<p>Mast cells (MCs) are increasingly recognized as powerful sentinel cells responsible for modulating the early immune responses to a wide range of infectious agents. This protective role is attributable in part to their preponderance at the host-environment interface and their innate capacity to rapidly release modulators of immune cell trafficking which promotes the early recruitment of pathogen-clearing immune cells from the blood. However, host-adapted pathogens had been a critical threat to human for a long time because they have evolved mechanisms directed at overcoming protective immunity. </p><p>In this work, we outline <italic>Salmonella enterica</italic> serovar Typhimurium has evolved a novel mechanism to inactivate peripheral MCs resulting in limited neutrophil responses at infection sites in early stage of infection. Because of the delay in bacterial clearance at the point of entry, <italic>Salmonella</italic> are able to multiply and rapidly disseminate to distal sites. Suppression of local MCs' degranulation restricted outflow of vascular contents into infection sites, thus facilitating bacterial spread. </p><p>We discover MC suppression is mediated by the Salmonella Protein Tyrosine Phosphatase (SptP), which shares structural homology with <italic>Yersinia</italic> YopH. Interestingly, SptP, not only shares homology with phosphatases found in MCs, they are also homologous to YopH an effector protein expressed by plague causing <italic>Yersinia pestis</italic>. We show that YopH had MC suppressing abilities as SptP suggesting that this activity is shared among some of the more virulent bacterial pathogens. The functionally relevant domain in SptP is its enzymatic site and that it works by dephosphorylating the vesicle fusion protein N-ethylmalemide-sensitive factor (NSF) and by blocking phosphorylation of Syk, which is located in downstream and upstream of tyrosine phosphorylation signaling pathway in MCs. </p><p>Without SptP, orally challenged <italic>S.</italic> Typhimurium failed to suppress MC degranulation and exhibited limited colonization of the mesenteric lymph nodes. Administration of SptP to sites of Escherichia coli infection markedly enhanced its virulence. Thus, SptP-mediated inactivation of local MCs is a powerful mechanism utilized by <italic>S.</italic> Typhimurium to impede early innate immunity. This finding provides a logical explanation for why previous attempts by others to demonstrate a protective role for MCs against <italic>Salmonella</italic> infections have resulted in equivocal results. </p><p>Taken together, this work highlights an overlooked virulence mechanism possessed by certain host adapted pathogens to avoid the host's innate immune system. Additionally, this innate immune-quelling property of SptP may hold future promise in tempering harmful inflammatory disorders in the body of an immune competent host.</p> / Dissertation

Les maladies allergiques sont en constante augmentation tant en prévalence qu’en gravité. Les éosinophiles sont fortement impliqués dans le dommage et le dysfonctionnement tissulaire et participent à l’entretien de l’inflammation allergique. Différentes cellules de l’immunité innée sont impliquées dans le contrôle de la réaction allergique. Parmi elles, les cellules NK, connues essentiellement pour leurs fonctions anti-tumorales et anti-microbiennes, pourraient réguler différents aspects de la réaction. Dans le sang périphérique de patients asthmatiques, les cellules NK présentent des capacités cytotoxiques accrues, ainsi qu’une prédominance de cellules NK2 comparativement à la prédominance de cellules NK1 chez les sujets non allergiques. Chez des patients atteints de dermatite atopique, le nombre et la cytotoxicité des cellules NK périphériques sont diminués, ainsi que leur capacité à produire de l’IFN-g. De plus, le dialogue entre les cellules NK et les cellules dendritiques est moins efficace chez le sujet asthmatique, menant ainsi à une capacité réduite de production d’IFN-g par les cellules NK. Dans des modèles murins d’inflammation pulmonaire, la déplétion en cellules NK par l’anti-NK1.1 ou l’anti-ASGM1 avant l’immunisation inhibe l’éosinophilie pulmonaire, l’infiltrat des LT CD3+ et l’augmentation des taux d’IL-4, IL-5 et IL-12 dans le LBA. Néanmoins, la déplétion avec l’anti-ASGM1 après l’établissement de l’inflammation éosinophilique retarde sa résolution, suggérant un rôle double des cellules NK dans l’inflammation allergique. Le recrutement et la fonction des cellules NK humaines dans l’allergie par le biais de l’analyse in vitro du rôle de CCL18 sur les cellules NK a été analysé. Cette chimiokine est préférentiellement produite au niveau du poumon et possède une double fonction dans la pathologie allergique puisqu’elle recrute les LTh2, mais également les LT reg et génère des DCs tolérogènes capables d’induire des LT reg, uniquement chez des donneurs non allergiques. Nous avons évalué la réponse des cellules NK de sujets allergiques vis-à-vis de CCL18 et l’avons comparée à celle de cellules NK provenant de sujets non allergiques. Nos travaux ont montré que CCL18 attire in vitro les cellules NK de sujets non allergiques et induit leur cytotoxicité, de façon dépendante des protéines G. Par contre, les cellules NK de sujets allergiques ne répondent pas au CCL18. La deuxième partie du travail s’est basée sur l’hypothèse d’un dialogue entre les cellules NK et les éosinophiles qui modifierait leurs fonctions respectives. Des cellules NK et des éosinophiles autologues ont été cocultivés pendant 3 et 12h, à différents ratios. Nous avons montré que les cellules NK activent directement les éosinophiles comme en témoignent l’augmentation de la libération de l’ECP, l’EDN, et de l’expression du CD63, du CD69 et la diminution de l’expression du CD62L sur les éosinophiles. De plus, les cellules NK induisent l’apoptose et la mortalité des éosinophiles dès la première heure de coculture. Cependant l’apoptose et la mortalité des cellules NK ne sont pas modifiées. La fixation des cellules NK empêche presque totalement l’activation et l’apoptose des éosinophiles, suggérant l’implication de molécules de surface et peut être de facteurs solubles. Les interactions entre molécules de surface restent à déterminer, et l’IFN-g et le TGF-β ne sont pas impliqués. Cependant, les voies de signalisation p38MAPkinase, ERK, JNK et PI3kinase interviennent dans l’activation des éosinophiles. La voie mitochondriale et ROS sont impliquées dans l’apoptose des éosinophiles induite par les cellules NK.En résumé, ces travaux ont permis de montrer que les cellules NK de sujets allergiques présentent un dysfonctionnement dans la réponse vis-à-vis de CCL18 comparativement aux sujets non-allergiques. De plus, nos résultats suggèrent que les cellules NK pourraient réguler l’inflammation à éosinophiles en induisant leur activation et/ou leur apoptose. / Allergic diseases are steadily increasing both in prevalence and severity. Known physiopathological mechanisms involve the induction of a Th2 response by dendritic cells, leading to IgE production and inflammation, in particular linked to the recruitment of eosinophils. Eosinophils are heavily involved in injury and tissue dysfunction and contribute to the maintenance of inflammation. Different cells of innate immunity were shown to be involved in the control of allergic reaction. Among them, (NK) cells, primarily known for their anti-tumor and anti-microbial functions, may regulate different aspects of allergic reaction as suggested by studies in humans or mice. In the peripheral blood of patients with asthma, NK cells exhibit increased cytotoxic capacity, and a predominance of NK2 cells compared to the prevalence of NK1 cells in non-allergic subjects. In patients with atopic dermatitis, the number and cytotoxicity of peripheral NK cells are reduced, as well as their ability to produce IFN-g. Moreover, the dialogue between NK cells and dendritic cells is less effective in asthmatic patients, leading to a reduced capacity of IFN-g production by NK cells. In murine models of pulmonary inflammation, depletion of NK cells by anti-NK1.1 or anti-ASGM1 before immunization inhibits pulmonary eosinophilia, the infiltration of CD3+ T cells and increased levels of IL-4, IL-5 and IL-12 in the bronchoalveolar lavage. However, depletion with anti-ASGM1 after the establishment of eosinophilic inflammation delays its resolution, suggesting a dual role of NK cells in allergic inflammation.We studied the recruitment and function of human NK cells in allergy through in vitro analysis of the role of CCL18 on NK cells. This chemokine is preferentially produced in the lungs and has a dual role in allergic diseases since it recruits Th2 cells but also regulatory T cells and generates tolerogenic DCs capable of inducing regulatory T cells only from non-allergic donors. We evaluated the response of NK cells in allergic subjects towards CCL18 and compared it to that of NK cells from non-allergic donors. We showed that CCL18 attracts NK cells from non-allergic subjects and induces their cytotoxicity in a G protein dependent pathway. However, NK cells from allergic subjects did not respond to CCL18. This chemokine has no effect on the proliferation of NK cells, but may negatively regulate IFN-g production.The second part of the thesis is based on the hypothesis of a dialogue between NK cells and eosinophils which would modify their respective functions. NK cells and autologous eosinophils were cocultured during 3 and 12 hours, at different ratios. We showed that NK cells directly activate eosinophils as evidenced by the increased release of ECP, eosinophil derived neurotoxin EDN, and the expression of CD63, CD69, and reduced expression of CD62L on living eosinophils. In addition, coculture with NK cells induced apoptosis and mortality of eosinophils in the first hours of coculture. However, apoptosis and death of NK cells were not changed. Fixation of NK cells prevented almost completely the activation and apoptosis of eosinophils, suggesting the involvement of surface molecules, however soluble factors cannot be excluded. These interactions require cell contact, but the molecules involved remain to be determined. Concerning soluble factors, IFN-g and TGF-β are not involved in these mechanisms. However, the signaling pathways p38MAPkinase, ERK, JNK and PI3-kinase are involved in eosinophils activation. Concerning eosinophil apoptosis induced by NK cells, the mitochondrial pathway is more involved than the caspase pathway.In summary, our studies show that NK cells from allergic patients exhibit a defect in their response towards CCL18 compared to non-allergic subjects. In addition, these results suggest that NK cells may regulate eosinophilic inflammation by inducing their activation and / or apoptosis.

A galectina-1 (Gal-1) pertence à uma família de proteínas ligantes de ?-galactosídeos e participa de vários processos biológicos, tais como a modulação da resposta inflamatória. Os mastócitos desempenham um importante papel em eventos inflamatórios e alérgicos. Entretanto, o impacto da Gal-1 na biologia dos mastócitos é pouco conhecido. Neste trabalho, foram analisados os aspectos morfológicos e funcionais de células RBL-2H3 tratadas com Gal-1. Além disso, foi investigado o efeito da ausência de Gal-1 endógena sobre a desgranulação in vivo. A avaliação da interação de Gal-1Texas-Red com células RBL-2H3, por citometria de fluxo, indicou que esta lectina ligou-se às superfícies dessas células de modo dose-dependente. A Gal-1 foi capaz de promover a exposição de fosfatidilserina (FS, um marcador de apoptose) nas superfícies dessas células por meio de reconhecimento de carboidratos. Entretanto, as células RBL-2H3 tratadas com Gal-1 não apresentaram apoptose e/ou necrose, como indicado pelos resultados obtidos dos ensaios de TUNEL, DNA laddering, hipodiploidia, citotoxicidade e microscopia eletrônica de transmissão. As análises de microscopia eletrônica de varredura e Differential Interference Contrast (DIC) de células tratadas com Gal-1 (10 µM-1 hora) indicaram que essa lectina induziu ondulações apenas nas porções apicais das membranas plasmáticas de células RBL-2H3. Além disso, a Gal-1 modulou negativamente a formação de ondulações nas superfícies de células RBL-2H3 estimuladas via Fc?RI. A distribuição de componentes de Lipid Rafts relacionados ao processo de ativação celular via Fc?RI (Lyn, LAT e GD1b) foi modificada pelo tratamento dessas células com Gal-1 (10 µM), por 1 hora. As células RBL-2H3 tratadas com Gal-1(10µM-45 minutos) apresentaram níveis de liberação da enzima ?-hexosaminidase (?-HEX) semelhantes ao do controle negativo, sugerindo que essa lectina não promove a desgranulação de células RBL-2H3. Por outro lado, a Gal-1 inibiu a desgranulação de células RBL-2H3 ativadas via Fc?RI. O valor máximo de inibição (80%) da liberação de ?-HEX foi atingido quando as células foram tratadas com 10 µM de Gal-1 por 24 horas. Este efeito inibitório não foi detectado quando as células foram tratadas com Gal-1 na presença de ?-D-Tiogalactopiranosídeo (TDG), quando estimuladas com ionóforo de cálcio ou tratadas com a forma monomérica da Gal-1. Os dados de microscopia confocal mostraram que os grânulos secretórios de células submetidas ao procedimento de estimulação via Fc?RI, foram fracamente marcados com o anticorpo AD1 e apresentaram uma distribuição citoplasmática difusa. Entretanto, células tratadas com Gal-1 (10 µM - 24 horas) e estimuladas via Fc?RI foram intensamente marcadas com anticorpo AD1 e mostraram um padrão perinuclear, como detectado em células não estimuladas. De modo interessante, camundongos deficientes para o gene de Gal-1 quando submetidos ao ensaio de anafilaxia passiva cutânea (PCA) apresentaram uma reação significativamente maior que os animais selvagens. Com base no conjunto de resultados obtidos sugere-se que a Gal-1 pode participar da homeostase de mastóctios sem provocar apoptose e/ou necrose dessas células. Além disso, a Gal-1 pode modular o processo de exocitose de mastócitos por meio das propriedades lectínica e de dimerização dessa proteína e esse efeito modulatório parece estar associado a eventos de sinalização celular anteriores ao influxo de cálcio. / Galectin-1 (Gal-1) belongs to a family of ?-galactoside-binding proteins and is involved in several biological processes, including modulation of the inflammatory response. Mast cells play a critical role in allergic and inflammatory events, however, little is known about the impact of Gal-1 on mast cell biology. In this study, we examined the role of Gal-1 in mast cell function using RBL-2H3 (Rat Basophilic Leukemia) and galectin-1 deficient mice. We report that Gal-1 recognized glycoconjugates on mast cells and this interaction promotes phosphatidylserine (PS) exposure in the absence of cell death or apoptosis. Morphological analysis of Gal-1-treated RBL-2H3 cells, by scanning electron microscopy and Differential Interference Contrast (DIC), indicated that Gal-1 induces modifications on cell membranes and modulation of ruffles formation on cell surface of stimulated RBL-2H3 cells. Interesting, Gal-1 treatment of RBL-2H3 cells, with or without stimulation, promotes alterations in the distribution of the components (Lyn, LAT and GD1b) of Lipid Rafts. Gal-1 did not promote degranulation on RBL-2H3 with or without prior sensitization with IgE. However, Gal-1 treatment inhibits the cell degranulation mediated by via Fc?RI and this effect was time and dose-dependent. Also, this inhibition was related to carbohydrate recognition domain and required Gal-1 dimerization. Importantly, confocal microscopy analysis showed that Gal-1 was distributed in cytoplasm close to secretory granules stained AD-1 antibody on RBL-2H3 with or without prior stimulation with Fc?RI. In addition, we found significantly increased passive cutaneous anaphylaxis reaction in Gal-1 deficient mice. The results demonstrated that Gal-1 may participate of homeostasis and exocytose in mast cells suggesting that Gal-1 can have important role in allergic and inflammatory process.

Os problemas decorrentes de doenças alérgicas é tema em destaque atualmente devido ao aumento de pessoas que vêm apresentando sintomas e sofrendo as consequências de mudanças aceleradas nos costumes da nossa sociedade. Apesar das diversas terapias oferecidas, pacientes alérgicos ainda sofrem com efeitos colaterais decorrentes do uso de medicamentos anti-alérgicos. Assim, a busca por novas alternativas que possam amenizar os sintomas alérgicos torna-se relevante. As substâncias naturais tem sido alvo de intensa investigação devido às propriedades farmacológicas no tratamento de diversas doenças incluindo as alérgicas. Neste contexto, este trabalho foi focado no extrato Vimang e seu componente majoritário, a mangiferina (Mgf), que tem apresentado atividades biológicas diversas. Sabendo-se que a atividade biológica de um extrato pode ser potencializada pelo sinergismo entre seus componentes, foi avaliado o efeito sinérgico de substâncias isoladas do Vimang, tais como mangiferina, quercetina, catequina, ácido gálico e benzóico. Esses componentes foram combinados e as misturas avaliadas quanto à capacidade em inibir a desgranulação mastocitária. O Vimang, a quercetina e mangiferina inibem a desgranulação mastócitária enquanto catequina, ácido gálico e benzóico não são ativos; e porisso, não foram incluídos na determinação do isobolograma de aditividade, adotado no estudo de sinergismo. O isobolograma de aditividade mostra sinergismo para as concentrações de mangiferina iguais a 5, 10, 20 e 40 ?M e quercetina iguais a 0,2, 1 e 1,6 ?M; e mostra antagonismo para mangiferina 80 ?M e quercetina 0,4 e 0,8 ?M. Tais resultados sugerem que altas concentrações de mangiferina atrapalham a interação sinérgica entre estas substâncias e altas concentrações de quercetina exercem um efeito contrário, ou seja, favorecem o sinergismo entre quercetina e mangiferina. A baixa solubilidade de flavonóides em meio fisiológico levou ao estudo da interação da Mgf com lipossomos de Dimiristoil-L-?-Fosfatidilcolina (DMPC) para aplicação nos ensaios biológicos. A Interação da Mgf com lipossomos de DMPC, bem como a estabilidade lipossomal, foram avaliadas quanto aos efeitos de pH, força iônica e presença de colesterol. O pH influencia a eficiência de incorporação (EI) da Mgf que é maior em pHs ácidos. Em soluções de pH ácido ou fisiológico há aumento de tamanho do lipossomo na presença de Mgf, o que reforça a hipótese de interação desta com a bicamada lipídica. O aumento da força iônica, na ausência de Mgf, diminui a estabilidade do lipossomo. Na ausência de sal, a Mgf favorece a formação de agregados e diminui a estabilidade dos lipossomos e na presença de sal, a Mgf previne a agregação e estabiliza os agregados lipossomais. A EI da Mgf nos lipossomos de DMPC preparados pelo método da injeção etanólica, em pH fisiológico, foram ao redor de 13%. A tentativa de otimizar a EI foi realizada pela adição de colesterol em diferentes proporções lipídio:colesterol. Um aumento de 13% para 17% foi observado para a proporção DMPC:colesterol (9:1). A Mgf livre inibe a desgranulação dos mastócitos de forma concentração-dependente; mas a presença de lipossomos, preparados pelo método da injeção etanólica não altera significativamente esse perfil. A EI da mangiferina em lipossomos de DMPC:colesterol (9:1), preparados pelo método do filme lipídico, foi igual a 45%. Os resultados de potencial antialérgico, para este caso, mostraram que os lipossomos de DMPC favorecem o potencial antialérgico da Mgf em concentrações acima de 25 ?M. Esses resultados abrem perspectivas na busca de sistemas lipossomais mais estáveis e que possam ser aplicados em ensaios biológicos in vitro e in vivo. / The problems due to allergic diseases are currently a highlighted topic due to the increase of people who are showing symptoms and suffering the consequences of rapid changes in the habits of our society. Despite various therapies offered, allergic patients still suffer side effects from the use of anti-allergic drugs. Thus, the search for new alternatives that can alleviate the allergic symptoms becomes relevant. Natural substances have been the subject of intense research due to the pharmacological properties in the treatment of several diseases, including allergic ones. In this context, this work was focused on Vimang extract and its major component, the mangiferin (Mgf), which has shown several biological activities. Given that the biological activity of an extract can be enhanced by the synergism between its components, the synergistic effect of compounds isolated from Vimang such as mangiferin, quercetin, catechin, gallic acid and benzoic acid was evaluated. These components were combined and the mixtures tested for their ability to inhibit mast cell degranulation. The Vimang, quercetin and mangiferin inhibit mast cell degranulation while catechin, gallic acid and benzoic acid are not active and for that reason they were not included in the determination of the isobologram adopted in the synergism study. The isobologram of additivity shows synergism for the concentration of mangiferin equal to 5, 10, 20 and 40 ?M and quercetin equal 0.2, 1 and 1.6 ?M, and shows antagonism for mangiferin 80 ?M and quercetin 0.4 and 0.8 ?M. The low solubility of flavonoids in physiological medium led to the study of the interaction of Mgf with liposomes of L-?-dimyristoyl-phosphatidylcholine (DMPC) for application in biological assays. The interaction of Mgf with DMPC liposomes as well as the liposomal stability was evaluated considering the effects of pH, ionic strength and cholesterol presence. The pH influences the incorporation efficiency (IE) of mangiferin, which is higher in acidic pHs. In solutions of acidic or physiological pH, the liposome size increases in the presence of Mgf, which reinforces the hypothesis of interaction of Mgf with the lipid bilayer. The increased ionic strength in the absence of Mgf decreases the stability of the liposome. In the absence of salt, Mgf favors the formation of aggregates and decreases the stability of the liposomes. When in presence of salt, Mgf prevents the aggregation and stabilizes the liposomal aggregates. The IE of mangiferin in DMPC prepared by the ethanol injection method, at physiological pH, were around 13%. The attempt to optimize the IE was performed by the addition of cholesterol in different proportions lipid:cholesterol. An increase from 13% to 17% was observed for the proportion of DMPC:cholesterol (9:1). Free mangiferin inhibits mast cells degranulation in a dose-dependent manner, but the presence of liposomes prepared by the ethanol injection method does not significantly change this profile. The IE of mangiferin in liposomes of DMPC:cholesterol (9:1), prepared by the method of lipidic film was equal to 45%.The results of antiallergic potential in this case show that DMPC liposomes favor the mangiferin antiallergic potential at concentrations above 25 mM. These results open perspectives in the search for more stable liposomal systems and can be applied to biological assays in vitro and in vivo.

Os neutrófilos são células fagocíticas do sistema imune inato com mecanismos especializados de digestão de patógenos, complexos imune e detritos celulares, que são mediados principalmente por espécies reativas de oxigênio (EROs) e enzimas proteolíticas. Entretanto, a ativação maciça de neutrófilos leva a uma liberação exacerbada de enzimas e EROs para o meio extracelular, o que pode ultrapassar a capacidade de defesa tecidual, composta por antioxidantes e antiproteinases, e lesar o tecido, bem como amplificar o processo inflamatório observado em algumas doenças inflamatórias, autoimunes e infecciosas. O envolvimento de neutrófilos na fisiopatologia de tais doenças tem atraído o interesse na pesquisa de novas substâncias com propriedades antioxidantes e imunomodulatórias. Neste trabalho, foi avaliado o efeito modulatório de onze derivados de cumarinas hidroxiladas e acetoxiladas sobre duas funções efetoras de neutrófilos humanos (produção de EROs e desgranulação), bem como a citotoxicidade dessas substâncias. Além disso, a relação estrutura-atividade foi analisada. Para tais investigações, o sangue venoso foi coletado de voluntários saudáveis e os neutrófilos foram isolados pelo método da gelatina. O metabolismo oxidativo dos neutrófilos foi desencadeado por zimosan opsonizado com soro humano normal (ZIops) ou forbol-12-miristato-13-acetato (PMA), e a resposta celular foi avaliada pelos ensaios de quimioluminescência dependente de lucigenina (QLluc) ou de luminol (QLlum). Para a realização desses ensaios, foram padronizadas as seguintes condições experimentais: concentração das sondas luminol e lucigenina; concentração do solvente dimetilsulfóxido; tempo de leitura da QLuc e QLlum. Posteriormente, a atividade antioxidante das cumarinas frente ao radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) foi avaliada espectrofotometricamente em 510 nm. Além disso, foi avaliado o efeito das cumarinas na desgranulação dos neutrófilos induzida por n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP), utilizando-se a enzima elastase como marcador, bem como o efeito dessas substâncias na atividade da elastase liberada pelos neutrófilos. Ambos os ensaios foram realizados através da quantificação de p-nitroanilina liberada após a quebra de um substrato específico para essa enzima, em 405 nm. A toxicidade das cumarinas sobre os neutrófilos foi avaliada pela exclusão do azul de tripan e pela medida da liberação de lactato desidrogenase. Observou-se que, tanto para as células estimuladas por ZIops quanto por PMA: (i) a maioria das cumarinas inibiu a QLluc e a QLlum de maneira dependente da concentração, sendo que as mais ativas (C, D) possuíam grupos orto-diidroxi; (ii) quatro cumarinas (A, B, F, G) inibiram a QLluc, mas aumentaram a QLlum; (iii) a cumarina não-substituída (K) não teve efeito modulatório significativo sobre a QLlum ou QLluc; (iv) ordem de efeito inibitório das demais substâncias (E, H, I, J) foi dependente do número e posição dos grupos substituintes, bem como do tipo de sonda quimioluminescente (luminol ou lucigenina) e do estímulo utilizado. Verificou-se também que três cumarinas (C, D, H) tiveram atividade antioxidante significante frente ao radical livre DPPH. Além disso, quatro das substâncias avaliadas (A, B, E, G) inibiram a desgranulação dos neutrófilos, mas nenhuma delas (A - K) interferiu na atividade da elastase. A análise do conjunto de resultados obtidos sugere que o número e posição dos grupos hidroxil e acetil no esqueleto cumarínico foram importantes para a modulação do metabolismo oxidativo de neutrófilos humanos, sendo que, dependendo do tipo de EROs medida, tais características estruturais podem levar a um efeito anti- ou pró-oxidante. Além disso, o efeito modulatório das cumarinas sobre as funções efetoras dos neutrófilos foi dependente o tipo de estímulo utilizado, e não foi mediado pela toxicidade dessas substâncias, nas condições ensaiadas. Sendo assim, os resultados obtidos podem auxiliar no entendimento dos requisitos estruturais das cumarinas necessários para uma modulação eficiente das funções efetoras dos neutrófilos envolvidas em doenças inflamatórias. / Neutrophils are phagocytic cells from the innate immune system with highly developed mechanisms for intracellular digestion of pathogens, immune complexes and cell debris, which are mainly mediated by reactive oxygen species (EROs) and proteolytic enzymes. However, massive neutrophil activation lead to release of large amounts of enzymes and EROs to the extracellular milieu, that may overpower the tissue defense systems, composed of antioxidants and antiproteinases, and damage the tissue, as well as contribute to the amplification of the inflammatory process found in some inflammatory, autoimmune and infectious diseases. The involvement of neutrophils in the physiopathology of such diseases has attracted the interest in the search of new compounds with antioxidant and immunomodulatory properties. In this work, we evaluated the modulatory effect of eleven hydroxylated and acetoxylated coumarin derivatives in two effector functions of human neutrophils (EROs production and degranulation) as well as the cytotoxic effects of these compounds. In addition, the structure-activity relationship was analyzed. Venous blood was collected from healthy volunteers and neutrophils were isolated by the gelatin method to perform our experiments. The neutrophil oxidative metabolism was triggered by normal human serum-opsonized zymosan (ZIops) or phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA), and the cellular response was evaluated by the lucigenin (QLluc)- or luminol (QLlum)-amplified chemiluminescence assays. In order to conduct this study, the following experimental conditions had to be established: concentration of the chemiluminescence probes luminol and lucigenin; concentration of the solvent dimethylsulfoxide; the QLluc and QLlum reaction time. Afterwards, the antioxidant activity against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH) was evaluated spectrophotometrically at 510 nm. Moreover, the effect of coumarins in the n-formyl-metionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP)-induced neutrophil degranulation was evaluated by using elastase as marker, and the effect of these compounds in the elastase activity were also evaluated. Both assays were performed by measuring the elastase-mediated p-nitroaniline release from a specific substrate (405 nm). Toxicity of coumarins to the neutrophils was evaluated by trypan blue exclusion and measurement of lactate dehydrogenase release. Considering both, ZIops and PMA-stimulated neutrophils, we observed that: (i) most of coumarins inhibited the QLluc and the QLlum in a concentration-dependent manner, being the orto-dihydroxylated (C, D) the most active ones; (ii) four coumarins (A, B, F, G) inhibited the QLluc but increased the QLlum; (iii) the unsubstituted coumarin (K) had no significant modulatory effect on QLlum or QLluc; (iv) the rank order of inhibitory effect among the other compounds (E, H, I, J) was dependent on the number and position of substituents, as well as the type of chemiluminescent probe (luminol or lucigenin) and stimulus used. In addition, we observed that three coumarins (C, D, H) had a significant antioxidant activity against DPPH, and four compounds (A, B, E, G) inhibited the neutrophil degranulation, but none of the tested coumarins (A - K) interfered in the elastase activity. Taken together, our results suggest that the number and position of the hydroxyl and acetyl groups in the coumarin moiety were important to modulate the human neutrophil oxidative metabolism. Depending on the type of EROs measured, such structural features can lead to an anti- or pro-oxidant effect. Furthermore, the modulatory effect of coumarins on the neutrophil effector functions was dependent on the type of stimulus used, but it was not mediated by toxicity of these compounds to the neutrophils, under the assessed conditions. Therefore, the results described herein may be helpful to understand the structural requirements of coumarins to reach an efficient modulation of the neutrophil effector functions involved in inflammatory diseases.

As doenças alérgicas alcançaram proporções mundialmente epidêmicas. A ativação de receptores para IgE, Fc RI, em mastócitos, é o mecanismo chave para a iniciação e propagação das respostas patofisiológicas dos processos alérgicos. Após a interação destas células com um alérgeno, há a ativação de uma cascata de eventos de sinalização, a qual resulta na secreção de mediadores alérgicos pré-formados, através de um processo regulado de exocitose, além da síntese e secreção de mediadores lipídicos e citocinas. Desta forma, a inibição da responsividade dos mastócitos, quando ativados por um alérgeno, representa uma via importante para o desenvolvimento de novos candidatos a fármacos com indicação antialérgica. Neste sentido, este trabalho buscou, num primeiro momento, contribuir com a compreensão dos papéis desempenhados por um glicerofosfolipídeo de membrana, fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PtdIns(4,5)P2), em eventos de sinalização em mastócitos, mediados por IgE. Este trabalho permitiu destacar a importância de PtdIns(4,5)P2 como um regulador chave das respostas de Ca2+ e das alterações de morfologia de mastócitos estimulados por um alérgeno. Foi observado ainda que níveis reduzidos de PtdIns(4,5)P2 determinaram a inibição do processo de endocitose de receptores Fc RI ativados, um evento crucial para a redução da transdução de sinais. Estes resultados não somente trazem um ganho de conhecimento acerca dos detalhes que orquestram os eventos de sinalização em mastócitos estimulados por um alérgeno, como também apontam que a regulação dos níveis de PtdIns(4,5)P2 pode certamente ser apontada como alvo para o desenvolvimento de novas moléculas inibidoras da ativação mastocitária. A segunda etapa deste trabalho teve como objetivo avaliar o potencial inibitório de alguns compostos de origem natural e sintética sobre a degranulação de mastócitos, evento em que mediadores alérgicos, como a histamina, são secretados, em resposta ao estímulo celular. Inicialmente, avaliou-se o efeito inibitório de um conjunto de arilcumarinas sintéticas, estruturalmente relacionadas, sobre a degranulação. Um número significativo de moléculas foram ativas e, dentre elas, algumas substituições junto à estrutura do anel 3-fenilcumarínico, como as hidroxilações das posições 6, 2\'e 5\', puderam ser identificadas como importantes para o potencial bioativo. Finalmente, o trabalho apresentou uma molécula de origem natural, como um potente inibidor da degranulação de mastócitos e da secreção de citocinas. Trata-se da piridovericina, um metabólito secundário, isolado do fungo entomopatogênico Beauveria bassiana. Dessa forma, tanto as cumarinas, como a piridovericina podem ser apontadas como compostos de partida de grande potencial para o desenvolvimento de novos fármacos anti-alérgicos. / Allergic diseases have approached epidemic proportions worldwide. The activation of IgE receptors, Fc RI, from mast cells, is the key event for the initiation and propagation of pathophysiological responses involved in the allergic processes. The interaction between mast cells and allergens triggers a signaling cascade, which results in secretion of pre-formed allergic mediators, through regulated exocytosis, in addition to the synthesis and secretion of lipid mediators and cytokines. In this way, the inhibition of mast cell responsiveness, upon allergen stimulation, represents an important pathway for the development of new antiallergic drug candidates. Thus, the present work tried, firstly, to gain better insight of the roles played by phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PtdIns(4,5)P2) during IgE-mediated mast cell signaling. This work highlighted the importance of PtdIns(4,5)P2 as a key regulator of Ca2+ responses and mast cell morphological alteration, when activated by an allergen. It was observed that reduced levels of PtdIns(4,5)P2 determined the inhibition of activated Fc RI endocytosis, a crucial event for signal transduction termination. Those results not only improve the actual knowledge in mast cell signaling but also point out the regulation of PtsIns(4,5)P2 levels as a target to be pursued during the development of new inhibitors of mast cell activation. The second part of this work aimed to evaluate the capacity of both synthetic and natural compounds to inhibit mast cell degranulation, characterized by the release of granule-contained allergic mediators, such as histamine, upon cell stimulation. Initially, the inhibitory effect of a set of structurally related synthetic arylcoumarins was evaluated. A significant number of molecules were active, and a few substitutions within such molecules could be pointed as important for the biological activity, such as the hydroxylation of carbons 6, 2\' e 5\' of the 3-phenylcoumarin ring. Lastly, this work presents a natural compound as a potent inhibitor of mast cell degranulation and cytokine secretion. The refered compound is pyridovericin, a secondary metabolite isolated from the entomophatogenic fungus Beauveria bassiana. Therefore, both the coumarin derivatives and pyridovericin can be regarded as lead compounds for the development of new anti-allergic drugs.

A galectina-1 (Gal-1) pertence à uma família de proteínas ligantes de ?-galactosídeos e participa de vários processos biológicos, tais como a modulação da resposta inflamatória. Os mastócitos desempenham um importante papel em eventos inflamatórios e alérgicos. Entretanto, o impacto da Gal-1 na biologia dos mastócitos é pouco conhecido. Neste trabalho, foram analisados os aspectos morfológicos e funcionais de células RBL-2H3 tratadas com Gal-1. Além disso, foi investigado o efeito da ausência de Gal-1 endógena sobre a desgranulação in vivo. A avaliação da interação de Gal-1Texas-Red com células RBL-2H3, por citometria de fluxo, indicou que esta lectina ligou-se às superfícies dessas células de modo dose-dependente. A Gal-1 foi capaz de promover a exposição de fosfatidilserina (FS, um marcador de apoptose) nas superfícies dessas células por meio de reconhecimento de carboidratos. Entretanto, as células RBL-2H3 tratadas com Gal-1 não apresentaram apoptose e/ou necrose, como indicado pelos resultados obtidos dos ensaios de TUNEL, DNA laddering, hipodiploidia, citotoxicidade e microscopia eletrônica de transmissão. As análises de microscopia eletrônica de varredura e Differential Interference Contrast (DIC) de células tratadas com Gal-1 (10 µM-1 hora) indicaram que essa lectina induziu ondulações apenas nas porções apicais das membranas plasmáticas de células RBL-2H3. Além disso, a Gal-1 modulou negativamente a formação de ondulações nas superfícies de células RBL-2H3 estimuladas via Fc?RI. A distribuição de componentes de Lipid Rafts relacionados ao processo de ativação celular via Fc?RI (Lyn, LAT e GD1b) foi modificada pelo tratamento dessas células com Gal-1 (10 µM), por 1 hora. As células RBL-2H3 tratadas com Gal-1(10µM-45 minutos) apresentaram níveis de liberação da enzima ?-hexosaminidase (?-HEX) semelhantes ao do controle negativo, sugerindo que essa lectina não promove a desgranulação de células RBL-2H3. Por outro lado, a Gal-1 inibiu a desgranulação de células RBL-2H3 ativadas via Fc?RI. O valor máximo de inibição (80%) da liberação de ?-HEX foi atingido quando as células foram tratadas com 10 µM de Gal-1 por 24 horas. Este efeito inibitório não foi detectado quando as células foram tratadas com Gal-1 na presença de ?-D-Tiogalactopiranosídeo (TDG), quando estimuladas com ionóforo de cálcio ou tratadas com a forma monomérica da Gal-1. Os dados de microscopia confocal mostraram que os grânulos secretórios de células submetidas ao procedimento de estimulação via Fc?RI, foram fracamente marcados com o anticorpo AD1 e apresentaram uma distribuição citoplasmática difusa. Entretanto, células tratadas com Gal-1 (10 µM - 24 horas) e estimuladas via Fc?RI foram intensamente marcadas com anticorpo AD1 e mostraram um padrão perinuclear, como detectado em células não estimuladas. De modo interessante, camundongos deficientes para o gene de Gal-1 quando submetidos ao ensaio de anafilaxia passiva cutânea (PCA) apresentaram uma reação significativamente maior que os animais selvagens. Com base no conjunto de resultados obtidos sugere-se que a Gal-1 pode participar da homeostase de mastóctios sem provocar apoptose e/ou necrose dessas células. Além disso, a Gal-1 pode modular o processo de exocitose de mastócitos por meio das propriedades lectínica e de dimerização dessa proteína e esse efeito modulatório parece estar associado a eventos de sinalização celular anteriores ao influxo de cálcio. / Galectin-1 (Gal-1) belongs to a family of ?-galactoside-binding proteins and is involved in several biological processes, including modulation of the inflammatory response. Mast cells play a critical role in allergic and inflammatory events, however, little is known about the impact of Gal-1 on mast cell biology. In this study, we examined the role of Gal-1 in mast cell function using RBL-2H3 (Rat Basophilic Leukemia) and galectin-1 deficient mice. We report that Gal-1 recognized glycoconjugates on mast cells and this interaction promotes phosphatidylserine (PS) exposure in the absence of cell death or apoptosis. Morphological analysis of Gal-1-treated RBL-2H3 cells, by scanning electron microscopy and Differential Interference Contrast (DIC), indicated that Gal-1 induces modifications on cell membranes and modulation of ruffles formation on cell surface of stimulated RBL-2H3 cells. Interesting, Gal-1 treatment of RBL-2H3 cells, with or without stimulation, promotes alterations in the distribution of the components (Lyn, LAT and GD1b) of Lipid Rafts. Gal-1 did not promote degranulation on RBL-2H3 with or without prior sensitization with IgE. However, Gal-1 treatment inhibits the cell degranulation mediated by via Fc?RI and this effect was time and dose-dependent. Also, this inhibition was related to carbohydrate recognition domain and required Gal-1 dimerization. Importantly, confocal microscopy analysis showed that Gal-1 was distributed in cytoplasm close to secretory granules stained AD-1 antibody on RBL-2H3 with or without prior stimulation with Fc?RI. In addition, we found significantly increased passive cutaneous anaphylaxis reaction in Gal-1 deficient mice. The results demonstrated that Gal-1 may participate of homeostasis and exocytose in mast cells suggesting that Gal-1 can have important role in allergic and inflammatory process.

Os neutrófilos são células fagocíticas do sistema imune inato com mecanismos especializados de digestão de patógenos, complexos imune e detritos celulares, que são mediados principalmente por espécies reativas de oxigênio (EROs) e enzimas proteolíticas. Entretanto, a ativação maciça de neutrófilos leva a uma liberação exacerbada de enzimas e EROs para o meio extracelular, o que pode ultrapassar a capacidade de defesa tecidual, composta por antioxidantes e antiproteinases, e lesar o tecido, bem como amplificar o processo inflamatório observado em algumas doenças inflamatórias, autoimunes e infecciosas. O envolvimento de neutrófilos na fisiopatologia de tais doenças tem atraído o interesse na pesquisa de novas substâncias com propriedades antioxidantes e imunomodulatórias. Neste trabalho, foi avaliado o efeito modulatório de onze derivados de cumarinas hidroxiladas e acetoxiladas sobre duas funções efetoras de neutrófilos humanos (produção de EROs e desgranulação), bem como a citotoxicidade dessas substâncias. Além disso, a relação estrutura-atividade foi analisada. Para tais investigações, o sangue venoso foi coletado de voluntários saudáveis e os neutrófilos foram isolados pelo método da gelatina. O metabolismo oxidativo dos neutrófilos foi desencadeado por zimosan opsonizado com soro humano normal (ZIops) ou forbol-12-miristato-13-acetato (PMA), e a resposta celular foi avaliada pelos ensaios de quimioluminescência dependente de lucigenina (QLluc) ou de luminol (QLlum). Para a realização desses ensaios, foram padronizadas as seguintes condições experimentais: concentração das sondas luminol e lucigenina; concentração do solvente dimetilsulfóxido; tempo de leitura da QLuc e QLlum. Posteriormente, a atividade antioxidante das cumarinas frente ao radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) foi avaliada espectrofotometricamente em 510 nm. Além disso, foi avaliado o efeito das cumarinas na desgranulação dos neutrófilos induzida por n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP), utilizando-se a enzima elastase como marcador, bem como o efeito dessas substâncias na atividade da elastase liberada pelos neutrófilos. Ambos os ensaios foram realizados através da quantificação de p-nitroanilina liberada após a quebra de um substrato específico para essa enzima, em 405 nm. A toxicidade das cumarinas sobre os neutrófilos foi avaliada pela exclusão do azul de tripan e pela medida da liberação de lactato desidrogenase. Observou-se que, tanto para as células estimuladas por ZIops quanto por PMA: (i) a maioria das cumarinas inibiu a QLluc e a QLlum de maneira dependente da concentração, sendo que as mais ativas (C, D) possuíam grupos orto-diidroxi; (ii) quatro cumarinas (A, B, F, G) inibiram a QLluc, mas aumentaram a QLlum; (iii) a cumarina não-substituída (K) não teve efeito modulatório significativo sobre a QLlum ou QLluc; (iv) ordem de efeito inibitório das demais substâncias (E, H, I, J) foi dependente do número e posição dos grupos substituintes, bem como do tipo de sonda quimioluminescente (luminol ou lucigenina) e do estímulo utilizado. Verificou-se também que três cumarinas (C, D, H) tiveram atividade antioxidante significante frente ao radical livre DPPH. Além disso, quatro das substâncias avaliadas (A, B, E, G) inibiram a desgranulação dos neutrófilos, mas nenhuma delas (A - K) interferiu na atividade da elastase. A análise do conjunto de resultados obtidos sugere que o número e posição dos grupos hidroxil e acetil no esqueleto cumarínico foram importantes para a modulação do metabolismo oxidativo de neutrófilos humanos, sendo que, dependendo do tipo de EROs medida, tais características estruturais podem levar a um efeito anti- ou pró-oxidante. Além disso, o efeito modulatório das cumarinas sobre as funções efetoras dos neutrófilos foi dependente o tipo de estímulo utilizado, e não foi mediado pela toxicidade dessas substâncias, nas condições ensaiadas. Sendo assim, os resultados obtidos podem auxiliar no entendimento dos requisitos estruturais das cumarinas necessários para uma modulação eficiente das funções efetoras dos neutrófilos envolvidas em doenças inflamatórias. / Neutrophils are phagocytic cells from the innate immune system with highly developed mechanisms for intracellular digestion of pathogens, immune complexes and cell debris, which are mainly mediated by reactive oxygen species (EROs) and proteolytic enzymes. However, massive neutrophil activation lead to release of large amounts of enzymes and EROs to the extracellular milieu, that may overpower the tissue defense systems, composed of antioxidants and antiproteinases, and damage the tissue, as well as contribute to the amplification of the inflammatory process found in some inflammatory, autoimmune and infectious diseases. The involvement of neutrophils in the physiopathology of such diseases has attracted the interest in the search of new compounds with antioxidant and immunomodulatory properties. In this work, we evaluated the modulatory effect of eleven hydroxylated and acetoxylated coumarin derivatives in two effector functions of human neutrophils (EROs production and degranulation) as well as the cytotoxic effects of these compounds. In addition, the structure-activity relationship was analyzed. Venous blood was collected from healthy volunteers and neutrophils were isolated by the gelatin method to perform our experiments. The neutrophil oxidative metabolism was triggered by normal human serum-opsonized zymosan (ZIops) or phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA), and the cellular response was evaluated by the lucigenin (QLluc)- or luminol (QLlum)-amplified chemiluminescence assays. In order to conduct this study, the following experimental conditions had to be established: concentration of the chemiluminescence probes luminol and lucigenin; concentration of the solvent dimethylsulfoxide; the QLluc and QLlum reaction time. Afterwards, the antioxidant activity against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH) was evaluated spectrophotometrically at 510 nm. Moreover, the effect of coumarins in the n-formyl-metionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP)-induced neutrophil degranulation was evaluated by using elastase as marker, and the effect of these compounds in the elastase activity were also evaluated. Both assays were performed by measuring the elastase-mediated p-nitroaniline release from a specific substrate (405 nm). Toxicity of coumarins to the neutrophils was evaluated by trypan blue exclusion and measurement of lactate dehydrogenase release. Considering both, ZIops and PMA-stimulated neutrophils, we observed that: (i) most of coumarins inhibited the QLluc and the QLlum in a concentration-dependent manner, being the orto-dihydroxylated (C, D) the most active ones; (ii) four coumarins (A, B, F, G) inhibited the QLluc but increased the QLlum; (iii) the unsubstituted coumarin (K) had no significant modulatory effect on QLlum or QLluc; (iv) the rank order of inhibitory effect among the other compounds (E, H, I, J) was dependent on the number and position of substituents, as well as the type of chemiluminescent probe (luminol or lucigenin) and stimulus used. In addition, we observed that three coumarins (C, D, H) had a significant antioxidant activity against DPPH, and four compounds (A, B, E, G) inhibited the neutrophil degranulation, but none of the tested coumarins (A - K) interfered in the elastase activity. Taken together, our results suggest that the number and position of the hydroxyl and acetyl groups in the coumarin moiety were important to modulate the human neutrophil oxidative metabolism. Depending on the type of EROs measured, such structural features can lead to an anti- or pro-oxidant effect. Furthermore, the modulatory effect of coumarins on the neutrophil effector functions was dependent on the type of stimulus used, but it was not mediated by toxicity of these compounds to the neutrophils, under the assessed conditions. Therefore, the results described herein may be helpful to understand the structural requirements of coumarins to reach an efficient modulation of the neutrophil effector functions involved in inflammatory diseases.

As doenças alérgicas alcançaram proporções mundialmente epidêmicas. A ativação de receptores para IgE, Fc RI, em mastócitos, é o mecanismo chave para a iniciação e propagação das respostas patofisiológicas dos processos alérgicos. Após a interação destas células com um alérgeno, há a ativação de uma cascata de eventos de sinalização, a qual resulta na secreção de mediadores alérgicos pré-formados, através de um processo regulado de exocitose, além da síntese e secreção de mediadores lipídicos e citocinas. Desta forma, a inibição da responsividade dos mastócitos, quando ativados por um alérgeno, representa uma via importante para o desenvolvimento de novos candidatos a fármacos com indicação antialérgica. Neste sentido, este trabalho buscou, num primeiro momento, contribuir com a compreensão dos papéis desempenhados por um glicerofosfolipídeo de membrana, fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PtdIns(4,5)P2), em eventos de sinalização em mastócitos, mediados por IgE. Este trabalho permitiu destacar a importância de PtdIns(4,5)P2 como um regulador chave das respostas de Ca2+ e das alterações de morfologia de mastócitos estimulados por um alérgeno. Foi observado ainda que níveis reduzidos de PtdIns(4,5)P2 determinaram a inibição do processo de endocitose de receptores Fc RI ativados, um evento crucial para a redução da transdução de sinais. Estes resultados não somente trazem um ganho de conhecimento acerca dos detalhes que orquestram os eventos de sinalização em mastócitos estimulados por um alérgeno, como também apontam que a regulação dos níveis de PtdIns(4,5)P2 pode certamente ser apontada como alvo para o desenvolvimento de novas moléculas inibidoras da ativação mastocitária. A segunda etapa deste trabalho teve como objetivo avaliar o potencial inibitório de alguns compostos de origem natural e sintética sobre a degranulação de mastócitos, evento em que mediadores alérgicos, como a histamina, são secretados, em resposta ao estímulo celular. Inicialmente, avaliou-se o efeito inibitório de um conjunto de arilcumarinas sintéticas, estruturalmente relacionadas, sobre a degranulação. Um número significativo de moléculas foram ativas e, dentre elas, algumas substituições junto à estrutura do anel 3-fenilcumarínico, como as hidroxilações das posições 6, 2\'e 5\', puderam ser identificadas como importantes para o potencial bioativo. Finalmente, o trabalho apresentou uma molécula de origem natural, como um potente inibidor da degranulação de mastócitos e da secreção de citocinas. Trata-se da piridovericina, um metabólito secundário, isolado do fungo entomopatogênico Beauveria bassiana. Dessa forma, tanto as cumarinas, como a piridovericina podem ser apontadas como compostos de partida de grande potencial para o desenvolvimento de novos fármacos anti-alérgicos. / Allergic diseases have approached epidemic proportions worldwide. The activation of IgE receptors, Fc RI, from mast cells, is the key event for the initiation and propagation of pathophysiological responses involved in the allergic processes. The interaction between mast cells and allergens triggers a signaling cascade, which results in secretion of pre-formed allergic mediators, through regulated exocytosis, in addition to the synthesis and secretion of lipid mediators and cytokines. In this way, the inhibition of mast cell responsiveness, upon allergen stimulation, represents an important pathway for the development of new antiallergic drug candidates. Thus, the present work tried, firstly, to gain better insight of the roles played by phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PtdIns(4,5)P2) during IgE-mediated mast cell signaling. This work highlighted the importance of PtdIns(4,5)P2 as a key regulator of Ca2+ responses and mast cell morphological alteration, when activated by an allergen. It was observed that reduced levels of PtdIns(4,5)P2 determined the inhibition of activated Fc RI endocytosis, a crucial event for signal transduction termination. Those results not only improve the actual knowledge in mast cell signaling but also point out the regulation of PtsIns(4,5)P2 levels as a target to be pursued during the development of new inhibitors of mast cell activation. The second part of this work aimed to evaluate the capacity of both synthetic and natural compounds to inhibit mast cell degranulation, characterized by the release of granule-contained allergic mediators, such as histamine, upon cell stimulation. Initially, the inhibitory effect of a set of structurally related synthetic arylcoumarins was evaluated. A significant number of molecules were active, and a few substitutions within such molecules could be pointed as important for the biological activity, such as the hydroxylation of carbons 6, 2\' e 5\' of the 3-phenylcoumarin ring. Lastly, this work presents a natural compound as a potent inhibitor of mast cell degranulation and cytokine secretion. The refered compound is pyridovericin, a secondary metabolite isolated from the entomophatogenic fungus Beauveria bassiana. Therefore, both the coumarin derivatives and pyridovericin can be regarded as lead compounds for the development of new anti-allergic drugs.

Os problemas decorrentes de doenças alérgicas é tema em destaque atualmente devido ao aumento de pessoas que vêm apresentando sintomas e sofrendo as consequências de mudanças aceleradas nos costumes da nossa sociedade. Apesar das diversas terapias oferecidas, pacientes alérgicos ainda sofrem com efeitos colaterais decorrentes do uso de medicamentos anti-alérgicos. Assim, a busca por novas alternativas que possam amenizar os sintomas alérgicos torna-se relevante. As substâncias naturais tem sido alvo de intensa investigação devido às propriedades farmacológicas no tratamento de diversas doenças incluindo as alérgicas. Neste contexto, este trabalho foi focado no extrato Vimang e seu componente majoritário, a mangiferina (Mgf), que tem apresentado atividades biológicas diversas. Sabendo-se que a atividade biológica de um extrato pode ser potencializada pelo sinergismo entre seus componentes, foi avaliado o efeito sinérgico de substâncias isoladas do Vimang, tais como mangiferina, quercetina, catequina, ácido gálico e benzóico. Esses componentes foram combinados e as misturas avaliadas quanto à capacidade em inibir a desgranulação mastocitária. O Vimang, a quercetina e mangiferina inibem a desgranulação mastócitária enquanto catequina, ácido gálico e benzóico não são ativos; e porisso, não foram incluídos na determinação do isobolograma de aditividade, adotado no estudo de sinergismo. O isobolograma de aditividade mostra sinergismo para as concentrações de mangiferina iguais a 5, 10, 20 e 40 ?M e quercetina iguais a 0,2, 1 e 1,6 ?M; e mostra antagonismo para mangiferina 80 ?M e quercetina 0,4 e 0,8 ?M. Tais resultados sugerem que altas concentrações de mangiferina atrapalham a interação sinérgica entre estas substâncias e altas concentrações de quercetina exercem um efeito contrário, ou seja, favorecem o sinergismo entre quercetina e mangiferina. A baixa solubilidade de flavonóides em meio fisiológico levou ao estudo da interação da Mgf com lipossomos de Dimiristoil-L-?-Fosfatidilcolina (DMPC) para aplicação nos ensaios biológicos. A Interação da Mgf com lipossomos de DMPC, bem como a estabilidade lipossomal, foram avaliadas quanto aos efeitos de pH, força iônica e presença de colesterol. O pH influencia a eficiência de incorporação (EI) da Mgf que é maior em pHs ácidos. Em soluções de pH ácido ou fisiológico há aumento de tamanho do lipossomo na presença de Mgf, o que reforça a hipótese de interação desta com a bicamada lipídica. O aumento da força iônica, na ausência de Mgf, diminui a estabilidade do lipossomo. Na ausência de sal, a Mgf favorece a formação de agregados e diminui a estabilidade dos lipossomos e na presença de sal, a Mgf previne a agregação e estabiliza os agregados lipossomais. A EI da Mgf nos lipossomos de DMPC preparados pelo método da injeção etanólica, em pH fisiológico, foram ao redor de 13%. A tentativa de otimizar a EI foi realizada pela adição de colesterol em diferentes proporções lipídio:colesterol. Um aumento de 13% para 17% foi observado para a proporção DMPC:colesterol (9:1). A Mgf livre inibe a desgranulação dos mastócitos de forma concentração-dependente; mas a presença de lipossomos, preparados pelo método da injeção etanólica não altera significativamente esse perfil. A EI da mangiferina em lipossomos de DMPC:colesterol (9:1), preparados pelo método do filme lipídico, foi igual a 45%. Os resultados de potencial antialérgico, para este caso, mostraram que os lipossomos de DMPC favorecem o potencial antialérgico da Mgf em concentrações acima de 25 ?M. Esses resultados abrem perspectivas na busca de sistemas lipossomais mais estáveis e que possam ser aplicados em ensaios biológicos in vitro e in vivo. / The problems due to allergic diseases are currently a highlighted topic due to the increase of people who are showing symptoms and suffering the consequences of rapid changes in the habits of our society. Despite various therapies offered, allergic patients still suffer side effects from the use of anti-allergic drugs. Thus, the search for new alternatives that can alleviate the allergic symptoms becomes relevant. Natural substances have been the subject of intense research due to the pharmacological properties in the treatment of several diseases, including allergic ones. In this context, this work was focused on Vimang extract and its major component, the mangiferin (Mgf), which has shown several biological activities. Given that the biological activity of an extract can be enhanced by the synergism between its components, the synergistic effect of compounds isolated from Vimang such as mangiferin, quercetin, catechin, gallic acid and benzoic acid was evaluated. These components were combined and the mixtures tested for their ability to inhibit mast cell degranulation. The Vimang, quercetin and mangiferin inhibit mast cell degranulation while catechin, gallic acid and benzoic acid are not active and for that reason they were not included in the determination of the isobologram adopted in the synergism study. The isobologram of additivity shows synergism for the concentration of mangiferin equal to 5, 10, 20 and 40 ?M and quercetin equal 0.2, 1 and 1.6 ?M, and shows antagonism for mangiferin 80 ?M and quercetin 0.4 and 0.8 ?M. The low solubility of flavonoids in physiological medium led to the study of the interaction of Mgf with liposomes of L-?-dimyristoyl-phosphatidylcholine (DMPC) for application in biological assays. The interaction of Mgf with DMPC liposomes as well as the liposomal stability was evaluated considering the effects of pH, ionic strength and cholesterol presence. The pH influences the incorporation efficiency (IE) of mangiferin, which is higher in acidic pHs. In solutions of acidic or physiological pH, the liposome size increases in the presence of Mgf, which reinforces the hypothesis of interaction of Mgf with the lipid bilayer. The increased ionic strength in the absence of Mgf decreases the stability of the liposome. In the absence of salt, Mgf favors the formation of aggregates and decreases the stability of the liposomes. When in presence of salt, Mgf prevents the aggregation and stabilizes the liposomal aggregates. The IE of mangiferin in DMPC prepared by the ethanol injection method, at physiological pH, were around 13%. The attempt to optimize the IE was performed by the addition of cholesterol in different proportions lipid:cholesterol. An increase from 13% to 17% was observed for the proportion of DMPC:cholesterol (9:1). Free mangiferin inhibits mast cells degranulation in a dose-dependent manner, but the presence of liposomes prepared by the ethanol injection method does not significantly change this profile. The IE of mangiferin in liposomes of DMPC:cholesterol (9:1), prepared by the method of lipidic film was equal to 45%.The results of antiallergic potential in this case show that DMPC liposomes favor the mangiferin antiallergic potential at concentrations above 25 mM. These results open perspectives in the search for more stable liposomal systems and can be applied to biological assays in vitro and in vivo.