Os carboidratos apresentam-se envolvidos em diversos eventos celulares, tais como geração de energia, sustentação celular, reconhecimento celular, processos de sinalização, etc. A OGlcNAcilação, uma das alterações proteicas pós-traducionais relacionada à adição de Nacetilglicosamina a resíduos de serina ou treonina em proteínas citoplasmáticas ou nucleares, vem demonstrando ser uma das alterações recíproca a O-fosforilação de proteínas e pode estar envolvida no desencadeamento de patologias como câncer, diabetes tipo II, e doenças neurodegenerativas. Tendo em vista à relevância da O-GlcNAcilação e a necessidade de ferramentas para seu estudo, temos como objetivo, desenvolver uma rota sintética para a obtenção de moléculas modificadas derivadas de N-acetilglicosamina, contendo o átomo de flúor ligado ao grupo N-acetil. As moléculas correspondem aos derivados glicopiranosídeo de metila 1 e glicoaminoácidos de serina 2 e treonina 3. Uma vez padronizada, os intermediários finais da rota serão utilizados para futura marcação com o 18F, o qual poderá ser empregado em estudos do processo de sinalização celular por O-GlcNAcilação, e no diagnóstico de câncer por PET. Assim, foram propostas, inicialmente, duas rotas sintéticas, uma para a síntese do derivado glicopiranosídeo de metila 1 e outra para os glicoaminoácidos 2 e 3, ambas utilizando o reagente cloridrato de 2-amino-2-desoxi-D-glicose (4) como percursor. A síntese do derivado 1 foi conduzida por meio da proteção do grupo amino do composto 4 pela formação de carbamato 5, e sequencial reação de glicosilação de Fischer (6 e 7), per-Oacetilação 8 e remoção do grupo protetor do amino 9. As etapas sequenciais relacionadas à condensação com o ácido bromoacético 10, e finalmente halogenação e desproteção do carboidrato 11 estão em andamento. A rota sintética proposta para a obtenção dos glicoaminoácidos 2 e 3 foi fundamentada na obtenção de um doador glicosídico contendo o grupo tricloroacetimidato e as hidroxilas protegidas com grupos benzílicos 16, e na utilização do aceptor glicosídico serina 17 e treonina 18, contendo os grupos amino e carboxila protegidos com 9-fluorenilmetóxicarbonil (Fmoc) e benzil (Bn), respectivamente. Até o momento não foi possível a síntese dos glicoaminoácidos 2 e 3 empregando o doador glicosídico inicialmente proposto (tricloroacetimidato), e mesmo após a variação do doador glicosídico, empregando tioaçucares per-O-benzilado 28, ou per-O-acetilado 26, não foi possível a obtenção do produto desejado. As dificuldades observadas na obtenção dos compostos, conduziram a elaboração de novas estratégias sintéticas que possuem o átomo de cloro como grupo abandonador na posição anomérica e a) uma amida {[(4- metilfenil)sulfonil]oxi}acético (33) em C-2, a qual exerce assistência anquimérica em C-1, e permite a funcionalização com o flúor e b) um azido em C-2, preparado a partir de glicais per- O-acetilados, desprovido de participação em C-1. Ambas as rotas sintéticas estão em andamento. / Carbohydrates are involved in many cellular events, such as energy source, sustenance, recognition, signaling processes, etc. O- GlcNAcylation is a post- translational proteins\' alteration related to the addition of N-acetylglucosamine to residues of serine or threonine in cytoplasmic or nuclear protein which has proven to be one of the reciprocal changes to Ophosphorylation of proteins and may be involved in the onset of pathologies such as cancer, type II diabetes, and neurodegenerative diseases. Given the relevance of O- GlcNAcylation and the importance of tools required for the study of this event, we aim to develop a synthetic route to obtain modified molecules derived from N-acetylglucosamine containing fluorine atom attached to the N -acetyl group. The molecules correspond to methyl glucopyranoside derivatives 1 and gluco-amino acids derived from serine 2 and threonine 3. Once the synthetic route is established, the final intermediates of the route will be used for further labeling with 18F, which may be employed in studies of cell signaling processes, involving OGlcNAcylation, and cancer diagnosis by PET. Thus, two synthetic routes were initially proposed: one for the preparation of the methyl glucopyranoside derivative 1 and another one for the gluco-amino acids 2 and 3, both using glucosamine hydrochloride (4) as a precursor. The synthesis of derivative 1 was conducted by protecting the amine group of compound 4 to form the carbamate 5, and sequential Fischer glycosylation (6, 7), per-O-acetylation (8) and removal of the protecting group from the amine (9). The sequential steps related to condensation with bromoacetic acid (10), halogenation and deprotection of the carbohydrate 11 are in progress. The proposed synthetic route for the preparation of 2 and 3 was based on a glycosidic donor containing trichloroacetimidate group, the protection of the hydroxyl groups with benzyl group (16) and glycoside acceptors serine 17 and threonine 18 containing amine and carboxyl groups protected with 9- fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) and benzyl (Bn), respectively. Hitherto, the synthesis of gluco-amino acids 2 and 3 was not achieved using the glycosidic donor initially proposed (trichloroacetimidate), even after the change of the glycosidic donor using per-O-benzylated (28) or per-O-acetylated (26) thiosugars. The difficulties encountered for the synthesis of the target compounds led the design of new synthetic strategies which comprise a chlorine atom as leaving group in the anomeric position and either: a) an amide acetic acid (33) at C-2, which exerts anchimeric assistance at C-1, and allows functionalization with fluorine and b) an azide group at C- 2, prepared from per-O-acetylated glucal, with no participation at C-1. Both synthetic routes are in progress.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-22Bitstream added on 2014-06-13T20:44:20Z : No. of bitstreams: 1 miranda_et_dr_arafcf.pdf: 641942 bytes, checksum: 8d27d1b81ac16fe68d939f32e284f53f (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre isolados de Pb18 e Pb265, que têm capacidades distintas de adesão às células Hela e Vero, sob influência da temperatura e diversos fatores químicos. Foram também avaliados eventos em células de epitélio pulmonar expostas à gp 43 e células de Pb18, antes e após inoculação animal, representando, respectivamente, isolados menos e mais virulentos. Os resultados mostram que as adesinas fúngicas são termo-lábeis, sugerindo sua natureza protéica. Os açúcares aminados glucosamina e galactosamina foram os mais eficientes para inibir a adesão celular, em relação à manose, glicose e galactose, indicando que esta atividade envolve mecanismos específicos tipo lectina. O estudo com componente da matriz extracelular mostrou que a laminina, assim como seus derivados sintéticos, inibiu a adesão do isolado Pb18, fato não verificado com Pb265, tanto com células Hela, quanto com a linhagem Vero, mas variável sob influência de fatores químicos. As distintas vias de sinalização foram demonstradas pelos eventos Ras-Raf, Rho e AKT verificados, sendo que o isolado menos virulento causou menos estresse citotóxico, comprovado por menor sinal Ras- Raf e AKT de proliferação. Os sinais intensos de proliferação observados nos experimentos com o isolado mais virulento e exposição à gp 43 poderiam ser associados à maior sobrevida do fungo que se internaliza mais facilmente nas células do hospedeiro, dificultando o seu reconhecimento por células do sistema monocítico-fagocitário, antes de causar apoptose, evadir e disseminar-se. A ativação das vias de sobrevida, associada a sinais citosólicos quando o Pb entra na célula epitelial, foi demonstrada de modo inédito neste trabalho. / In this work it was accomplished a comparative study between isolates Pb18 and Pb265, which have distinct capacities of adhesion to the cells Hela and Vero under influence of temperature and several chemical factors. Events in pulmonary epithelial cells exposed to gp 43 and in Pb18 cells, before and after animal inoculation, representing, respectively, isolates less and more virulent were evaluated as well. The results show that the fungal adhesins are term-labels, suggesting its proteical nature. The aminated sugars glucosamine and galactosamine were the most efficient, in comparison with manose, glycose and galactose, in inhibiting the cellular adhesion, indicating that this activity involves specific mechanisms lectin-type. The study with extracellular matrix component indicated that the laminin, as well as its synthetic derivatives, inhibited the adhesion of the isolate Pb18 to the cells Vero and Hela, what did not occur with Pb265, but it was variable under influence of chemical factors. The distinct signaling pathways were demonstrated by the Ras-Raf, Rho and AKT events, considering that the less virulent isolate caused minor cytotoxic stress, proved by minor Ras-Raf and AKT proliferation signals. The intense proliferation signals observed in the experiments with more virulent isolate and exposition to gp 43 could be associated to larger time of survival of the fungus that more easily goes inside the host cells, making it difficult to the monocyte-macrophage system cells to recognize it before the apoptosis, the evasion and the dissemination. The Ras-Raf and AKT pathways acted synergetically with the effects of the cell survival. The decrease of the AKT event implied partial loss of the survival signal that intensified, following and in a opposite way, with Ras-Raf decrease. The activation of the survival pathways, associated to citosolic signals when Pb goes inside the epithelial cell, was for the first time demonstrated in this work.

Orientador: Maria José Soares Mendes Giannini / Banca: Christiane Pienna Soares / Banca: Paulo Inácio da Costa / Banca: Márcia de Souza Carvalho Melhem / Banca: Gil Bernard / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre isolados de Pb18 e Pb265, que têm capacidades distintas de adesão às células Hela e Vero, sob influência da temperatura e diversos fatores químicos. Foram também avaliados eventos em células de epitélio pulmonar expostas à gp 43 e células de Pb18, antes e após inoculação animal, representando, respectivamente, isolados menos e mais virulentos. Os resultados mostram que as adesinas fúngicas são termo-lábeis, sugerindo sua natureza protéica. Os açúcares aminados glucosamina e galactosamina foram os mais eficientes para inibir a adesão celular, em relação à manose, glicose e galactose, indicando que esta atividade envolve mecanismos específicos tipo lectina. O estudo com componente da matriz extracelular mostrou que a laminina, assim como seus derivados sintéticos, inibiu a adesão do isolado Pb18, fato não verificado com Pb265, tanto com células Hela, quanto com a linhagem Vero, mas variável sob influência de fatores químicos. As distintas vias de sinalização foram demonstradas pelos eventos Ras-Raf, Rho e AKT verificados, sendo que o isolado menos virulento causou menos estresse citotóxico, comprovado por menor sinal Ras- Raf e AKT de proliferação. Os sinais intensos de proliferação observados nos experimentos com o isolado mais virulento e exposição à gp 43 poderiam ser associados à maior sobrevida do fungo que se internaliza mais facilmente nas células do hospedeiro, dificultando o seu reconhecimento por células do sistema monocítico-fagocitário, antes de causar apoptose, evadir e disseminar-se. A ativação das vias de sobrevida, associada a sinais citosólicos quando o Pb entra na célula epitelial, foi demonstrada de modo inédito neste trabalho. / Abstract: In this work it was accomplished a comparative study between isolates Pb18 and Pb265, which have distinct capacities of adhesion to the cells Hela and Vero under influence of temperature and several chemical factors. Events in pulmonary epithelial cells exposed to gp 43 and in Pb18 cells, before and after animal inoculation, representing, respectively, isolates less and more virulent were evaluated as well. The results show that the fungal adhesins are term-labels, suggesting its proteical nature. The aminated sugars glucosamine and galactosamine were the most efficient, in comparison with manose, glycose and galactose, in inhibiting the cellular adhesion, indicating that this activity involves specific mechanisms lectin-type. The study with extracellular matrix component indicated that the laminin, as well as its synthetic derivatives, inhibited the adhesion of the isolate Pb18 to the cells Vero and Hela, what did not occur with Pb265, but it was variable under influence of chemical factors. The distinct signaling pathways were demonstrated by the Ras-Raf, Rho and AKT events, considering that the less virulent isolate caused minor cytotoxic stress, proved by minor Ras-Raf and AKT proliferation signals. The intense proliferation signals observed in the experiments with more virulent isolate and exposition to gp 43 could be associated to larger time of survival of the fungus that more easily goes inside the host cells, making it difficult to the monocyte-macrophage system cells to recognize it before the apoptosis, the evasion and the dissemination. The Ras-Raf and AKT pathways acted synergetically with the effects of the cell survival. The decrease of the AKT event implied partial loss of the survival signal that intensified, following and in a opposite way, with Ras-Raf decrease. The activation of the survival pathways, associated to citosolic signals when Pb goes inside the epithelial cell, was for the first time demonstrated in this work. / Doutor

Orientador: Kleber Gomes Franchini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AlineMarados_D.pdf: 7023687 bytes, checksum: ccd063ea57be631b6b555f86e24af597 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A tirosino-quinase de adesão focal (FAK) tem papel crítico na mediação da migração, sobrevivência e proliferação celular. Estudos anteriores de nosso laboratório demonstraram que a FAK é ativada pelo estresse mecânico em miócitos cardíacos e que ela se coimunoprecipita com a miosina sarcomérica. No presente trabalho foi demonstrado que o domínio FERM da FAK medeia à interação com a miosina sarcomérica, sendo que esta interação leva a inibição da autofosforilação da FAK, enquanto que a ativação prévia da FAK reduz sua interação com a miosina in vitro. Ensaios de cross linking acoplado a espectrometria de massas e espalhamento de raios X a baixos ângulos demonstraram que a miosina interage em uma fenda localizada entre os subdomínios do domínio FERM. Experimentos de microscopia confocal demonstraram que estas proteínas estão colocalizadas em miócitos cardíacos de ratos neonatos e adultos. Ensaios de imunoprecipitação revelaram que aproximadamente 40% da FAK está basalmente associada à miosina sarcomérica enquanto que, após o estiramento celular esta associação reduziu paralelamente à ativação da FAK. A porcentagem de FAK associada à miosina não se alterou com a ativação da FAK após tratamento com fenilefrina, diferente da ativação pelo estresse mecânico. A interferência na interação FAK/miosina pelo silenciamento gênico da miosina culminou com a ativação da FAK e o tratamento dos miócitos cardíacos com o peptídeo FP-1, derivado do subdomínio F2 do domínio FERM, levou a uma diminuição na interação FAK/miosina e ao aumento na fosforilação/ativação da FAK. O tratamento prolongado com FP-1 resultou em hipertrofia dos miócitos cardíacos de ratos neonatos, efeito concomitante à ativação da via de sinalização Akt, TSC2 e S6Kinase. Tanto o silenciamento da FAK quanto o tratamento com rapamicina bloquearam a hipertrofia decorrente do tratamento com FP-1. Os dados deste trabalho indicam que a interação da FAK com a miosina sarcomérica é sensível ao estresse mecânico e que possui papel regulatório na manutenção da quiescência basal da FAK e no controle das vias de sinalização mediadas por esta quinase, como a via de crescimento celular AKT/mTOR/S6Kinase, em miócitos cardíacos em cultura / Abstract: The Focal Adhesion Kinase (FAK) plays a critical role in mediating the migration, survival and cell proliferation. Previous studies from our laboratory demonstrated that FAK is activated by mechanical stress in cardiac myocytes and it co-immunoprecipitate with sarcomeric myosin. Here, we demonstrated that the FAK FERM domain mediates the interaction with sarcomeric myosin, and that this interaction leads to inhibition of FAK autophosphorylation in vitro, whereas the previous activation of FAK reduces its affinity to myosin. A model based on small angle X-ray scattering analyses and crosslinking technology coupled with mass spectrometry indicated that a cleft in FERM domain is critical to the interaction of FAK to myosin. Confocal microscopy experiments showed that these proteins are colocalized in cardiomyocytes of neonatal and adult rats. Immunoprecipitation assays revealed that approximately 40% of FAK is basally associated with sarcomeric myosin while cardiomyocyte stretching reduced this association in parallel with FAK activation. The percentage of FAK associated with myosin was not change in response to FAK activation by treatment with phenylephrine, unlike in response to FAK by mechanical stress. The interference in the FAK/Myosin interaction by myosin silencing approach culminated with the activation of FAK. The treatment of cells with the FP-1 peptide, derived from the FAK FERM domain, lead to a decrease in the interaction with sarcomeric myosin and an increase in FAK activation. Prolonged treatment with FP-1 resulted in morphological hypertrophy of neonatal rat cardiomyocytes which was an effect concomitant with activation of the Akt, TSC2 and S6Kinase signaling pathway. Both FAK silencing and the rapamycin treatment blocked the morphological hypertrophy resulting of the treatment with FP-1. This study indicated that the interaction of FAK with sarcomeric myosin is sensitive to mechanical stress and it has regulatory role in maintaining of FAK quiescence and control of signaling pathways mediated by this kinase, such as cell growth via AKT/mTOR/S6Kinase in cardiac myocytes in culture / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Ciências

Os carboidratos apresentam-se envolvidos em diversos eventos celulares, tais como geração de energia, sustentação celular, reconhecimento celular, processos de sinalização, etc. A OGlcNAcilação, uma das alterações proteicas pós-traducionais relacionada à adição de Nacetilglicosamina a resíduos de serina ou treonina em proteínas citoplasmáticas ou nucleares, vem demonstrando ser uma das alterações recíproca a O-fosforilação de proteínas e pode estar envolvida no desencadeamento de patologias como câncer, diabetes tipo II, e doenças neurodegenerativas. Tendo em vista à relevância da O-GlcNAcilação e a necessidade de ferramentas para seu estudo, temos como objetivo, desenvolver uma rota sintética para a obtenção de moléculas modificadas derivadas de N-acetilglicosamina, contendo o átomo de flúor ligado ao grupo N-acetil. As moléculas correspondem aos derivados glicopiranosídeo de metila 1 e glicoaminoácidos de serina 2 e treonina 3. Uma vez padronizada, os intermediários finais da rota serão utilizados para futura marcação com o 18F, o qual poderá ser empregado em estudos do processo de sinalização celular por O-GlcNAcilação, e no diagnóstico de câncer por PET. Assim, foram propostas, inicialmente, duas rotas sintéticas, uma para a síntese do derivado glicopiranosídeo de metila 1 e outra para os glicoaminoácidos 2 e 3, ambas utilizando o reagente cloridrato de 2-amino-2-desoxi-D-glicose (4) como percursor. A síntese do derivado 1 foi conduzida por meio da proteção do grupo amino do composto 4 pela formação de carbamato 5, e sequencial reação de glicosilação de Fischer (6 e 7), per-Oacetilação 8 e remoção do grupo protetor do amino 9. As etapas sequenciais relacionadas à condensação com o ácido bromoacético 10, e finalmente halogenação e desproteção do carboidrato 11 estão em andamento. A rota sintética proposta para a obtenção dos glicoaminoácidos 2 e 3 foi fundamentada na obtenção de um doador glicosídico contendo o grupo tricloroacetimidato e as hidroxilas protegidas com grupos benzílicos 16, e na utilização do aceptor glicosídico serina 17 e treonina 18, contendo os grupos amino e carboxila protegidos com 9-fluorenilmetóxicarbonil (Fmoc) e benzil (Bn), respectivamente. Até o momento não foi possível a síntese dos glicoaminoácidos 2 e 3 empregando o doador glicosídico inicialmente proposto (tricloroacetimidato), e mesmo após a variação do doador glicosídico, empregando tioaçucares per-O-benzilado 28, ou per-O-acetilado 26, não foi possível a obtenção do produto desejado. As dificuldades observadas na obtenção dos compostos, conduziram a elaboração de novas estratégias sintéticas que possuem o átomo de cloro como grupo abandonador na posição anomérica e a) uma amida {[(4- metilfenil)sulfonil]oxi}acético (33) em C-2, a qual exerce assistência anquimérica em C-1, e permite a funcionalização com o flúor e b) um azido em C-2, preparado a partir de glicais per- O-acetilados, desprovido de participação em C-1. Ambas as rotas sintéticas estão em andamento. / Carbohydrates are involved in many cellular events, such as energy source, sustenance, recognition, signaling processes, etc. O- GlcNAcylation is a post- translational proteins\' alteration related to the addition of N-acetylglucosamine to residues of serine or threonine in cytoplasmic or nuclear protein which has proven to be one of the reciprocal changes to Ophosphorylation of proteins and may be involved in the onset of pathologies such as cancer, type II diabetes, and neurodegenerative diseases. Given the relevance of O- GlcNAcylation and the importance of tools required for the study of this event, we aim to develop a synthetic route to obtain modified molecules derived from N-acetylglucosamine containing fluorine atom attached to the N -acetyl group. The molecules correspond to methyl glucopyranoside derivatives 1 and gluco-amino acids derived from serine 2 and threonine 3. Once the synthetic route is established, the final intermediates of the route will be used for further labeling with 18F, which may be employed in studies of cell signaling processes, involving OGlcNAcylation, and cancer diagnosis by PET. Thus, two synthetic routes were initially proposed: one for the preparation of the methyl glucopyranoside derivative 1 and another one for the gluco-amino acids 2 and 3, both using glucosamine hydrochloride (4) as a precursor. The synthesis of derivative 1 was conducted by protecting the amine group of compound 4 to form the carbamate 5, and sequential Fischer glycosylation (6, 7), per-O-acetylation (8) and removal of the protecting group from the amine (9). The sequential steps related to condensation with bromoacetic acid (10), halogenation and deprotection of the carbohydrate 11 are in progress. The proposed synthetic route for the preparation of 2 and 3 was based on a glycosidic donor containing trichloroacetimidate group, the protection of the hydroxyl groups with benzyl group (16) and glycoside acceptors serine 17 and threonine 18 containing amine and carboxyl groups protected with 9- fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) and benzyl (Bn), respectively. Hitherto, the synthesis of gluco-amino acids 2 and 3 was not achieved using the glycosidic donor initially proposed (trichloroacetimidate), even after the change of the glycosidic donor using per-O-benzylated (28) or per-O-acetylated (26) thiosugars. The difficulties encountered for the synthesis of the target compounds led the design of new synthetic strategies which comprise a chlorine atom as leaving group in the anomeric position and either: a) an amide acetic acid (33) at C-2, which exerts anchimeric assistance at C-1, and allows functionalization with fluorine and b) an azide group at C- 2, prepared from per-O-acetylated glucal, with no participation at C-1. Both synthetic routes are in progress.

A engenharia de tecido pulpar tem como objetivo substituir a polpa dentária inflamada ou necrosada por um tecido saudável e funcional, capaz de formar nova dentina para reparar a estrutura dentária perdida. Assim, os objetivos deste trabalho foram: avaliar a habilidade de diferenciação de célulastronco de dentes decíduos exfoliados humanos (SHED) em odontoblastos funcionais, demonstrando a formação de tecido mineralizado in vivo; e estudar o efeito de VEGF em SHED com relação à estimulação de vias de sinalização celular (STAT3, AKT e ERK), proliferação, migração, formação de estruturas tubulares e diferenciação em células endoteliais. O início do processo de mineralização de SHED tratadas com dexametasona, ácido ascórbico \'beta\' - glicerofosfato pôde ser detectado por meio da produção da enzima fosfatase alcalina a partir da segunda semana de cultura, mas a expressão de RNAm para DSPP só foi observada após 28 dias de indução. Utilizando-se o modelo de fatias de dentes e matrizes condutivas implantadas no dorso de camundongos imunodeprimidos, demonstrou-se a diferenciação de SHED em células semelhantes a odontoblastos, as quais tiveram imunomarcação positiva com o anticorpo DMP-1. A deposição de dentina, seguindo um ritmo centrípeto de crescimento, numa taxa de 14,1 µm por dia também foi demonstrada por meio da marcação com tetraciclina. O tratamento das SHED com VEGF estimulou a fosforilação de ERK e AKT e a diminuiu a fosforilação de STAT3 em um período de uma hora, provavelmente por meio de sua ligação com os receptores VEGFR-1 e NP-1 presentes nestas células. Além disso, VEGF intensificou a organização das SHED em estruturas tubulares, havendo diferença estatisticamente significativa entre os grupos tratado e não tratado a partir do 5o dia de tratamento. Entretanto, VEGF não estimulou a proliferação nem a migração destas células. Os resultados de RT-PCR mostraram que SHED cultivadas em fatias de dentes e matrizes condutivas expressaram VEGFR-2 já após o primeiro dia de estímulo com VEGF. Ademais, os quatro marcadores de células endoteliais (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 e Caderina-VE) foram observados após 21 dias sob estímulo de VEGF, resultado ainda mais evidente aos 28 dias. In vivo, observou-se que SHED transfectadas com o gene LacZ foram capazes de formar estruturas semelhantes a vasos sangüíneos quando implantadas em camundongos, mas a presença de sangue no seu interior não pôde ser observada após 21 dias de implante. Portanto, SHED podem ser estimuladas a se diferenciar em odontoblastos funcionais, capazes de produzir estrutura mineralizada semelhante à dentina. Ademais, VEGF interfere nas vias de sinalização STAT3, ERK e AKT e estimula a formação de estruturas tubulares e a diferenciação de SHED em células endoteliais, mas não a proliferação e migração de SHED. Acreditamos que tecnologia igual ou semelhante à empregada neste estudo poderá eventualmente fornecer ferramentas clínicas para tratamentos endodônticos que visem à regeneração de um tecido pulpar completo e formação de tecido dentinário num futuro não muito distante. / Dental pulp tissue engineering aims to replace the inflamed or necrotic pulp by a healthy and functionally competent tissue able to form new dentin in order to repair lost structure. The purposes of this work were: to evaluate the differentiation ability of stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) into functional odontoblasts, showing the formation of mineralized tissue in vivo; and to study the effect of VEGF on SHED with regards to the stimulation of cell signaling pathways (STAT3, AKT and ERK), the proliferation, migration, capillary sprouting, and the differentiation into endothelial cells. The beginning of the mineralization process of SHED treated with dexamethasone, ascorbic acid and beta-glycerophosphate could be detected through the production of alkaline phosphatase after the second week of culture, but the expression of DSPP mRNA was only observed after 28 days of induction. Using the tooth slice and scaffold model implanted in the dorsum of immunocompromised mice, the differentiation of SHED into odontoblast-like cells, which were immunostained with DMP-1 antibody, was demonstrated. Dentin deposition following a centripetal rhythm, in a rate of 14.1 µm per day, was also shown through the tetracycline labeling. VEGF treatment of SHED stimulated the ERK and AKT phosphorilation, and decreased the phosphorilation of STAT3 over 1 hour period, presumably due to its binding to VEGFR-1 and NP-1 receptors in these cells. In addition, VEGF enhanced SHED organization into tubular structures, with statistically significant difference between the treated group and the non-treated one after the 5th day of treatment. However, VEGF did not stimulate proliferation and migration of these cells. RT-PCR results demonstrated that SHED seeded in the tooth slices and scaffolds expressed VEGFR-2 after the first day of VEGF stimulation. Moreover, the four endothelial cell markers (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 and VE-Cadherin) were observed after 21 days of VEGF stimulation, and this result was even clearer after 28 days. In vivo, SHED transduced with LacZ gene were able to give rise to blood vessel-like structures when implanted in immunocompromised mice, but the presence of blood flow was not observed after 21 days of implantation. Therefore, SHED can be stimulated to differentiate into functional odontoblasts, which in turn are able to produce mineralized structure resembling dentin. Furthermore, VEGF interferes with the STAT3, ERK and AKT signaling pathways, and stimulates the formation of tubular structures and the differentiation of SHED into endothelial cells, but does not stimulate SHEDs proliferation and migration. We believe that the same technology employed in this study or a similar one can eventually provide clinical tools for the endodontic treatments aiming at regenerating a complete pulp tissue and forming a dentin tissue in a near future.

As vias de sinalização celular por meio de moléculas são um dos principais meios de controle funcional de um organismo. O entendimento das funções de moléculas sinalizadoras facilita a compreensão das vias metabólicas de um organismo, assim possibilitando uma melhor compreensão de vários eventos biológicos e também de várias doenças. A sinalização pelo ácido retinóico (AR), e seus derivados, é responsável pelo controle de várias funções, por exemplo: crescimento celular, diferenciação celular, formação da retina, desenvolvimento cardíaco e também relacionado a várias patologias como diabetes, obesidades, cânceres, e doenças cardiovasculares. A ação do ácido retinóico é controlada em dois níveis: no metabolismo de síntese/degradação e na sua utilização na sinalização para a expressão gênica. A maquinaria que controla o metabolismo inclui as enzimas de síntese do AR (aldeído desidrogenase ALDH) e as enzimas de degradação do AR (Cyp26), que controlam a distribuição espaço-temporal do AR durante a embriogênese. As ALDHs são enzimas NAD(P)+ dependentes, que oxidam uma ampla gama de aldeídos para os seus correspondentes ácidos carboxílicos, sendo ALDH1A2 a principal enzima na transformação de retinal em ácido retinóico. A maquinaria da sinalização celular por AR contém os receptores nucleares controlados por AR (RARs) que estão envolvidos com o controle da transcrição gênica. Os mecanismos de controle de expressão mais comuns são os que ocorrem na fase transcricional. Um desses mecanismos envolve proteínas que se ligam às regiões promotoras de transcrição, representadas por trechos de DNA que geralmente estão localizados próximo à região de início da transcrição, mas que também podem estar a centenas ou até milhares de pares de bases desse início. Essas proteínas modulam a maquinaria transcricional, podendo ativá-la ou inibi-la. A associação de várias técnicas como a biologia molecular, bioinformática, filogenia, análises estruturais de biomoléculas, mecânica molecular e métodos termodinâmicos tem se mostrado uma poderosa abordagem para compreensão de sistemas biológicos simplificando e agilizando o desenvolvimento do conhecimento científico. Nessa direção, esse estudo desenvolveu duas análises: a primeira estudando a evolução das funções das enzimas ALDH, utilizando-se de técnicas de genômica combinatória, filogenia, bioinformática, estrutura de biomoléculas e de biologia do desenvolvimento, tentando compreender o modo como as ALDHs, que apresentam as seqüências de aminoácidos bastante similares, puderam divergir para gerar funções diversas como a destoxificação e a sinalização. Para este estudo foram analisados os genomas de 487 organismos em busca de seqüências de ALDHs e também o genoma do organismo modelo Branchiostoma floridae. Foram obtidas 190 seqüências que foram utilizadas em uma análise filogenética para tentar compreender a função primordial e também para definir grupos de aminoácidos candidatos a marcadores das diferentes famílias de ALDHs. Essas 190 seqüências também foram modeladas estruturalmente e analisada a forma e o volume do canal onde se aloja o aldeído a ser oxidado. A partir dessas informações foi possível prever que as ALDHs passaram das funções ancestrais de controle do padrão corporal para algo mais abrangente como funções protetoras. A segunda análise, utilizando-se das estruturas tridimensionais dos fatores de transcrição ligados ao DNA em diferentes posições e submetendo esses complexos a processos de mecânica molecular, cálculos termodinâmicos e análises das ligações de hidrogênio para tentar prever os mais prováveis sítios de interação entre os receptores e o DNA. O modelo escolhido para essa análise foram os fatores de transcrição regulados por ácido retinóico o RAR e RXR utilizando a região promotora do gene RARE-2 para avaliar as mais prováveis regiões de ligação desses fatores. Para esse estudo foram construídos 71 complexos proteína-DNA que foram submetidos a processos de mecânica molecular e cálculos termodinâmicos. A partir dessas informações foi possível prever uma região de maior afinidade entre o fator de transcrição e o DNA. As análises de ligações de hidrogênio possibilitaram definir exatamente a região de interação entre os fatores de transcrição e o DNA, e também descrever as interações moleculares responsáveis pela especificidade da interação. / Cellular signaling paths through molecules are one of the main processes of functional control of an organism. The comprehension of signaling molecules functions enables one to understand the metabolic pathways of an organism, along with related biological events and several diseases. The signaling through retinoic acid (RA) and its secondary products is responsible for controlling several functions, such as cellular growth and differentiation, retinas formation and cardio development, and is also related to several pathologies such as diabetes, obesity, cancers and cardiovascular disorders. There are two levels of control of retinoic acid activity: synthesis/degradation metabolism and its use in gene expression signaling. The machinery that controls the metabolism includes RAs synthesis (aldehyde dehydrogenase ALDH) and degradation (Cyp26) enzymes, which control the space-temporal distribution of RA during the embryogenesis. The ALDHs are NAD(P)+ dependent enzymes that oxidize many types of aldehydes into the related carboxylic acids, being the ALDH1A2 the main enzyme involved in the process of transformation of retinal into retinoic acid. The machinery of cellular signaling through RA contains the nuclear receptors controlled by RA (RARs) that are involved in the control of gene transcription. The most common mechanisms of expression control are the ones that occur during the transcriptional phase. One of these mechanisms involves proteins that bind to the transcription promoter regions, represented by DNA sequences that are usually located close to the region where the transcription starts, but can also be hundreds or thousands of base pairs apart from the starting point. These proteins modulate the transcriptional machinery, being responsible for both its activation and inhibition. The association of several techniques as molecular biology, bioinformatics, phylogeny, structural analysis of biomolecules, molecular mechanics and thermodynamic methods has been shown as a powerful tool for the understanding of biological systems, simplifying and speeding up the production of related scientific knowledge. Facing this direction, the present study developed two analyses. The first one studied the evolution of ALDH enzymes functions, using the techniques of combinatory genomic, phylogeny, bioinformatics, structure of biomolecules and developmental biology, in the attempt of understanding how the ALDHs could diverge and acquire different functions as detoxification and signaling, despite the fact that they have very similar aminoacid sequences. For this study, ALDHs sequences were searched for in the genome of 487 organisms plus the model organisms, Branchiostoma floridae. All 190 sequences obtained were used in a phylogenetic analysis, in the attempt of understanding the primordial function of the enzyme and defining possible groups of conserved aminoacids in the different families of ADLHs. These 190 sequences were also structurally modeled and the shape and volume of the channel where the aldehyde is placed to be oxidized were analyzed. Based on this information, it became possible to predict that the ALDHs moved from ancestral functions of corporal pattern control to a wider spectrum of protection functions. For the second analysis we submitted the complex formed by tridimensional structures of the transcriptional factors bond to DNA in different positions to processes of molecular mechanics, thermodynamic calculi and analysis of the hydrogen bonds, in order to predict the most probable sites of interaction between the receptors and the DNA. The model chosen for this analysis were the transcription factors regulated by retinoic acid, RAR and RXR, using the promoter region of the gene RARE-2 to assay the most probable binding regions of these factors. For this study, 71 protein-DNA complexes were built and submitted to processes of molecular mechanics and thermodynamic calculi. Based on the resulting data, it became possible to predict a region of greater affinity between the transcription factor and the DNA. The analyses of hydrogen bonds enabled us to define the exact region where the interaction between the transcription factor and the DNA takes place and also enabled us to describe the molecular interactions responsible for the specificity of this interaction.

A via de sinalização da GTPase RhoA atua em diversos processos celulares. Para avaliar o comportamento de RhoA, após estresse causado por radiação ultravioleta, foram gerados clones mutantes que expressam RhoA em seu estado constitutivamente ativo e dominante negativo. Após exposição das linhagens à radiação ultravioleta, observou-se uma maior sensibilidade e um maior tempo de recuperação das linhagens quando a atividade de RhoA é reduzida. Estes prejuízos no reparo prejudicaram a proliferação e sobrevivência celular quando da deficiência na atividade de RhoA. Em linhagens deficientes na via de NER, percebemos que estas linhagens possuem uma capacidade ainda mais reduzida de reparo quando a atividade de RhoA é inibida. / The RhoA GTPase signaling pathway acts on many cellular processes. To evaluate this possible RhoA function after stress caused by ultraviolet radiation, mutant clones expressing RhoA in its constitutively active or dominant negative forms were generated. After exposure of the cells to ultraviolet radiation, cell lines showed a higher sensitivity and a delayed recovery capacity when the RhoA activity is reduced. The impaired repair reduced the cells proliferation and survival under RhoA deficiency. In cell lines deficient in NER pathway, we notice that these cell lines, have a further reduced ability to repair damaged DNA under RhoA inhibition.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:27Z : No. of bitstreams: 1 Publico-00264.pdf: 1668171 bytes, checksum: dbdf365617164c11a9a209e69d18f997 (MD5) / O ƒÑ-tocoferol tem sido o foco das pesquisas dentre os demais componentes da vitamina E por ser a forma predominantemente encontrada nos tecidos de mamiferos, e por possuir uma extensa gama de atividades biologicas. O ƒÑ-tocoferol pode atuar como regulador de enzimas especificas e de fatores de transcricao de forma a influenciar estruturas celulares como membranas e dominios lipidicos, desencadeando respostas celulares que muitas vezes se mostram independentes de sua funcao antioxidante. No sistema hematopoetico, seus efeitos foram favoraveis em casos de anemias hemoliticas, aumentando a resistencia dos eritrocitos a lise. Tambem foi observado que a suplementacao previa com ƒÑ-tocoferol a irradiacao resulta em aumento da sobrevida de camundongos por induzir aumento no numero de unidades formadoras de colonias (CFUs). Entretanto, os mecanismos biologicos ativados pelo ƒÑ-tocoferol nas celulas hematopoeticas ainda nao foram descritos. Assim, os bjetivos deste trabalho foram verificar os efeitos do ƒÑ-tocoferol na hematopoese murina e os mecanismos intracelulares relacionados a estes efeitos. Para tal, camundongos foram tratados intraperitonealmente com doses de 40 mg/kg/dia de ƒÑ-tocoferol durante 2 semanasem dias intercalados, sendo sacrificados 24 horas apos a ultima dose; condicoes estas que nao causaram toxicidade as celulas da medula ossea. Amostras histologicas dos femures dos animais que receberam o tratamento com ƒÑ-tocoferol apresentaram hiperplasia medular. O tratamento com ƒÑ-tocoferol induziu aumento na porcentagem das celulas progenitoras hematopoeticas (Lin-Sca-1+c-Kit+ e Lin-Sca-1-c-Kit+), assim como o aumento do estado proliferativo destas populacoes (com mais celulas primitivas na fase S/G2/M do ciclo celular), com o consequente aumento da capacidade de formar CFUs de granulocitos e macrofagos. Dentre as distintas populacoes de celulas maduras da medula ossea, houve um favorecimento da linhagem granulocitica/monocitica (Mac-1+Gr-1+) em detrimento das linhagens eritrociticas (Ter119+) e linfociticas (B220+ e CD3+). Como forma de avaliar o mecanismo de acao do ƒÑ-tocoferol, investigou-se tambem a ativacao das proteinas relacionadas com a sinalizacao das celulas hematopoeticas. Assim, observou-se que as populacoes primitivas medulares apresentaram uma menor ativacao da cinase regulada por sinais extracelulares 1/2 (ERK1/2), da proteina cinase C (PKC), do ¡§ativador de transcricao e transdutor de sinal ¡V 5¡§ (STAT-5), mas nao da proteina cinase B/Akt. Tambem foi verificado que a diminuicao do estado fosforilado da ERK1/2 ocorreu desde os primeiros dias de tratamento. Interessante destacar quer o ƒÑ-tocoferol potencializou o efeito da interleucina-3 (IL-3) sobre a ativacao da ativacao da ERK1/2 nas celulas primitivas hematopoeticas. O inibidor da MEK (PD98059) foi capaz de restabelecer as porcentagens normais das linhagens eritrocitica e granulocitica/monocitica, assim como os niveis normais da fosfo- ERK1/2, alem da resposta da ERK1/2 ao estimulo com IL-3. Entretanto, o PD98059 nao restabeleceu as porcentagens normais das celulas primitivas hematopoeticas, nem da linhagem linfocitica. A quantificacao das especies reativas de oxigenio nas diferentes populacoes da medula ossea mostrou que, nas condicoes de tratamento estabelecidas, o ƒÑ-tocoferol nao exerceu funcao proou antioxidante, pois nao houve alteracao significativa dos niveis de especies reativas de oxigenio entre os grupos controle e tratado com ƒÑ-tocoferol. Desta forma, foi mostrada uma nova propriedade do ƒÑ-tocoferol independente de sua acao redox: a inducao de hiperplasia na medula ossea pelo aumento dos progenitores hematopoeticos e favorecimento da diferenciacao destes em granulocitos e macrofagos, pela potencializacao da resposta da ERK1/2 ao estimulo com IL-3. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

As vias de sinalização celular por meio de moléculas são um dos principais meios de controle funcional de um organismo. O entendimento das funções de moléculas sinalizadoras facilita a compreensão das vias metabólicas de um organismo, assim possibilitando uma melhor compreensão de vários eventos biológicos e também de várias doenças. A sinalização pelo ácido retinóico (AR), e seus derivados, é responsável pelo controle de várias funções, por exemplo: crescimento celular, diferenciação celular, formação da retina, desenvolvimento cardíaco e também relacionado a várias patologias como diabetes, obesidades, cânceres, e doenças cardiovasculares. A ação do ácido retinóico é controlada em dois níveis: no metabolismo de síntese/degradação e na sua utilização na sinalização para a expressão gênica. A maquinaria que controla o metabolismo inclui as enzimas de síntese do AR (aldeído desidrogenase ALDH) e as enzimas de degradação do AR (Cyp26), que controlam a distribuição espaço-temporal do AR durante a embriogênese. As ALDHs são enzimas NAD(P)+ dependentes, que oxidam uma ampla gama de aldeídos para os seus correspondentes ácidos carboxílicos, sendo ALDH1A2 a principal enzima na transformação de retinal em ácido retinóico. A maquinaria da sinalização celular por AR contém os receptores nucleares controlados por AR (RARs) que estão envolvidos com o controle da transcrição gênica. Os mecanismos de controle de expressão mais comuns são os que ocorrem na fase transcricional. Um desses mecanismos envolve proteínas que se ligam às regiões promotoras de transcrição, representadas por trechos de DNA que geralmente estão localizados próximo à região de início da transcrição, mas que também podem estar a centenas ou até milhares de pares de bases desse início. Essas proteínas modulam a maquinaria transcricional, podendo ativá-la ou inibi-la. A associação de várias técnicas como a biologia molecular, bioinformática, filogenia, análises estruturais de biomoléculas, mecânica molecular e métodos termodinâmicos tem se mostrado uma poderosa abordagem para compreensão de sistemas biológicos simplificando e agilizando o desenvolvimento do conhecimento científico. Nessa direção, esse estudo desenvolveu duas análises: a primeira estudando a evolução das funções das enzimas ALDH, utilizando-se de técnicas de genômica combinatória, filogenia, bioinformática, estrutura de biomoléculas e de biologia do desenvolvimento, tentando compreender o modo como as ALDHs, que apresentam as seqüências de aminoácidos bastante similares, puderam divergir para gerar funções diversas como a destoxificação e a sinalização. Para este estudo foram analisados os genomas de 487 organismos em busca de seqüências de ALDHs e também o genoma do organismo modelo Branchiostoma floridae. Foram obtidas 190 seqüências que foram utilizadas em uma análise filogenética para tentar compreender a função primordial e também para definir grupos de aminoácidos candidatos a marcadores das diferentes famílias de ALDHs. Essas 190 seqüências também foram modeladas estruturalmente e analisada a forma e o volume do canal onde se aloja o aldeído a ser oxidado. A partir dessas informações foi possível prever que as ALDHs passaram das funções ancestrais de controle do padrão corporal para algo mais abrangente como funções protetoras. A segunda análise, utilizando-se das estruturas tridimensionais dos fatores de transcrição ligados ao DNA em diferentes posições e submetendo esses complexos a processos de mecânica molecular, cálculos termodinâmicos e análises das ligações de hidrogênio para tentar prever os mais prováveis sítios de interação entre os receptores e o DNA. O modelo escolhido para essa análise foram os fatores de transcrição regulados por ácido retinóico o RAR e RXR utilizando a região promotora do gene RARE-2 para avaliar as mais prováveis regiões de ligação desses fatores. Para esse estudo foram construídos 71 complexos proteína-DNA que foram submetidos a processos de mecânica molecular e cálculos termodinâmicos. A partir dessas informações foi possível prever uma região de maior afinidade entre o fator de transcrição e o DNA. As análises de ligações de hidrogênio possibilitaram definir exatamente a região de interação entre os fatores de transcrição e o DNA, e também descrever as interações moleculares responsáveis pela especificidade da interação. / Cellular signaling paths through molecules are one of the main processes of functional control of an organism. The comprehension of signaling molecules functions enables one to understand the metabolic pathways of an organism, along with related biological events and several diseases. The signaling through retinoic acid (RA) and its secondary products is responsible for controlling several functions, such as cellular growth and differentiation, retinas formation and cardio development, and is also related to several pathologies such as diabetes, obesity, cancers and cardiovascular disorders. There are two levels of control of retinoic acid activity: synthesis/degradation metabolism and its use in gene expression signaling. The machinery that controls the metabolism includes RAs synthesis (aldehyde dehydrogenase ALDH) and degradation (Cyp26) enzymes, which control the space-temporal distribution of RA during the embryogenesis. The ALDHs are NAD(P)+ dependent enzymes that oxidize many types of aldehydes into the related carboxylic acids, being the ALDH1A2 the main enzyme involved in the process of transformation of retinal into retinoic acid. The machinery of cellular signaling through RA contains the nuclear receptors controlled by RA (RARs) that are involved in the control of gene transcription. The most common mechanisms of expression control are the ones that occur during the transcriptional phase. One of these mechanisms involves proteins that bind to the transcription promoter regions, represented by DNA sequences that are usually located close to the region where the transcription starts, but can also be hundreds or thousands of base pairs apart from the starting point. These proteins modulate the transcriptional machinery, being responsible for both its activation and inhibition. The association of several techniques as molecular biology, bioinformatics, phylogeny, structural analysis of biomolecules, molecular mechanics and thermodynamic methods has been shown as a powerful tool for the understanding of biological systems, simplifying and speeding up the production of related scientific knowledge. Facing this direction, the present study developed two analyses. The first one studied the evolution of ALDH enzymes functions, using the techniques of combinatory genomic, phylogeny, bioinformatics, structure of biomolecules and developmental biology, in the attempt of understanding how the ALDHs could diverge and acquire different functions as detoxification and signaling, despite the fact that they have very similar aminoacid sequences. For this study, ALDHs sequences were searched for in the genome of 487 organisms plus the model organisms, Branchiostoma floridae. All 190 sequences obtained were used in a phylogenetic analysis, in the attempt of understanding the primordial function of the enzyme and defining possible groups of conserved aminoacids in the different families of ADLHs. These 190 sequences were also structurally modeled and the shape and volume of the channel where the aldehyde is placed to be oxidized were analyzed. Based on this information, it became possible to predict that the ALDHs moved from ancestral functions of corporal pattern control to a wider spectrum of protection functions. For the second analysis we submitted the complex formed by tridimensional structures of the transcriptional factors bond to DNA in different positions to processes of molecular mechanics, thermodynamic calculi and analysis of the hydrogen bonds, in order to predict the most probable sites of interaction between the receptors and the DNA. The model chosen for this analysis were the transcription factors regulated by retinoic acid, RAR and RXR, using the promoter region of the gene RARE-2 to assay the most probable binding regions of these factors. For this study, 71 protein-DNA complexes were built and submitted to processes of molecular mechanics and thermodynamic calculi. Based on the resulting data, it became possible to predict a region of greater affinity between the transcription factor and the DNA. The analyses of hydrogen bonds enabled us to define the exact region where the interaction between the transcription factor and the DNA takes place and also enabled us to describe the molecular interactions responsible for the specificity of this interaction.