En esta Memoria se estudió la reactividad de tres nuevas 1,4-dihidropiridinas (1,4-DHP) frente al anión radical superóxido (O2 .-), y se evaluó la influencia de los sustituyentes en posición 4 del anillo dihidropiridínico. Estas moléculas también se caracterizaron electroquímicamente mediante Voltamperometría de pulso diferencial (VPD), Voltamperometría cíclica (VC), electrólisis a potencial controlado (EPC) y Voltamperometría de barrido lineal con electrodo de disco rotatorio (DR). Los estudios electroquímicos demuestran que en medio acuoso las 1,4-dihidropiridinas son más fáciles de oxidar a pHs básicos, mostrando el siguiente orden en cuanto a la facilidad de oxidación: 4-HIDROXIFENIL-DHP (4-OH-DHP) > 3-HIDROXIFENIL-DHP (3-OH-DHP) > 4-FENIL-DHP (DHP). Este mismo orden se observó en medio no acuoso. La oxidación de las 1,4-DHPs en ambos medios correspondió a un proceso irreversible, en que la corriente fue controlada por difusión. La cinética de reacción fue seguida mediante espectroscopía UV-Visible con arreglo de diodos. Las constantes de formación del anión dihidropiridínico se calcularon usando un equipo de flujo retenido. El orden para la constante fue: NADH > 4-OH-DHP > 3-OH-DHP > DHP. Por otra parte, las constantes cinéticas para la reacción entre el anión radical superóxido y las DHPs fueron calculadas a través de cinética continua. Claramente, las DHPs que tienen un grupo hidroxifenilo en la posición 4 del anillo dihidropiridínico presentaron constantes cinéticas significativamente mayores que las 1,4-DHP comerciales estudiadas con el siguiente orden: 3-OH-DHP > 4-OHDHP > DHP > AMLODIPINO > NISOLDIPINO > NIMODIPINO. La reactividad entre el anión superóxido y las 1,4-DHPs ocurriría a través de un mecanismo que incluye en una primera etapa la rápida formación del anión dihidropiridínico, el que se forma como resultado de un equilibrio ácido-base entre anión radical superóxido que actúa como base de Brönsted, y la 1,4-dihidropiridina, posteriormente, el anión dihidropiridínico actuaría como reservorio para reponer la 1,4-dihidropiridina que se está oxidando a piridina en un proceso que duraría en total 6 horas aproximadamente.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-22Bitstream added on 2014-06-13T20:14:20Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_ts_me_araca.pdf: 548631 bytes, checksum: f32592933503d19bda6a960ab1bf825c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Embora a insuficiência renal ocorra com bastante freqüência na espécie canina, não se sabe se essa condição, a semelhança do que ocorre em humano, compromete o funcionamento dos poliformonucleares (PMN). O superóxido produzido pelo metabolismo oxidativo dos PMN exerce importante papel na resposta imune inata, destruído os patógenos fagocitados, entretanto, quando em excesso age de modo deletério promovendo a aceleração da apoptose. Testou-se a hipótese de que, a semelhança do que ocorrer em humanos, as toxinas presentes no soro de cães urêmicos alteram o metabolismo oxidativo e acelera a morte celular programada dos neutrófilos de cães normais. Para tal o sangue total e polimorfonucleares isolados de dez cães sadios foram incubados com soro urêmico. A produção de superóxido foi quantificada pelo teste de redução do tetrazólio nitroazul (NBT) e o índice apoptótico calculado pelo método morfométrico. A produção de superóxido gerada dos neutrófilos de sangue total tratados com soro urêmico apresentou significante redução (p < 0,05). Quando isolados e incubados com soro urêmico, apenas na metade das amostras os PMN apresentaram concomitantemente diminuição da produção de superóxido e aumento do índice apoptótico. Foi possível concluir que os componentes presentes no soro urêmico alteram ex vivo o metabolismo oxidativo e a apoptose dos PMN, fortalecendo a hipótese de que cães com de insuficiência renal têm sua imunidade inata comprometida. / Although kidney failure occurs frequently on canine species, it is unknown if this condition, being similar to what occurs in human beings, jeopardized the functioning of the polymorphonuclear (PMN). The superoxide produced by the oxidative metabolism of the PMN plays an important role in the immune inherent answer, having destroyed the pathogenic phagocytized. However, when in excess it acts in a deleterious way promoting the acceleration of apoptosis. It was tested by the hypothesis that, similar to what occurs in humans, the toxins present in the serum of uremic dogs alter the oxidative metabolism and accelerates the programmed cellular death of the neutrophis of normal dogs. For that, the total blood and polymorphonuclears isolated from ten healthy dogs were incubated with uremic serum. The production of superoxide was quantified by nitroblue tetrazolium reduction test (NBT) and the index apoptic was calculated by the morphometric method. The production of superoxide generated from the neutrophil of total blood treated with uremic serum presented significant reduction (P<0.05). When isolated and incubated with uremic serum, only on half of the sample the PMN presented concomitantly a reduction of production of superoxide and increase of apoptotic index. It was possible deduct that the components present in the uremic serum alter ex vivo the oxidative metabolism and the apoptosis of the PMN, consolidating the hypothesis that dogs having kidney failure have their inherent immunity jeopardized.

Na periodontite, um potencial loop inflamatório oral-sistêmico é identificado pela presença de produtos da atividade neutrofílica em locais onde o processo inflamatório não foi desenvolvido inicialmente. Nossos resultados mostram um aumento da quantidade de neutrófilos circulantes, assim como a resposta destas células dos animais com periodontite induzida por ligadura (7 dias) ante diferentes estímulos in vitro em comparação aos animais Sham. A produção de ânion superóxido por neutrófilos circulantes de ratos com periodontite foi maior quando estimulados com PMA ou Zimosan. Na liberação de MPO, PMA, Zimosan ou fMLP produziram efeitos maiores no grupo com periodontite. A formação de NETs foi maior nos neutrófilos dos ratos com periodontite em resposta ao PMA. Além das respostas estimuladas, a liberação de MPO e a formação de NETs em condições basais foram maiores nos neutrófilos provenientes dos ratos com periodontite. Estes resultados mostram que existe uma pre-ativação (priming) dos neutrófilos circulantes já na fase inicial do desenvolvimento da periodontite. / In periontitis, a potential loop of oral-systemic inflammation is identified by the presence of neutrophil activity products at the sites where the inflammatory process was not initially developed. Our results show an increase in the amount of circulating neutrophils, as well as the response of these cells from rats with ligature-induced periodontitis (7 dias) to different in vitro stimuli, in comparison with those obtined from Sham animals. Superoxide anion production by circulating neutrophils from rats with peridontitis was higher when stimulated with either PMA or Zymosan. In MPO release, either PMA, zymosa or fMLP produced greater effects by periodontitis group. The formation of NETs was also higher in the neutrophils from rats with peridontitis in response to PMA. In addition to the stimulated responses, under basal conditions, MPO release and NET formation were also higher in neutrophils obtained from rats with periodontitis. These results show that circulating neutrophils are pre-activated (primed) even in the initial phase of periodontitis development.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2358246 bytes, checksum: 882ce511185e31ae61ca9848e6d2ca90 (MD5) Previous issue date: 2007-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The reactive oxygen intermediates (ROIs) production was studied in plants of two rice cultivars, Fernandes (CNA-1158) and Maravilha (CNA-6843-1), in the presence of aluminum. Nine days-old rice seedlings were exposed to 0 and 1 mM Al for ten days and, then, plant growth, superoxide (O2 -), hydrogen peroxide (H2O2) and chloroplastidic pigment contents, lipid peroxidation, gas exchange and chlorophyll a fluorescence parameters were determined. The Fernandes cultivar growth did not change with Al treatment, while in Maravilha cultivar reductions were observed in both roots and shoot. The control plants of the two cultivars showed the same content of O2 - in the two parts of the plants. Aluminum treatment caused reduction in the O2 - contents only in the roots of the Fernandes cultivar, while in the leaves the reduction occurred in both cultivars, but with higher intensity in the Fernandes cultivar. The presence of O2 - was histochemically shown in the root apices of the two rice cultivar, independent of Al treatment. This oxygen reactive species accumulated mainly in the epidermis and external cortical cells of the root apices. The H2O2 content in the roots of control plants of the Fernandes cultivar were higher than in the Maravilha cultivar. After exposure to Al, a reduction in this reactive oxygen species content was observed only in the Fernandes cultivar, which became statistically similar to that of the Maravilha cultivar. In the leaves, Al treatment reduced the H2O2 content only in the Maravilha cultivar, which became similar to that of the Fernandes cultivar. Lipid peroxidation in the roots increased with the Al treatment only in the Maravilha cultivar, becoming significantly higher than in the Fernandes cultivar. In the leaves, Al treatment did not have any effect, but the Fernandes cultivar showed larger lipid peroxidation than the Maravilha cultivar. Chlorophyll a, b, total chlorophyll and carotenoids contents increased in Fernandes cultivar, but they did not change in the Maravilha cultivar after plants exposure to aluminum. In spite of that, gas exchange and chlorophyll a fluorescence parameters were not modified by Al treatment in none of the cultivars. In the presence of Al, Fernandes cultivar showed lower superoxide and hydrogen peroxide contents, which could explain, at least partly, the smallest lipid peroxidation of its membranes and, consequently its larger growth. / Neste trabalho, avaliou-se a produção de intermediários reativos de oxigênio em plantas de dois cultivares de arroz, Fernandes (CNA-1158) e Maravilha (CNA-6843-1), na presença de alumínio. Plântulas de arroz de nove dias de idade foram expostas ao Al nas concentrações de 0 e 1 mM, durante dez dias e, então, determinou-se o crescimento, os teores de superóxido (O2 -), de peróxido de hidrogênio (H2O2) e de pigmentos cloroplastídicos, a peroxidação de lipídios e parâmetros de trocas gasosas e fluorescência da clorofila a. O crescimento do cultivar Fernandes não foi modificado pelo Al, enquanto o do cultivar Maravilha sofreu redução desta variável tanto nas raízes quanto na parte aérea. As plantas controle dos dois cultivares apresentaram os mesmos teores de O2 - nas duas partes das plantas. O tratamento com Al provocou redução no teor de O2 - nas raízes apenas no cultivar Fernandes, enquanto nas folhas a redução ocorreu nos dois cultivares, mas com maior intensidade no cultivar Fernandes. A presença de O2 - foi demonstrada histoquimicamente nos ápices radiculares dos dois cultivares, independente do tratamento com alumínio. O acúmulo desta espécie reativa ocorreu, principalmente, nas células epidérmicas e corticais mais externas. O teor de H2O2 nas raízes das plantas controle do cultivar Fernandes foi mais elevado que no cultivar Maravilha. Após exposição ao Al, observou-se redução no teor desta espécie reativa apenas no cultivar Fernandes, que passou a ter a mesma concentração do cultivar Maravilha. Nas folhas, o tratamento com Al causou redução no teor de H2O2 apenas no cultivar Maravilha, que passou a ter o mesmo teor do cultivar Fernandes. A peroxidação de lipídios nas raízes aumentou com o tratamento com Al apenas no cultivar Maravilha, passando a ser significativamente maior que no cultivar Fernandes. Nas folhas, o tratamento com Al não teve efeito, mas o cultivar Fernandes apresentou maior peroxidação de lipídios que o cultivar Maravilha. Os teores de clorofila a, b, clorofila total e carotenóides aumentaram no cultivar Fernandes, mas não se modificaram no cultivar Maravilha após exposição das plantas ao alumínio. Apesar disso, os parâmetros de trocas gasosas e de fluorescência da clorofila a não foram modificados pelo tratamento com Al em nenhum dos cultivares. Na presença de Al, o cultivar Fernandes apresentou menores teores de superóxido e de peróxido de hidrogênio, que explicam, pelo menos em parte, a menor peroxidação dos lipídios de suas membranas e, conseqüentemente seu maior crescimento.

A secreção de insulina é estimulada pela glicose, porém os ácidos graxos (AG) podem influenciar o processo secretório. A oxidação de AG é importante para a estimulação da secreção de insulina por aumentar o ATP, porém, existem vias dependentes e independentes de ATP. Os AG <font face=\"Symbol\">w-3 interferem em processos fisiológicos e na composição e função da membrana plasmática, promovendo potente ação anti-inflamatória. Considerando a importante relação da NAD(P)H oxidase com a secreção de insulina, o estudo das alterações induzidas pela suplementação com AG <font face=\"Symbol\">w-3 sobre o conteúdo de superóxido (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) e a expressão da NAD(P)H oxidase, é importante para a compreensão da fisiologia das células <font face=\"Symbol\">b-pancreáticas. Neste estudo, o grupo suplementado apresentou redução do conteúdo de O2<font face=\"Symbol\">&#183;, redução da expressão das subunidades da NAD(P)H oxidase e aumento na expressão da superóxido dismutase (SOD1 e 2), quando comparado ao grupo controle. Embora desconhecido o mecanismo, este dado é relevante, pois pressupõe melhor regulação do estado redox durante a secreção de insulina. / Insulin secretion is stimulated by glucose (GSIS), but fatty acid (FA) may influence the secretory process. The oxidation of FA is important for the stimulation of insulin secretion by increasing the ATP, although there are dependent and independent ATP pathways. The <font face=\"Symbol\">w-3 FA change physiological processes, and affect the composition and function of the plasma membrane, promote potent anti-inflammatory action. Considering the important relationship of NAD(P)H oxidase with insulin secretion, the study of changes induced by supplementation with <font face=\"Symbol\">w-3 FA on the superoxide (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) content, and expression of NAD(P)H oxidase, becomes of great importance for understanding the pancreatic <font face=\"Symbol\">b cells physiology. In this study, the group supplemented with <font face=\"Symbol\">w-3 FA showed a reduction of the O2<font face=\"Symbol\">&#183; content, reduced expression of NAD(P)H oxidase subunits, and increased the expression of the enzyme superoxide dismutase (SOD 1 and 2), compared to control. Although unknown the mechanism, this data is relevant, because it represents better regulation of the redox state during GSIS .

A secreção de insulina é estimulada pela glicose, porém os ácidos graxos (AG) podem influenciar o processo secretório. A oxidação de AG é importante para a estimulação da secreção de insulina por aumentar o ATP, porém, existem vias dependentes e independentes de ATP. Os AG <font face=\"Symbol\">w-3 interferem em processos fisiológicos e na composição e função da membrana plasmática, promovendo potente ação anti-inflamatória. Considerando a importante relação da NAD(P)H oxidase com a secreção de insulina, o estudo das alterações induzidas pela suplementação com AG <font face=\"Symbol\">w-3 sobre o conteúdo de superóxido (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) e a expressão da NAD(P)H oxidase, é importante para a compreensão da fisiologia das células <font face=\"Symbol\">b-pancreáticas. Neste estudo, o grupo suplementado apresentou redução do conteúdo de O2<font face=\"Symbol\">&#183;, redução da expressão das subunidades da NAD(P)H oxidase e aumento na expressão da superóxido dismutase (SOD1 e 2), quando comparado ao grupo controle. Embora desconhecido o mecanismo, este dado é relevante, pois pressupõe melhor regulação do estado redox durante a secreção de insulina. / Insulin secretion is stimulated by glucose (GSIS), but fatty acid (FA) may influence the secretory process. The oxidation of FA is important for the stimulation of insulin secretion by increasing the ATP, although there are dependent and independent ATP pathways. The <font face=\"Symbol\">w-3 FA change physiological processes, and affect the composition and function of the plasma membrane, promote potent anti-inflammatory action. Considering the important relationship of NAD(P)H oxidase with insulin secretion, the study of changes induced by supplementation with <font face=\"Symbol\">w-3 FA on the superoxide (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) content, and expression of NAD(P)H oxidase, becomes of great importance for understanding the pancreatic <font face=\"Symbol\">b cells physiology. In this study, the group supplemented with <font face=\"Symbol\">w-3 FA showed a reduction of the O2<font face=\"Symbol\">&#183; content, reduced expression of NAD(P)H oxidase subunits, and increased the expression of the enzyme superoxide dismutase (SOD 1 and 2), compared to control. Although unknown the mechanism, this data is relevant, because it represents better regulation of the redox state during GSIS .

Os mecanismos fisiopatológicos associados aos efeitos benéficos da reanimação guiada pela saturação venosa mista de oxigênio (SvO2) durante a sepse não são claros. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos de um algoritmo de reanimação guiado pela SvO2 incluindo fluidos, noradrenalina e dobutamina na hemodinâmica, resposta inflamatória e estresse oxidativo cardiovascular durante um modelo experimental que se assemelha clinicamente ao choque séptico. Dezoito porcos anestesiados e cateterizados (35-45 kg) foram submetidos à peritonite por inoculação fecal (0,75 g/Kg). Depois de permanecerem hipotensos, antibióticos foram administrados e os animais foram randomizados em dois grupos: controle (n=9), com suporte hemodinâmico visando pressão venosa central de 8-12 mmHg, débito urinário de 0,5 ml/kg por hora, e pressão arterial média acima de 65 mmHg; e grupo SvO2 (n=9), com os objetivos acima referidos, além de SvO2 acima de 65%. As intervenções duraram 12 hs e incluíram Ringer Lactato e norepinefrina (ambos os grupos) e dobutamina (grupo SvO2). A resposta inflamatória foi avaliada pela concentração plasmática de citocinas, expressão de CD14 de neutrófilos, geração de espécies reativas de oxigênio e apoptose. O estresse oxidativo foi avaliado pelas concentrações de nitratos no miocárdio e no plasma, a atividade miocárdica e vascular de NAD(P)H oxidase, conteúdo de glutationa do miocárdio e expressão de nitrotirosina. A reanimação guiada por SvO2 foi associada com melhor índice sistólico, oferta de oxigênio e diurese. A sepse induziu em ambos os grupos um aumento significativo na concentração de IL-6, nas concentrações de nitrato de plasma e diminuição persistente na expressão de CD14 em neutrófilos. A apoptose e a geração de espécies reativas de oxigênio por neutrófilos não foram diferentes entre os grupos. As estratégias de tratamento não alteraram significativamente os parâmetros de estresse oxidativo. Assim, uma abordagem destinada a otimizar a SvO2 durante a sepse melhora a hemodinâmica, porém sem qualquer efeito significativo sobre a resposta inflamatória e estresse oxidativo. Os efeitos benéficos associados a esta estratégia podem estar relacionados a outros mecanismos. / The pathogenetic mechanisms associated to the beneficial effects of mixed venous oxygen saturation (SvO2)-guided resuscitation during sepsis are unclear. Our purpose was to evaluate the effects of an algorithm of SvO2-driven resuscitation including fluids, norepinephrine and dobutamine on hemodynamics, inflammatory response and cardiovascular oxidative stress during a clinically resembling experimental model of septic shock. Eighteen anesthetized and catheterized pigs (35-45 Kg) were submitted to peritonitis by fecal inoculation (0.75 g/Kg). After hypotension, antibiotics were administered, and the animals were randomized to two groups: control (n=9), with hemodynamic support aiming central venous pressure 8 to 12 mmHg, urinary output 0.5 ml/Kg per hour, and mean arterial pressure greater than 65 mmHg; and group SvO2 (n =9), with the goals above, plus SvO2 greater than 65%. The interventions lasted 12 h, and lactated Ringer\'s and norepinephrine (both groups) and dobutamine (SvO2 group) were administered. Inflammatory response was evaluated by plasma concentration of cytokines, neutrophil CD14 expression, oxidant generation, and apoptosis. Oxidative stress was evaluated by plasma and myocardial nitrate concentrations, myocardial and vascular NAD(P)H oxidase activity, myocardial glutathione content, and nitrotyrosine expression. Mixed venous oxygen saturation-driven resuscitation was associated with improved systolic index, oxygen delivery, and diuresis. Sepsis induced in both groups a significant increase on IL-6 concentrations and plasma nitrate concentrations and persistent decrease in neutrophil CD14 expression. Apoptosis rate and neutrophil oxidant generation were not different between groups. Treatment strategies did not significantly modify oxidative stress parameters. Thus, an approach aiming SvO2 during sepsis improves hemoynamics, without any significant effect on inflammatory response and oxidative stress. The beneficial effects associated with this strategy may be related to other mechanisms

Os mecanismos fisiopatológicos associados aos efeitos benéficos da reanimação guiada pela saturação venosa mista de oxigênio (SvO2) durante a sepse não são claros. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos de um algoritmo de reanimação guiado pela SvO2 incluindo fluidos, noradrenalina e dobutamina na hemodinâmica, resposta inflamatória e estresse oxidativo cardiovascular durante um modelo experimental que se assemelha clinicamente ao choque séptico. Dezoito porcos anestesiados e cateterizados (35-45 kg) foram submetidos à peritonite por inoculação fecal (0,75 g/Kg). Depois de permanecerem hipotensos, antibióticos foram administrados e os animais foram randomizados em dois grupos: controle (n=9), com suporte hemodinâmico visando pressão venosa central de 8-12 mmHg, débito urinário de 0,5 ml/kg por hora, e pressão arterial média acima de 65 mmHg; e grupo SvO2 (n=9), com os objetivos acima referidos, além de SvO2 acima de 65%. As intervenções duraram 12 hs e incluíram Ringer Lactato e norepinefrina (ambos os grupos) e dobutamina (grupo SvO2). A resposta inflamatória foi avaliada pela concentração plasmática de citocinas, expressão de CD14 de neutrófilos, geração de espécies reativas de oxigênio e apoptose. O estresse oxidativo foi avaliado pelas concentrações de nitratos no miocárdio e no plasma, a atividade miocárdica e vascular de NAD(P)H oxidase, conteúdo de glutationa do miocárdio e expressão de nitrotirosina. A reanimação guiada por SvO2 foi associada com melhor índice sistólico, oferta de oxigênio e diurese. A sepse induziu em ambos os grupos um aumento significativo na concentração de IL-6, nas concentrações de nitrato de plasma e diminuição persistente na expressão de CD14 em neutrófilos. A apoptose e a geração de espécies reativas de oxigênio por neutrófilos não foram diferentes entre os grupos. As estratégias de tratamento não alteraram significativamente os parâmetros de estresse oxidativo. Assim, uma abordagem destinada a otimizar a SvO2 durante a sepse melhora a hemodinâmica, porém sem qualquer efeito significativo sobre a resposta inflamatória e estresse oxidativo. Os efeitos benéficos associados a esta estratégia podem estar relacionados a outros mecanismos. / The pathogenetic mechanisms associated to the beneficial effects of mixed venous oxygen saturation (SvO2)-guided resuscitation during sepsis are unclear. Our purpose was to evaluate the effects of an algorithm of SvO2-driven resuscitation including fluids, norepinephrine and dobutamine on hemodynamics, inflammatory response and cardiovascular oxidative stress during a clinically resembling experimental model of septic shock. Eighteen anesthetized and catheterized pigs (35-45 Kg) were submitted to peritonitis by fecal inoculation (0.75 g/Kg). After hypotension, antibiotics were administered, and the animals were randomized to two groups: control (n=9), with hemodynamic support aiming central venous pressure 8 to 12 mmHg, urinary output 0.5 ml/Kg per hour, and mean arterial pressure greater than 65 mmHg; and group SvO2 (n =9), with the goals above, plus SvO2 greater than 65%. The interventions lasted 12 h, and lactated Ringer\'s and norepinephrine (both groups) and dobutamine (SvO2 group) were administered. Inflammatory response was evaluated by plasma concentration of cytokines, neutrophil CD14 expression, oxidant generation, and apoptosis. Oxidative stress was evaluated by plasma and myocardial nitrate concentrations, myocardial and vascular NAD(P)H oxidase activity, myocardial glutathione content, and nitrotyrosine expression. Mixed venous oxygen saturation-driven resuscitation was associated with improved systolic index, oxygen delivery, and diuresis. Sepsis induced in both groups a significant increase on IL-6 concentrations and plasma nitrate concentrations and persistent decrease in neutrophil CD14 expression. Apoptosis rate and neutrophil oxidant generation were not different between groups. Treatment strategies did not significantly modify oxidative stress parameters. Thus, an approach aiming SvO2 during sepsis improves hemoynamics, without any significant effect on inflammatory response and oxidative stress. The beneficial effects associated with this strategy may be related to other mechanisms

A migração de células musculares lisas (VSMC) da camada média do vaso para a íntima é essencial para vasculogênese e contribui para o processo de aterosclerose e estenose após lesão por cateter-balão, caracterizando-se como um importante alvo terapêutico. Diversos trabalhos já demonstraram que fatores de crescimento (como PDGF e FGF) estimulam a migração de VSMC, inclusive, muitos desses fatores de crescimento induzem sinalização redox associadas à geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) (ex. Nox1 NADPH oxidase). Nosso grupo já descreveu interações físicas e regulação funcional da NADPH oxidase por uma chaperona redox do retículo endoplasmático, a Dissulfeto Isomerase Protéica (PDI). Contudo, tanto a relevância fisiológica como os mecanismos desta interação ainda não estão claros. O objetivo geral do presente trabalho é investigar por meio de experimentos de perda e ganho de função da PDI, a importância da PDI na migração celular associada à ativação do complexo NADPH oxidase, bem como possíveis mecanismos envolvidos na interação entre a PDI e esse complexo enzimático durante a migração celular. Os objetivos específicos são: i) avaliar o efeito do silenciamento da PDI, bem como da expressão forçada de PDI wild type na migração de VSMC in vitro; ii) analisar o efeito da transfecção de siRNA da PDI atividade e expressão de distintas isoformas da NADPH oxidase vascular e produção de ROS induzida por PDGF; iii) investigar o envolvimento de RhoGTPases na regulação do complexo NADPH oxidase pela PDI. No presente trabalho, mostramos que o PDGF induz redistribuição da PDI e aumento da produção de ROS. O silenciamento da PDI inibe a produção de ROS e a expressão do mRNA da Nox1, sem alterar a expressão do mRNA da Nox4. Mais ainda, o silenciamento da PDI reduz a migração celular induzida por PDGF, em diferentes modelos de migração, enquanto a super-expressão da PDI induz aumento espontâneo da migração na condição basal. Análise utilizando métodos de Biologia de Sistemas de redes de interação física proteína-proteína em bancos de dados e técnicas de análise de centralidade, topologia e ontologia gênica indicou forte convergência entre PDI e proteínas da família das pequenas RhoGTPases e seus reguladores. Em VSMC com silenciamento da PDI, a presença do PDGF induziu uma redução na atividade de Rac1 e RhoA, sem alterar a expressão total destas proteínas. Estudos mostraram que a PDI colocaliza com Rac1 na região perinuclear e co-imunoprecipita com Rac1 e RhoA, tanto na presença como na ausência de PDGF. Além disso, ocorreu a interação entre PDI e o regulador de GTPases RhoGDI (inibidor da dissociação da guanina) na condição basal (por microscopia confocal e co-imunoprecipitação), diminuída após estimulo com PDGF. O silenciamento da PDI induziu ainda alterações em estrutura de citoesqueleto: desorganização das fibras de estresse, e redução no número e tamanho de adesões focais e vesículas de adesão marcadas por RhoGDI e Rac1. Assim, os dados apresentados no presente trabalho sugerem que a PDI sustenta a migração de VSMC dependente de sinalização redox e RhoGTPases. Além disso, RhoGTPases podem ser um alvo proximal importante mediando a convergência entre PDI e o complexo NADPH oxidase / Vascular Smooth Muscle Cell (VSMC) migration into vessel neointima is a therapeutic target for atherosclerosis and post-injury restenosis. NADPH oxidase-derived oxidants synergize with growth factors to support VSMC migration. We described interaction between NADPH oxidases and the endoplasmic reticulum redox chaperone Protein Disulfide Isomerase (PDI) in many cell types. However, physiological implications as well as mechanisms of such association are yet unclear. The aim of the present work was to investigate, througth experiments of gain or loss of PDI function, the importance of PDI in VSMC migration associated to NADPH oxidase. The specific aims were: i) to evaluate effects of PDI silencing or PDI overexpression in VSMC migration in vitro; ii) to evaluate effects of PDI silencing on PDGF-induced NADPH oxidase isoform expression and ROS production; iii) to evaluate the involvement of RhoGTPases on NADPH oxidase regulation by PDI. We show here that PDGF promoted subcellular redistribution of PDI concomitant to ROS production and that siRNA-mediated PDI silencing inhibited such ROS production, while near-totally suppressing the increase in Nox1 expression, with no change in Nox4. Furthermore, PDI silencing inhibited PDGF-induced VSMC migration assessed by distinct methods, while PDI overexpression increased spontaneous basal VSMC migration. To address possible mechanisms of PDI effects, we searched for PDI interactome by PPPI networks, which indicated convergence with small GTPases and their regulator RhoGDI. PDI silencing decreased PDGF-induced Rac1 and RhoA activities, without change in their expression. PDI displayed small detectable points of perinuclear co-localization with Rac1 and co-immunoprecipitated with Rac1 and RhoA in a PDGF-independent way. Moreover, there was PDI association with RhoGDI at baseline (confocal and co-immunoprecipitation), decreased after PDGF. Of note, PDI silencing promoted strong cytoskeletal changes: branched stress fiber disorganization, markedly decreased number of focal adhesions and reduced number of RhoGDI-containing vesicular recycling adhesion structures. Overall, these data suggest that PDI is required to support redox and GTPase-dependent VSMC migration. Moreover, RhoGTPases are a potential upstream target mediating the convergence between PDI and NADPH oxidase

Dissulfeto isomerase proteica como a PDIA1 tem sido implicada na progressão do câncer, porém os mecanismos envolvidos ainda não foram claramente identificados. Previamente, nós demonstramos um importante efeito da PDIA1 induzindo a superexpressão da Nox1 NADPH oxidase, associada à geração de espécie reativas de oxigênio (ROS). Uma vez que a perda na regulação de ROS envolve o crescimento tumoral, nós propusemos que a PDIA1 atua como um mecanismo regulador proximal na produção de ROS em tumores. No presente estudo, nós focamos no câncer colorretal (CRC) com distintos efeitos na ativação de KRas. Resultados provenientes de bancos de dados de RNAsec e validação direta, indicam um significante aumento na expressão de PDIA1 em CRC com alta ativação constitutiva da Kras (HCT116) vs. ativação intermediária (HKE3) ou basal (Caco2). A PDIA1 sustenta a produção de superóxido dependente da Nox1 em CRC; entretanto, observamos pela primeira vez uma ação dupla da PDIA1 correlacionada ao nível de ativação da Ras: em células Caco2 e HKE3, experimentos de perda de função indicam que o PDIA1 sustenta a produção de superóxido dependente de Nox1; no entanto, em células HCT116, PDIA1 limita a produção de superóxido pela Nox1. Este comportamento da PDIA1 é associado ao aumento da expressão / atividade da Rac1. A transfecção do mutante constitutivamente ativo Rac1G12V em células HKE3 faz com que a PDIA1 se torne restritiva a produção de superóxido dependente de Nox1, paralelamente, em células HCT116 tratadas com inibidor da Rac1, PDIA1 se torna favorável à produção de superóxido. Um screening em importantes vias de sinalização celular em HKE3 mostrou que a perda de função da PDIA1 promove inativação da GSK3? em paralelo à diminuicão da ativacção de Stat3; em HCT116 em estado basal, GSK3beta é inativada enquanto Stat3 está ativa, já o silenciamento da PDIA1 não resulta em nenhum efeito adicional. As implicações funcionais do silenciamento da PDIA1 incluíram uma diminuição da proliferação e migração celular em HKE3, não detectável em HCT116. Além disso, a PDIA1 parece sustentar a transição epitélio-mesenquimal (EMT), uma vez que após o silenciamento da PDIA1, observamos um aumento da expressão da E-caderina em HKE3 e uma diminuição em HCT116. Assim, a superativação da Ras se associa a uma alteração no padrão de regulação da Nox1 pela PDIA1. A supressão do efeito regulador da PDIA1 pela Kras é provavelmente devido a uma ativação sustentada da Rac1. Portanto, PDIA1 pode exercer um papel redox-dependente adaptativo crucial relacionado à progressão tumoral / Protein disulfide isomerases such as PDIA1 have been implicated in cancer progression, but the underlying mechanisms are unclear. We showed previously important PDIA1 effects enabling vascular Nox1 NADPH oxidase expression and associated generation of reactive oxygen species (ROS). Since deregulated ROS production underlies tumor growth, we proposed that PDIA1 acts as an upstream regulatory mechanism of tumor-associated ROS production. We focused on colorectal cancer (CRC) with distinct levels of KRas activation. Our results from RNAseq databanks and direct validation indicate significant increase in PDIA1 expression in CRC with constitutive high (HCT116) vs. moderate (HKE3) or basal (e.g. Caco2) Ras activity. PDIA1 supported Nox1-dependent superoxide production in CRC; however, we observed for the first time a dual effect correlated with Ras level activity: in Caco2 and HKE3 cells, loss-of-function experiments indicate that PDIA1 sustains Nox1-dependent superoxide production; however, in HCT116 cells, PDIA1 restricted Nox1-dependent superoxide production. This PDIA1 behavior in HCT116 is associated with increased Rac1 expression/activity. Transfection of Rac1G12V active mutant into HKE3 cells induced PDIA1 to become restrictive of Nox1-dependent superoxide; accordingly, in HCT116 cells treated with Rac1 inhibitor, PDIA1 became supportive of superoxide production. Screening of cell signaling routes affected by PDIA1 silencing showed induced GSK3beta inactivation and parallel decrease of active Stat3 in HKE3 cells; in baseline HCT116 cells, GSK3beta was inactivated and Stat3 active, whereas PDIA1 silencing had no further effect. Functional implications of PDIA1 silencing included a decrease of cell proliferation and migration in HKE3, not detectable in HCT116 cells. Also, PDIA1 may support epithelial-mesenchymal transition (EMT), since after PDIA1 silencing, E-cadherin expression increased in HKE3 and decreased in HCT116. Thus, Ras overaction associates with a switched in PDIA1 pattern regulation of Nox1. Ras-induced PDIA1 bypass may involve direct Rac1 activation. Therefore, PDIA1 may be a crucial regulator of redox-dependent adaptive processes related to cancer progression