Thesis (M.Sc.). / Written for the Dept. of Experimental Medicine. Title from title page of PDF (viewed 2008/05/14). Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--University of Florida, 2004. / Typescript. Title from title page of source document. Document formatted into pages; contains 133 pages. Includes Vita. Includes bibliographical references.

INTRODUÇÃO: Exercícios físicos são utilizados como terapia nãofarmacológica para o tratamento da hipertensão arterial e o treinamento físico (TF) por natação é reconhecido por produzir remodelamento cardíaco em animais experimentais. Entretanto, a ação vasodilatadora da adenosina (ado) resultante do exercício físico como prevenção e tratamento da hipertensão é pouco explorada. OBJETIVO: Avaliar remodelamento cardíaco e papel da adenosina na distribuição do fluxo sanguíneo para o miocárdio após treinamento físico em SHR. MÉTODO: 28 SHR machos babies e adultos foram submetidos ao TF aeróbio de natação, durante 10 semanas (5x/sem - 1h/dia). Foram utilizados protocolos de microesferas coloridas para avaliar fluxo sanguíneo, técnicas de morfologia para avaliar hipertrofia cardíaca e análises bioquímicas para verificar atividade de enzimas envolvidas na formação de adenosina. RESULTADOS: TF por natação atenuou a evolução da HA em SHR babies (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), promoveu bradicardia de repouso em SHR adultos (S: 340±4; T: 321±6 bpm) e desenvolveu HC nos dois grupos (TB: 12%; TA: 10%). Na condição basal, o TF aumentou o FS coronário em SHR babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/coração) e maior resposta vasodilatadora à infusão de adenosina foi observada (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/coração). Nesse grupo o TF promoveu maior atividade da enzima 5-nucleotidase, levando à maior formação de adenosina (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSÃO: O TF de natação, além de desenvolver HC e apresentar maior hidrólise de AMP, promoveu aumento no FS coronário, sendo mostrado que desempenha um importante papel na regulação da hipertensão / ABSTRACT: Exercise training (ET) has been used as non-pharmacological therapy for hypertension treatment and the swimming physical training is recognized for yield cardiac remodeling in experiments. However, little is known on the effects of adenosine (Ado) resulting from ET as hypertension prevention and treatment. OBJECTIVE: To evaluate cardiac remodeling and the role of adenosine in cardiac blood flow distribution (BF) to the myocardium after aerobic ET on SHR. METHODS: 28 male SHR, babies and adults, were submitted to swimming training protocol during 10 weeks (5 times a week 1 h a day). Colored micro spheres protocols were used to evaluate blood flow, morphological techniques were used to evaluate cardiac hypertrophy and biochemical analysis were performed to verify enzyme activity in the adenosine formation. RESULTS: ET attenuated the evolution of hypertension in babies SHR group (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), HR was lower in adults SHR (S: 340±4; T: 321±6 bpm) and CH increased in both groups (TB: 12%; TA: 10%). At basal condition, BF was increased in trained babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/heart) and higher vasodilatation response were observed due to adenosine infusion (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/heart). In this group, the ET promoted a higher 5- nucleotidase enzyme activity leading to a higher adenosine formation (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSION: The swimming training developed CH as well as increased adenosine formation, leading to higher coronary blood flow, being demonstrated its important role in hypertension regulation

Introdução: A hipertrofia ventricular esquerda é importante fator de risco de morbidade e mortalidade cardiovascular. Sua associação com variantes funcionais do sistema renina-angiotensina é controversa. Objetivos: Avaliar a associação entre massa ventricular esquerda e função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo e os polimorfismos inserção/deleção do gene da enzima de conversão da angiotensina e M235T do gene do angiotensinogênio. Métodos: Estudo observacional realizado numa amostra da população da cidade de Vitória (Espírito Santo), utilizando como base a metodologia do projeto Mônica da Organização Mundial da Saúde. Realizamos avaliação clínica, perfil antropométrico, análise laboratorial e ecocardiograma em 652 indivíduos previamente genotipados para polimorfismos da enzima de conversão da angiotensina e do angiotensinogênio. Analisamos massa ventricular esquerda indexada pela área de superfície corpórea e pela altura2,13. Classificamos o ventrículo esquerdo em padrões geométricos: padrão normal, remodelamento concêntrico, hipertrofia concêntrica e hipertrofia excêntrica. A função sistólica ventricular esquerda foi avaliada pela fração de ejeção medida ao modo unidimensional. A função diastólica foi analisada pelo fluxo mitral (onda E, onda A, relação E/A, tempo de desaceleração e tempo de relaxamento isovolumétrico) e pelo Doppler tecidual (velocidade miocárdica em região próxima ao anel mitral septal e lateral: ondas E e A e relação E/E). Resultados: A média de idade da população estudada foi 51 ± 10 anos sendo 59% dos participantes do sexo feminino e 20,8% obesos. Em nossa amostra, 47% dos indivíduos foram classificados como hipertensos. Não houve associação entre hipertensão arterial e os genótipos analisados. Após análise univariada, não encontramos associação entre os polimorfismos inserção/deleção da enzima de conversão da angiotensina e M235T do angiotensinogênio e índice de massa ventricular esquerda, padrões geométricos do ventrículo esquerdo, função sistólica avaliada pela fração de ejeção e os vários parâmetros de função diastólica analisados. / Introduction: Left ventricular hypertrophy is an important risk factor for cardiovascular morbidity and mortality. Its association with the reninangiotensin system genetic variants is controversial. Objectives: To assess the association between left ventricular mass, left ventricle systolic and diastolic functions, and polymorphisms of the insertion/deletion angiotensin converting enzyme and M235T angiotensinogen genes. Methods: Observational study in adults from Vitoria (Brazil) using the methodology of the Monica project of the World Health Organization. We performed clinical examination, anthropometric assessment, laboratory analysis and transthoracic echocargiography studies in 652 adults who were previously genotyped for polymorphisms of the angiotensin-converting enzyme and angiotensinogen. We measured left ventricular mass indexed to body surface area and height 2,13, left ventricular ejection fraction, and diastolic function using mitral flow and tissue Doppler. Left ventricle was classified into following geometric patterns: normal, concentric remodeling, concentric hypertrophy and eccentric hypertrophy. Left ventricular systolic function was assessed by ejection fraction by analysis of the M-mode echocardiogram. Diastolic function was assessed using mitral flow (E wave, A wave, E/A ratio, deceleration time and isovolumic relaxation time), and Doppler tissue imaging (mitral annulus velocity in septal and lateral region: E` and A` waves, and E/E`ratio). Results: Mean age of the studied population was 51±10 years; 59% of the subjects were women and 20,8% were obese. Forty seven percent of the individuals were classified as hypertensive. Hypertension was not associated with any of the studied genotypes. Univarate analysis showed no correlation between polymorphisms of the insertion/deletion angiotensin-converting enzyme and M235T angiotensinogen gene variants, left ventricular mass index, left ventricular geometric patterns, and systolic and diastolic functions. Taking together these data indicated no evidence for the association of ACE and angiotensinogen gene variants with cardiac mass and function assessed by echocardiography.

Cyclic guanosine 3', 5'-monophosphate (cGMP) has recently emerged as an endogenous regulator for controlling or reversing cardiac hypertrophy. Increased protein accumulation is a key feature of cardiac hypertrophy; thus, our study investigates the effects of a cGMP analog on protein accumulation in primary culture of adult rat cardiomyocytes and dissects out the mechanisms involved. We confirmed that a cGMP analog, 8-bromo-cGMP, inhibits phenylephrine (PE)-increased accumulation of newly synthesized proteins in cultured adult rat ventricular cardiomyocytes. Firstly, we have obtained data showing that 8-bromo-cGMP does not inhibit phosphorylation of S6K1 by PE during short time treatment (10 min to 2 h), but blocks phosphorylation of S6K1 by PE at 6 h; moreover this blocking effect is completely abolished by phosphatase inhibitor Tautomycin. Then, we have demonstrated that PE and cGMP induce sustained and transient increased phosphorylation of ERK, respectively. Moreover, cGMP inhibits PE-induced phosphorylation of ERK during long term treatment (3 and 6h). We have also shown that 8-bromo-cGMP inhibits ROS generation induced by PE. Other effects of PE that could be related to hypertrophy (i.e. increased concentration of upstream binding factor mRNA and decreased concentration of the mRNAs of Atrogin and muscle specific RING finger) were not abolished by 8-bromo-cGMP. We conclude that cGMP analog blocks protein accumulation by inhibiting the sustained phosphorylation of S6K1 via the activation of phosphatases.

Thesis (Ph.D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2005. / Embargoed. Vita. Bibliography: 170-172.

Introdução: A hipertrofia ventricular esquerda é importante fator de risco de morbidade e mortalidade cardiovascular. Sua associação com variantes funcionais do sistema renina-angiotensina é controversa. Objetivos: Avaliar a associação entre massa ventricular esquerda e função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo e os polimorfismos inserção/deleção do gene da enzima de conversão da angiotensina e M235T do gene do angiotensinogênio. Métodos: Estudo observacional realizado numa amostra da população da cidade de Vitória (Espírito Santo), utilizando como base a metodologia do projeto Mônica da Organização Mundial da Saúde. Realizamos avaliação clínica, perfil antropométrico, análise laboratorial e ecocardiograma em 652 indivíduos previamente genotipados para polimorfismos da enzima de conversão da angiotensina e do angiotensinogênio. Analisamos massa ventricular esquerda indexada pela área de superfície corpórea e pela altura2,13. Classificamos o ventrículo esquerdo em padrões geométricos: padrão normal, remodelamento concêntrico, hipertrofia concêntrica e hipertrofia excêntrica. A função sistólica ventricular esquerda foi avaliada pela fração de ejeção medida ao modo unidimensional. A função diastólica foi analisada pelo fluxo mitral (onda E, onda A, relação E/A, tempo de desaceleração e tempo de relaxamento isovolumétrico) e pelo Doppler tecidual (velocidade miocárdica em região próxima ao anel mitral septal e lateral: ondas E e A e relação E/E). Resultados: A média de idade da população estudada foi 51 ± 10 anos sendo 59% dos participantes do sexo feminino e 20,8% obesos. Em nossa amostra, 47% dos indivíduos foram classificados como hipertensos. Não houve associação entre hipertensão arterial e os genótipos analisados. Após análise univariada, não encontramos associação entre os polimorfismos inserção/deleção da enzima de conversão da angiotensina e M235T do angiotensinogênio e índice de massa ventricular esquerda, padrões geométricos do ventrículo esquerdo, função sistólica avaliada pela fração de ejeção e os vários parâmetros de função diastólica analisados. / Introduction: Left ventricular hypertrophy is an important risk factor for cardiovascular morbidity and mortality. Its association with the reninangiotensin system genetic variants is controversial. Objectives: To assess the association between left ventricular mass, left ventricle systolic and diastolic functions, and polymorphisms of the insertion/deletion angiotensin converting enzyme and M235T angiotensinogen genes. Methods: Observational study in adults from Vitoria (Brazil) using the methodology of the Monica project of the World Health Organization. We performed clinical examination, anthropometric assessment, laboratory analysis and transthoracic echocargiography studies in 652 adults who were previously genotyped for polymorphisms of the angiotensin-converting enzyme and angiotensinogen. We measured left ventricular mass indexed to body surface area and height 2,13, left ventricular ejection fraction, and diastolic function using mitral flow and tissue Doppler. Left ventricle was classified into following geometric patterns: normal, concentric remodeling, concentric hypertrophy and eccentric hypertrophy. Left ventricular systolic function was assessed by ejection fraction by analysis of the M-mode echocardiogram. Diastolic function was assessed using mitral flow (E wave, A wave, E/A ratio, deceleration time and isovolumic relaxation time), and Doppler tissue imaging (mitral annulus velocity in septal and lateral region: E` and A` waves, and E/E`ratio). Results: Mean age of the studied population was 51±10 years; 59% of the subjects were women and 20,8% were obese. Forty seven percent of the individuals were classified as hypertensive. Hypertension was not associated with any of the studied genotypes. Univarate analysis showed no correlation between polymorphisms of the insertion/deletion angiotensin-converting enzyme and M235T angiotensinogen gene variants, left ventricular mass index, left ventricular geometric patterns, and systolic and diastolic functions. Taking together these data indicated no evidence for the association of ACE and angiotensinogen gene variants with cardiac mass and function assessed by echocardiography.

INTRODUÇÃO: Exercícios físicos são utilizados como terapia nãofarmacológica para o tratamento da hipertensão arterial e o treinamento físico (TF) por natação é reconhecido por produzir remodelamento cardíaco em animais experimentais. Entretanto, a ação vasodilatadora da adenosina (ado) resultante do exercício físico como prevenção e tratamento da hipertensão é pouco explorada. OBJETIVO: Avaliar remodelamento cardíaco e papel da adenosina na distribuição do fluxo sanguíneo para o miocárdio após treinamento físico em SHR. MÉTODO: 28 SHR machos babies e adultos foram submetidos ao TF aeróbio de natação, durante 10 semanas (5x/sem - 1h/dia). Foram utilizados protocolos de microesferas coloridas para avaliar fluxo sanguíneo, técnicas de morfologia para avaliar hipertrofia cardíaca e análises bioquímicas para verificar atividade de enzimas envolvidas na formação de adenosina. RESULTADOS: TF por natação atenuou a evolução da HA em SHR babies (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), promoveu bradicardia de repouso em SHR adultos (S: 340±4; T: 321±6 bpm) e desenvolveu HC nos dois grupos (TB: 12%; TA: 10%). Na condição basal, o TF aumentou o FS coronário em SHR babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/coração) e maior resposta vasodilatadora à infusão de adenosina foi observada (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/coração). Nesse grupo o TF promoveu maior atividade da enzima 5-nucleotidase, levando à maior formação de adenosina (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSÃO: O TF de natação, além de desenvolver HC e apresentar maior hidrólise de AMP, promoveu aumento no FS coronário, sendo mostrado que desempenha um importante papel na regulação da hipertensão / ABSTRACT: Exercise training (ET) has been used as non-pharmacological therapy for hypertension treatment and the swimming physical training is recognized for yield cardiac remodeling in experiments. However, little is known on the effects of adenosine (Ado) resulting from ET as hypertension prevention and treatment. OBJECTIVE: To evaluate cardiac remodeling and the role of adenosine in cardiac blood flow distribution (BF) to the myocardium after aerobic ET on SHR. METHODS: 28 male SHR, babies and adults, were submitted to swimming training protocol during 10 weeks (5 times a week 1 h a day). Colored micro spheres protocols were used to evaluate blood flow, morphological techniques were used to evaluate cardiac hypertrophy and biochemical analysis were performed to verify enzyme activity in the adenosine formation. RESULTS: ET attenuated the evolution of hypertension in babies SHR group (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), HR was lower in adults SHR (S: 340±4; T: 321±6 bpm) and CH increased in both groups (TB: 12%; TA: 10%). At basal condition, BF was increased in trained babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/heart) and higher vasodilatation response were observed due to adenosine infusion (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/heart). In this group, the ET promoted a higher 5- nucleotidase enzyme activity leading to a higher adenosine formation (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSION: The swimming training developed CH as well as increased adenosine formation, leading to higher coronary blood flow, being demonstrated its important role in hypertension regulation

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Orientador : Kleber Gomes Franchini / Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antunes_JoaoEustaquio_D.pdf: 5472161 bytes, checksum: d84f6389e6baf3e2959126f6345e6a14 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A compreensão de como a quinase de adesão focal (FAK) contribui para os processos de hipertrofia, insuficiência cardíaca e câncer são de grande interesse científico. Um dos nossos objetivos específicos é desenvolver inibidores desta tirosina quinase com vistas à sua aplicação terapêutica no tratamento de insuficiência cardíaca e câncer. Portanto, foi realizado planejamento racional e a síntese de inibidores farmacológicos para a FAK. Estudos computacionais de docking e farmacocinéticos permitiram selecionar 28 estruturas de quinazolina mais promissoras em relação à capacidade de inibir a FAK. Desta forma, economiza-se tempo e dinheiro para obter-se a síntese apenas de 6 das estruturas pré-selecionadas. Uma quinazolina denominada 4-BZLO foi sintetizada após o planejamento racional. Tal quinazolina foi capaz de inibir em 50% da atividade da FAK in vitro com aproximadamente 1nM. Os testes de pureza da síntese, absorção por via oral, melhor resultado em triagem em células que superexpressam a FAK e o melhor resultado para triagem em duas linhagens de célula leucêmicas e tumor sólido permitiram direcionar o 4- BZLO para ser o composto líder deste estudo. O composto 4-BZLO apresentou resultado promissor para experimentos com camundongos submetidos à coarctação da aorta, que induz hipertrofia cardíaca. Para avaliar se o tratamento preventivo seria eficiente para hipertrofia cardíaca, foi realizado experimento em animais tratados com 30mg/Kg/dia durante 30 dias. Após este período, foi realizada cirurgia de coarctação da aorta para induzir a hipertrofia cardíaca nos animais e os mesmos foram tratados por mais 30 dias. Parâmetros tais como: peso médio do ventrículo esquerdo sobre peso corpóreo de cada animal (LVW/BW), medida da espessura da parede do ventrículo esquerdo (LVWT) e parâmetros histológicos (diâmetro dos miócitos cardíacos) demonstrou que nos animais tratados houve regressão da hipertrofia comparada ao controle (animais sem tratamento). Outro estudo realizado no qual os animais foram tratados de maneira curativa, ou seja, o tratamento foi realizado somente após a coarctação da aorta demonstrou uma melhora no quadro de hipertrofia e função cardíaca. O modelo de fibrose cardíaca foi usado para avaliar se tratamento com 4-BZLO é capaz de reduzir a fibrose cardíaca nos animais. Os resultados obtidos demonstraram que os animais tratados com 4-BZLO por 30 dias apresentaram redução da acumulação de colágeno, que é um indicador de fibrose, em relação ao controle. Nosso laboratório desenvolveu camundongos transgênicos específicos para a FAK que desenvolve moderada hipertrofia cardíaca. Assim, tal modelo permitiu testar o tratamento com o 4-BZLO para hipertrofia cardíaca induzida pela FAK. Os animais transgênicos específicos para a FAK foram tratados com o composto líder e houve melhora dos parâmetros cardíacos. Os resultados obtidos permitiram concluir que a quinazolina denominada 4-BZLO é um bom candidato a fármaco como inibidor da FAK / Abstract: Understanding how the focal adhesion kinase (FAK) contributes to the processes of hypertrophy, heart failure and cancer are of great scientific interest. One of our goals is to develop specific inhibitors of this tyrosine kinase with potential therapeutic application in the treatment of heart failure and cancer. In this view, we used rational design to select a group of possible FAK inhibitors. Computational studies such as docking and pharmacokinetic studies allowed us to select 28 structures most likely to inhibit FAK. In this way, we saved up time and money in devising the synthesis of 6 pre-selected structures. Accordingly, quinazoline 4-BZLO was prepared and was able to inhibit the in vitro activity of FAK by 50% at a concentration of approximately 1nM. Several factors contributed to 4-BZLO being chosen as the lead compound in this study: 1) the degree of purity achieved during synthesis; 2) good oral bioavailability; 3) the best inhibition values in cells over expressing FAK in screening, 4) the best result against two leukemic cell lines and one solid tumor target. 4-BZLO showed promising results in experiments with mice subjected to aortic coarctation, which develops cardiac hypertrophy. To assess whether 4- BZLO would be effective for the preventive treatment of cardiac hypertrophy, an experiment was conducted in animals treated with 30 mg/kg/day for 30 days. After this period, an aortic coarctation was performed surgically in order to induce cardiac hypertrophy in animals, and these were further treated for 30 days. Parameters such as left ventricular weight per body weight ratio (LVW/BW), measurement of the left ventricle wall thickness (LVWT), and histological parameters, such as the diameter of cardiac myocytes in treated animals showed that there was a regression of hypertrophy, compared to untreated animals (control). A similar study, where treatment with 4-BZLO was performed only after aortic coarctation showed an improvement regarding hypertrophy and cardiac function. A cardiac fibrosis model was used and the results obtained demonstrated that animals treated with 4-BZLO for 30 days showed a reduction of collagen accumulation, which is an indicator of fibrosis, equal to the control group. Our laboratory has developed transgenic mice specific for FAK, which develop moderate cardiac hypertrophy. Consequently, this model allows us to test 4-BZLO for the treatment of FAK induced cardiac hypertrophy. The transgenic animals were treated with 4-BZLO, leading to an improvement of the cardiac parameters. These results showed that synthetic quinazoline 4-BZLO is a good drug candidate for the inhibition of the FAK enzyme / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia