Acredita-se que a diminuição progressiva da massa de células observada durante a evolução do diabetes mellitus tipo 2 (DM 2) ocorra por apoptose deste tipo celular. As tiazolidinedionas (TZDs), uma classe de medicamentos utilizada no tratamento do DM 2, atuam como ligantes dos receptores ativados por proliferadores de peroxissomos (PPAR) e e promovem diminuição da resistência periférica à insulina. Embora existam estudos controversos, tem se especulado que as TZDs possam exercer efeitos diretos sobre as células pancreáticas, prevenindo a perda por apoptose e melhorando a sua viabilidade. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos diretos da Pioglitazona (PIO) na concentração de 10 M sobre a viabilidade funcional e o índice de apoptose de ilhotas pancreáticas isoladas de ratos Wistar expostas a concentrações fisiológica (5,6 mM) e suprafisiológica (23 mM) de glicose durante 24, 48 e 72 horas. A viabilidade funcional foi avaliada pela análise da secreção de insulina estimulada por glicose e do conteúdo total de insulina nas ilhotas. O índice de apoptose foi avaliado pela medida da fragmentação do DNA, da expressão do RNAm dos genes Bcl2 (anti-apoptótico) e Bax (pró-apoptótico) e da atividade proteolítica da caspase-3 em ilhotas tratadas e não tratadas com a PIO. Em 5,6 mM de glicose, não se observou efeito significativo sobre a secreção de insulina, mas a avaliação do conteúdo total de insulina evidenciou uma diminuição transitória nas ilhotas tratadas com PIO por 24 horas, seguida por um aumento no conteúdo de insulina quando as ilhotas foram cultivadas por 48 e 72 horas em presença da droga. Em relação à avaliação da apoptose, observou-se uma diminuição na expressão do RNAm do gene Bax nas ilhotas tratadas com PIO por 24 horas, entretanto, após 48 e 72 horas, houve um aumento da expressão do RNAm deste gene nas ilhotas tratadas com a droga. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na expressão do RNAm do gene Bcl2 em nenhum dos tempos estudados e a avaliação da apoptose determinada pela medida da fragmentação do DNA somente demonstrou uma diminuição do índice de apoptose após 48 horas de tratamento com a PIO. Em 23 mM de glicose, a PIO promoveu um aumento transitório na secreção de insulina estimulada por glicose e no conteúdo total de insulina (após 48 horas), no entanto, após 72 horas, observou-se diminuição significativa no conteúdo total de insulina. Em relação à apoptose, o tratamento com PIO determinou um aumento do índice de apoptose medido pela fragmentação do DNA e da atividade proteolítica da caspase-3 após 48 e 72 horas e uma diminuição da expressão do RNAm do gene Bcl2 nos tempos 24 e 48 horas. Os resultados do presente estudo sugerem que os efeitos diretos da PIO sobre as ilhotas pancreáticas murídeas em cultura variam de acordo com a concentração de glicose a qual as ilhotas estão expostas: em concentração fisiológica de glicose, a PIO parece exercer efeitos diretos benéficos, enquanto em concentração suprafisiológica de glicose, ela exerce efeitos diretos deletérios sobre a viabilidade funcional e o índice de apoptose de ilhotas pancreáticas murídeas em cultura. / The progressive decrease in -cell mass observed during the evolution of type 2 diabetes (T2DM) is believed to occur due to cell apoptosis. Thiazolidinediones (TZDs), a class of agents used for the treatment T2DM, act as ligands of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) and and decrease peripheral insulin resistance. Although still controversial, some studies have shown a direct effect of TZDs on pancreatic -cell, preventing cell loss due to apoptosis and improving their viability. The objective of this study was to evaluate the direct effects of 10 M Pioglitazone (PIO) on functional viability and apoptosis rate of islets isolated from Wistar rats exposed to physiological (5.6 mM) and supraphysiological (23 mM) glucose concentrations during 24, 48 and 72 hours. The functional viability was evaluated by the analysis of insulin secretion after glucose challenge and of islet total insulin content. Apoptosis rate was evaluated by measurement of DNA fragmentation, of Bcl2 (antiapoptotic) and Bax (proapoptotic) mRNA expression and of proteolytic activity of caspase-3 in pancreatic islets treated or not with PIO. At 5.6 mM glucose concentration, no significant effects in insulin secretion were observed, while a transitory decrease (after 24 hours) followed by an increase in total insulin content was observed in islets treated with PIO for 48 and 72 hours. Regarding apoptosis, a lower expression of Bax mRNA was detected in islets treated with PIO for 24 hours, followed, however, by an increase in the expression of this gene after 48 and 72 hours of drug exposition. PIO treatment did not promote significant changes in Bcl2 mRNA expression, while decreased the apoptosis rate measured by DNA fragmentation only after 48 hours of exposition. At 23 mM glucose concentration, PIO treatment elicited a transitory increase in insulin secretion after glucose challenge and in islet total insulin content after 48 hours followed by a decrease in the islet total insulin content after 72 hours. Concerning apoptosis, PIO treatment determined an increase in the apoptose rate measured by DNA fragmentation and by proteolytic activity of caspase-3 after 48 and 72 hours and a decrease in Bcl2 mRNA expression after 24 and 48 hours. These findings suggest that the direct effects of PIO on pancreatic islets depend on glucose concentration to which they are exposed: while under physiological glucose concentration the direct effects seem to be beneficial, under supraphysiological glucose concentration, PIO exerts direct deleterious effects on the functional viability and on the apoptosis rate of murine pancreatic islets.

Acredita-se que a diminuição progressiva da massa de células observada durante a evolução do diabetes mellitus tipo 2 (DM 2) ocorra por apoptose deste tipo celular. As tiazolidinedionas (TZDs), uma classe de medicamentos utilizada no tratamento do DM 2, atuam como ligantes dos receptores ativados por proliferadores de peroxissomos (PPAR) e e promovem diminuição da resistência periférica à insulina. Embora existam estudos controversos, tem se especulado que as TZDs possam exercer efeitos diretos sobre as células pancreáticas, prevenindo a perda por apoptose e melhorando a sua viabilidade. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos diretos da Pioglitazona (PIO) na concentração de 10 M sobre a viabilidade funcional e o índice de apoptose de ilhotas pancreáticas isoladas de ratos Wistar expostas a concentrações fisiológica (5,6 mM) e suprafisiológica (23 mM) de glicose durante 24, 48 e 72 horas. A viabilidade funcional foi avaliada pela análise da secreção de insulina estimulada por glicose e do conteúdo total de insulina nas ilhotas. O índice de apoptose foi avaliado pela medida da fragmentação do DNA, da expressão do RNAm dos genes Bcl2 (anti-apoptótico) e Bax (pró-apoptótico) e da atividade proteolítica da caspase-3 em ilhotas tratadas e não tratadas com a PIO. Em 5,6 mM de glicose, não se observou efeito significativo sobre a secreção de insulina, mas a avaliação do conteúdo total de insulina evidenciou uma diminuição transitória nas ilhotas tratadas com PIO por 24 horas, seguida por um aumento no conteúdo de insulina quando as ilhotas foram cultivadas por 48 e 72 horas em presença da droga. Em relação à avaliação da apoptose, observou-se uma diminuição na expressão do RNAm do gene Bax nas ilhotas tratadas com PIO por 24 horas, entretanto, após 48 e 72 horas, houve um aumento da expressão do RNAm deste gene nas ilhotas tratadas com a droga. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na expressão do RNAm do gene Bcl2 em nenhum dos tempos estudados e a avaliação da apoptose determinada pela medida da fragmentação do DNA somente demonstrou uma diminuição do índice de apoptose após 48 horas de tratamento com a PIO. Em 23 mM de glicose, a PIO promoveu um aumento transitório na secreção de insulina estimulada por glicose e no conteúdo total de insulina (após 48 horas), no entanto, após 72 horas, observou-se diminuição significativa no conteúdo total de insulina. Em relação à apoptose, o tratamento com PIO determinou um aumento do índice de apoptose medido pela fragmentação do DNA e da atividade proteolítica da caspase-3 após 48 e 72 horas e uma diminuição da expressão do RNAm do gene Bcl2 nos tempos 24 e 48 horas. Os resultados do presente estudo sugerem que os efeitos diretos da PIO sobre as ilhotas pancreáticas murídeas em cultura variam de acordo com a concentração de glicose a qual as ilhotas estão expostas: em concentração fisiológica de glicose, a PIO parece exercer efeitos diretos benéficos, enquanto em concentração suprafisiológica de glicose, ela exerce efeitos diretos deletérios sobre a viabilidade funcional e o índice de apoptose de ilhotas pancreáticas murídeas em cultura. / The progressive decrease in -cell mass observed during the evolution of type 2 diabetes (T2DM) is believed to occur due to cell apoptosis. Thiazolidinediones (TZDs), a class of agents used for the treatment T2DM, act as ligands of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) and and decrease peripheral insulin resistance. Although still controversial, some studies have shown a direct effect of TZDs on pancreatic -cell, preventing cell loss due to apoptosis and improving their viability. The objective of this study was to evaluate the direct effects of 10 M Pioglitazone (PIO) on functional viability and apoptosis rate of islets isolated from Wistar rats exposed to physiological (5.6 mM) and supraphysiological (23 mM) glucose concentrations during 24, 48 and 72 hours. The functional viability was evaluated by the analysis of insulin secretion after glucose challenge and of islet total insulin content. Apoptosis rate was evaluated by measurement of DNA fragmentation, of Bcl2 (antiapoptotic) and Bax (proapoptotic) mRNA expression and of proteolytic activity of caspase-3 in pancreatic islets treated or not with PIO. At 5.6 mM glucose concentration, no significant effects in insulin secretion were observed, while a transitory decrease (after 24 hours) followed by an increase in total insulin content was observed in islets treated with PIO for 48 and 72 hours. Regarding apoptosis, a lower expression of Bax mRNA was detected in islets treated with PIO for 24 hours, followed, however, by an increase in the expression of this gene after 48 and 72 hours of drug exposition. PIO treatment did not promote significant changes in Bcl2 mRNA expression, while decreased the apoptosis rate measured by DNA fragmentation only after 48 hours of exposition. At 23 mM glucose concentration, PIO treatment elicited a transitory increase in insulin secretion after glucose challenge and in islet total insulin content after 48 hours followed by a decrease in the islet total insulin content after 72 hours. Concerning apoptosis, PIO treatment determined an increase in the apoptose rate measured by DNA fragmentation and by proteolytic activity of caspase-3 after 48 and 72 hours and a decrease in Bcl2 mRNA expression after 24 and 48 hours. These findings suggest that the direct effects of PIO on pancreatic islets depend on glucose concentration to which they are exposed: while under physiological glucose concentration the direct effects seem to be beneficial, under supraphysiological glucose concentration, PIO exerts direct deleterious effects on the functional viability and on the apoptosis rate of murine pancreatic islets.

Introdução: Rosiglitazone (RGL) é um ligante dos receptores PPAR e vem sendo usada no tratamento do Diabetes Mellitus tipo 2 e nas doenças inflamatórias. Mas, RGL pode reduzir a filtração glomerular (FG), a carga excretada de sódio na urina (UVNa) e aumentar a expressão da Na+,K+- ATPase na medula renal. Então, RGL pode causar edema e insuficiência cardíaca congestiva. Entretanto, não tem sido reportado se RGL pode induzir insuficiência renal aguda (IRA). Objetivo: Verificar se a redução da FG causada pelo tratamento com RGL predispõe à IRA em ratos. Avaliar em condições basais e de vasoconstrição renal e se há diferenças entre ratos normocolesterolêmicos (NC) e hipercolesterolêmicos (HC). Métodos: A FG foi medida pelo clearance de inulina no 8º dia em ratos (~200g) NC e HC tratados ou não com RGL (48 mg/kg/dieta) na situação basal e durante a infusão endovenosa de Ang II (40 ng/kg/min). Além disso, a atividade da Na+,K+-ATPase foi avaliada em homogenato renal em outra série de animais. Resultados: Na situação basal, NC e HC apresentaram FG semelhante e o tratamento com RGL reduziu a FG apenas em NC de 0,78±0,03 para 0,50±0,05* ml/min/100g, *p<0,001. Apesar da redução da FG, a UVNa em NC+RGL não se modificou. Durante a infusão de Ang II, a FG de NC, HC e HC+RGL reduziu-se para o mesmo patamar de NC+RGL e um significante aumento da UVNa foi observada apenas em NC+RGL (NC= 3,32±0,88; NC+RGL=5,86±1,04*; HC= 2,63±0,43 e HC+RGL= 2,23±0,39 uEq/min, *p<0,01). Além disso, RGL induziu aumento na atividade da Na+,K+-ATPase em HC+RGL e não modificou em NC+RGL. Os valores expressos em M Pi/mg proteína.h-1 foram de 45±7 em NC, 43±5 em NC+RGL, 48±7 em HC e 64±4* em HC+RGL, *p<0,05. Analisando todos os resultados em conjunto, a redução da FG associada com a alta natriurese e ausência da modulação da atividade da Na+,K+-ATPase em NC+RGL sugerem lesão renal neste grupo. Conclusão: Os mecanismos de ação da RGL diferem de acordo com a condição metabólica. Então, RGL deve ser prescrita com cautela na ausência de hipercolesterolemia e requer a monitoração da função renal principalmente nas situações de vasoconstrição / Introduction: Rosiglitazone (RGL) is a ligand for PPAR used to treat type 2 Diabetes Mellitus and inflammatory diseases. However, RGL can reduce the glomerular filtration rate (GFR), urinary sodium excretion (UVNa) and increase the expression of Na+, K+-ATPase in renal medulla. Thus, RGL may induce edema and congestive heart failure. However, acute renal failure (ARF) provoked by RGL treatment has not been reported. Aim: To test whether reduced GFR by RGL may predispose to ARF at baseline and during a renal vasoconstriction state, and if the findings differ between normocholesterolemic (NC) and hypercholesterolemic (HC) rats. Methods: GFR was measured by inulin clearance on the 8th day in NC and HC rats (~200g) treated or not with RGL (48 mg/kg diet) at baseline and during intravenous infusion of Ang II (40 ng/kg/min). Furthermore, the Na+,K+- ATPase activity was determined in renal homogenates in other series of animals. Results: At baseline, NC and HC had similar GFR and the treatment with RGL reduced GFR only in NC from 0.78±0.03 to 0.50±0.05* ml/min/100g, *p<0.001. Although GFR was reduced, UVNa was unchanged in NC+RGL. During Ang II infusion, GFR was significantly reduced in NC, HC and HC+RGL and it remained at the same reduced level in NC+RGL. At this time, when GFR was reduced the same range in all groups, a significant increment in UVNa was only observed in NC+RGL (NC = 3.32±0.88; NC+RGL = 5.86±1.04*; HC = 2.63±0.43 and HC+RGL = 2.23±0.39 Eq/min, *p<0.01). Moreover, RGL induced an increase in the activity of Na+, K+-ATPase in HC+RGL, but it did not modify the activity of this enzyme in NC+RGL. The values expressed in M Pi/mg.protein.h-1 were 45±7 in NC, 43±5 in NC+RGL, 48±7 in HC and 64±4* in HC+RGL, *p<0.05. Taken together, reduction in GFR associated with high natriuresis and without changes in the Na+, K+-ATPase activity in renal medulla of NC+RGL may suggest renal injury in this group. Conclusion: RGL may act distinctly in normocholesterolemia and in hypercholesterolemia. Thus, RGL may be prescribed with caution in absence of hypercholesterolemia and requires monitoring of renal function specially if a renal vasoconstriction state is associated.

Introdução: O carcinoma de células escamosas da via aerodigestiva superior (VADS) geralmente é unifocal e advém da progressão das lesões pré-neoplásicas. O risco de segundos tumores primários é de 3 a 7% ao ano para pacientes tratados previamente de câncer da VADS, sendo importante avançar em estratégias de quimioprevenção. Nos estudos clínicos realizados, as drogas promissoras mostraramse ineficazes quando aplicadas em doses baixas para minimizar a toxicidade. Neste trabalho, ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 (óleo de peixe) e pioglitazone, um agonista PPAR-?, foram utilizados com intenção quimiopreventiva, em modelo animal de carcinogênese da VADS, induzida com o uso de 4- nitroquinolina-1-óxido (4-NQO). Métodos: Camundongos Swiss foram submetidos à indução tumoral com 4-NQO nas doses: 25, 50 ou 100 g/ml diluído em água por 8 semanas. Quimioprevenção foi testada com óleo de peixe nas concentrações de 10% ou 5%. Também foi realizada, em outros grupos, quimioprevenção com pioglitazone nas concentrações de 300 ppm ou 100 ppm. A quimioprevenção foi realizada na iniciação e pós-iniciação tumorais (por 32 semanas) ou apenas na pós- iniciação (por 24 semanas). Resultados: As incidências de neoplasias oral e esofágica foram, respectivamente, similares entre os grupos 4-NQO 100 77,7% e 55,5% e 4-NQO 50 72,9% e 37,8%. O grupo 4-NQO 25, ao ser observado 24 semanas a mais, obteve 78,2% de neoplasia oral e 34,7% de esofágica. A mortalidade por câncer nas 24 semanas após o término do 4-NQO foi de 55,6% no grupo 4-NQO 100, de 11,6% no 4-NQO 50 e de 13,6% no 4-NQO 25; sendo significante na comparação entre os grupos 100 com 50 (p<0,01) e 100 com 25 (p<0,01). Assim, foi observado que 4- NQO 100 g/ml gerou uma mortalidade mais acelerada neste grupo. A maioria dos animais desenvolvia lesões invasoras em mais de um órgão ou a associação destas com pré-neoplásicas. A incidência de neoplasia oral foi similar na comparação entre o grupo 4-NQO 100 (77,7%) com óleo de peixe 10% (80%) p=1,00 e com o grupo pioglitazone 300 ppm (61,1%) p=0,27. Entre os grupos 4-NQO 50 com óleo de peixe 5% (controle - 72,9%, com óleo de peixe na pós- iniciação - 84,2% e com óleo de peixe na iniciação e pós- iniciação - 64,7%) p=0,34 e entre os grupos 4-NQO 50 com pioglitazone 100 ppm (controle - 72,9%, com pioglitazone na pós-iniciação - 76,1% e com pioglitazone na iniciação e pós-iniciação - 62,5%) p=0,63, a incidência de neoplasia oral foi semelhante na comparação entre os grupos. A presença de neoplasia esofágica não diferiu entre o grupo 4-NQO 100 (55,5%) com óleo de peixe 10% (50%) p=0,73 e com o grupo pioglitazone 300 ppm (50%) p=0,73; e foi também similar entre os grupos 4-NQO 50 com pioglitazone 100 ppm (controle - 37,8%, com pioglitazone na pós- iniciação - 57,1% e com pioglitazone na iniciação e pós- iniciação - 31,2%) - p=0,22; porém diferiu nos grupos 4-NQO 50 com óleo de peixe 5% (controle37,8%, com óleo de peixe na pós-iniciação68,4% e com óleo de peixe na iniciação e pós- iniciação29,4%), sendo estatisticamente significante - p=0,02. Interessante foi a observação de que o grupo que realizou quimioprevenção com pioglitazone desenvolveu câncer gástrico na mesma proporção dos demais grupos, porém apresentou uma doença mais agressiva, com disseminação metastática, fato não observado nos outros grupos. Considerando-se a sobrevida, não foi observada diferença estatística significante nas 24 semanas comparando-se os grupos 4-NQO 100 e entre os grupos 4-NQO 50 com ou sem quimioprevenção com óleo de peixe ou com pioglitazone. Conclusão: A indução tumoral com 4-NQO, independente da dose, foi obtida com sucesso em camundongos Swiss. Neste estudo, não foram observados efeitos de quimioprevenção do óleo de peixe e do pioglitazone nas diferentes fases da carcinogênese estudadas. O óleo de peixe na pós-iniciação pode ter potencializado a ação carcinogênica do 4-NQO no esôfago, assim como a associação do 4-NQO com o pioglitazone possa ter criado um novo modelo de carcinogênese gástrica, não vista nos grupos que não receberam esta associação. / Introduction: The squamous cell carcinoma of the upper aerodigestive tract (UADT) is generally unifocal and arises from the progression of premalignant lesions. Between 3% to 7% of patients with head and neck carcinoma will develop subsequent primary tumors of the UADT annually; therefore, the importance of advancing in new chemopreventive strategies is unquestionable. In clinical studies, promising drugs were ineffective when used at low doses to minimize toxicity. In the present study, the potential chemopreventive effects of polyunsaturated fatty acids omega-3 (fish oil) and of a PPAR-? ligand (pioglitazone) were tested in an animal model of UADT carcinogenesis induced by 4-nitroquinoline-1-oxide (4-NQO) in Swiss mice. Methods : The animals underwent tumor induction with 25, 50 or 100 g/ml of 4-NQO diluted in water for eight weeks. Chemoprevention was tested with 10% or 5% fish oil and with 300 ppm or 100 ppm pioglitazone in other groups. Chemoprevention was conducted on tumor initiation and postinitiation for 32 weeks or only on postinitiation for 24 weeks. Results : The incidence rates of oral and esophageal neoplasms were similar between groups 4-NQO 100 (77,7% and 55,5%, respectively) and 4-NQO 50 (72,9% and 37,8%, respectively). Group 4-NQO 25 was followed for 24 weeks longer than the others and showed incidence rates of 78,2% for oral neoplasia and 34,7% for esophageal neoplasia. Cancer-related mortality rates in the 24 weeks following the conclusion of the tumor induction phase were 55,6%, 11,6% and 13,6% in groups 4-NQO 100, 4-NQO 50 and 4-NQO 25, respectively. The differences were statistically significant when comparing groups 100 with 50 (p<0,01) and 100 with 25 (p<0,01). The dose of 100 g/ml 4-NQO led to faster mortality compared with 50 g/ml or 25 g/ml 4-NQO. Most animals developed invasive lesions in more than one site of the UADT or, more frequently, an association of premalignant and malignant lesions. The incidence of oral neoplasia was similar in the comparison of the control group 4-NQO 100 with 10% fish oil (77,7% vs 80%, p=1,00) or with 300 ppm pioglitazone (77,7% vs 61,1%, p=0,27). Results were also similar when comparing 4-NQO 50 groups with 5% fish oil (control72,9%, fish oil on postinitiation84,2%, and fish oil on initiation and postinitiation64,7%, p=0,34), and between 4-NQO 50 groups with 100 ppm pioglitazone (control72,9%, pioglitazone on postinitiation76,1%, and pioglitazone on initiation and postinitiation62,5%, p=0,63). The incidence of esophageal neoplasia reached no statistical difference either when 4-NQO 100 control group was compared with 10% fish oil (55,5% vs 50%, p=0,73) or with 300 ppm pioglitazone (55,5% vs 50%, p=0,73). The same was true between 4-NQO 50 groups with 100 ppm pioglitazone (control37,8%, pioglitazone on postinitiation57,1%, and pioglitazone on initiation and postinitiation31,2%, p=0,22). Statistically significant differences were found between 4-NQO 50 groups with 5% fish oil (control37,8%, fish oil on postinitiation68,4%, and fish oil on initiation and postinitiation29,4%, p=0,02). Interestingly, the group receiving chemoprevention with 300 ppm pioglitazone had a gastric cancer incidence rate comparable to that of other groups, but with more aggressive disease and metastatic dissemination, unlike the others. No statistically significant differences were found in the survival rates for the 24-week period after induction when comparing the control groups 4-NQO 100 and 4-NQO 50 with their respective experimental groups, which received chemoprevention with fish oil or pioglitazone. Conclusions : Tumor induction with 4-NQO was successfully achieved in Swiss mice, regardless of the dose. In this study, no chemopreventive effects of fish oil or pioglitazone were observed either on postinitiation or on initiation and postinitiation. The introduction of fish oil on the postinitiation phase may have potentialized the carcinogenic action of 4-NQO on the esophageal epithelium; the same can be said about the association of 4-NQO and pioglitazone, which may have created a new model of gastric carcinogenesis not seen in the groups that did not receive that combination of drugs.

Introdução: O carcinoma de células escamosas da via aerodigestiva superior (VADS) geralmente é unifocal e advém da progressão das lesões pré-neoplásicas. O risco de segundos tumores primários é de 3 a 7% ao ano para pacientes tratados previamente de câncer da VADS, sendo importante avançar em estratégias de quimioprevenção. Nos estudos clínicos realizados, as drogas promissoras mostraramse ineficazes quando aplicadas em doses baixas para minimizar a toxicidade. Neste trabalho, ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 (óleo de peixe) e pioglitazone, um agonista PPAR-?, foram utilizados com intenção quimiopreventiva, em modelo animal de carcinogênese da VADS, induzida com o uso de 4- nitroquinolina-1-óxido (4-NQO). Métodos: Camundongos Swiss foram submetidos à indução tumoral com 4-NQO nas doses: 25, 50 ou 100 g/ml diluído em água por 8 semanas. Quimioprevenção foi testada com óleo de peixe nas concentrações de 10% ou 5%. Também foi realizada, em outros grupos, quimioprevenção com pioglitazone nas concentrações de 300 ppm ou 100 ppm. A quimioprevenção foi realizada na iniciação e pós-iniciação tumorais (por 32 semanas) ou apenas na pós- iniciação (por 24 semanas). Resultados: As incidências de neoplasias oral e esofágica foram, respectivamente, similares entre os grupos 4-NQO 100 77,7% e 55,5% e 4-NQO 50 72,9% e 37,8%. O grupo 4-NQO 25, ao ser observado 24 semanas a mais, obteve 78,2% de neoplasia oral e 34,7% de esofágica. A mortalidade por câncer nas 24 semanas após o término do 4-NQO foi de 55,6% no grupo 4-NQO 100, de 11,6% no 4-NQO 50 e de 13,6% no 4-NQO 25; sendo significante na comparação entre os grupos 100 com 50 (p<0,01) e 100 com 25 (p<0,01). Assim, foi observado que 4- NQO 100 g/ml gerou uma mortalidade mais acelerada neste grupo. A maioria dos animais desenvolvia lesões invasoras em mais de um órgão ou a associação destas com pré-neoplásicas. A incidência de neoplasia oral foi similar na comparação entre o grupo 4-NQO 100 (77,7%) com óleo de peixe 10% (80%) p=1,00 e com o grupo pioglitazone 300 ppm (61,1%) p=0,27. Entre os grupos 4-NQO 50 com óleo de peixe 5% (controle - 72,9%, com óleo de peixe na pós- iniciação - 84,2% e com óleo de peixe na iniciação e pós- iniciação - 64,7%) p=0,34 e entre os grupos 4-NQO 50 com pioglitazone 100 ppm (controle - 72,9%, com pioglitazone na pós-iniciação - 76,1% e com pioglitazone na iniciação e pós-iniciação - 62,5%) p=0,63, a incidência de neoplasia oral foi semelhante na comparação entre os grupos. A presença de neoplasia esofágica não diferiu entre o grupo 4-NQO 100 (55,5%) com óleo de peixe 10% (50%) p=0,73 e com o grupo pioglitazone 300 ppm (50%) p=0,73; e foi também similar entre os grupos 4-NQO 50 com pioglitazone 100 ppm (controle - 37,8%, com pioglitazone na pós- iniciação - 57,1% e com pioglitazone na iniciação e pós- iniciação - 31,2%) - p=0,22; porém diferiu nos grupos 4-NQO 50 com óleo de peixe 5% (controle37,8%, com óleo de peixe na pós-iniciação68,4% e com óleo de peixe na iniciação e pós- iniciação29,4%), sendo estatisticamente significante - p=0,02. Interessante foi a observação de que o grupo que realizou quimioprevenção com pioglitazone desenvolveu câncer gástrico na mesma proporção dos demais grupos, porém apresentou uma doença mais agressiva, com disseminação metastática, fato não observado nos outros grupos. Considerando-se a sobrevida, não foi observada diferença estatística significante nas 24 semanas comparando-se os grupos 4-NQO 100 e entre os grupos 4-NQO 50 com ou sem quimioprevenção com óleo de peixe ou com pioglitazone. Conclusão: A indução tumoral com 4-NQO, independente da dose, foi obtida com sucesso em camundongos Swiss. Neste estudo, não foram observados efeitos de quimioprevenção do óleo de peixe e do pioglitazone nas diferentes fases da carcinogênese estudadas. O óleo de peixe na pós-iniciação pode ter potencializado a ação carcinogênica do 4-NQO no esôfago, assim como a associação do 4-NQO com o pioglitazone possa ter criado um novo modelo de carcinogênese gástrica, não vista nos grupos que não receberam esta associação. / Introduction: The squamous cell carcinoma of the upper aerodigestive tract (UADT) is generally unifocal and arises from the progression of premalignant lesions. Between 3% to 7% of patients with head and neck carcinoma will develop subsequent primary tumors of the UADT annually; therefore, the importance of advancing in new chemopreventive strategies is unquestionable. In clinical studies, promising drugs were ineffective when used at low doses to minimize toxicity. In the present study, the potential chemopreventive effects of polyunsaturated fatty acids omega-3 (fish oil) and of a PPAR-? ligand (pioglitazone) were tested in an animal model of UADT carcinogenesis induced by 4-nitroquinoline-1-oxide (4-NQO) in Swiss mice. Methods : The animals underwent tumor induction with 25, 50 or 100 g/ml of 4-NQO diluted in water for eight weeks. Chemoprevention was tested with 10% or 5% fish oil and with 300 ppm or 100 ppm pioglitazone in other groups. Chemoprevention was conducted on tumor initiation and postinitiation for 32 weeks or only on postinitiation for 24 weeks. Results : The incidence rates of oral and esophageal neoplasms were similar between groups 4-NQO 100 (77,7% and 55,5%, respectively) and 4-NQO 50 (72,9% and 37,8%, respectively). Group 4-NQO 25 was followed for 24 weeks longer than the others and showed incidence rates of 78,2% for oral neoplasia and 34,7% for esophageal neoplasia. Cancer-related mortality rates in the 24 weeks following the conclusion of the tumor induction phase were 55,6%, 11,6% and 13,6% in groups 4-NQO 100, 4-NQO 50 and 4-NQO 25, respectively. The differences were statistically significant when comparing groups 100 with 50 (p<0,01) and 100 with 25 (p<0,01). The dose of 100 g/ml 4-NQO led to faster mortality compared with 50 g/ml or 25 g/ml 4-NQO. Most animals developed invasive lesions in more than one site of the UADT or, more frequently, an association of premalignant and malignant lesions. The incidence of oral neoplasia was similar in the comparison of the control group 4-NQO 100 with 10% fish oil (77,7% vs 80%, p=1,00) or with 300 ppm pioglitazone (77,7% vs 61,1%, p=0,27). Results were also similar when comparing 4-NQO 50 groups with 5% fish oil (control72,9%, fish oil on postinitiation84,2%, and fish oil on initiation and postinitiation64,7%, p=0,34), and between 4-NQO 50 groups with 100 ppm pioglitazone (control72,9%, pioglitazone on postinitiation76,1%, and pioglitazone on initiation and postinitiation62,5%, p=0,63). The incidence of esophageal neoplasia reached no statistical difference either when 4-NQO 100 control group was compared with 10% fish oil (55,5% vs 50%, p=0,73) or with 300 ppm pioglitazone (55,5% vs 50%, p=0,73). The same was true between 4-NQO 50 groups with 100 ppm pioglitazone (control37,8%, pioglitazone on postinitiation57,1%, and pioglitazone on initiation and postinitiation31,2%, p=0,22). Statistically significant differences were found between 4-NQO 50 groups with 5% fish oil (control37,8%, fish oil on postinitiation68,4%, and fish oil on initiation and postinitiation29,4%, p=0,02). Interestingly, the group receiving chemoprevention with 300 ppm pioglitazone had a gastric cancer incidence rate comparable to that of other groups, but with more aggressive disease and metastatic dissemination, unlike the others. No statistically significant differences were found in the survival rates for the 24-week period after induction when comparing the control groups 4-NQO 100 and 4-NQO 50 with their respective experimental groups, which received chemoprevention with fish oil or pioglitazone. Conclusions : Tumor induction with 4-NQO was successfully achieved in Swiss mice, regardless of the dose. In this study, no chemopreventive effects of fish oil or pioglitazone were observed either on postinitiation or on initiation and postinitiation. The introduction of fish oil on the postinitiation phase may have potentialized the carcinogenic action of 4-NQO on the esophageal epithelium; the same can be said about the association of 4-NQO and pioglitazone, which may have created a new model of gastric carcinogenesis not seen in the groups that did not receive that combination of drugs.

Orientador: Marcos Antonio Tambascia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T07:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murro_AdaLeticiaBarbosa_M.pdf: 2083799 bytes, checksum: 96b1643449081526943a964fd9850136 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A principal causa de mortalidade entre os portadores de Diabetes tipo 2 é a doença cardiovascular. Estudos têm cada vez mais procurado alterações inerentes ao diabetes tipo 2 que justifiquem a maior incidência de doença cardiovascular nesse grupo. A presença de resistência à insulina, redução de adiponectina, aumento de PCR, disfunção endotelial e aumento de PAI-1 são candidatos possivelmente relacionados a esse aumento. A redução da resistência à insulina com uso de tiazolidinedionas, entre elas a rosiglitazona, tem potencial de reduzir o risco cardiovascular em diabéticos tipo 2, uma vez que altera citocinas relacionadas a risco cardiovascular de forma positiva. O objetivo desse estudo é avaliar o efeito clínico e laboratorial (sensibilidade à insulina, função de célula ß, lípides, PCR, adiponectina, resistina e PAI-1) e o efeito sobre a espessura da íntima-média carotídea da administração, por 12 semanas, de 8mg de rosiglitazona ao dia, em pacientes diabéticos tipo 2 virgens de tratamento anti-diabético, atendidos no Ambulatório de Diabetes Mellitus tipo 2, do Hospital das Clínicas da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. Os pacientes foram submetidos a uma avaliação inicial com dosagem de glicemia, hemoglobina glicada, insulinemia, colesterol total, HDL, LDL, triglicérides, ácidos graxos livres, AST, ALT, adiponectina, resistina, PAI-1, PCR, ácido úrico e fibrinogênio, após jejum de 12 horas. A sensibilidade à insulina e a função de célula ß foram avaliadas pela fórmula matemática do HOMA e a espessura da íntima média carotídea foi avaliada pelo ultrassom doppler. Os pacientes iniciavam o uso de Rosiglitazona na dose de 8 mg/dia dividida em duas tomadas diárias. Após 12 semanas de tratamento todas as avaliações foram novamente realizadas. Para a análise estatística foi realizado o teste de Wilcoxon para estudar as variações pré e pós Rosiglitazona e o coeficiente de correlação de Spearman. O nível de significância adotado foi de 5 % (p<0,05). Dos 15 pacientes inicialmente incluídos, 13 completaram o tratamento. Houve redução estatisticamente significante dos níveis de PCR, ácido úrico e aumento de adiponectina. Houve redução de HOMA IR e resistina, não estatisticamente significante e aumento do HOMA ß A análise das correlações possíveis mostrou relação inversa entre HOMA ß e ácidos graxos livres. Não houve alteração significante da espessura da íntima-média carotídea. O tratamento do Diabetes Mellitus com rosiglitazona tem potencial de reduzir o risco cardiovascular à medida que reduz marcadores de risco, como a PCR, e aumenta a adiponectina. Apesar de não ter sido estatisticamente significante, possivelmente devido ao tamanho da amostra, houve redução de 25% do valor médio da resistina, sugerindo uma relação entre resistina e resistência à insulina, controversa na literatura. Além da melhora da sensibilidade à insulina houve notável aumento do HOMA ß mostrando melhora da função da célula ß. Esse dado sugere que o tratamento com rosiglitazona desacelera a progressão da doença. A relação entre o aumento do HOMA ß e a redução dos ácidos graxos livres fala a favor da melhora da lipotoxicidade como um dos fatores de melhora da função da célula ß. Mais estudos populacionais de longa duração são necessários para comprovar o efeito da rosiglitazona sobre eventos cardiovasculares / Abstract: Cardiovascular disease is the major mortality cause among diabetic patients. Most studies are trying to find disturbances typical of diabetes that could explain the grater incidence of cardiovascular disease in this group. Insulin resistance, adiponectin reduction, CRP elevation, endothelial dysfunction and PAI-1 elevation are candidates possibly related to this prevalence. Reducing insulin resistance with thiazolidinediones, including rosiglitazone, probably reduces cardiovascular risk among type 2 diabetic patients once it alters cytokines related to cardiovascular risk in a positive manner. The aim of this study is to evaluate clinical and laboratorial effects (insulin sensitivity, lipids profile, ß-cell function, CRP, adiponectin, resistin and PAI-1) and the effects on carotid intima media thickness of 12 weeks use of rosiglitazone 4 mg BID for type 2 diabetic drug naïve patients currently assisted at Hospital das Clínicas da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP Type 2 diabetes out-clinics. At the first visit we evaluated glycemia, glicated hemoglobin, insulin, total cholesterol, LDL, HDL, triglycerides, AST, ALT, free fatty acids, uric acid, PAI-1, fibrinogen, CRP, adiponectin and resistin after a twelve hours fasting. Insulin sensitivity and ß cell function were estimated using the HOMA model and intima media thickness was evaluated by a Doppler ultrasound. Patients started using Rosiglitazone 4 mg BID and after 12 weeks the same parameters were evaluated again. The statistical analyses used Wilcoxon test to study variations before and after rosiglitazone treatment and Spearman correlation coefficient. We considered p<0,05 as statistical significant. From the 15 patients included, 13 completed treatment. We observed a statistically significant reduction on CRP and acid uric levels and an adiponectin levels elevation. Non statistical significant HOMA IR and resistin reductions and HOMA ß improvement occurred. Correlations analyses showed negative correlation between HOMA ß and free fatty acids. It was observed no change in intima media thickness. Treating type 2 diabetes mellitus with rosiglitazone has a potencial to reduce cardiovascular risk once it reduces cardiovascular risk markers as CRP and increases adiponectin. Although is was no statistically significant, possibly due to sample size, there was a 25% reduction in medium resistin levels, suggesting relation between resistin and insulin resistance, still unproved in the literature. Besides the improvement in insulin sensitivity there was a notable increase in HOMA ß showing improvement in ßcell function. This data suggests that rosiglitazone treatment slows disease progression. Correlation between HOMA ß improvement and free fatty acid agrees with improvement in lipotoxicity as one factor that leeds to improvement in ß cell function. We need more long term epidemiological studies to attest rosiglitazone effect in cardiovascular events / Mestrado / Clinica Medica / Mestre em Clinica Medica

Introdução: Rosiglitazone (RGL) é um ligante dos receptores PPAR e vem sendo usada no tratamento do Diabetes Mellitus tipo 2 e nas doenças inflamatórias. Mas, RGL pode reduzir a filtração glomerular (FG), a carga excretada de sódio na urina (UVNa) e aumentar a expressão da Na+,K+- ATPase na medula renal. Então, RGL pode causar edema e insuficiência cardíaca congestiva. Entretanto, não tem sido reportado se RGL pode induzir insuficiência renal aguda (IRA). Objetivo: Verificar se a redução da FG causada pelo tratamento com RGL predispõe à IRA em ratos. Avaliar em condições basais e de vasoconstrição renal e se há diferenças entre ratos normocolesterolêmicos (NC) e hipercolesterolêmicos (HC). Métodos: A FG foi medida pelo clearance de inulina no 8º dia em ratos (~200g) NC e HC tratados ou não com RGL (48 mg/kg/dieta) na situação basal e durante a infusão endovenosa de Ang II (40 ng/kg/min). Além disso, a atividade da Na+,K+-ATPase foi avaliada em homogenato renal em outra série de animais. Resultados: Na situação basal, NC e HC apresentaram FG semelhante e o tratamento com RGL reduziu a FG apenas em NC de 0,78±0,03 para 0,50±0,05* ml/min/100g, *p<0,001. Apesar da redução da FG, a UVNa em NC+RGL não se modificou. Durante a infusão de Ang II, a FG de NC, HC e HC+RGL reduziu-se para o mesmo patamar de NC+RGL e um significante aumento da UVNa foi observada apenas em NC+RGL (NC= 3,32±0,88; NC+RGL=5,86±1,04*; HC= 2,63±0,43 e HC+RGL= 2,23±0,39 uEq/min, *p<0,01). Além disso, RGL induziu aumento na atividade da Na+,K+-ATPase em HC+RGL e não modificou em NC+RGL. Os valores expressos em M Pi/mg proteína.h-1 foram de 45±7 em NC, 43±5 em NC+RGL, 48±7 em HC e 64±4* em HC+RGL, *p<0,05. Analisando todos os resultados em conjunto, a redução da FG associada com a alta natriurese e ausência da modulação da atividade da Na+,K+-ATPase em NC+RGL sugerem lesão renal neste grupo. Conclusão: Os mecanismos de ação da RGL diferem de acordo com a condição metabólica. Então, RGL deve ser prescrita com cautela na ausência de hipercolesterolemia e requer a monitoração da função renal principalmente nas situações de vasoconstrição / Introduction: Rosiglitazone (RGL) is a ligand for PPAR used to treat type 2 Diabetes Mellitus and inflammatory diseases. However, RGL can reduce the glomerular filtration rate (GFR), urinary sodium excretion (UVNa) and increase the expression of Na+, K+-ATPase in renal medulla. Thus, RGL may induce edema and congestive heart failure. However, acute renal failure (ARF) provoked by RGL treatment has not been reported. Aim: To test whether reduced GFR by RGL may predispose to ARF at baseline and during a renal vasoconstriction state, and if the findings differ between normocholesterolemic (NC) and hypercholesterolemic (HC) rats. Methods: GFR was measured by inulin clearance on the 8th day in NC and HC rats (~200g) treated or not with RGL (48 mg/kg diet) at baseline and during intravenous infusion of Ang II (40 ng/kg/min). Furthermore, the Na+,K+- ATPase activity was determined in renal homogenates in other series of animals. Results: At baseline, NC and HC had similar GFR and the treatment with RGL reduced GFR only in NC from 0.78±0.03 to 0.50±0.05* ml/min/100g, *p<0.001. Although GFR was reduced, UVNa was unchanged in NC+RGL. During Ang II infusion, GFR was significantly reduced in NC, HC and HC+RGL and it remained at the same reduced level in NC+RGL. At this time, when GFR was reduced the same range in all groups, a significant increment in UVNa was only observed in NC+RGL (NC = 3.32±0.88; NC+RGL = 5.86±1.04*; HC = 2.63±0.43 and HC+RGL = 2.23±0.39 Eq/min, *p<0.01). Moreover, RGL induced an increase in the activity of Na+, K+-ATPase in HC+RGL, but it did not modify the activity of this enzyme in NC+RGL. The values expressed in M Pi/mg.protein.h-1 were 45±7 in NC, 43±5 in NC+RGL, 48±7 in HC and 64±4* in HC+RGL, *p<0.05. Taken together, reduction in GFR associated with high natriuresis and without changes in the Na+, K+-ATPase activity in renal medulla of NC+RGL may suggest renal injury in this group. Conclusion: RGL may act distinctly in normocholesterolemia and in hypercholesterolemia. Thus, RGL may be prescribed with caution in absence of hypercholesterolemia and requires monitoring of renal function specially if a renal vasoconstriction state is associated.

O receptor ativado do peroxissomo &#947; (PPAR-&#947;) é regulador do metabolismo e diferenciação do tecido adiposo, sendo um alvo conhecido das tiazolidinedionas (TZD), utilizadas para o tratamento do diabetes tipo 2 (DM2). As TZD agem como um agente sensibilizador da ação da insulina nos tecidos periféricos e tem sido especulado que as TZDs podem ter um papel na função da célula , prevenindo perda de massa e melhorando a sua viabilidade a longo prazo. Este efeito seria supostamente mediado pela transcrição de genes que favoreceriam a lipólise, diminuindo o conteúdo intracelular de triglicérides e, portanto, diminuindo a lipotoxicidade. Entretanto, alguns estudos também mostraram efeito nulo ou mesmo deletério das TZDs sobre as ilhotas pancreáticas. Na realidade, o papel de genes-alvo para o PPAR- nas ilhotas pancreáticas é ainda pouco conhecido. Estudamos o perfil de expressão gênica induzido pelo tratamento com Pioglitazona (Pio), uma TZD aprovada e disponível para uso clínico no tratamento do DM2, em ilhotas pancreáticas murídeas em cultura primária, com concentrações normal e suprafisiológica de glicose no meio de cultura. As ilhotas foram obtidas de ratos wistar machos de dois meses de idade e isoladas pelo método do gradiente de Ficoll e então cultivadas em 5,6 mM ou 23 mM de glicose por 24h, sendo tratadas com Pio 10 M ou DMSO 0,1% (veículo). A Pioglitazona foi cedida pela Takeda Farmacêutica, Osaka, Japão. O RNA foi extraído com Trizol e purificado com o kit RNeasy (Qiagen). As amostras foram marcadas e hibridizadas no microarranjo de cDNA Mouse Panchip 13k, usando-se cinco replicatas biológicas diferentes para cada condição. A análise estatística dos dados do microarranjo foi feita com o uso do programa significance analysis of microarrays (SAM) com uso de taxa de descobrimento falso (FDR) de 20%. A análise das vias acometidas foi feita com o Ingenuity Pathway Analysis (www.ingenuity.com). Os resultados de expressão gênica foram confirmados por RT-qPCR. Em concentração de 5,6 mM de glicose no meio de cultura, 101 genes foram modulados pela Pio, sendo 49 regulados para cima, com aumento de sua expressão na presença da droga e 52 genes regulados para baixo. Em 23 mM de glicose, 1.235 genes foram afetados, sendo 621 para cima e 623 para baixo. A comparação entre as duas condições revelou 74 genes que foram modulados em ambas as concentrações de glicose. A análise das vias biológicas alteradas mostrou que genes relacionados ao metabolismo de lípides foram modulados em ambas as concentrações de glicose. Em 23 mM foi ainda significativo o grupo de genes relacionados a ciclo celular e morte celular que tiveram sua expressão modificada pela presença da droga na cultura. Este dado demonstrou que além de seus efeitos conhecidos nos adipócitos, o sensibilizador de insulina Pioglitazona modula a expressão de genes nas ilhotas pancreáticas, especialmente na presença de concentrações suprafisiológicas de glicose, afetando notadamente genes relacionados ao metabolismo lipídico, sendo vários deles ligados a lipogênese, como Srebf1, Scd2 e Fabp4 cujas expressões aumentaram em ambas as concentrações de glicose. Além disso foi observado aumento na expressão de genes com atividade pró-apoptótica como Tnf, Bad, Bax, Caspase4, Fadd e Myc. A Pioglitazona parece induzir um perfil gênico desfavorável em ilhotas pancreáticas mantidas em cultura em concentrações suprafisiológicas de glicose. / Peroxisome proliferator-activator receptor-&#947; (PPAR-&#947;) is a target for thiazolidinedione (TZD) antidiabetic drugs and a regulator of adipose tissue differentiation and metabolism. TZD act as an insulin sensitizing agent on peripheral tissues. It has been speculated that TZD could play a role on beta-cell function, preventing loss and improving viability in the long-term. This effect is supposed to be mediated through a potential benefit against lipotoxicity, favouring lypolisis and decreasing intracellular tryglicerides content. Nevertheless some studies also showed a lack or even a potential deleterious effect of TZD on islets. The role of PPAR-&#947; target genes in pancreatic islets is actually still largely unclear. We studied the gene expression profile induced by the treatment with Pioglitazone (Pio), an approved TZD for T2DM therapy, on rat pancreatic islets primary culture both at normal and supraphysiological glucose medium concentrations. Islets were obtained from 2 month-old, male, wistar rats and isolated through the Ficoll gradient method and then cultured with 5.6 mM or 23 mM of glucose concentration for 24h, being treated with Pio 10 µM or DMSO 0.1% (vehicle). Pioglitazone was provided by Takeda Pharmaceuticals, Osaka, Japan. RNA was extracted with Trizol (Sigma) and purified with RNeasy kit (Qiagen). Samples were labeled and then hybridized on the Mouse PanChip 13k cDNA microarray, using 5 different biological replicates for each test condition. Statistical Analysis of the microarray data was performed using significance analysis of microarrays (SAM) with a false discovery rate of 20%. Pathways assessment was performed through Ingenuity Pathway Analysis (www.ingenuity.com). Gene expression results were confirmed through RT-qPCR. At 5.6 mM glucose 101 genes were modulated by Pio, 49 upregulated and 52 downregulated. At 23 mM, 1,235 genes were affected, 612 upregulated and 623 downregulated. Comparison between both conditions revealed 74 genes that were similarly modulated at both glucose concentrations. Pathway analysis of perturbed genes revealed biologically relevant networks related to lipid metabolism at both glucose medium concentrations. At 23 mM, cell cycle and cell death pathways were significant modulated as well. These data demonstrates that in addition to known effect in adipocytes, the insulin sensitizing agent Pioglitazone modulates gene expression in pancreatic islets, especially in the presence of supraphysiological glucose concentrations, affecting especially lipid metabolism and mechanisms of cell death and cell cycle. Considering the ontology of modulated genes it seems to be a trend towards lypogenesis (increased Srebf1, Scd2 and Fabp4 RNA expressions) with Pio treatment also enhancing the abundance of some genes considered to be pro apoptotic like Tnf, Bad, Bax, Caspase4, Fadd and Myc. Pioglitazone seems to induce a negative gene expression profile in islets cultured at high glucose concentrations.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-28 / O objetivo deste trabalho é avaliar as anormalidades da esclera, coroide e retina de coelhos induzidas pela dieta hipercolesterolêmica, além da possibilidade de prevenção dessas anormalidades com administração sistêmica de rosiglitazona. Para isto, 54 coelhos new zealand foram distribuídos em quatro grupos: grupo-controle (GC) recebeu dieta normal; grupo 1 recebeu dieta hipercolesterolêmica; grupo 2 recebeu dieta hipercolesterolêmica associada à administração diária de 3 mg de rosiglitazona a partir do 14º dia do início do experimento; e grupo 3 recebeu dieta hipercolesterolêmica associada à administração diária de 3 mg de rosiglitazona desde o início do experimento. Os coelhos foram pesados e submetidos à dosagem sérica de colesterol total, triglicerídeos, high density lipoprotein (HDL) colesterol e glicemia de jejum no início do experimento, no 14º dia e no momento da eutanásia (42º dia). A esclera e coroide foram submetidas à análise histológica e histomorfométrica. A retina foi submetida à análise imuno-histoquímica com o anticorpo monoclonal anticalretinina (CR) e anticorpo anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP). Quando positivo para o marcador anticalretinina, duas análises quantitativas foram realizadas. Na primeira, foram contadas todas as células ganglionares imunorreativas. Na segunda, todas as células e elementos celulares imunorreativos foram avaliados pelo exame de morfometria de cores. Os dados foram analisados pelo teste nãoparamétrico de Kruskal-Wallis e teste de Shapiro-Wilks-Testand. Valores abaixo de 0,05 foram considerados estatisticamente significantes. Os resultados referentes ao peso demonstraram significativo aumento nos grupos 1 e 3 em relação ao GC no 14º dia (p<0,009), enquanto no 42º dia os grupos 1, 2 e 3 apresentaram representativamente mais peso que o GC (p<0,023). Quanto às variáveis laboratoriais, destacaram-se o aumento significativo da glicose e colesterol total de G1 em relação ao controle (p<0,001), assim como o acentuado aumento da HDL no G3 em relação aos demais grupos (p<0,001), no 14º dia. A HDL manteve-se expressivamente elevada no G3 em relação aos demais grupos no momento da eutanásia (p<0,001). À análise histomorfométrica da esclera e coroide obteve-se normalidade do GC. Por outro lado, o G1 mostrou marcante aumento da espessura da esclera e coroide em relação ao GC (p=0,008), enquanto que no G3 houve espessamento de esclera e coroide menor que no G1 (p=0,048). Elevado número de histiócitos foi observado na parede escleral do grupo submetido à dieta hipercolesterolêmica (G1), seguido de forma decrescente por G2, G3 e GC. A análise imuno-histoquímica da retina com o anticorpo monoclonal anticalretinina ressaltou número mais alto de células ganglionares imunorreativas no G1 que no G3 (p=0,002). O exame de morfometria de cores revelou significativa imunorreatividade das células e elementos celulares do G1 em relação aos outros grupos (p<0,001). Nesta análise evidenciou-se também acentuada imunorreatividade das células e elementos celulares de G2 e G3 em relação ao GC (p≤0,002). GFAP foi negativo em todos os grupos. Neste modelo, os achados permitem concluir que a hipercolesterolemia provoca anormalidades precoces histomorfométricas e imuno-histoquímicas do complexo esclerocoriorretiniano; e a ativação dos receptores do PPAR gama-ocular, a partir da dieta oral de rosiglitazona, foi efetiva em atenuar tais anormalidades nessas estruturas. / The purpose of this study is to evaluate scleral, choroid and retinal abnormalities in rabbits induced by a hypercholesterolemic diet and the prevention of these abnormalities after oral administration of rosiglitazone in rabbits. Fifty-four new zealand rabbits were divided into four groups: the control group (CG) was fed a normal diet; group 1 G1), a hypercholesterolemic diet; group 2 (G2) a hypercholesterolemic diet associated with daily administration of 3 mg of rosiglitazone from day 14 after the beginning of the diet; and group 3 G3), a hypercholesterolemic diet associated with daily administration of 3 mg of rosiglitazone since the beginning of the experiment. The rabbits were weighed and underwent the following examinations: seric dosages of total cholesterol, triglycerides, cholesterol HDL, and fasting glycemia at the beginning of the experiment, on the 14th day and on the 42nd, the euthanasia day. The sclera and choroid underwent histologic and histomorphometric analyses and the retina underwent immunohistochemical analysis with anti-calretinin (CR) and anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP) antibody. When positive for the anti-calretinin marker, two quantitative analyses were performed. In the first analysis, all immunoreactive ganglion cells were counted. In the second analysis, all immunoreactive cells and cell elements were studied with the color morphometry method. The data were evaluated using the nonparametric Kruskal-Wallis and the Shapiro – Wilk tests. Values of p<0.05 were considered statistically significant. The results obtained showed a significant weight increase in Groups 1 and 3 in relation to CG on Day 14 (p<0.009). Additionally, a significant weight increase was observed in G1, G2 and G3 in relation to CG on Day 42 (p<0.023). The lab results showed a significant increase in glucose and total cholesterol in G1 in relation to CG (p<0.001) on Day 14, as well as a significant HDL increase in G3, when compared with the other groups (p<0.001) on Day 14. HDL in G3 was significantly high when compared to the other groups, on the euthanasia day (p<0.001). The results obtained regarding weight showed a significant increase in Groups 1, 2 and 3 in relation to CG on Day 14 (p<0.01) and Day 42 (p<0.02). The lab results showed a significant increase in glucose and total cholesterol in Groups 1, 2 and 3 in relation to CG (p<0.01) on Day 14, as well as a significant increase in HDL in G3 when compared with the other groups, on euthanasia day (p<0.01). The histomorphometric analysis of CG sclera and choroid presented normal results. Conversely, G1 showed a significant increase in sclera and choroid thickness in relation to CG (p= 0,008), whereas G3 showed thickness lower than in G1 (p=0,048). A larger number of histiocytes were observed on the scleral wall of the group that was fed the hypercholesterolemic diet (G1), followed, in a descending order, by groups 2 and 3, and the control group. The immunohistochemical analysis of the retina with the anti-calretinin monoclonal antibody showed that G1 presented a larger number of immunoreactive ganglion cells than G3 (p = 0.002). The color morphometry showed significant immunoreactivity of G1 cells and cell elements when compared with the other groups (p<0.001). A significant immunoreactivity of G2 and G3 cells and cell elements in relation to CG was also observed (p<0.002). GFAP results were negative in all groups. The findings of this proposed study model suggest that hypercholesterolemia induces early histomorphometric and immunohistochemical abnormalities in the sclerochorioretinal complex and that the activation of PPAR gamma in ocular cells attenuated these abnormalities with the administration of the oral rosiglitazone diet. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O receptor ativado do peroxissomo &#947; (PPAR-&#947;) é regulador do metabolismo e diferenciação do tecido adiposo, sendo um alvo conhecido das tiazolidinedionas (TZD), utilizadas para o tratamento do diabetes tipo 2 (DM2). As TZD agem como um agente sensibilizador da ação da insulina nos tecidos periféricos e tem sido especulado que as TZDs podem ter um papel na função da célula , prevenindo perda de massa e melhorando a sua viabilidade a longo prazo. Este efeito seria supostamente mediado pela transcrição de genes que favoreceriam a lipólise, diminuindo o conteúdo intracelular de triglicérides e, portanto, diminuindo a lipotoxicidade. Entretanto, alguns estudos também mostraram efeito nulo ou mesmo deletério das TZDs sobre as ilhotas pancreáticas. Na realidade, o papel de genes-alvo para o PPAR- nas ilhotas pancreáticas é ainda pouco conhecido. Estudamos o perfil de expressão gênica induzido pelo tratamento com Pioglitazona (Pio), uma TZD aprovada e disponível para uso clínico no tratamento do DM2, em ilhotas pancreáticas murídeas em cultura primária, com concentrações normal e suprafisiológica de glicose no meio de cultura. As ilhotas foram obtidas de ratos wistar machos de dois meses de idade e isoladas pelo método do gradiente de Ficoll e então cultivadas em 5,6 mM ou 23 mM de glicose por 24h, sendo tratadas com Pio 10 M ou DMSO 0,1% (veículo). A Pioglitazona foi cedida pela Takeda Farmacêutica, Osaka, Japão. O RNA foi extraído com Trizol e purificado com o kit RNeasy (Qiagen). As amostras foram marcadas e hibridizadas no microarranjo de cDNA Mouse Panchip 13k, usando-se cinco replicatas biológicas diferentes para cada condição. A análise estatística dos dados do microarranjo foi feita com o uso do programa significance analysis of microarrays (SAM) com uso de taxa de descobrimento falso (FDR) de 20%. A análise das vias acometidas foi feita com o Ingenuity Pathway Analysis (www.ingenuity.com). Os resultados de expressão gênica foram confirmados por RT-qPCR. Em concentração de 5,6 mM de glicose no meio de cultura, 101 genes foram modulados pela Pio, sendo 49 regulados para cima, com aumento de sua expressão na presença da droga e 52 genes regulados para baixo. Em 23 mM de glicose, 1.235 genes foram afetados, sendo 621 para cima e 623 para baixo. A comparação entre as duas condições revelou 74 genes que foram modulados em ambas as concentrações de glicose. A análise das vias biológicas alteradas mostrou que genes relacionados ao metabolismo de lípides foram modulados em ambas as concentrações de glicose. Em 23 mM foi ainda significativo o grupo de genes relacionados a ciclo celular e morte celular que tiveram sua expressão modificada pela presença da droga na cultura. Este dado demonstrou que além de seus efeitos conhecidos nos adipócitos, o sensibilizador de insulina Pioglitazona modula a expressão de genes nas ilhotas pancreáticas, especialmente na presença de concentrações suprafisiológicas de glicose, afetando notadamente genes relacionados ao metabolismo lipídico, sendo vários deles ligados a lipogênese, como Srebf1, Scd2 e Fabp4 cujas expressões aumentaram em ambas as concentrações de glicose. Além disso foi observado aumento na expressão de genes com atividade pró-apoptótica como Tnf, Bad, Bax, Caspase4, Fadd e Myc. A Pioglitazona parece induzir um perfil gênico desfavorável em ilhotas pancreáticas mantidas em cultura em concentrações suprafisiológicas de glicose. / Peroxisome proliferator-activator receptor-&#947; (PPAR-&#947;) is a target for thiazolidinedione (TZD) antidiabetic drugs and a regulator of adipose tissue differentiation and metabolism. TZD act as an insulin sensitizing agent on peripheral tissues. It has been speculated that TZD could play a role on beta-cell function, preventing loss and improving viability in the long-term. This effect is supposed to be mediated through a potential benefit against lipotoxicity, favouring lypolisis and decreasing intracellular tryglicerides content. Nevertheless some studies also showed a lack or even a potential deleterious effect of TZD on islets. The role of PPAR-&#947; target genes in pancreatic islets is actually still largely unclear. We studied the gene expression profile induced by the treatment with Pioglitazone (Pio), an approved TZD for T2DM therapy, on rat pancreatic islets primary culture both at normal and supraphysiological glucose medium concentrations. Islets were obtained from 2 month-old, male, wistar rats and isolated through the Ficoll gradient method and then cultured with 5.6 mM or 23 mM of glucose concentration for 24h, being treated with Pio 10 µM or DMSO 0.1% (vehicle). Pioglitazone was provided by Takeda Pharmaceuticals, Osaka, Japan. RNA was extracted with Trizol (Sigma) and purified with RNeasy kit (Qiagen). Samples were labeled and then hybridized on the Mouse PanChip 13k cDNA microarray, using 5 different biological replicates for each test condition. Statistical Analysis of the microarray data was performed using significance analysis of microarrays (SAM) with a false discovery rate of 20%. Pathways assessment was performed through Ingenuity Pathway Analysis (www.ingenuity.com). Gene expression results were confirmed through RT-qPCR. At 5.6 mM glucose 101 genes were modulated by Pio, 49 upregulated and 52 downregulated. At 23 mM, 1,235 genes were affected, 612 upregulated and 623 downregulated. Comparison between both conditions revealed 74 genes that were similarly modulated at both glucose concentrations. Pathway analysis of perturbed genes revealed biologically relevant networks related to lipid metabolism at both glucose medium concentrations. At 23 mM, cell cycle and cell death pathways were significant modulated as well. These data demonstrates that in addition to known effect in adipocytes, the insulin sensitizing agent Pioglitazone modulates gene expression in pancreatic islets, especially in the presence of supraphysiological glucose concentrations, affecting especially lipid metabolism and mechanisms of cell death and cell cycle. Considering the ontology of modulated genes it seems to be a trend towards lypogenesis (increased Srebf1, Scd2 and Fabp4 RNA expressions) with Pio treatment also enhancing the abundance of some genes considered to be pro apoptotic like Tnf, Bad, Bax, Caspase4, Fadd and Myc. Pioglitazone seems to induce a negative gene expression profile in islets cultured at high glucose concentrations.