Durante a respiração celular, cerca de 1 a 3% do oxigênio metabolizado produz espécies reativas de oxigênio (ERO). Entretanto, para defender o organismo do efeito dessas espécies, existem vários sistemas antioxidantes, dependendo do organismo, da célula ou do tecido em questão. A Vitamina A (retinol) e seu derivados exercem uma infinidade de efeitos em diversos processos biológicos, destacando-se a embriogênese, visão, regulação de processos inflamatórios, crescimento, proliferação e diferenciação de células normais e neoplásicas. Embora o potencial antioxidante da vitamina A e carotenóides tenha sido descrito primeiramente, sabe-se hoje que, sob diferentes condições, essas moléculas podem se comportar de uma maneira pró-oxidante. Por isso, atualmente são melhores descritas como moléculas redox ativas. Apesar dos nossos trabalhos anteriores demonstrarem um efeito pró-oxidante do retinol em culturas de células de Sertoli, o mecanismo exato pelo qual esse efeito é verificado permanece a ser elucidado. Uma vez que o ácido retinóico (AR) é o metabólito mais ativo do retinol, foram verificados os efeitos da suplementação de AR em culturas de células de Sertoli, com o objetivo de verificar se os efeitos anteriormente observados com o retinol devem-se à metabolização do mesmo a AR. Nossos resultados mostraram que o AR em baixas doses não aumentou os níveis de TBARS. Além disso, na concentração de 1 nM o AR foi capaz de diminuir os níveis de TBARS. Entretanto, quando as células foram tratadas com altas doses de AR foi observado um aumento destes níveis, além de uma diminuição da viabilidade celular. Uma vez que altas doses de AR induziram um aumento na lipoperoxidação e diminuíram a viabilidade celular, nós decidimos investigar somente os efeitos de doses fisiológicas (nM) de AR. Foram dosadas as atividades da SOD, CAT e GPx em células de Sertoli tratadas com AR. A atividade da SOD encontrou-se aumentada em todas as doses testadas. A atividade da GPx mostrou-se aumentada nas células tratadas com 0,1 nM, 1 nM e 10 nM e a atividade da CAT aumentou somente com 1 nM de AR. Esses resultados sugerem que o AR em doses fisiológicas aumenta a atividade das enzimas antioxidantes, protegendo, assim, as células do estresse oxidativo, como pode ser observado nos índices de lipoperoxidação e viabilidade celular. Todavia, o mecanismo pelo qual o AR induz a geração de ERO é desconhecido. Então nós decidimos verificar a ação anti ou pró-oxidante in vitro do AR. Na concentração suprafisiológica de 10 M, AR foi capaz de degradar a 2-deoxiribose, um substrato específico do radical hidroxil, sugerindo que a auto-oxidação do mesmo é capaz de gerar radicais livres. Além disso, o potencial antioxidante total do AR foi avaliado: altas concentrações de AR (1–10 M) aumentaram a geração de radicais livres. Esses resultados demonstram, pela primeira vez, que o ácido retinóico é capaz de gerar radicais livres e sugerem, pelo menos em parte, que alguns efeitos induzidos por AR podem ser mediados por ERO geradas a partir da degradação espontânea do ácido retinóico. Classicamente, os efeitos biológicos dos retinóides estão relacionados à sua conversão em ácido retinóico através da modulação da expressão de genes. Entretanto, recentes trabalhos têm demonstrado que os retinóides possuem ações biológicas que não envolvem sua interação com receptores nucleares. Assim, alguns autores sugerem que o mecanismo de regulação dos retinóides também seja por modificação do estado redox celular. As concentrações de AR utilizadas nesse trabalho variaram de faixa do fisiológico até a do farmacológico. Sabe-se que as células de Sertoli sintetizam AR a partir do retinol circulante; isso pode ser uma das explicações dos efeitos observados em células de Sertoli tratadas com altas doses de retinol, uma vez que a metabolização de grandes concentrações de retinol poderia acarretar uma grande formação de ácido retinóico.

Durante a respiração celular, cerca de 1 a 3% do oxigênio metabolizado produz espécies reativas de oxigênio (ERO). Entretanto, para defender o organismo do efeito dessas espécies, existem vários sistemas antioxidantes, dependendo do organismo, da célula ou do tecido em questão. A Vitamina A (retinol) e seu derivados exercem uma infinidade de efeitos em diversos processos biológicos, destacando-se a embriogênese, visão, regulação de processos inflamatórios, crescimento, proliferação e diferenciação de células normais e neoplásicas. Embora o potencial antioxidante da vitamina A e carotenóides tenha sido descrito primeiramente, sabe-se hoje que, sob diferentes condições, essas moléculas podem se comportar de uma maneira pró-oxidante. Por isso, atualmente são melhores descritas como moléculas redox ativas. Apesar dos nossos trabalhos anteriores demonstrarem um efeito pró-oxidante do retinol em culturas de células de Sertoli, o mecanismo exato pelo qual esse efeito é verificado permanece a ser elucidado. Uma vez que o ácido retinóico (AR) é o metabólito mais ativo do retinol, foram verificados os efeitos da suplementação de AR em culturas de células de Sertoli, com o objetivo de verificar se os efeitos anteriormente observados com o retinol devem-se à metabolização do mesmo a AR. Nossos resultados mostraram que o AR em baixas doses não aumentou os níveis de TBARS. Além disso, na concentração de 1 nM o AR foi capaz de diminuir os níveis de TBARS. Entretanto, quando as células foram tratadas com altas doses de AR foi observado um aumento destes níveis, além de uma diminuição da viabilidade celular. Uma vez que altas doses de AR induziram um aumento na lipoperoxidação e diminuíram a viabilidade celular, nós decidimos investigar somente os efeitos de doses fisiológicas (nM) de AR. Foram dosadas as atividades da SOD, CAT e GPx em células de Sertoli tratadas com AR. A atividade da SOD encontrou-se aumentada em todas as doses testadas. A atividade da GPx mostrou-se aumentada nas células tratadas com 0,1 nM, 1 nM e 10 nM e a atividade da CAT aumentou somente com 1 nM de AR. Esses resultados sugerem que o AR em doses fisiológicas aumenta a atividade das enzimas antioxidantes, protegendo, assim, as células do estresse oxidativo, como pode ser observado nos índices de lipoperoxidação e viabilidade celular. Todavia, o mecanismo pelo qual o AR induz a geração de ERO é desconhecido. Então nós decidimos verificar a ação anti ou pró-oxidante in vitro do AR. Na concentração suprafisiológica de 10 M, AR foi capaz de degradar a 2-deoxiribose, um substrato específico do radical hidroxil, sugerindo que a auto-oxidação do mesmo é capaz de gerar radicais livres. Além disso, o potencial antioxidante total do AR foi avaliado: altas concentrações de AR (1–10 M) aumentaram a geração de radicais livres. Esses resultados demonstram, pela primeira vez, que o ácido retinóico é capaz de gerar radicais livres e sugerem, pelo menos em parte, que alguns efeitos induzidos por AR podem ser mediados por ERO geradas a partir da degradação espontânea do ácido retinóico. Classicamente, os efeitos biológicos dos retinóides estão relacionados à sua conversão em ácido retinóico através da modulação da expressão de genes. Entretanto, recentes trabalhos têm demonstrado que os retinóides possuem ações biológicas que não envolvem sua interação com receptores nucleares. Assim, alguns autores sugerem que o mecanismo de regulação dos retinóides também seja por modificação do estado redox celular. As concentrações de AR utilizadas nesse trabalho variaram de faixa do fisiológico até a do farmacológico. Sabe-se que as células de Sertoli sintetizam AR a partir do retinol circulante; isso pode ser uma das explicações dos efeitos observados em células de Sertoli tratadas com altas doses de retinol, uma vez que a metabolização de grandes concentrações de retinol poderia acarretar uma grande formação de ácido retinóico.

Orientadora : Drª Lúcia de Noronha / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciencias Biológicas (Microbiologia, Parasitologia e Patologia Básica). Defesa: Curitiba, 30/06/2017 / Inclui referências : f.89-104 / Resumo: O nefroblastoma, ou tumor de Wilms, é a neoplasia renal mais freqüente na infância correspondendo a 98% dos tumores renais nesta faixa etária. Apesar do prognóstico favorável uma parcela dos pacientes evolui para recidiva e óbito. Biomarcadores atuantes na progressão tumoral, proliferação, diferenciação, apoptose e recentemente descrita ação na resposta imune e inflamação, tais como ácido retinóico (AR), CRABP2, NF?B p100/52, NF?B p105/50, TRAP1 e TWEAK tem sido descritos. Este estudo tem por objetivo a avaliação da expressão imunoistoquímica de ácido retinóico (AR), CRABP2, NF?B p100/52, NF?B p105/50, TRAP1 e TWEAK em amostras parafinadas de nefroblastomas correlacionando-a com fatores prognósticos. Foram selecionados 77 espécimes de nefroblastoma provenientes de serviços de patologia. A imunoexpressão foi avaliada através de análise semiquantitativa e quantitativa. Para a análise semiquantitativa empregou-se o sistema escore de Allred e para a avaliação quantitativa, a análise morfométrica da área corada. Para a comparação de dois grupos foi utilizado o teste não-paramétrico de Mann-Whitney, enquanto para a comparação de três ou mais grupos utilizou-se o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis. A imunopositividade para AR, CRABP2, NF?B p100/52 e NF?B p105/50 foi encontrada tanto no núcleo quanto citoplasma. A imunoexpressão de TRAP1 e TWEAK esteve presente apenas no citoplasma das células cancerosas. Todos os tipos histológicos do nefroblastoma (blastema, epitélio e estroma) foram positivos para as seis proteínas estudadas. AR pela análise morfométrica e CRABP2 pela análise semiquantitativa apresentaram maior expressão imunoistoquímica nos pacientes com metástase (p= 0.0247 e p= 0.0128, respectivamente). Semelhante ao encontrado em relação à análise quantitativa de AR que apresentou maior imunopositividade em amostras tumorais submetidas a quimioterapia pré-cirúrgica (p= 0.0330). Observou-se a maior expressão de NF?B p105/50 em nefroblastomas em estádio I/II (p= 0.0415). NF?B p105/50 e TRAP1 através da análise semiquantitativa e TWEAK de acordo com análise quantitativa, apresentaram menor positividade em nefroblastomas tipo blastematoso (p= 0.046, p= 0.003 e p= 0.066, respectivamente). A anaplasia se associou a maior escore total de Allred de TRAP1 (p= 0.005). Não houve correlação estatística da imunoexpressão dos marcadores estudados, comprometimento nodal e evolução clínica. A análise semiquantitativa e quantitativa dos marcadores AR, CRABP2, NF?B p105/p50, TRAP1 e TWEAK apontam para potenciais biomarcadores para progressão tumoral e para a participação destas proteínas na tumorigênese do nefroblastoma. Palavras-chave: nefroblastoma; ácido retinóico; CRABP2; NF?B; TRAP1; TWEAK. / Abstract: Nephroblastoma, or Wilms' tumor, is the commonest renal cancer in children and accounts for about 98% of renal tumors in this age group. Despite of the favorable prognosis, a parcel of patients evolved to tumor relapse and death. Biomarkers acts in tumor progression, proliferation, differentiation, apoptosis and the most recent described immune and inflammation response action, as retinoic acid (RA), CRABP2, NF?B p100/52, NF?B p105/50, TRAP1 and TWEAK. The aim of this study was to evaluate the immunohistochemical expression of RA, CRABP2, NF?B p100/52, NF?B p105/50, TRAP1 and TWEAK in paraffin-embedded samples of nephroblastomas to determine whether expression correlates with prognostic factors. A total of 77 specimens from pathology services were selected. The immunoexpression was evaluated through semiquantitative and quantitative analysis. For the semiquantitative analysis, the Allred score system was used and for the quantitative evaluation, the morphometric analysis of the stained area was applied. For the comparison of two groups, the non-parametric test of Mann-Whitney was used, while for the comparison of three or more groups the Kruskal-Wallis nonparametric test was used. Immunopositivity to RA, CRABP2, NF?B p100/52 and NF?B p105/50 was found in the nucleus and cytoplasm. Immunoexpression of TRAP1 and TWEAK was present only in the cytoplasm of cancer cells. All histological types of nephroblastoma (blastema, epithelium and stroma) were positive for the six proteins studied. RA morphometric analysis and CRABP2 semiquantitative analysis presented higher immunohistochemical expression in patients with metastasis (p= 0.0247 and p= 0.0128, respectively). This is similar to the results of the quantitative analysis of RA, which showed greater immunopositivity in tumor samples of patients subjected to pre-surgical chemotherapy (p= 0.0330). The highest expression of NF?B p105/50 was observed in stage I/II nephroblastomas (p= 0.0415). NF?B p105/50 and TRAP1 semiquantitative analisys and TWEAK quantitative analisys presented lower positivity in nephroblastomas blastematal type (p= 0.046, p= 0.003 and p= 0.066, respectively). Anaplasia were associated with high TRAP1 total Allred score (P= 0.005). No significant correlation was found between the markers and variables studied, such as nodal involvement, and clinical evolution. The semiquantitative and quantitative analysis of RA, CRABP2, NF?B p100/p52, NF?B p105/p50, TRAP1 and TWEAK point to potential biomarkers for tumor progression and for the participation of these proteins in nephroblastoma tumorigenesis. Key words: nephroblastoma; retinoic acid; CRABP2; NF?B; TRAP1; TWEAK.

Durante a respiração celular, cerca de 1 a 3% do oxigênio metabolizado produz espécies reativas de oxigênio (ERO). Entretanto, para defender o organismo do efeito dessas espécies, existem vários sistemas antioxidantes, dependendo do organismo, da célula ou do tecido em questão. A Vitamina A (retinol) e seu derivados exercem uma infinidade de efeitos em diversos processos biológicos, destacando-se a embriogênese, visão, regulação de processos inflamatórios, crescimento, proliferação e diferenciação de células normais e neoplásicas. Embora o potencial antioxidante da vitamina A e carotenóides tenha sido descrito primeiramente, sabe-se hoje que, sob diferentes condições, essas moléculas podem se comportar de uma maneira pró-oxidante. Por isso, atualmente são melhores descritas como moléculas redox ativas. Apesar dos nossos trabalhos anteriores demonstrarem um efeito pró-oxidante do retinol em culturas de células de Sertoli, o mecanismo exato pelo qual esse efeito é verificado permanece a ser elucidado. Uma vez que o ácido retinóico (AR) é o metabólito mais ativo do retinol, foram verificados os efeitos da suplementação de AR em culturas de células de Sertoli, com o objetivo de verificar se os efeitos anteriormente observados com o retinol devem-se à metabolização do mesmo a AR. Nossos resultados mostraram que o AR em baixas doses não aumentou os níveis de TBARS. Além disso, na concentração de 1 nM o AR foi capaz de diminuir os níveis de TBARS. Entretanto, quando as células foram tratadas com altas doses de AR foi observado um aumento destes níveis, além de uma diminuição da viabilidade celular. Uma vez que altas doses de AR induziram um aumento na lipoperoxidação e diminuíram a viabilidade celular, nós decidimos investigar somente os efeitos de doses fisiológicas (nM) de AR. Foram dosadas as atividades da SOD, CAT e GPx em células de Sertoli tratadas com AR. A atividade da SOD encontrou-se aumentada em todas as doses testadas. A atividade da GPx mostrou-se aumentada nas células tratadas com 0,1 nM, 1 nM e 10 nM e a atividade da CAT aumentou somente com 1 nM de AR. Esses resultados sugerem que o AR em doses fisiológicas aumenta a atividade das enzimas antioxidantes, protegendo, assim, as células do estresse oxidativo, como pode ser observado nos índices de lipoperoxidação e viabilidade celular. Todavia, o mecanismo pelo qual o AR induz a geração de ERO é desconhecido. Então nós decidimos verificar a ação anti ou pró-oxidante in vitro do AR. Na concentração suprafisiológica de 10 M, AR foi capaz de degradar a 2-deoxiribose, um substrato específico do radical hidroxil, sugerindo que a auto-oxidação do mesmo é capaz de gerar radicais livres. Além disso, o potencial antioxidante total do AR foi avaliado: altas concentrações de AR (1–10 M) aumentaram a geração de radicais livres. Esses resultados demonstram, pela primeira vez, que o ácido retinóico é capaz de gerar radicais livres e sugerem, pelo menos em parte, que alguns efeitos induzidos por AR podem ser mediados por ERO geradas a partir da degradação espontânea do ácido retinóico. Classicamente, os efeitos biológicos dos retinóides estão relacionados à sua conversão em ácido retinóico através da modulação da expressão de genes. Entretanto, recentes trabalhos têm demonstrado que os retinóides possuem ações biológicas que não envolvem sua interação com receptores nucleares. Assim, alguns autores sugerem que o mecanismo de regulação dos retinóides também seja por modificação do estado redox celular. As concentrações de AR utilizadas nesse trabalho variaram de faixa do fisiológico até a do farmacológico. Sabe-se que as células de Sertoli sintetizam AR a partir do retinol circulante; isso pode ser uma das explicações dos efeitos observados em células de Sertoli tratadas com altas doses de retinol, uma vez que a metabolização de grandes concentrações de retinol poderia acarretar uma grande formação de ácido retinóico.

Orientador: Paula Schmidt Azevedo Gaiolla / Resumo: Introdução: A influência do ácido retinoico (AR) sobre o coração é bastante relevante, ocorrendo durante a embriogênese, diferenciação e desenvolvimento cardíaco. Estudos experimentais mostram que o AR pode induzir hipertrofia excêntrica com melhora da função cardíaca em coração de ratos sadios, e também reduzir a hipertrofia, modulando o sistema renina angiotensina aldosterona (SRAA), em animais hipertensos. Pouco se sabe sobre os efeitos do AR em coração de humanos. Pacientes portadores de acne fazem uso de um tipo de AR que é o 13- cis-AR, também chamado de isotretinoína e por isso possibilitam o estudo do papel do AR em humanos. Estudo prévio mostrou que com 2 meses de uso do 13-cis-AR houve remodelação cardíaca. Entretanto, não se sabe sobre os mecanismos ou se essas alterações são reversíveis. Objetivos: Portanto, os objetivos desse trabalho foram de comparar a avaliação morfofuncional cardíaca e variáveis do SRAA entre pacientes em uso de isotretinoína com um grupo controle. Adicionalmente, avaliar se as alterações são reversíveis em pacientes em uso de isotretinoína. Casuística e Métodos: Foram estudados 35 adolescentes e adultos jovens, com idade entre 14 e 23 anos, do sexo masculino, sendo 20 deles em uso de isotretinoína oral, na dose de 0,5 mg/kg/dia a 0,75 mg/kg/dia, acompanhados no ambulatório de dermatologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu (FMBUNESP), aos 6 meses de tratamento. Os outros 15 pacientes foram convidados na comunidade ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Background: The influence of retinoic acid (RA) in the heart is very relevant, occurring during the embryogenesis, differentiation and cardiac development. Experimental studies shown that RA induces excentric hypertrophy, with improvement of cardiac function in heart of healthy rats. In addition, it was observed that RA regulates renin angiotensin aldosterone system (RAAS), a regulatory system involved in blood pressure, volume homeostasis and cardiac hypertrophy. There is a lack of information about the role of RA on cardiac remodeling in adult humans. Otherwise there are patients with Acne that uses 13- cis-RA, also called isotretinoin, and this population allow the investigation of cardiac remodeling and RA treatment. In fact, previously study shown that the use of 13-cis-RA, for acne, for 2 months induced cardiac remodeling, however, no one knows if these changes are persistent and reversible. Objectives: the objectives of these study is to compare the cardiac morphofunctional evaluation and RASS variables in patients using isotretinoin and in control group. Additionally, evaluate if these changes are reversible in isotretinoin group. Casuistic and Methods: Study1: 35 young men, between 14 to 23 years, 20 in use of 13-cis-RA, in the dose of 0,5 mg/kg/day to 0,75 mg/kg/day, from dermatology clinic of São Paulo State University (FMB-UNESP), at 6 months of treatment. The others 15 patients had mild acne only with topic treatment. Morphofunctional evaluation, tissular Doppler... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A diminuição na viabilidade foi mediada pela ativação da xantina oxidase, uma vez que concentrações elevadas de retinol induziram ativação desta enzima e aumentaram a produção de espécies reativas, e a inibição da xantina oxidase com alopurinol atenuou tanto a produção de espécies reativas quanto o dano oxidativo a proteínas e a citotoxicidade induzida pelo retinol. Além disso, demonstramos que a incubação da xantina oxidase com retinol promove a produção de superóxido in vitro, e investigamos alguns fatores envolvidos nesse evento. Por outro lado, o principal derivado ativo do retinol, o ácido retinóico, não apresentou qualquer efeito pró-oxidante ou proliferativo, nem ativou MAPKs. Ao contrário do retinol, o ácido retinóico apresentou efeitos antiproliferativos, diminuindo os níveis do inibidor de CDKs p21 e induzindo parada no ciclo celular. Os dados apresentados nesse trabalho podem contribuir para a elucidação dos efeitos pró-oxidantes, proliferativos/antiproliferativos e citotóxicos da vitamina A e seus derivados em sistemas biológicos. / Vitamin A (Retinol) and its derivatives, retinoids, are important regulators of the cell cycle, playing a role on proliferation, apoptosis and differentiation of diverse cell types. In recent years, the influence of retinoids on cell growth and differentiation has been investigated. There is a growing body of in vitro data demonstrating that active retinoids as retinoic acid antagonize cell growth in a variety of normal and tumour cells, characterizing them as potential chemotherapeutic agents. On the other hand, a growing body of evidence has suggested that retinoids present pro-oxidant properties in biological systems, which might induce cell damage, proto-oncogene activation and neoplasic transformation. These discordances stimulated us to investigate the proliferative/antiproliferative properties of two major intracellular retinoids, retinol and retinoic acid, and its mechanisms in a model of Sertoli cells, a major vitamin A physiological target. Our data showed that supra-physiological concentrations of retinol, but not retinoic acid, are able to increase reactive species production in Sertoli cells. These pro-oxidant effects may induce different cellular fates depending on of retinol concentrations. At low pro-oxidant levels (7 μM), retinol induced an oxidant-dependent proliferation, which was mediated by a rapid, nonclassic and redox-sensitive activation of the MAPKs JNK1/2, p38 and ERK1/2. The investigation of potential sites of reactives species production indicated that mitochondria act as a primary source of reactive species involved in retinol redox signaling. Retinol 7 μM induces dysfunction in the mitochondrial electron transfer system leading to increases in superoxide anion production. Inhibition of the mitochondrial-dependent superoxide formation blocked both reactive species production and MAPKs activation, characterizing a new mechanism of nongenomic action of the vitamin A. MAPKs inhibition blocked retinol-induced proliferation. On the other hand, at high concentrations (10 to 20 μM) the pro-oxidant effects of retinol were significantly high to induce extensive oxidative damage and decreases in cell viability. At high concentrations, retinol-induced decreases in cell viability were mediated by stimulation of the xanthine oxidase activity in Sertoli cells, since retinol treatment increased xanthine oxidase activity and reactive species production, and inhibition of the enzyme with allopurinol attenuated retinol-induced reactive species, protein oxidative damage and cytotoxicity. In addition, we showed that incubation of xanthine oxidase with retinol promotes superoxide generation in vitro, and investigated the potential factors involved in this effect. On the other hand, the principal retinol derivative, retinoic acid, induced neither reactive species production or proliferation nor MAPKs activation. In contrast to retinol, retinoic acid presented its well documented antiproliferative effects by decreasing DNA synthesis and increasing the level of the CDK inhibitor p21 leading to cell arrest. Data presented in this work, may contribute to elucidation of the mechanisms involved in pro-oxidants, proliferatives/antiproliferatives and cytotoxic actions of vitamin A and its derivatives in biologycal systems.

Espécies reativas de oxigênio (ROS) têm sido descritas como potenciais causadoras de doenças como aterosclerose, artrite e câncer. Falhas na regulação das metaloproteinases de matriz (MMP), uma família de proteases que degradam matriz extracelular, parecem estar intimamente relacionadas com essas mesmas doenças. Além disso, autores sugerem uma relação entre a atividade das MMPs e ROS. Em trabalhos anteriores, nosso grupo de pesquisa demonstrou que o tratamento com retinol 7 μM foi capaz de induzir mudanças no metabolismo de células de Sertoli cultivadas, como o aumento da atividade de enzimas antioxidantes, aumento do dano oxidativo a biomoléculas, ativação de ERK1/2 MAPK, alteração do ciclo celular e transformação pré-neoplásica, ligando o tratamento com retinol ao estresse oxidativo. No presente trabalho, nós utilizamos a técnica de zimografia para verificar a atividade da MMP-2 em células de Sertoli tratadas com retinol e ácido retinóico. Nós encontramos que tanto o tratamento por 24 horas com retinol 7 μM, quanto o tratamento por 24 horas com ácido retinóico 1 nM, aumentaram a atividade da MMP-2 em células de Sertoli cultivadas. O cotratamento com diferentes antioxidantes reverteu o aumento da atividade da MMP-2 induzido por retinol, mas não por ácido retinóico. Além disso, o tratamento com retinol, mas não com ácido retinóico, foi capaz de aumentar a produção de ROS quantificada pela oxidação de DCFH-DA. Nós encontramos também que tanto o tratamento com retinol quanto com ácido retinóico foram capazes de aumentar a fosforilação de ERK1/2. Entretanto, somente o aumento da atividade da MMP-2 induzido por tratamento com retinol foi inibido por co-tratamento com UO126, um potente inibidor de fosforização de ERK1/2. Nossos resultados sugerem que o aumento da atividade da MMP-2 induzido por retinol, mas não por ácido retinóico, está relacionado com a fosforilação de ERK1/2 e com a geração de ERO. / Reactive oxygen species (ROS) have been hypothesized to play a causative role in numerous diseases such as atherosclerosis, arthritis and cancer. Failures in the regulation of the matrix metalloproteinases (MMP), a family of extracellular matrixdegrading proteases, appear to be intimately involved in these diseases. In addition, authors suggest a relationship between MPP activity and ROS. In early reports our research group has demonstrated that 7 μM retinol was able to induce changes in Sertoli cell metabolism, such as up-regulation of antioxidant enzyme activities, increase in oxidative damage to biomolecules, activation of ERK1/2 MAPK, cell-cycle alteration and pre-neoplasic transformation, linking retinol treatment and oxidative stress. Here, we verify the MMP activity in cultured Sertoli cells treated with vitamin A using gelatin zymography. We found that both retinol (7 μM by 24 hours) and retinoic acid (1 nM by 24 hours) treatments induces MMP-2 activity in cultured Sertoli cells. Antioxidants cotreatment reversed retinol-induced but not retinoic acid-induced MMP-2 activity. Moreover, retinol but not retinoic acid treatment increased ROS production quantified by DCFH-DA oxidation. We found that both retinol and retinoic acid treatment induced ERK1/2 phosphorylation. However, only retinol-increased MMP-2 activity was inhibited by UO126, a potent ERK1/2 phosphorylation inhibitor. Our results suggested that the increase on MMP- 2 activity induced by retinol, but not by retinoic acid, was related to ERK1/2 phosphorylation and ROS production.

A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A diminuição na viabilidade foi mediada pela ativação da xantina oxidase, uma vez que concentrações elevadas de retinol induziram ativação desta enzima e aumentaram a produção de espécies reativas, e a inibição da xantina oxidase com alopurinol atenuou tanto a produção de espécies reativas quanto o dano oxidativo a proteínas e a citotoxicidade induzida pelo retinol. Além disso, demonstramos que a incubação da xantina oxidase com retinol promove a produção de superóxido in vitro, e investigamos alguns fatores envolvidos nesse evento. Por outro lado, o principal derivado ativo do retinol, o ácido retinóico, não apresentou qualquer efeito pró-oxidante ou proliferativo, nem ativou MAPKs. Ao contrário do retinol, o ácido retinóico apresentou efeitos antiproliferativos, diminuindo os níveis do inibidor de CDKs p21 e induzindo parada no ciclo celular. Os dados apresentados nesse trabalho podem contribuir para a elucidação dos efeitos pró-oxidantes, proliferativos/antiproliferativos e citotóxicos da vitamina A e seus derivados em sistemas biológicos. / Vitamin A (Retinol) and its derivatives, retinoids, are important regulators of the cell cycle, playing a role on proliferation, apoptosis and differentiation of diverse cell types. In recent years, the influence of retinoids on cell growth and differentiation has been investigated. There is a growing body of in vitro data demonstrating that active retinoids as retinoic acid antagonize cell growth in a variety of normal and tumour cells, characterizing them as potential chemotherapeutic agents. On the other hand, a growing body of evidence has suggested that retinoids present pro-oxidant properties in biological systems, which might induce cell damage, proto-oncogene activation and neoplasic transformation. These discordances stimulated us to investigate the proliferative/antiproliferative properties of two major intracellular retinoids, retinol and retinoic acid, and its mechanisms in a model of Sertoli cells, a major vitamin A physiological target. Our data showed that supra-physiological concentrations of retinol, but not retinoic acid, are able to increase reactive species production in Sertoli cells. These pro-oxidant effects may induce different cellular fates depending on of retinol concentrations. At low pro-oxidant levels (7 μM), retinol induced an oxidant-dependent proliferation, which was mediated by a rapid, nonclassic and redox-sensitive activation of the MAPKs JNK1/2, p38 and ERK1/2. The investigation of potential sites of reactives species production indicated that mitochondria act as a primary source of reactive species involved in retinol redox signaling. Retinol 7 μM induces dysfunction in the mitochondrial electron transfer system leading to increases in superoxide anion production. Inhibition of the mitochondrial-dependent superoxide formation blocked both reactive species production and MAPKs activation, characterizing a new mechanism of nongenomic action of the vitamin A. MAPKs inhibition blocked retinol-induced proliferation. On the other hand, at high concentrations (10 to 20 μM) the pro-oxidant effects of retinol were significantly high to induce extensive oxidative damage and decreases in cell viability. At high concentrations, retinol-induced decreases in cell viability were mediated by stimulation of the xanthine oxidase activity in Sertoli cells, since retinol treatment increased xanthine oxidase activity and reactive species production, and inhibition of the enzyme with allopurinol attenuated retinol-induced reactive species, protein oxidative damage and cytotoxicity. In addition, we showed that incubation of xanthine oxidase with retinol promotes superoxide generation in vitro, and investigated the potential factors involved in this effect. On the other hand, the principal retinol derivative, retinoic acid, induced neither reactive species production or proliferation nor MAPKs activation. In contrast to retinol, retinoic acid presented its well documented antiproliferative effects by decreasing DNA synthesis and increasing the level of the CDK inhibitor p21 leading to cell arrest. Data presented in this work, may contribute to elucidation of the mechanisms involved in pro-oxidants, proliferatives/antiproliferatives and cytotoxic actions of vitamin A and its derivatives in biologycal systems.

Espécies reativas de oxigênio (ROS) têm sido descritas como potenciais causadoras de doenças como aterosclerose, artrite e câncer. Falhas na regulação das metaloproteinases de matriz (MMP), uma família de proteases que degradam matriz extracelular, parecem estar intimamente relacionadas com essas mesmas doenças. Além disso, autores sugerem uma relação entre a atividade das MMPs e ROS. Em trabalhos anteriores, nosso grupo de pesquisa demonstrou que o tratamento com retinol 7 μM foi capaz de induzir mudanças no metabolismo de células de Sertoli cultivadas, como o aumento da atividade de enzimas antioxidantes, aumento do dano oxidativo a biomoléculas, ativação de ERK1/2 MAPK, alteração do ciclo celular e transformação pré-neoplásica, ligando o tratamento com retinol ao estresse oxidativo. No presente trabalho, nós utilizamos a técnica de zimografia para verificar a atividade da MMP-2 em células de Sertoli tratadas com retinol e ácido retinóico. Nós encontramos que tanto o tratamento por 24 horas com retinol 7 μM, quanto o tratamento por 24 horas com ácido retinóico 1 nM, aumentaram a atividade da MMP-2 em células de Sertoli cultivadas. O cotratamento com diferentes antioxidantes reverteu o aumento da atividade da MMP-2 induzido por retinol, mas não por ácido retinóico. Além disso, o tratamento com retinol, mas não com ácido retinóico, foi capaz de aumentar a produção de ROS quantificada pela oxidação de DCFH-DA. Nós encontramos também que tanto o tratamento com retinol quanto com ácido retinóico foram capazes de aumentar a fosforilação de ERK1/2. Entretanto, somente o aumento da atividade da MMP-2 induzido por tratamento com retinol foi inibido por co-tratamento com UO126, um potente inibidor de fosforização de ERK1/2. Nossos resultados sugerem que o aumento da atividade da MMP-2 induzido por retinol, mas não por ácido retinóico, está relacionado com a fosforilação de ERK1/2 e com a geração de ERO. / Reactive oxygen species (ROS) have been hypothesized to play a causative role in numerous diseases such as atherosclerosis, arthritis and cancer. Failures in the regulation of the matrix metalloproteinases (MMP), a family of extracellular matrixdegrading proteases, appear to be intimately involved in these diseases. In addition, authors suggest a relationship between MPP activity and ROS. In early reports our research group has demonstrated that 7 μM retinol was able to induce changes in Sertoli cell metabolism, such as up-regulation of antioxidant enzyme activities, increase in oxidative damage to biomolecules, activation of ERK1/2 MAPK, cell-cycle alteration and pre-neoplasic transformation, linking retinol treatment and oxidative stress. Here, we verify the MMP activity in cultured Sertoli cells treated with vitamin A using gelatin zymography. We found that both retinol (7 μM by 24 hours) and retinoic acid (1 nM by 24 hours) treatments induces MMP-2 activity in cultured Sertoli cells. Antioxidants cotreatment reversed retinol-induced but not retinoic acid-induced MMP-2 activity. Moreover, retinol but not retinoic acid treatment increased ROS production quantified by DCFH-DA oxidation. We found that both retinol and retinoic acid treatment induced ERK1/2 phosphorylation. However, only retinol-increased MMP-2 activity was inhibited by UO126, a potent ERK1/2 phosphorylation inhibitor. Our results suggested that the increase on MMP- 2 activity induced by retinol, but not by retinoic acid, was related to ERK1/2 phosphorylation and ROS production.

A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A vitamina A (retinol) e seus derivados, os retinóides, são importantes reguladores do ciclo celular, exercendo um papel central na proliferação, apoptose e diferenciação de diversos tipos celulares. Atualmente, o papel dos retinóides na proliferação e diferenciação celular tem sido bastante investigado. Nesse contexto, diversos estudos têm demonstrado que formas ativas de retinóides como o ácido retinóico inibem a proliferação em modelos de células tumorais e não-tumorais, caracterizando-os como potenciais agentes quimioterápicos. Entretanto, um crescente número de estudos tem sugerido que os retinóides apresentam propriedades pró-oxidantes em sistemas biológicos, as quais podem induzir dano celular, ativação de proto-oncogenes e, até mesmo, transformação neoplásica. Essas contradições estimularam-nos a investigar as propriedades proliferativas/antiproliferativas e antioxidantes/pró-oxidantes dos principais retinóides presentes no meio intracelular - retinol e ácido retinóico- e os mecanismos envolvidos nesses efeitos em células de Sertoli, um dos principais alvos fisiológicos da vitamina A em mamíferos. A diminuição na viabilidade foi mediada pela ativação da xantina oxidase, uma vez que concentrações elevadas de retinol induziram ativação desta enzima e aumentaram a produção de espécies reativas, e a inibição da xantina oxidase com alopurinol atenuou tanto a produção de espécies reativas quanto o dano oxidativo a proteínas e a citotoxicidade induzida pelo retinol. Além disso, demonstramos que a incubação da xantina oxidase com retinol promove a produção de superóxido in vitro, e investigamos alguns fatores envolvidos nesse evento. Por outro lado, o principal derivado ativo do retinol, o ácido retinóico, não apresentou qualquer efeito pró-oxidante ou proliferativo, nem ativou MAPKs. Ao contrário do retinol, o ácido retinóico apresentou efeitos antiproliferativos, diminuindo os níveis do inibidor de CDKs p21 e induzindo parada no ciclo celular. Os dados apresentados nesse trabalho podem contribuir para a elucidação dos efeitos pró-oxidantes, proliferativos/antiproliferativos e citotóxicos da vitamina A e seus derivados em sistemas biológicos. / Vitamin A (Retinol) and its derivatives, retinoids, are important regulators of the cell cycle, playing a role on proliferation, apoptosis and differentiation of diverse cell types. In recent years, the influence of retinoids on cell growth and differentiation has been investigated. There is a growing body of in vitro data demonstrating that active retinoids as retinoic acid antagonize cell growth in a variety of normal and tumour cells, characterizing them as potential chemotherapeutic agents. On the other hand, a growing body of evidence has suggested that retinoids present pro-oxidant properties in biological systems, which might induce cell damage, proto-oncogene activation and neoplasic transformation. These discordances stimulated us to investigate the proliferative/antiproliferative properties of two major intracellular retinoids, retinol and retinoic acid, and its mechanisms in a model of Sertoli cells, a major vitamin A physiological target. Our data showed that supra-physiological concentrations of retinol, but not retinoic acid, are able to increase reactive species production in Sertoli cells. These pro-oxidant effects may induce different cellular fates depending on of retinol concentrations. At low pro-oxidant levels (7 μM), retinol induced an oxidant-dependent proliferation, which was mediated by a rapid, nonclassic and redox-sensitive activation of the MAPKs JNK1/2, p38 and ERK1/2. The investigation of potential sites of reactives species production indicated that mitochondria act as a primary source of reactive species involved in retinol redox signaling. Retinol 7 μM induces dysfunction in the mitochondrial electron transfer system leading to increases in superoxide anion production. Inhibition of the mitochondrial-dependent superoxide formation blocked both reactive species production and MAPKs activation, characterizing a new mechanism of nongenomic action of the vitamin A. MAPKs inhibition blocked retinol-induced proliferation. On the other hand, at high concentrations (10 to 20 μM) the pro-oxidant effects of retinol were significantly high to induce extensive oxidative damage and decreases in cell viability. At high concentrations, retinol-induced decreases in cell viability were mediated by stimulation of the xanthine oxidase activity in Sertoli cells, since retinol treatment increased xanthine oxidase activity and reactive species production, and inhibition of the enzyme with allopurinol attenuated retinol-induced reactive species, protein oxidative damage and cytotoxicity. In addition, we showed that incubation of xanthine oxidase with retinol promotes superoxide generation in vitro, and investigated the potential factors involved in this effect. On the other hand, the principal retinol derivative, retinoic acid, induced neither reactive species production or proliferation nor MAPKs activation. In contrast to retinol, retinoic acid presented its well documented antiproliferative effects by decreasing DNA synthesis and increasing the level of the CDK inhibitor p21 leading to cell arrest. Data presented in this work, may contribute to elucidation of the mechanisms involved in pro-oxidants, proliferatives/antiproliferatives and cytotoxic actions of vitamin A and its derivatives in biologycal systems.