Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Doutora em Ciências da Saúde. / Aging is associated with a decline in mitochondrial function, which is controlled mainly through peroxisome proliferator-activated receptor gamma coativator-1 alpha (PGC-1α), sirtuin 1 (SIRT-1) and AMP-activated protein kinase (AMPK). On the other hand, exercise is known to monitor the levels of SIRT-1 and PGC-1α protein and AMPK phosphorylation, but the effects of exercise intensity of these molecules has not been fully investigated. The present study aimed to investigate the potential effect of race at 1.2 and 0.8 km/h in protein levels of SIRT-1 and PGC-1α and AMPK phosphorylation in skeletal muscle of old adult rats. To this, young Wistar rats two months of age and older adults with eighteen months of age, weighing 218 ± 10 and 526 ± 12 g, respectively, before the exercise protocol, were divided into the following groups (n = 6): non-exercised ( NE ); exercised at 0.8 km/h (0.8 km/h) and exercised at 1.2 km/h (1.2 km/h ). The rats of the exercise groups were subjected to running at a constant speed of 0.8 km/h and 1.2 km/h without inclination, 50 minutes per day, 5 days per week for 8 weeks. Forty-eight hours after the last session of physical exercise, the animals were anesthetized and underwent extraction of the quadriceps for the analysis of intracellular proteins by immunoblot technique and enzyme activities. Our results showed that aging reduces levels of SIRT-1 proteins (45%), PGC-1α (39%) and AMPK (40%) phosphorylation when compared with young rats. On the other hand, the group that exercised to 0.8 km/h increased protein levels and phosphorylation of these molecules, when compared with NE rats, but this increase was higher in young rats. Rats that exercised at 1.2 km/h showed increased levels of SIRT-1, PGC-1α and AMPK phosphorylation, when compared to animals trained to 0.8 km/h, but there was no statistical difference when compared rats young and old adults. It was observed that age-related declines in AMPK, SIRT-1 and PGC-1α molecules can be largely ameliorated by exercise. However, the data demonstrated that, to achieve changes in SIRT-1, PGC-1α and AMPK that are comparable in magnitude with in young rats, higher intensities of exercise are necessary for older adults rats. / O envelhecimento está associado ao declínio da função mitocondrial, que é controlada principalmente através do coativador 1 alfa do receptor ativado por proliferador de peroxissoma gama (PGC-1α), sirtuína 1 (SIRT-1) e proteína quinase ativada por AMP (AMPK). Por outro lado, o exercício é conhecido por controlar os níveis de SIRT-1 e PGC-1α e a fosforilação da AMPK, porém os efeitos da intensidade do exercício sobre estas moléculas não foi totalmente investigado. O presente estudo objetivou investigar o efeito da corrida a 0,8 e 1,2 km/h nos níveis proteicos da SIRT-1 e PGC-1α e na fosforilação da AMPK em músculo esquelético de ratos adultos velhos. Para tal, ratos Wistar machos jovens com dois meses de idade e adultos velhos com dezoito meses de idade, pesando 218±10 e 526±12 g, respectivamente, foram divididos nos grupos (n=6): não exercitado (NE); exercitado em 0,8 km/h (0,8 km/h) e exercitado em 1,2 km/h (1,2 km/h). Os animais dos grupos exercício foram submetidos à corrida em velocidade constante de 0,8 km/h ou 1,2 km/h sem inclinação, 50 minutos/dia, 5 dias/semana, por 8 semanas. Quarenta e oito horas após a última sessão de execício físico, os animais foram anestesiados e realizou-se a extração do quadríceps para as análises de proteicas pela técnica de imunoblot e atividades enzimáticas. Os resultados mostraram que o envelhecimento reduz os níveis de SIRT-1 (45%), PGC-1α (39%) e a fosforilação da AMPK (40%), quando comparados com ratos jovens. Por outro lado, o grupo exercitado a 0,8 km/h aumentou os níveis proteicos e a fosforilação destas moléculas, quando comparados com ratos NE, mas este aumento foi maior em ratos jovens. Ratos exercitados a 1,2 km/h mostraram aumento dos níveis de SIRT-1, PGC-1α e fosforilação da AMPK, quando comparado aos animais exercitados a 0,8 km/h, mas não houve diferença estatística quando comparado os ratos jovens e adultos velhos. Os declínios relacionados à idade nas moléculas AMPK, SIRT-1 e PGC-1α podem ser melhorados pelo exercício físico. No entanto, os dados demonstraram que, para atingir mudanças na SIRT-1, PGC-1α e AMPK que são comparáveis em magnitude com os ratos jovens, maiores intensidades de exercícios são necessárias para os ratos adultos velhos.

Orientadores: Eduardo Rochete Ropelle, José Rodrigo Pauli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T03:45:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lenhare_Luciene_M.pdf: 1233501 bytes, checksum: 008c68d0add97d05e569e31f1aa030f4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: SIRT1 são proteínas NAD+ dependentes que formam uma classe de proteínas com atividade desacetilase, que exercem um papel crítico na biogênese mitocondrial, homeostase da glicose e sensibilidade à insulina. No entanto o mecanismo pós-translacional de controle da atividade da SIRT1 permanece obscuro. No presente estudo investigou-se o papel da enzima Óxido Nítrico Sintase (iNOS) na S-nitrosação da SIRT1 no músculo de camundongos idosos. Primeiro identificou-se alto níveis da proteína iNOS no músculo esquelético de animais envelhecidos, tal fato foi acompanhado pelo aumento da S-nitrosação da SIRT1 e aumento da acetilação da PGC1? e FOXO1 levando ao comprometimento da biogênese mitocondrial. Foi demonstrado que o tratamento com óxido nítrico (NO) induziu a S-nitrosação da SIRT1 e reduziu a sua atividade desacetilase. Curiosamente, os camundongos knockout iNOS exibiram baixos níveis de S-nitrosação da SIRT1 e uma maior biogênese mitocondrial durante o envelhecimento, quando comparado com os camundongos do tipo selvagem. Finalmente, foi demonstrado que a S-nitrosação da SIRT1 é um mecanismo reversível, uma vez que a administração do inibidor farmacológico da iNOS (L-NIL) foi capaz de reduzir a S-nitrosação da SIRT1 e aumentar a atividade da SIRT1 incluindo a atividade dos seus substratos PGC1?, FOXO1 e AMPK no músculo de camundongos idosos. Coletivamente, o nosso estudo fornece evidências substanciais que a iNOS induz a S-nitrosação da SIRT1 e está associada com a diminuição da função mitocondrial no músculo esquelético de camundongos idosos / Abstract: SIRT1, an NAD + deacetylase -dependent, exerts a critical role on mitochondrial biogenesis, glucose homeostasis and insulin sensitivity. However, the post-translational mechanism that SIRT1 controls the activity remains unclear. Here we investigate the role of Nitric Oxide Sythase (iNOS) on SIRT1 S-nitrosation in muscle of old mice. First we identify high levels of iNOS protein levels the skeletal muscle of aged mice and it was accompanied by the augment of SIRT1 S-nitrosation, PGC1? and FOXO1 acetylation and impairment of mitochondrial biogenesis. We demonstrated that nitric oxide (NO) donor treatment induced SIRT1 S-nitrosation and it reduced deacetylase activity. Interestingly, iNOS knockout mice exhibited low levels of SIRT1 S-nitrosation and higher mitochondrial biogenesis during aging, when compared to wild type mice. Finally, we that demonstrated SIRT1 S-nitrosation is a reversible mechanism, once the pharmacological iNOS inhibitor (L-NIL) administration, reduced SIRT1 S-nitrosation and increase the activity of the SIRT1 substrates, including, PGC1?, FOXO1 and AMPK in muscle of old mice. Collectively, our study provides substantial evidences the SIRT1 induces iNOS S-nitrosation and it is associated with the impairment of mitochondrial function in the skeletal muscle of aged mice / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Clínica Médica

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Resveratrol (RES) is an anti-aging molecule that provides both anti-inflammatory and antioxidant properties. However, it is unclear whether the basal oxidative state of the cell has any influence on the effects of this compound. In humans, a single nucleotide polymorphism (SNP) is present in the enzyme manganese superoxide dismutase (SOD2), localized in codon 16 (rs4880), which can either be an alanine (A) or valine (V). This SNP causes an imbalance in the cellular levels of SOD2, where AA- and VV-genotypes result in higher or lower enzy-matic activity, respectively. Furthermore, the VV-genotype has been associated with high levels of inflammatory cytokines. Here, we examined the effects of a range of RES concentra-tions on the in vitro activation of human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) carry-ing different Ala16Val-SOD2 genotypes. Cell proliferation (at 24 and 72 h) was analyzed using an MTT assay and several oxidative biomarkers and cytokines (IL-1β, IL-6, TNF-α, IFT-γ and IL-10) were also quantified. In addition, the effects of RES on the expression of the SIRT 1 gene were evaluated by qRT-PCR. We show that after 24 h exposure to RES, A-genotype PBMCs displayed a decrease in cell proliferation, whilst VV-cells contrasted this; although after 72 h, cell proliferation was similar in homozygous cells when compared to con-trol groups. At 10 μM RES, there was a significant decrease in the production of inflammato-ry cytokines in A-allele cells; however, VV-cells generally displayed a subtle decrease in the-se, except for TNF-α, which was not affected. In all SOD2 genotypes cells exposed to RES resulted in an upregulation of SIRT 1 levels. Together, these results suggest that the effect of RES on human PBMC activation is not universal and is dependent on the Ala16Val-SOD2 SNP. / O resveratrol (RES) é uma molécula com propriedades na saúde humana incluindo ações anti-inflamatórias e antioxidantes, e no retardo do envelhecimento celular. Entretanto, não está claro se o estado oxidativo basal da célula tem alguma influência sobre os efeitos desta molécula. Em seres humanos, um polimorfismo de um único nucleotídeo (SNP) está presente na enzima superóxido dismutase dependente de manganês (SOD2), localizada no códon 16 (rs4880), que pode ser tanto uma alanina (A) ou valina (V). Este SNP provoca um desequilíbrio nos níveis celulares de SOD2, onde os genótipos AA e VV resultam em maior ou menor atividade enzimática, respectivamente. Além disso, o genótipo VV tem sido associ-ado com elevados níveis de citocinas inflamatórias. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar a influência do polimorfismo Ala16Val-SOD2 no efeito anti-inflamatório in vitro do RES em células monucleares do sangue periférico (CMSPs), através da análise da viabilidade, proliferação celular, parâmetros oxidativos, inflamatórios e na mo-dulação da expressão do mrNA e proteína da enzima Sirtuína 1 que está relacionado com o retardo da senescência celular. A proliferação celular (em 24 e 72 horas), foi analisada utili-zando ensaio de MTT, e alguns biomarcadores oxidativos e citocinas (IL-1β, IL-6, TNF-α, IFT-γ e IL-10) também foram quantificados. Além disso, os efeitos do RES sobre a expressão do gene da SIRT1 foram avaliados por qRT-PCR. Nós observamos que, após 24 horas de ex-posição ao RES, as CMSP-AA apresentaram uma redução na proliferação celular, enquanto as CMSP-VV apresentaram o contrário disto, embora, depois de 72 horas, a proliferação celu-lar foi semelhante em células homozigóticas quando comparado ao grupo controle. Na con-centração de 10 μM de RES, houve uma diminuição significativa na produção de citocinas inflamatórias em CMSP-AA. No entanto, as CMSP-VV geralmente apresentam uma redução sutil destas citocinas, exceto para TNF-α, que não foi afetado. Em todos os genótipos SOD2, as células expostas ao RES resultaram em uma regulação positiva dos níveis de SIRT1. Em conjunto, estes resultados sugerem que o efeito do RES na ativação de CMSPs não é universal e é dependente do polimorfismo Ala16Val-SOD2.

Orientadores: Jacqueline Mendonça Lopes de Faria, José Butori Lopes de Faria / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T10:54:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_DiegoAndreazzi_D.pdf: 28811769 bytes, checksum: 726e2f631efd3a14fedaf1f8148784aa (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A retinopatia diabética (RD) é uma doença devastadora que está entre as maiores causas de cegueira entre pessoas na idade adulta em todo o mundo. Considerada multifatorial e progressiva, a RD afeta células neurais e gliais, e também elementos vasculares da retina. Sabe-se que diversas vias estão envolvidas na patogênese da RD, no entanto, os mecanismos que levam a exacerbação da inflamação e morte de células gliais/neurais o que caracteriza a neurodegeneração da retina, ainda permanecem desconhecidos. Diante disso, a redução desses fatores tem sido extensivamente estudada como alvo no combate a RD. As Sirtuínas, histonas desacetilases dependentes de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+), atuam em resposta a vários estresses e atualmente tem sido relacionadas às importantes funções moleculares na regulação de várias doenças. Considerado um redox sensível, a SIRT1 pode estar reduzida em condição de doença, o que agravar ainda mais a situação patológica. No entanto, não se sabe ao certo o mecanismo de modulação e/ou atuação da SIRT1 frete às doenças neurodegenerativas, tais como a RD. No Artigo I, foram avaliados os possíveis efeitos protetores do cacau rico em polifenóis na retina diabética. As células Müller da retina (rMC-1) foram expostos por 24h à glicose normal (NG), alta glicose (HG) ou peróxido de hidrogênio (H2O2) e submetidas ao tratamento com cacau na presença ou não de um inibidor da SIRT1 ou siRNA. O estudo animal foi desenvolvido em ratos experimentalmente diabéticos induzidos por estreptozotocina e randomizado para receber tratamentos com cacau com baixa, intermediária, ou elevada dose de polifenol (0,12 mg; 2,9 mg; 22,9 mg/kg/dia) por gavagem durante 16 semanas. As células expostas a H2O2 ou HG apresentaram aumento de proteína acídica fibrilar glial (GFAP) e acetil-RelA/p65 e diminuição da atividade/expressão da SIRT1. Estes efeitos foram anulados pelo cacau, que diminuiu a produção de espécies reativas de oxigênio e reduziu a ativação da poli(ADP-ribose) polimerase-1 (PARP-1); melhorou os níveis intracelulares de NAD+ e consequentemente aumentou da atividade da SIRT1. As retinas dos ratos diabéticos exibiram os primeiros marcadores de retinopatia acompanhada pela eletrorretinografia prejudicada. A presença de diabetes levou a ativação da PARP-1 e diminuição dos níveis de NAD+, resultando em comprometimento da SIRT1. O aumento na acetilação do RelA/p65 levou na hiperexpressão do GFAP. A administração oral de cacau polifenol restaurou as alterações acima referidas. Este estudo revelou que o cacau enriquecido com polifenóis teve efeito protetor da retina diabética restabelecendo a via da SIRT-1. No Artigo II, foi investigado o possível efeito terapêutico de células derivadas de animais saudáveis (Dock7 m +/+ Leprdb db/m) e diabéticos (BKS.Cg-Dock7 m +/+ Leprdb/J, db/db) na retinopatia diabética (RD). Os camundongos db/db (espontaneamente diabéticos) com 8 semanas de idade foram randomizados para receber uma única injeção intravenosa de PBS ou células early outgrowth (EOCs) de doadores db/m ou db/db. Quatro semanas mais tarde, os animais foram sacrificados e os olhos enucleados. Para estudo in vitro, o meio condicionado das EOCs (EOC-CM) foi gerado a partir do cultivo de EOCs de animais db/m e db/db. As células rMC-1 foram expostas por 24h a NG ou HG e submetidas ao tratamento com db/m ou db/db EOC-CM, em presença ou não de um inibidor farmacológico (EX527) ou gênico (siRNA) da SIRT1. Nos ratos diabéticos, houve um aumento de marcadores de RD e do dano oxidativo, acompanhado por uma diminuição da proteína SIRT1 e seguido pelo aumento da acetilação da lisina-310 do complexo p65-NFkB. A terapia celular com EOCs reduziu significativamente todas as alterações mencionadas acima. As rMC-1 expostas a HG apresentaram aumento da expressão de GFAP, fator de crescimento do endotélio vascular e Nox4, acompanhado pelo aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio e acetil-lisina-310-p65-NFkB. Além disso, a expressão/atividade da SIRT1 foram reduzidas em ambiente diabético. O tratamento com EOC-CM impediu todas estas alterações. Este estudo demonstra que a capacidade parácrina das EOCs, na secreção de fatores, é eficaz no restabelecimento da via de SIRT1 retina, e assim, proteger a retina dos insultos diabéticos. Em resumo, a presente tese fornece evidências que tanto a administração oral do cacau enriquecido com polifenóis quanto à terapia celular com EOCs, conferem neuroproteção da retina aos insultos do diabetes. Portanto, intervenções que modulem a atividade das sirtuínas são promissoras no tratamento farmacológico da retinopatia diabética / Abstract: The diabetic retinopathy (RD) is a devastating disease and the principal cause of blindness among people in adulthood worldwide. The RD is considered a multifactorial and progressive disease, affecting neuronal and glial cells, and also vascular elements of the retina. It is known that several pathways are involved in the pathogenesis of RD, however, the mechanisms that lead to exacerbation of inflammation and death of glial/neuronal cell, characterizing retinal neurodegeneration, remain unknown. Therefore, the reduction of these factors have been extensively studied as a therapeutic target against RD. Sirtuin 1 (SIRT1), a family of histone deacetylase enzyme, acts in response to various stresses and, currently, has been related to important molecular functions in the regulation of various diseases. Considered a redox-sensitive, SIRT1 may be reduced under disease condition, whereby aggravate the pathological situation. However, is not known the mechanism of modulation/activity of SIRT1 in neurodegenerative diseases, such as RD. In the article I, were studies the possible protective effects of cocoa in the diabetic retina were assessed. rMCs exposed to NG, HG or H2O2 were submitted to cocoa treatment in the presence or absence of SIRT-1 inhibitor and siRNA. The experimental animal study was conducted in streptozotocin-induced diabetic rats and randomized to receive low, intermediate, or high polyphenol cocoa treatments via daily gavage for 16 weeks (i.e., 0.12 mg/kg/day, 2.9 mg/kg/day, or 22.9 mg/kg/day of polyphenols). The rMCs exposed to HG or H2O2 exhibited increased GFAP and acetyl-RelA/p65 and decreased SIRT1 activity/expression. These effects were cancelled out by cocoa, which decreased ROS production and PARP-1 activity, augmented the intracellular pool of NAD+, and improved SIRT1 activity. The rat diabetic retinas displayed the early markers of retinopathy accompanied by markedly impaired electroretinogram. The presence of diabetes activated PARP-1 and lowered NAD+ levels, resulting in SIRT1 impairment. This augmented acetyl RelA/p65 had the effect of upregulated GFAP. Oral administration of polyphenol cocoa restored the above alterations in a dose-dependent manner. This study reveals that cocoa enriched with polyphenol improves the retinal SIRT-1 pathway, thereby protecting the retina from diabetic milieu insult. In the article II, were investigated the possible therapeutic effect of cells derived from control (db/m) and spontaneously diabetic (db/db) mice on diabetic retinopathy. The db/db mice with 8 weeks of age were randomized to receive a unique intravenous injection of PBS or 0,5x105 db/m EOCs or 0,5x105 db/db EOCs. Four weeks later, the animals were euthanized and the eyes enucleated. For in vitro study, EOC-CM was generated from db/m and db/db EOCs cultures. rMCs were exposed for 24h to NG or HG combined or not with db/m or db/db EOC-CMs. In diabetic rats, there was an increase of DR and oxidative damage markers, accompanied by decrease in SIRT1 protein followed by lysine-310-p65-NF?B acetylation. The treatment with cells from db/m significantly reduced all the above-mentioned, but interestingly the treatment with cells from db/db mice fully restored the above alterations to normal levels. rMCs exposed to HG displayed GFAP and VEGF expression up regulated, accompanied by increase in Nox4 expression and ROS levels, and acetyl-lysine-310-p65-NF?B. SIRT1 protein expression and activity were markedly reduced in diabetic milieu conditions. The treatment with both EOC-CMs prevented all these abnormalities, but db/db EOC-CM fully restored to NG conditions. This study demonstrates that endocrine capacity of EOCs is effective in improving retinal SIRT1 pathway thus protecting the retina from diabetic milieu insult. In summary, compelling novel evidence is provided herein that either through oral administration of polyphenol enriched cocoa or cell therapy with EOCs, conferred retinal neuroprotection against diabetic insults in animal models. The identification of SIRT-1 as a potential therapeutic target in the treatment of diabetic retinopathy may provide new perspective in the pharmacological treatment of this diabetic complication / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

INTRODUÇÃO: Fatores associados à etiopatogenia das complicações diabéticas, incluindo hiperglicemia e estresse oxidativo, podem causar alterações epigenéticas que modificam a expressão de genes em células-alvo, sem alterar sua sequência de DNA. São considerados mecanismos epigenéticos: (1) as modificações pós-traducionais das histonas; (2) a metilação do DNA e (3) a ação dos micro-RNAs (miRNAs); todos já foram reconhecidos na patogênese da \"memória metabólica\", situação na qual a hiperglicemia continua a exercer efeitos deletérios prolongados mesmo depois de ser normalizada. A sirtuína-1 é uma enzima que causa modificações pós-traducionais das histonas por sua atividade de histona desacetilase, silenciando a transcrição gênica. O silenciamento gênico também pode ocorrer pela ação da DNA metiltransferase 1 (DNMT1), enzima que adiciona um grupamento metil (CH3) na posição 5 de resíduos de citosina localizadas em ilhas CpG presentes nas regiões promotoras dos genes. Os miRNAs constituem uma classe de pequenos RNAs não codificadores com cerca de 19 a 25 nucleotídeos que controlam a expressão gênica por meio da repressão da tradução ou da degradação do RNA mensageiro-alvo. As hipóteses do presente estudo são (1) que exista um perfil sérico de miRNAs associado à presença ou ausência de complicações crônicas e (2) que existam variantes em genes relacionados à desacetilação das histonas e à metilação de citosinas que poderiam predispor ao aparecimento das complicações diabéticas, o que se constituiria na \"genética da epigenética\". OBJETIVOS: (1) caracterizar e comparar o perfil de miRNAs sérico de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1) sem nenhuma complicação microvascular versus aqueles com três complicações microvasculares: retinopatia diabética (RD), doença renal diabética (DRD) e neuropatia diabética, para identificar vias epigeneticamente moduladas nesses dois grupos de pacientes e (2) avaliar a frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 e sirtuína-1 e suas associações com cada uma das complicações microvasculares em pacientes com DM1. MÉTODOS: O perfil sérico de 381 miRNAs foi avaliado com o uso do estojo comercial Taqman® Human MicroRNA Array A em 10 pacientes bem caracterizados clínica e laboratorialmente divididos em dois grupos: Pacientes com DM1 sem complicações [sem DRD (Clearance de creatinina > 90 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina < 20 mg/g de creatinina), sem polineuropatia sensitivo-motora distal (ausência de sintomas sugestivos de neuropatia, sensibilidade térmica e dolorosa e reflexo aquileu normais), sem neuropatia autonômica cardiovascular (NAC) e sem RD] e Pacientes com DM1 com complicações [DRD (Clearance de creatinina < 60 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina > 200 mg/g de creatinina), com polineuropatia sensitiva-motora distal, com NAC instalada e RD moderada ou grave]. Os cinco miRNAs mais diferencialmente expressos foram validados em uma casuística bem caracterizada de 20 pacientes com DM1 sem nenhuma complicação e 27 com todas as complicações microvasculares, com o emprego do estojo comercial TaqMan(TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis. A avaliação da frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs17291414, rs10854076) e sirtuína-1 (rs10997870; rs12766485) foi realizada após a genotipagem por reação em cadeia da polimerase em tempo real, em uma casuística composta por 466 pacientes com DM1. RESULTADOS: Do total de 377 miRNAs-alvo avaliados no soro dos pacientes com DM1, um total de 21 miRNAs estava superexpresso no grupo com complicações. Dos 5 miRNAs para os quais foi realizada a validação na casuística de 47 pacientes com DM1, dois foram confirmados como superexpressos na população com complicações (hsa-miR-518d-3p e hsa-miR-618). O polimorfismo rs11085721 no gene que codifica a DNMT1 associou-se à presença de NAC no sexo feminino, sendo o alelo raro C considerado de risco e conferindo um odds ratio (intervalo de confiança de 95%) de 2,44 (1,26-5,28). Nenhum polimorfismo da sirtuína-1 associou-se às complicações microvasculares avaliadas. CONCLUSÃO: o perfil de miRNAs séricos difere entre pacientes com DM1 com e sem complicações. O achado de uma variante em um gene que codifica a enzima de uma via epigenética conferir suscetibilidade a uma complicação crônica sugere que também exista a \"genética da epigenética\" modulando o desenvolvimento das complicações / INTRODUCTION: Factors associated with the etiopathogenesis of diabetic complications, including hyperglycemia and oxidative stress, may cause epigenetic changes that modify the expression of genes in target cells without altering their DNA sequence. The following mechanisms are considered epigenetics: (1) post-translational modifications of histones; (2) methylation of DNA and (3) action of micro-RNAs (miRNAs); all have already been recognized in the pathogenesis of \"metabolic memory\", a situation in which hyperglycemia exerts prolonged deleterious effects even after its normalization. Sirtuin-1 is an enzyme that causes post-translational modifications of histones by their histone deacetylase activity, silencing gene transcription. Gene silencing may also occur through the action of DNA methyltransferase 1 (DNMT1), an enzyme that adds a methyl group (CH3) at position 5 of cytosine residues located in CpG islands from gene-promoter regions. miRNAs are a class of small non-coding RNAs with about 19 to 25 nucleotides that control gene expression by promoting translation repression or degradation of target messenger RNAs. The hypotheses of the present study are (1) there is a serum profile of miRNAs associated with the presence or absence of chronic complications and (2) there are variants in genes related to histone deacetylation and cytosine methylation that could predispose to diabetes complications, which would constitute the \"genetics of epigenetics\". OBJECTIVES: (1) to characterize and compare the serum miRNA profile of patients with type 1 diabetes mellitus (T1D) without any microvascular complications versus those with three microvascular complications: diabetic retinopathy (DR), diabetic kidney disease (DKD) and diabetic neuropathy to identify signaling pathways epigenetically modulated in these two groups of patients and (2) to assess the frequency of single nucleotide polymorphisms in the genes encoding DNMT1 and sirtuin-1 and their associations with each of the microvascular complications in T1D patients. METHODS: The serum profile of 381 miRNAs was evaluated using the Taqman® Human MicroRNA Array A kit in 10 clinical and laboratory well-characterized patients divided into two groups: Patients without microvascular complications: without DKD (creatinine clearance> 90 ml/min/1.73 m2 and urinary albumin excretion < 20 mg / g creatinine), without distal sensory-motor polyneuropathy (absence of symptoms suggestive of neuropathy and normal thermal and pain sensitivity and Achilles reflex), without cardiovascular autonomic neuropathy (CAN) and without DR; and T1D patients with complications: with DKD (creatinine clearance < 60 ml / min / 1.73 m2 and urinary albumin excretion> 200 mg / g creatinine), with distal sensory-motor polyneuropathy, with CAN and with DR moderate or severe. The five most differentially expressed miRNAs were validated in a well-characterized case series of 20 patients with no complications and 27 patients with all microvascular complications using the TaqMan (TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis kit. The evaluation of the frequency of single nucleotide polymorphisms in genes encoding the DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs1729414, rs10854076) and sirtuin-1 (rs10997870; rs12766485) was performed by genotyping using real-time polymerase chain reaction in a sample of 466 T1D patients. RESULTS: Of the total of 377 target miRNAs evaluated in the serum of T1D patients, 21 miRNAs were overexpressed in the group with complications. Of the 5 miRNAs for which validation was performed in 47 patients, two were confirmed as overexpressed in the group with complications (hsa-miR-518d-3p and hsa-miR-618). The polymorphism rs11085721 in the gene encoding DNMT1 was associated with the presence of CAN in female patients, with the minor allele C being considered of risk and conferring an odds ratio (95% confidence interval) of 2.44 (1.26 - 5.28). Polymorphisms in the gene encoding Sirtuin-1 did not associate with microvascular complications. CONCLUSION: the serum miRNA profile differs between patients with and without microvascular complications. A variant in a gene encoding a enzyme of an epigenetic pathway conferring susceptibility to a chronic complication suggests that there is also the \"genetics of epigenetics\" modulating the development of complications

INTRODUÇÃO: Fatores associados à etiopatogenia das complicações diabéticas, incluindo hiperglicemia e estresse oxidativo, podem causar alterações epigenéticas que modificam a expressão de genes em células-alvo, sem alterar sua sequência de DNA. São considerados mecanismos epigenéticos: (1) as modificações pós-traducionais das histonas; (2) a metilação do DNA e (3) a ação dos micro-RNAs (miRNAs); todos já foram reconhecidos na patogênese da \"memória metabólica\", situação na qual a hiperglicemia continua a exercer efeitos deletérios prolongados mesmo depois de ser normalizada. A sirtuína-1 é uma enzima que causa modificações pós-traducionais das histonas por sua atividade de histona desacetilase, silenciando a transcrição gênica. O silenciamento gênico também pode ocorrer pela ação da DNA metiltransferase 1 (DNMT1), enzima que adiciona um grupamento metil (CH3) na posição 5 de resíduos de citosina localizadas em ilhas CpG presentes nas regiões promotoras dos genes. Os miRNAs constituem uma classe de pequenos RNAs não codificadores com cerca de 19 a 25 nucleotídeos que controlam a expressão gênica por meio da repressão da tradução ou da degradação do RNA mensageiro-alvo. As hipóteses do presente estudo são (1) que exista um perfil sérico de miRNAs associado à presença ou ausência de complicações crônicas e (2) que existam variantes em genes relacionados à desacetilação das histonas e à metilação de citosinas que poderiam predispor ao aparecimento das complicações diabéticas, o que se constituiria na \"genética da epigenética\". OBJETIVOS: (1) caracterizar e comparar o perfil de miRNAs sérico de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1) sem nenhuma complicação microvascular versus aqueles com três complicações microvasculares: retinopatia diabética (RD), doença renal diabética (DRD) e neuropatia diabética, para identificar vias epigeneticamente moduladas nesses dois grupos de pacientes e (2) avaliar a frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 e sirtuína-1 e suas associações com cada uma das complicações microvasculares em pacientes com DM1. MÉTODOS: O perfil sérico de 381 miRNAs foi avaliado com o uso do estojo comercial Taqman® Human MicroRNA Array A em 10 pacientes bem caracterizados clínica e laboratorialmente divididos em dois grupos: Pacientes com DM1 sem complicações [sem DRD (Clearance de creatinina > 90 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina < 20 mg/g de creatinina), sem polineuropatia sensitivo-motora distal (ausência de sintomas sugestivos de neuropatia, sensibilidade térmica e dolorosa e reflexo aquileu normais), sem neuropatia autonômica cardiovascular (NAC) e sem RD] e Pacientes com DM1 com complicações [DRD (Clearance de creatinina < 60 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina > 200 mg/g de creatinina), com polineuropatia sensitiva-motora distal, com NAC instalada e RD moderada ou grave]. Os cinco miRNAs mais diferencialmente expressos foram validados em uma casuística bem caracterizada de 20 pacientes com DM1 sem nenhuma complicação e 27 com todas as complicações microvasculares, com o emprego do estojo comercial TaqMan(TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis. A avaliação da frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs17291414, rs10854076) e sirtuína-1 (rs10997870; rs12766485) foi realizada após a genotipagem por reação em cadeia da polimerase em tempo real, em uma casuística composta por 466 pacientes com DM1. RESULTADOS: Do total de 377 miRNAs-alvo avaliados no soro dos pacientes com DM1, um total de 21 miRNAs estava superexpresso no grupo com complicações. Dos 5 miRNAs para os quais foi realizada a validação na casuística de 47 pacientes com DM1, dois foram confirmados como superexpressos na população com complicações (hsa-miR-518d-3p e hsa-miR-618). O polimorfismo rs11085721 no gene que codifica a DNMT1 associou-se à presença de NAC no sexo feminino, sendo o alelo raro C considerado de risco e conferindo um odds ratio (intervalo de confiança de 95%) de 2,44 (1,26-5,28). Nenhum polimorfismo da sirtuína-1 associou-se às complicações microvasculares avaliadas. CONCLUSÃO: o perfil de miRNAs séricos difere entre pacientes com DM1 com e sem complicações. O achado de uma variante em um gene que codifica a enzima de uma via epigenética conferir suscetibilidade a uma complicação crônica sugere que também exista a \"genética da epigenética\" modulando o desenvolvimento das complicações / INTRODUCTION: Factors associated with the etiopathogenesis of diabetic complications, including hyperglycemia and oxidative stress, may cause epigenetic changes that modify the expression of genes in target cells without altering their DNA sequence. The following mechanisms are considered epigenetics: (1) post-translational modifications of histones; (2) methylation of DNA and (3) action of micro-RNAs (miRNAs); all have already been recognized in the pathogenesis of \"metabolic memory\", a situation in which hyperglycemia exerts prolonged deleterious effects even after its normalization. Sirtuin-1 is an enzyme that causes post-translational modifications of histones by their histone deacetylase activity, silencing gene transcription. Gene silencing may also occur through the action of DNA methyltransferase 1 (DNMT1), an enzyme that adds a methyl group (CH3) at position 5 of cytosine residues located in CpG islands from gene-promoter regions. miRNAs are a class of small non-coding RNAs with about 19 to 25 nucleotides that control gene expression by promoting translation repression or degradation of target messenger RNAs. The hypotheses of the present study are (1) there is a serum profile of miRNAs associated with the presence or absence of chronic complications and (2) there are variants in genes related to histone deacetylation and cytosine methylation that could predispose to diabetes complications, which would constitute the \"genetics of epigenetics\". OBJECTIVES: (1) to characterize and compare the serum miRNA profile of patients with type 1 diabetes mellitus (T1D) without any microvascular complications versus those with three microvascular complications: diabetic retinopathy (DR), diabetic kidney disease (DKD) and diabetic neuropathy to identify signaling pathways epigenetically modulated in these two groups of patients and (2) to assess the frequency of single nucleotide polymorphisms in the genes encoding DNMT1 and sirtuin-1 and their associations with each of the microvascular complications in T1D patients. METHODS: The serum profile of 381 miRNAs was evaluated using the Taqman® Human MicroRNA Array A kit in 10 clinical and laboratory well-characterized patients divided into two groups: Patients without microvascular complications: without DKD (creatinine clearance> 90 ml/min/1.73 m2 and urinary albumin excretion < 20 mg / g creatinine), without distal sensory-motor polyneuropathy (absence of symptoms suggestive of neuropathy and normal thermal and pain sensitivity and Achilles reflex), without cardiovascular autonomic neuropathy (CAN) and without DR; and T1D patients with complications: with DKD (creatinine clearance < 60 ml / min / 1.73 m2 and urinary albumin excretion> 200 mg / g creatinine), with distal sensory-motor polyneuropathy, with CAN and with DR moderate or severe. The five most differentially expressed miRNAs were validated in a well-characterized case series of 20 patients with no complications and 27 patients with all microvascular complications using the TaqMan (TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis kit. The evaluation of the frequency of single nucleotide polymorphisms in genes encoding the DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs1729414, rs10854076) and sirtuin-1 (rs10997870; rs12766485) was performed by genotyping using real-time polymerase chain reaction in a sample of 466 T1D patients. RESULTS: Of the total of 377 target miRNAs evaluated in the serum of T1D patients, 21 miRNAs were overexpressed in the group with complications. Of the 5 miRNAs for which validation was performed in 47 patients, two were confirmed as overexpressed in the group with complications (hsa-miR-518d-3p and hsa-miR-618). The polymorphism rs11085721 in the gene encoding DNMT1 was associated with the presence of CAN in female patients, with the minor allele C being considered of risk and conferring an odds ratio (95% confidence interval) of 2.44 (1.26 - 5.28). Polymorphisms in the gene encoding Sirtuin-1 did not associate with microvascular complications. CONCLUSION: the serum miRNA profile differs between patients with and without microvascular complications. A variant in a gene encoding a enzyme of an epigenetic pathway conferring susceptibility to a chronic complication suggests that there is also the \"genetics of epigenetics\" modulating the development of complications