonin induced by adrenergic receptor ligands. And this inhibition was not observed at hours of the day when D4 was not expressed. Finally, in the last part of this thesis, we made the systematic derivatization of two ergopeptides with different peptide-based spacers and we realized their evaluation by radioligand binding assays. Selected spacer-containing ergopeptides with minimal biological alteration and a proper anchoring point were further derivatized with a biotin reporter. Detailed characterization studies identified 13 as a biotin ergopeptide maintaining high affinity and agonist behavior at dopamine receptors, being a useful tool for the study of heteromers involving D1R, D2R, or D3R.