O ditelureto de difenila (DTDF) é um composto organotelurado simples e estável e é um potencial candidato de protótipos para o desenvolvimento de novas moléculas biologicamente ativas. Então, é importante avaliar os efeitos tóxicos desse composto. No presente estudo, foram avaliadas as propriedades citotóxicas, genotóxicas e mutagênicas do DTDF em vários modelos biológicos: em células de fibroblastos de pulmão de hamster chinês, em linhagens da levedura S. cerevisiae proficientes e deficientes em algumas vias de reparação de DNA e na bactéria Salmonela typhimurium. O DTDF pode induzir alteração no quadro de leitura em S. typhimurium e em linhagen selvagem haplóide de S. cereviviae. Assim, o DTDF apresenta um comportamento similar a um agente intercalante. Os mutantes de S. cerevisiae defectivos na reparação por excisão de bases e na reparação recombinacional mostraram elevada sensibilidade ao DTDF. Em células V79 tratadas com concentrações crescentes de DTDF, a atividade citotóxica, foi determinada usando ensaio de lactato desidrogenase no meio extracelular, ocorre na concentração de 1 µM após 2 h de exposição. Consistentemente, o tratamento das células por 2 h com concentrações de DTDF citotóxicas aumentaram os níveis de TBARS e diminuíram os níveis de GSH/GSSH em levedura e em células V79, indicando que DTDF pode levar ao aumento da peroxidação lipídica e da oxidação da glutationa intracelular, caracterizando um estado de estresse oxidatívo. Nas concentrações mais elevadas, o DTDF induziu a formação de quebras simples e duplas de DNA em células V79, como evidenciado pelo ensaio cometa, nas versões alcalina e neutra, na presença e ausência de ativação metabólica. O DTDF induziu a danos oxidativos ao DNA, determinados pelo ensaio cometa modificado empregando as endonucleases formamidopirimidina DNA-glicosilase (Fpg) e endonuclease III (endoIII) com e sem ativação metabólica. O tratamento também induziu aumento no número de células binucleadas no teste micronúcleo em células V79, demonstrando potencial mutagênico dessa molécula em altas concentrações. Finalmente, o pré-tratamento com N-acetilcisteina, que restaura o GSH ao nível normal, reduziu os efeitos oxidativos, genotóxicos e mutagênicos do DTDF em levedura e em células V79. Em resumo, os efeitos celulares do DTDF parecem ser muito complexos e ligados a sua habilidade induzir distúrbios na homeostase redox celular e na capacidade de intercalar no DNA, que conduzem a dano e a quebras do DNA, danos e morte celular. / Diphenyl ditelluride (DPDT) is a simple and stable organotellurium compound and it is a potential candidate to prototype for a development of novel biological active molecules. Thus, it is important to evaluate the toxic effects of this compound. In the present study, we evaluated the putative cytotoxic, genotoxic, and mutagenic properties of DPDT in various biological models: in V79 Chinese lung fibroblast cells, in strains of the yeast S.cerevisiae proficient and deficient in several DNA repair pathways and in Salmonella typhimurium. DPDT is able to induce frameshift mutations in S.typhimurium and in haploid wild type strain of S.cerevisiae. Thus, DPDT presents a behavior similar that of an intercalanting agent. Mutants of S.cerevisiae defective in base excision repair and in recombinational repair showed high sensitivity to DPDT. In V79 cells treated with increasing concentrations of DPDT, the cytotoxic activity, as determined using lactate dehydrogenase leakage assay, occurs in doses up to 1 µM after 2 h of exposure. Accordingly, the treatment of cells for 2 h with cytotoxic doses of DPDT increased TBARS levels and decreased GSH/GSSH ratio in yeast and in V79 cells, indicating that DPDT can lead to increase lipid peroxidation and intracellular glutathione oxidation, characterizing an oxidative stress status. At the higher doses, DPDT generates DNA single and double strand breaks in V79 cells, as observed using the comet assay, at both the alkaline and the neutral versions without and with metabolic activation. DPDT induced pronounced oxidative DNA damage, determined using modified Comet assay with the enzymes formamidopyrimidine DNA-glycosylase (Fpg) and endonuclease III (Endo III) without and with metabolic activation. The treatment also induced an increase in the number of binucleated cells in the micronucleus test in V79 cells, showing mutagenic risk by this molecule at high concentrations. Finally, pre-incubation with N-acetylcysteine, which restored GSH to normal levels, reduce DPDT oxidant, genotoxic and mutagenic effects in yeast and V79 cells. In summary, the cellular effects of DPDT appear to be very complex and linked to its ability to impose disturbs in redox cellular homeostasis and in the ability to intercalate into DNA, which lead to DNA damage and breakage, cellular injury and cell death.

O presente estudo avaliou as propriedades antigenotóxicas e antimutagênicas do Ditelureto de Difenila (DTDF) contra diversos mutágenos em fibroblastos de pulmão de hamster Chinês (V79). O DTDF não foi citotóxico e genotóxico em concentrações entre 0,01 – 0,5 mol. O pré-tratamento com esse composto organotelurado nas concentrações não citotóxicas (0,01, 0,05 e 0,1 mol) aumentou a viabiliadade celular após a exposição ao peróxido de hidrogênio (H2O2), tert butil hidroperoxido (t-BOOH), metil metano sulfonato (MMS) ou radiação UV C. Além disso, o pré-tratamento com o DTDF diminuiu os danos no DNA e a indução de bases oxidadas por todos os agentes genotóxicos estudados, como pode ser verificado pelo ensaio cometa alcalino e ensaio cometa modificado, respectivamente. O pré-tratamento também reduziu a frequência de micronucleus, revelando um efeito protetor do DTDF contra os dois agentes mutagênicos testados, MMS ou UV C. Os nossos resultados demonstraram que as células tratadas com o DTDF nas concentrações de 0,01, 0,05 e 0,1 mol não aumentaram os níveis de TBARS e produção de ROS. Entretanto, observou-se um aumento da intensidade dos foci de ROS e na atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) após o tratamento com o DTDF, sugerindo um efeito pró-oxidante desse composto. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram claramente que o DTDF em baixas concentrações apresenta propriedades antigenotóxicas e antimutagênicas. O efeito protetor observado pode ser atribuído a indução de uma resposta adaptativa em células V79 pelo pré-tratamento com o DTDF. / The present study evaluated antigenotoxic and antimutagenic properties of Diphenyl ditelluride (DPDT) against several known mutagens in Chinese hamster lung fibroblast (V79). DPDT was not cytotoxic and genotoxic at concentrations ranging from 0.01 to 0.5mol. The pre-treatment for 2h with this organotellurium compound at non-cytotoxic dose range (0.01, 0.05 and 0.1 mol) increased cell survival after challenge with hydrogen peroxide (H2O2), t-butyl hydroperoxide (t-BOOH), methyl-methanesulphonate (MMS), or UV C radiation. In addition, the pre-treatment with DPDT decreased the DNA damage and oxidized bases induction by the studied genotoxic agents, as verified in the comet assay and modified comet assay, respectively. The pre-treatment also reduced micronucleus frequency, revealing the protector effect of DPDT against MMS or UV C induced mutagenesis. Our results demonstrated that DPDT-treated cells at concentrations of 0.01, 0.05 and 0.1 mol did not change TBARS levels and ROS generation. However, the observed increased intensity of ROS foci and increased superoxide dismutase activity (SOD) following DPDT treatment suggest pro-oxidative effect of this compound. Our results clearly demonstrate that DPDT at low concentrations presents antigenotoxic and antimutagenic properties. The probable mechanism of the protection effect could be induction of adaptive response in V79 cells by the DPDT pre-treatment.

Interstrand DNA crosslinks (ICLs) são importantes lesões genotóxicas que podem causar morte celular se não for devidamente reparadas. Diversas drogas antitumorais atuam através da indução de ICLs no DNA, e a resistência a essas drogas está muitas vezes relacionada à maior capacidade de células tumorais para reparar tais lesões. As ICLs são lesões complexas que requerem o envolvimento de diferentes vias de reparação, tais como BER NER, TLS e vias de reparação de DSBs (RH e NHEJ). Além disso, foi demonstrado que Pso2p desempenha um papel importante na reparação de ICLs. Muitos estudos também apontam para as alterações epigenéticas como essenciais para a sobrevivência da célula em resposta ao dano genotóxico, através da indução de checkpoints de ciclo celular e da modulação da eficiência (e, possivelmente, da escolha) das vias de reparação de DNA. Assim, a primeira parte desta Tese apresenta uma revisão dos mecanismos envolvidos na citotoxicidade dos ICLs induzidos pela furocumarina bifuncional 8-metoxipsoraleno (8-MOP) em Saccharomyces cerevisiae. A abordagem adotada discute a ação integrada de proteínas que atuam em vias de reparação de DNA envolvidas na remoção de ICLs, em combinação com fatores envolvidos no remodelamento da cromatina dependente de ATP. A fim de investigar o papel do remodelamento da cromatina em resposta a danos ao DNA induzidos pelo tratamento com furocumarinas mono e bifuncionais fotoativadas e ditelureto de difenila (DTDF), foram utilizadas linhagens de S. cerevisiae deficientes em diferentes proteínas relacionadas com a reparação do DNA e o remodelamento da cromatina. DTDF é um composto organotelurado proposto como um protótipo potencial para o desenvolvimento de novas drogas antitumorais. A sensibilidade do mutante pso2Δ ao DTDF, semelhante à observada para o 8-MOP, indica que este composto pode induzir lesões capazes de bloquear a replicação do DNA, tais como ligações cruzadas ou DSBs hairpin capped. Os resultados obtidos mostraram que os duplos mutantes pso2Δswr1Δ e rad52Δswr1Δ não são mais sensíveis aos agentes testados, DTDF, 3-CPS e 8-MOP, do que o mais sensível dos simples mutantes (pso2Δ e rad52Δ, respectivamente). Tendo em mente que Rad52p e Pso2p não têm interação epistática (aditiva ou sinergística) na reparação das lesões fotoinduzidas por 3-CPS e 8-MOP, sugere-se que Pso2p pode fornecer substrato para vias de reparação diferentes de HR, que poderiam ser NHEJ canônica e/ou MMEJ. O fato de que swr1Δ (deficiente em NHEJ) não aumenta a sensibilidade dos duplos mutantes, além da baixa sensibilidade observada para o mutante yku80Δ ao DTDF e à fotoadição de psoralenos, sugere que as lesões induzidas podem ser direcionadas para as vias HR ou MMEJ, ao invéz de NHEJ canônica. O envolvimento da via MMEJ sujeita a erros na reparação de lesões induzidas por DTDF pode explicar a indução de mutação frameshift, observada para este agente. Além disso, investigou-se a citotoxicidade induzida pelas drogas antitumorais cisplatina (CDDP), 5-fluorouracil (5-FU) e sua combinação, em S. cerevisiae. Os resultados obtidos com os mutantes de reparação do DNA mostraram que a sensibilidade à CDDP + 5-FU parece refletir a sensibilidade de linhagens específicas a cada droga utilizada individualmente. Este resultado sugere que o efeito intensificado do tratamento combinado na terapia do câncer pode ser devido à ação de cada agente isoladamente, conforme observado em clones diferentes da população heterogênea de células transformadas. Os resultados referentes aos mutantes em remodelamento da cromatina demonstraram que o tratamento com CDDP + 5-FU provoca uma resposta mais eficaz na indução de morte celular, nos mutantes deficientes em CR (ino80Δ), HATs (elp3Δ, gcn5Δ, hat2Δ e hpa2Δ), HDACs (sin3Δ, sir2Δ, hos2Δ , hst1Δ, hst2Δ, e hst3Δ), HML (dot1Δ) e HMT (erg6Δ), enquanto CDDP induz sensibilidade em mutantes HAT, além do mutante de HDAC hos3Δ, e o tratamento com 5-FU induz sensibilidade em HAT (gcn5Δ) e HDAC (sin3Δ e hos3Δ). Esses resultados apontam para o envolvimento de proteínas de remodelamento da cromatina como importantes alvos terapêuticos em resposta a agentes genotóxicos. Portanto, os resultados obtidos podem abrir novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos envolvidos na resposta ao tratamento com CDDP + 5-FU, bem como auxiliar na escolha dos melhores protocolos terapêuticos. / Interstrand DNA crosslinks (ICLs) are important genotoxic lesions that can cause cell death if not properly repaired. Several antitumoral drugs act by inducing ICLs in DNA, and the resistance to these drugs is often related to an increased capacity of tumor cells to repair such lesions. The ICLs are complex lesions requiring involvement of different pathways for repair, such as BER, NER, TLS and DSB repair pathways (HR and NHEJ). In addition, Pso2p was shown to play an important role in ICLs repair. Many studies also point to the epigenetic changes as essential for cell survival in response to genotoxic damage, through induction of cell cycle checkpoints and modulating the efficiency (and possibly, the choice) of the DNA repair pathways. So, the first part of this Thesis gives a review of the mechanisms involved in the cytotoxicity of the ICLs induced by the bifunctional furocumarin 8-methoxypsoralen (8-MOP) in Saccharomyces cerevisiae. The adopted approach discusses the integrated action of proteins that work in the DNA repair pathways involved in ICLs removing in combination with factors involved in ATP-dependent chromatin remodeling. In order to investigate the role of the chromatin remodeling in response to DNA damage induced by treatment with mono- and bifunctional photoactivated furocumarins and diphenyl ditelluride (DPDT), we used S. cerevisiae strains deficient in different proteins related to DNA repair and chromatin remodeling. DPDT is organotellurium compound proposed as a potential prototype for development of new antitumoral drugs. The sensitivity of pso2Δ to DPDT, similar to that observed for 8-MOP, indicates that this compound could induce lesions able to block DNA replication, such as crosslinks or hairpin-capped DSBs. The obtained results showed that the double mutants pso2Δswr1Δ and rad52Δswr1Δ are not more sensitive to the tested DPDT, 3-CPS and 8-MOP agents than the more sensitive single mutant (pso2Δ and rad52Δ, respectively). Having in mind that Rad52p and Pso2p have non-epistatic interaction (additive or synergistic) in the repair of 3-CPS and 8-MOP photoinduced lesions, we suggest that Pso2p could provide substrate for repair pathway different from HR, which could be canonical NHEJ and/or MMEJ. The fact that swr1Δ (deficient in NHEJ) do not enhance the sensitivity of the double-mutants, in addition to the observed low sensitivity of the yku80Δ mutant to DPDT and psoralens photoaddition, suggests that the induced lesions could be directed to HR or MMEJ pathways rather than to canonical NHEJ. The involvement of the error-prone MMEJ in repair of DPDT-induced lesions could explain the observed frameshift mutation induction by this agent. Moreover, we investigated the cytotoxicity induced by the antitumoral drugs cisplatin (CDDP), 5-fluorouracil (5-FU), and their combination in S. cerevisiae. The results obtained with DNA repair mutants showed that the sensitivity to cisplatin + 5-FU appears to reflect the sensitivity of the specific strains to each individual drug used. This finding suggests that the enhanced effect of the combined treatment in cancer therapy could be due to the action of each agent alone, as observed on different clones from the heterogeneous population of transformed cells. The results concerning chromatin remodeling mutants demonstrated that CDDP + 5-FU treatment causes a more effective response in the induction of cell death, in CR (ino80Δ), HATs (elp3Δ, gcn5Δ, hat2Δ and hpa2Δ), HDACs (sin3Δ, sir2Δ, hos2Δ , hst1Δ, hst2Δ, and hst3Δ), HML (dot1Δ) and HMT (erg6Δ) mutants, while CDDP induces sensitivity in HAT mutants, besides the HDAC mutant hos3Δ, and 5-FU treatment induces sensitivity in HAT (gcn5Δ) and HDACs (sin3Δ and hos3Δ). These results point to involvement of chromatin remodeling proteins as important therapeutic targets in response to genotoxic agents. Therefore, our findings could provide new insights for understanding the mechanisms involved in the response to treatment with CDDP + 5-FU, as well as to help in the choice of optimal therapeutic protocols.

O ditelureto de difenila (DTDF) é um composto organotelurado simples e estável e é um potencial candidato de protótipos para o desenvolvimento de novas moléculas biologicamente ativas. Então, é importante avaliar os efeitos tóxicos desse composto. No presente estudo, foram avaliadas as propriedades citotóxicas, genotóxicas e mutagênicas do DTDF em vários modelos biológicos: em células de fibroblastos de pulmão de hamster chinês, em linhagens da levedura S. cerevisiae proficientes e deficientes em algumas vias de reparação de DNA e na bactéria Salmonela typhimurium. O DTDF pode induzir alteração no quadro de leitura em S. typhimurium e em linhagen selvagem haplóide de S. cereviviae. Assim, o DTDF apresenta um comportamento similar a um agente intercalante. Os mutantes de S. cerevisiae defectivos na reparação por excisão de bases e na reparação recombinacional mostraram elevada sensibilidade ao DTDF. Em células V79 tratadas com concentrações crescentes de DTDF, a atividade citotóxica, foi determinada usando ensaio de lactato desidrogenase no meio extracelular, ocorre na concentração de 1 µM após 2 h de exposição. Consistentemente, o tratamento das células por 2 h com concentrações de DTDF citotóxicas aumentaram os níveis de TBARS e diminuíram os níveis de GSH/GSSH em levedura e em células V79, indicando que DTDF pode levar ao aumento da peroxidação lipídica e da oxidação da glutationa intracelular, caracterizando um estado de estresse oxidatívo. Nas concentrações mais elevadas, o DTDF induziu a formação de quebras simples e duplas de DNA em células V79, como evidenciado pelo ensaio cometa, nas versões alcalina e neutra, na presença e ausência de ativação metabólica. O DTDF induziu a danos oxidativos ao DNA, determinados pelo ensaio cometa modificado empregando as endonucleases formamidopirimidina DNA-glicosilase (Fpg) e endonuclease III (endoIII) com e sem ativação metabólica. O tratamento também induziu aumento no número de células binucleadas no teste micronúcleo em células V79, demonstrando potencial mutagênico dessa molécula em altas concentrações. Finalmente, o pré-tratamento com N-acetilcisteina, que restaura o GSH ao nível normal, reduziu os efeitos oxidativos, genotóxicos e mutagênicos do DTDF em levedura e em células V79. Em resumo, os efeitos celulares do DTDF parecem ser muito complexos e ligados a sua habilidade induzir distúrbios na homeostase redox celular e na capacidade de intercalar no DNA, que conduzem a dano e a quebras do DNA, danos e morte celular. / Diphenyl ditelluride (DPDT) is a simple and stable organotellurium compound and it is a potential candidate to prototype for a development of novel biological active molecules. Thus, it is important to evaluate the toxic effects of this compound. In the present study, we evaluated the putative cytotoxic, genotoxic, and mutagenic properties of DPDT in various biological models: in V79 Chinese lung fibroblast cells, in strains of the yeast S.cerevisiae proficient and deficient in several DNA repair pathways and in Salmonella typhimurium. DPDT is able to induce frameshift mutations in S.typhimurium and in haploid wild type strain of S.cerevisiae. Thus, DPDT presents a behavior similar that of an intercalanting agent. Mutants of S.cerevisiae defective in base excision repair and in recombinational repair showed high sensitivity to DPDT. In V79 cells treated with increasing concentrations of DPDT, the cytotoxic activity, as determined using lactate dehydrogenase leakage assay, occurs in doses up to 1 µM after 2 h of exposure. Accordingly, the treatment of cells for 2 h with cytotoxic doses of DPDT increased TBARS levels and decreased GSH/GSSH ratio in yeast and in V79 cells, indicating that DPDT can lead to increase lipid peroxidation and intracellular glutathione oxidation, characterizing an oxidative stress status. At the higher doses, DPDT generates DNA single and double strand breaks in V79 cells, as observed using the comet assay, at both the alkaline and the neutral versions without and with metabolic activation. DPDT induced pronounced oxidative DNA damage, determined using modified Comet assay with the enzymes formamidopyrimidine DNA-glycosylase (Fpg) and endonuclease III (Endo III) without and with metabolic activation. The treatment also induced an increase in the number of binucleated cells in the micronucleus test in V79 cells, showing mutagenic risk by this molecule at high concentrations. Finally, pre-incubation with N-acetylcysteine, which restored GSH to normal levels, reduce DPDT oxidant, genotoxic and mutagenic effects in yeast and V79 cells. In summary, the cellular effects of DPDT appear to be very complex and linked to its ability to impose disturbs in redox cellular homeostasis and in the ability to intercalate into DNA, which lead to DNA damage and breakage, cellular injury and cell death.

Interstrand DNA crosslinks (ICLs) são importantes lesões genotóxicas que podem causar morte celular se não for devidamente reparadas. Diversas drogas antitumorais atuam através da indução de ICLs no DNA, e a resistência a essas drogas está muitas vezes relacionada à maior capacidade de células tumorais para reparar tais lesões. As ICLs são lesões complexas que requerem o envolvimento de diferentes vias de reparação, tais como BER NER, TLS e vias de reparação de DSBs (RH e NHEJ). Além disso, foi demonstrado que Pso2p desempenha um papel importante na reparação de ICLs. Muitos estudos também apontam para as alterações epigenéticas como essenciais para a sobrevivência da célula em resposta ao dano genotóxico, através da indução de checkpoints de ciclo celular e da modulação da eficiência (e, possivelmente, da escolha) das vias de reparação de DNA. Assim, a primeira parte desta Tese apresenta uma revisão dos mecanismos envolvidos na citotoxicidade dos ICLs induzidos pela furocumarina bifuncional 8-metoxipsoraleno (8-MOP) em Saccharomyces cerevisiae. A abordagem adotada discute a ação integrada de proteínas que atuam em vias de reparação de DNA envolvidas na remoção de ICLs, em combinação com fatores envolvidos no remodelamento da cromatina dependente de ATP. A fim de investigar o papel do remodelamento da cromatina em resposta a danos ao DNA induzidos pelo tratamento com furocumarinas mono e bifuncionais fotoativadas e ditelureto de difenila (DTDF), foram utilizadas linhagens de S. cerevisiae deficientes em diferentes proteínas relacionadas com a reparação do DNA e o remodelamento da cromatina. DTDF é um composto organotelurado proposto como um protótipo potencial para o desenvolvimento de novas drogas antitumorais. A sensibilidade do mutante pso2Δ ao DTDF, semelhante à observada para o 8-MOP, indica que este composto pode induzir lesões capazes de bloquear a replicação do DNA, tais como ligações cruzadas ou DSBs hairpin capped. Os resultados obtidos mostraram que os duplos mutantes pso2Δswr1Δ e rad52Δswr1Δ não são mais sensíveis aos agentes testados, DTDF, 3-CPS e 8-MOP, do que o mais sensível dos simples mutantes (pso2Δ e rad52Δ, respectivamente). Tendo em mente que Rad52p e Pso2p não têm interação epistática (aditiva ou sinergística) na reparação das lesões fotoinduzidas por 3-CPS e 8-MOP, sugere-se que Pso2p pode fornecer substrato para vias de reparação diferentes de HR, que poderiam ser NHEJ canônica e/ou MMEJ. O fato de que swr1Δ (deficiente em NHEJ) não aumenta a sensibilidade dos duplos mutantes, além da baixa sensibilidade observada para o mutante yku80Δ ao DTDF e à fotoadição de psoralenos, sugere que as lesões induzidas podem ser direcionadas para as vias HR ou MMEJ, ao invéz de NHEJ canônica. O envolvimento da via MMEJ sujeita a erros na reparação de lesões induzidas por DTDF pode explicar a indução de mutação frameshift, observada para este agente. Além disso, investigou-se a citotoxicidade induzida pelas drogas antitumorais cisplatina (CDDP), 5-fluorouracil (5-FU) e sua combinação, em S. cerevisiae. Os resultados obtidos com os mutantes de reparação do DNA mostraram que a sensibilidade à CDDP + 5-FU parece refletir a sensibilidade de linhagens específicas a cada droga utilizada individualmente. Este resultado sugere que o efeito intensificado do tratamento combinado na terapia do câncer pode ser devido à ação de cada agente isoladamente, conforme observado em clones diferentes da população heterogênea de células transformadas. Os resultados referentes aos mutantes em remodelamento da cromatina demonstraram que o tratamento com CDDP + 5-FU provoca uma resposta mais eficaz na indução de morte celular, nos mutantes deficientes em CR (ino80Δ), HATs (elp3Δ, gcn5Δ, hat2Δ e hpa2Δ), HDACs (sin3Δ, sir2Δ, hos2Δ , hst1Δ, hst2Δ, e hst3Δ), HML (dot1Δ) e HMT (erg6Δ), enquanto CDDP induz sensibilidade em mutantes HAT, além do mutante de HDAC hos3Δ, e o tratamento com 5-FU induz sensibilidade em HAT (gcn5Δ) e HDAC (sin3Δ e hos3Δ). Esses resultados apontam para o envolvimento de proteínas de remodelamento da cromatina como importantes alvos terapêuticos em resposta a agentes genotóxicos. Portanto, os resultados obtidos podem abrir novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos envolvidos na resposta ao tratamento com CDDP + 5-FU, bem como auxiliar na escolha dos melhores protocolos terapêuticos. / Interstrand DNA crosslinks (ICLs) are important genotoxic lesions that can cause cell death if not properly repaired. Several antitumoral drugs act by inducing ICLs in DNA, and the resistance to these drugs is often related to an increased capacity of tumor cells to repair such lesions. The ICLs are complex lesions requiring involvement of different pathways for repair, such as BER, NER, TLS and DSB repair pathways (HR and NHEJ). In addition, Pso2p was shown to play an important role in ICLs repair. Many studies also point to the epigenetic changes as essential for cell survival in response to genotoxic damage, through induction of cell cycle checkpoints and modulating the efficiency (and possibly, the choice) of the DNA repair pathways. So, the first part of this Thesis gives a review of the mechanisms involved in the cytotoxicity of the ICLs induced by the bifunctional furocumarin 8-methoxypsoralen (8-MOP) in Saccharomyces cerevisiae. The adopted approach discusses the integrated action of proteins that work in the DNA repair pathways involved in ICLs removing in combination with factors involved in ATP-dependent chromatin remodeling. In order to investigate the role of the chromatin remodeling in response to DNA damage induced by treatment with mono- and bifunctional photoactivated furocumarins and diphenyl ditelluride (DPDT), we used S. cerevisiae strains deficient in different proteins related to DNA repair and chromatin remodeling. DPDT is organotellurium compound proposed as a potential prototype for development of new antitumoral drugs. The sensitivity of pso2Δ to DPDT, similar to that observed for 8-MOP, indicates that this compound could induce lesions able to block DNA replication, such as crosslinks or hairpin-capped DSBs. The obtained results showed that the double mutants pso2Δswr1Δ and rad52Δswr1Δ are not more sensitive to the tested DPDT, 3-CPS and 8-MOP agents than the more sensitive single mutant (pso2Δ and rad52Δ, respectively). Having in mind that Rad52p and Pso2p have non-epistatic interaction (additive or synergistic) in the repair of 3-CPS and 8-MOP photoinduced lesions, we suggest that Pso2p could provide substrate for repair pathway different from HR, which could be canonical NHEJ and/or MMEJ. The fact that swr1Δ (deficient in NHEJ) do not enhance the sensitivity of the double-mutants, in addition to the observed low sensitivity of the yku80Δ mutant to DPDT and psoralens photoaddition, suggests that the induced lesions could be directed to HR or MMEJ pathways rather than to canonical NHEJ. The involvement of the error-prone MMEJ in repair of DPDT-induced lesions could explain the observed frameshift mutation induction by this agent. Moreover, we investigated the cytotoxicity induced by the antitumoral drugs cisplatin (CDDP), 5-fluorouracil (5-FU), and their combination in S. cerevisiae. The results obtained with DNA repair mutants showed that the sensitivity to cisplatin + 5-FU appears to reflect the sensitivity of the specific strains to each individual drug used. This finding suggests that the enhanced effect of the combined treatment in cancer therapy could be due to the action of each agent alone, as observed on different clones from the heterogeneous population of transformed cells. The results concerning chromatin remodeling mutants demonstrated that CDDP + 5-FU treatment causes a more effective response in the induction of cell death, in CR (ino80Δ), HATs (elp3Δ, gcn5Δ, hat2Δ and hpa2Δ), HDACs (sin3Δ, sir2Δ, hos2Δ , hst1Δ, hst2Δ, and hst3Δ), HML (dot1Δ) and HMT (erg6Δ) mutants, while CDDP induces sensitivity in HAT mutants, besides the HDAC mutant hos3Δ, and 5-FU treatment induces sensitivity in HAT (gcn5Δ) and HDACs (sin3Δ and hos3Δ). These results point to involvement of chromatin remodeling proteins as important therapeutic targets in response to genotoxic agents. Therefore, our findings could provide new insights for understanding the mechanisms involved in the response to treatment with CDDP + 5-FU, as well as to help in the choice of optimal therapeutic protocols.

O telúrio é um elemento raro usado na indústria eletrônica como componente industrial de muitas ligas. Tanto as formas orgânicas quando as inorgânicas do telúrio são altamente tóxicas para o SNC de roedores. Neste trabalho, nós inicialmente realizamos uma curva de dose, através de uma única administração subcutânea do composto orgânico de telúrio, ditelureto de difenila, em ratos de 15 dias de idade, estabelecendo a perda de massa corporal como critério de toxicidade do composto utilizado. A partir disso, o objetivo principal do nosso trabalho foi investigar o efeito de uma única administração subcutânea do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos filamentos intermediários (FI) de córtex cerebral e hipocampo de ratos Wistar jovens (15 dias de idade), 1, 3 ou 6 dias após a exposição à droga. Verificamos também a capacidade do composto orgânico de selênio, o disseleneto de difenila de reverter esse efeito. Além disso, também determinamos o efeito do tratamento in vivo com o ditelureto de difenila sobre a atividade da Na+, K+ -ATPase. Os resultados obtidos mostraram que nos dias 3 e 6 após a injeção da droga, os animais injetados com 0,3 μmol/Kg de peso corporal, ou doses maiores da neurotoxina, apresentaram uma perda significativa de massa corporal, quando comparados com os animais controles. Com base nesses dados, a concentração de 0,3 μmol/Kg de peso corporal foi escolhida para a realização dos estudos posteriores. Nesse período ocorreu também um aumento da fosforilação dos neurofilamentos (FI neuronais), da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e da vimentina (FI gliais), no córtex cerebral dos ratos. O efeito do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos FI em córtex cerebral foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo das proteínas NF-M, NF-L e GFAP na fração citoesquelética, sugerindo um aumento de polimerização destas proteínas. Por outro lado, o aumento do imunoconteúdo da NF-L e GFAP no homogeneizado total 3 dias após a administração do ditelureto de difenila, é compatível com um aumento de expressão dessas proteínas. Porém, 6 dias após a injeção do composto verificou-se apenas um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética, assim como da subunidade de alto peso molecular dos neurofilamentos (NFH) e da GFAP no homogeneizado total de córtex cerebral. Por outro lado, no hipocampo, ocorreu um aumento de fosforilação apenas da GFAP e da vimentina, proteínas típicas de astrócitos, sendo que esse efeito só foi observado no sexto dia após a injeção da neurotoxina. Esse efeito foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética 6 dias após a exposição ao ditelureto de difenila. O efeito sobre a fosforilação das proteínas do citoesqueleto foi completamente prevenido pelo disseleneto de difenila (5 μmol/Kg de peso corporal) injetado uma única vez, 24 h após a administração do ditelureto de difenila. Além disso, também demostramos nesse trabalho que, ele é capaz de inibir a atividade da Na+, K+ -ATPase 6 dias após a administração da droga. Nossos resultados mostraram, portanto, que o ditelureto de difenila, quando administrado de forma aguda em ratos jovens, é capaz de aumentar a expressão de proteínas de FI e de afetar o sistema fosforilante associado a essas proteínas. Os dados mostraram ainda que o aparecimento desses efeito tem uma latência de 3 a 6 dias após a injeção da toxina e indicaram que o córtex cerebral é mais sensível do que o hipocampo aos efeitos do composto orgânico do telúrio. Além disso, o ditelureto de difenila é capaz de inibir a enzima Na+, K+ - ATPase cortical, reforçando a susceptibilidade do córtex cerebral à ação desta neurotoxina. Mostramos ainda neste trabalho, que o aumento de fosforilação das proteínas de FIs pode ser prevenida pelo disseleneto de difenila Com base nos resultados obtidos, pode-se supor que as alterações no citoesqueleto e a inibição da atividade da Na+, K+ -ATPase em células corticais podem estar envolvidas com a neurotoxicidade desse composto. / Tellurium is a rare element used as an industrial component of many alloys and in the electronic industry. This element also is one important intermediate and/or reagent in organic synthesis. Inorganic and organic tellurium compounds are highly toxic to the CNS of rodents. In this work we initially established the toxic dose and the time-action characteristics of diphenyl ditelluride acutely injected using body weight measurements as the end point of toxicity. Considering these findings, the aim of this work was to investigate the effect of a single subcutaneous injection of organic tellurium compounds, diphenyl ditelluride, on the intermediate filament (IF) phosphorylation in cerebral cortex and hippocampus from young Wistar rats (15 day-old), 1, 3 or 6 days after injection. We also investigated if diphenyl diselenide would be able to prevent this effect. Furthermore, we verified the effect of in vivo treatment with diphenyl ditelluride on Na+-K+-ATPase activity. Results showed that at days 3 and 6 animals injected with 0.3 μmol/Kg body weight or higher doses of diphenyl ditelluride presented loss of body mass when compared with control animals. Considering this finding, we have chosen the concentration of 0.3 μmol/Kg body weight for the next experiments. We observed an hyperphosphorylation of neurofilaments (the neuronal IF) and of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and of vimentin (Vim) (astrocyte IFs) in cerebral cortex. The effect of diphenyl ditelluride 3 days of injection on IF phosphorylation was accompanied by an increased NF-M, NF-L and GFAP immunocontent in IF-associated cytoskeletal fraction, suggesting an increase in protein polymerization. Otherwise, the stimulated GFAP, NF-L immunoreactivity in tissue homogenate suggests an increased protein synthesis. However, 6 days after the neurotoxin administration, only GFAP immunocontent increased in IF-associated cytoskeletal fraction, while GFAP and NF-H immunoreactivity was stimulated in tissue homogenate from cerebral cortex. On the other hand, in hippocampus, we observed that astrocyte IF (GFAP and Vimentin) hyperphosphorylation was accompanied by increased immunocontent of these proteins in cytoskeletal fraction at day 6 after tellurium injection. The cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride, was totally prevented by a single subcutaneous injection of diphenyl disselenide (5μmol/kg body weigth) 24h after diphenyl ditelluride administration. We also showed that beyond the effects of the in vivo treatment with diphenyl ditelluride on the cytoskeleton of cortical cells, this neurotoxin inhibited Na+-K+-ATPase activity at day 6 after drug injection. So, our results showed that a single subcutaneous injection of (PheTe)2 in young rats is able to stimulate the phosphorylation and expression of IF proteins. Moreover, our data demonstrated that effects of diphenyl ditelluride were time- and brain structure-dependent. We also verified in this work that cerebral cortex is more susceptible than hippocampus to neurotoxin injury. In addition, the diphenyl ditelluride was also able to inhibit the Na+-K+- ATPase activity. We showed also in this work that cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride was totally prevented by diphenyl disselenide Therefore, we can suppose that the observed alterations in cytoskeleton and the inhibition of the activity Na+-K+- ATPase in cortical cells may be related with the neurotoxicity of this substance.

The importance of reactive oxygen species in the pathophysiology of sepsis is well established. But not yet has an effective antioxidant therapy for use in these patients. It is known that mitochondria from different organs have different resistances to oxidative damage. In a first step, we evaluated the effect on mortality at 10 days of various doses of diphenyl diselenide (PhSe)2 (10 mg / kg, 50 mg / kg, 100 mg / kg) following induction of sepsis in an animal model for Cecal Ligation and puncture (CLP) in relation to the model CLP + vehicle and sham. The dose of 50 mg / kg (PhSe)2 was the one that caused a significant reduction of mortality compared to the sham group (30% vs 70% respectively). In a second phase, we evaluate the action of (PhSe)2 50 mg / kg on protein carbonylation, 12 and 24 hours after induction of sepsis in the same animal model CLP. Male Wistar rats (250-300g) were divided into 3 groups (sham, vehicle + CLP and CLP + 50 mg / kg (PhSe)2). The antioxidant was administered 1 and 12 hours after the surgical procedure. Since the animals were sacrificed 12 and 24 hours after surgery, with subsequent removal of the liver, spleen, lung, heart, kidney and quadriceps for analysis of protein carbonylation. At 12 hours later, the presence of protein carbonyls in the liver, spleen and kidneys of rats subjected to CLP showed significantly higher compared to the sham group. The addition of (PhSe)2 caused a significant reduction in protein carbonylation in the liver, heart and kidney. After 24 hours of evolution, the presence of carbonyl protein remained significantly higher in the liver, spleen and kidneys, in addition to show elevated in heart and quadriceps of rats subjected to CLP. In late evaluation, the addition of (PhSe)2 caused a reduction of carbonyl protein only in the heart and quadriceps. Despite the reduction in mortality, the analysis of individual organs showed discrepant with antioxidant activity of (PhSe)2 only in some organs. / Submitted by Rogele Pinheiro (rogele.pinheiro@unisul.br) on 2017-10-23T17:16:42Z No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Correa da Cruz (caroline.cruz@unisul.br) on 2017-10-23T20:16:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T20:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / A importância das espécies reativas de oxigênio (ERO) na fisiopatologia da sepse encontra-se bem estabelecida. Porém ainda não se dispõe de uma terapia antioxidante eficaz para a utilização nestes pacientes. Sabe-se que as mitocôndrias, dos diversos órgãos, apresentam resistências diferentes ao dano oxidativo. Em uma primeira fase, avaliamos o efeito sobre a mortalidade em 10 dias de diversas doses do disseleneto de difenila (PhSe)2 (10 mg/Kg, 50 mg/Kg, 100 mg/Kg) após indução de sepse em um modelo animal por ligação e perfuração cecal (CLP – do inglês Cecal Ligation and Puncture) em relação ao modelo CLP + veículo e sham. A dose de 50 mg/Kg de (PhSe)2 foi a única que acarretou uma redução significativa da mortalidade em relação ao sham (30% versus 70% respectivamente). Em uma segunda fase, avaliamos a ação do (PhSe)2 50 mg/Kg sobre a carbonilação de proteínas, 12 e 24 horas após a indução de sepse no mesmo modelo animal de CLP. Ratos Wistar adultos (250-300g) foram divididos em 3 grupos (sham, CLP + veículo e CLP + 50 mg/Kg de (PhSe)2). O antioxidante foi administrado 1 e 12 horas após o procedimento cirúrgico. Sendo que os animais foram eutanasiados 12 e 24 horas após a cirurgia, com posterior remoção do fígado, baço, pulmão, coração, rim e quadríceps para análise da carbonilação de proteínas. Com 12 horas de evolução, a presença de proteínas carboniladas no fígado, baço e rins dos ratos submetidos à CLP demonstrou-se significativamente maior quando comparado ao grupo sham. A adição do (PhSe)2 acarretou uma redução significativa da carbonilação protéica no fígado, coração e rim. Com 24 horas de evolução, a presença das proteínas carboniladas manteve-se significativamente mais elevada no fígado, baço e rim, além de se mostrar elevada no coração e quadríceps dos ratos submetidos à CLP. Na avaliação tardia, a adição do (PhSe)2 acarretou redução das proteínas carboniladas apenas no coração e quadríceps. Apesar da redução da mortalidade demonstrada na primeira fase do estudo, a análise individual dos órgãos na fase seguinte mostrou-se discrepante, com atividade antioxidante do (PhSe)2 apenas em alguns órgãos.

O telúrio é um elemento raro usado na indústria eletrônica como componente industrial de muitas ligas. Tanto as formas orgânicas quando as inorgânicas do telúrio são altamente tóxicas para o SNC de roedores. Neste trabalho, nós inicialmente realizamos uma curva de dose, através de uma única administração subcutânea do composto orgânico de telúrio, ditelureto de difenila, em ratos de 15 dias de idade, estabelecendo a perda de massa corporal como critério de toxicidade do composto utilizado. A partir disso, o objetivo principal do nosso trabalho foi investigar o efeito de uma única administração subcutânea do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos filamentos intermediários (FI) de córtex cerebral e hipocampo de ratos Wistar jovens (15 dias de idade), 1, 3 ou 6 dias após a exposição à droga. Verificamos também a capacidade do composto orgânico de selênio, o disseleneto de difenila de reverter esse efeito. Além disso, também determinamos o efeito do tratamento in vivo com o ditelureto de difenila sobre a atividade da Na+, K+ -ATPase. Os resultados obtidos mostraram que nos dias 3 e 6 após a injeção da droga, os animais injetados com 0,3 μmol/Kg de peso corporal, ou doses maiores da neurotoxina, apresentaram uma perda significativa de massa corporal, quando comparados com os animais controles. Com base nesses dados, a concentração de 0,3 μmol/Kg de peso corporal foi escolhida para a realização dos estudos posteriores. Nesse período ocorreu também um aumento da fosforilação dos neurofilamentos (FI neuronais), da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e da vimentina (FI gliais), no córtex cerebral dos ratos. O efeito do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos FI em córtex cerebral foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo das proteínas NF-M, NF-L e GFAP na fração citoesquelética, sugerindo um aumento de polimerização destas proteínas. Por outro lado, o aumento do imunoconteúdo da NF-L e GFAP no homogeneizado total 3 dias após a administração do ditelureto de difenila, é compatível com um aumento de expressão dessas proteínas. Porém, 6 dias após a injeção do composto verificou-se apenas um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética, assim como da subunidade de alto peso molecular dos neurofilamentos (NFH) e da GFAP no homogeneizado total de córtex cerebral. Por outro lado, no hipocampo, ocorreu um aumento de fosforilação apenas da GFAP e da vimentina, proteínas típicas de astrócitos, sendo que esse efeito só foi observado no sexto dia após a injeção da neurotoxina. Esse efeito foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética 6 dias após a exposição ao ditelureto de difenila. O efeito sobre a fosforilação das proteínas do citoesqueleto foi completamente prevenido pelo disseleneto de difenila (5 μmol/Kg de peso corporal) injetado uma única vez, 24 h após a administração do ditelureto de difenila. Além disso, também demostramos nesse trabalho que, ele é capaz de inibir a atividade da Na+, K+ -ATPase 6 dias após a administração da droga. Nossos resultados mostraram, portanto, que o ditelureto de difenila, quando administrado de forma aguda em ratos jovens, é capaz de aumentar a expressão de proteínas de FI e de afetar o sistema fosforilante associado a essas proteínas. Os dados mostraram ainda que o aparecimento desses efeito tem uma latência de 3 a 6 dias após a injeção da toxina e indicaram que o córtex cerebral é mais sensível do que o hipocampo aos efeitos do composto orgânico do telúrio. Além disso, o ditelureto de difenila é capaz de inibir a enzima Na+, K+ - ATPase cortical, reforçando a susceptibilidade do córtex cerebral à ação desta neurotoxina. Mostramos ainda neste trabalho, que o aumento de fosforilação das proteínas de FIs pode ser prevenida pelo disseleneto de difenila Com base nos resultados obtidos, pode-se supor que as alterações no citoesqueleto e a inibição da atividade da Na+, K+ -ATPase em células corticais podem estar envolvidas com a neurotoxicidade desse composto. / Tellurium is a rare element used as an industrial component of many alloys and in the electronic industry. This element also is one important intermediate and/or reagent in organic synthesis. Inorganic and organic tellurium compounds are highly toxic to the CNS of rodents. In this work we initially established the toxic dose and the time-action characteristics of diphenyl ditelluride acutely injected using body weight measurements as the end point of toxicity. Considering these findings, the aim of this work was to investigate the effect of a single subcutaneous injection of organic tellurium compounds, diphenyl ditelluride, on the intermediate filament (IF) phosphorylation in cerebral cortex and hippocampus from young Wistar rats (15 day-old), 1, 3 or 6 days after injection. We also investigated if diphenyl diselenide would be able to prevent this effect. Furthermore, we verified the effect of in vivo treatment with diphenyl ditelluride on Na+-K+-ATPase activity. Results showed that at days 3 and 6 animals injected with 0.3 μmol/Kg body weight or higher doses of diphenyl ditelluride presented loss of body mass when compared with control animals. Considering this finding, we have chosen the concentration of 0.3 μmol/Kg body weight for the next experiments. We observed an hyperphosphorylation of neurofilaments (the neuronal IF) and of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and of vimentin (Vim) (astrocyte IFs) in cerebral cortex. The effect of diphenyl ditelluride 3 days of injection on IF phosphorylation was accompanied by an increased NF-M, NF-L and GFAP immunocontent in IF-associated cytoskeletal fraction, suggesting an increase in protein polymerization. Otherwise, the stimulated GFAP, NF-L immunoreactivity in tissue homogenate suggests an increased protein synthesis. However, 6 days after the neurotoxin administration, only GFAP immunocontent increased in IF-associated cytoskeletal fraction, while GFAP and NF-H immunoreactivity was stimulated in tissue homogenate from cerebral cortex. On the other hand, in hippocampus, we observed that astrocyte IF (GFAP and Vimentin) hyperphosphorylation was accompanied by increased immunocontent of these proteins in cytoskeletal fraction at day 6 after tellurium injection. The cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride, was totally prevented by a single subcutaneous injection of diphenyl disselenide (5μmol/kg body weigth) 24h after diphenyl ditelluride administration. We also showed that beyond the effects of the in vivo treatment with diphenyl ditelluride on the cytoskeleton of cortical cells, this neurotoxin inhibited Na+-K+-ATPase activity at day 6 after drug injection. So, our results showed that a single subcutaneous injection of (PheTe)2 in young rats is able to stimulate the phosphorylation and expression of IF proteins. Moreover, our data demonstrated that effects of diphenyl ditelluride were time- and brain structure-dependent. We also verified in this work that cerebral cortex is more susceptible than hippocampus to neurotoxin injury. In addition, the diphenyl ditelluride was also able to inhibit the Na+-K+- ATPase activity. We showed also in this work that cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride was totally prevented by diphenyl disselenide Therefore, we can suppose that the observed alterations in cytoskeleton and the inhibition of the activity Na+-K+- ATPase in cortical cells may be related with the neurotoxicity of this substance.

O telúrio é um elemento raro usado na indústria eletrônica como componente industrial de muitas ligas. Tanto as formas orgânicas quando as inorgânicas do telúrio são altamente tóxicas para o SNC de roedores. Neste trabalho, nós inicialmente realizamos uma curva de dose, através de uma única administração subcutânea do composto orgânico de telúrio, ditelureto de difenila, em ratos de 15 dias de idade, estabelecendo a perda de massa corporal como critério de toxicidade do composto utilizado. A partir disso, o objetivo principal do nosso trabalho foi investigar o efeito de uma única administração subcutânea do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos filamentos intermediários (FI) de córtex cerebral e hipocampo de ratos Wistar jovens (15 dias de idade), 1, 3 ou 6 dias após a exposição à droga. Verificamos também a capacidade do composto orgânico de selênio, o disseleneto de difenila de reverter esse efeito. Além disso, também determinamos o efeito do tratamento in vivo com o ditelureto de difenila sobre a atividade da Na+, K+ -ATPase. Os resultados obtidos mostraram que nos dias 3 e 6 após a injeção da droga, os animais injetados com 0,3 μmol/Kg de peso corporal, ou doses maiores da neurotoxina, apresentaram uma perda significativa de massa corporal, quando comparados com os animais controles. Com base nesses dados, a concentração de 0,3 μmol/Kg de peso corporal foi escolhida para a realização dos estudos posteriores. Nesse período ocorreu também um aumento da fosforilação dos neurofilamentos (FI neuronais), da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e da vimentina (FI gliais), no córtex cerebral dos ratos. O efeito do ditelureto de difenila sobre a fosforilação dos FI em córtex cerebral foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo das proteínas NF-M, NF-L e GFAP na fração citoesquelética, sugerindo um aumento de polimerização destas proteínas. Por outro lado, o aumento do imunoconteúdo da NF-L e GFAP no homogeneizado total 3 dias após a administração do ditelureto de difenila, é compatível com um aumento de expressão dessas proteínas. Porém, 6 dias após a injeção do composto verificou-se apenas um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética, assim como da subunidade de alto peso molecular dos neurofilamentos (NFH) e da GFAP no homogeneizado total de córtex cerebral. Por outro lado, no hipocampo, ocorreu um aumento de fosforilação apenas da GFAP e da vimentina, proteínas típicas de astrócitos, sendo que esse efeito só foi observado no sexto dia após a injeção da neurotoxina. Esse efeito foi acompanhado por um aumento do imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética 6 dias após a exposição ao ditelureto de difenila. O efeito sobre a fosforilação das proteínas do citoesqueleto foi completamente prevenido pelo disseleneto de difenila (5 μmol/Kg de peso corporal) injetado uma única vez, 24 h após a administração do ditelureto de difenila. Além disso, também demostramos nesse trabalho que, ele é capaz de inibir a atividade da Na+, K+ -ATPase 6 dias após a administração da droga. Nossos resultados mostraram, portanto, que o ditelureto de difenila, quando administrado de forma aguda em ratos jovens, é capaz de aumentar a expressão de proteínas de FI e de afetar o sistema fosforilante associado a essas proteínas. Os dados mostraram ainda que o aparecimento desses efeito tem uma latência de 3 a 6 dias após a injeção da toxina e indicaram que o córtex cerebral é mais sensível do que o hipocampo aos efeitos do composto orgânico do telúrio. Além disso, o ditelureto de difenila é capaz de inibir a enzima Na+, K+ - ATPase cortical, reforçando a susceptibilidade do córtex cerebral à ação desta neurotoxina. Mostramos ainda neste trabalho, que o aumento de fosforilação das proteínas de FIs pode ser prevenida pelo disseleneto de difenila Com base nos resultados obtidos, pode-se supor que as alterações no citoesqueleto e a inibição da atividade da Na+, K+ -ATPase em células corticais podem estar envolvidas com a neurotoxicidade desse composto. / Tellurium is a rare element used as an industrial component of many alloys and in the electronic industry. This element also is one important intermediate and/or reagent in organic synthesis. Inorganic and organic tellurium compounds are highly toxic to the CNS of rodents. In this work we initially established the toxic dose and the time-action characteristics of diphenyl ditelluride acutely injected using body weight measurements as the end point of toxicity. Considering these findings, the aim of this work was to investigate the effect of a single subcutaneous injection of organic tellurium compounds, diphenyl ditelluride, on the intermediate filament (IF) phosphorylation in cerebral cortex and hippocampus from young Wistar rats (15 day-old), 1, 3 or 6 days after injection. We also investigated if diphenyl diselenide would be able to prevent this effect. Furthermore, we verified the effect of in vivo treatment with diphenyl ditelluride on Na+-K+-ATPase activity. Results showed that at days 3 and 6 animals injected with 0.3 μmol/Kg body weight or higher doses of diphenyl ditelluride presented loss of body mass when compared with control animals. Considering this finding, we have chosen the concentration of 0.3 μmol/Kg body weight for the next experiments. We observed an hyperphosphorylation of neurofilaments (the neuronal IF) and of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and of vimentin (Vim) (astrocyte IFs) in cerebral cortex. The effect of diphenyl ditelluride 3 days of injection on IF phosphorylation was accompanied by an increased NF-M, NF-L and GFAP immunocontent in IF-associated cytoskeletal fraction, suggesting an increase in protein polymerization. Otherwise, the stimulated GFAP, NF-L immunoreactivity in tissue homogenate suggests an increased protein synthesis. However, 6 days after the neurotoxin administration, only GFAP immunocontent increased in IF-associated cytoskeletal fraction, while GFAP and NF-H immunoreactivity was stimulated in tissue homogenate from cerebral cortex. On the other hand, in hippocampus, we observed that astrocyte IF (GFAP and Vimentin) hyperphosphorylation was accompanied by increased immunocontent of these proteins in cytoskeletal fraction at day 6 after tellurium injection. The cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride, was totally prevented by a single subcutaneous injection of diphenyl disselenide (5μmol/kg body weigth) 24h after diphenyl ditelluride administration. We also showed that beyond the effects of the in vivo treatment with diphenyl ditelluride on the cytoskeleton of cortical cells, this neurotoxin inhibited Na+-K+-ATPase activity at day 6 after drug injection. So, our results showed that a single subcutaneous injection of (PheTe)2 in young rats is able to stimulate the phosphorylation and expression of IF proteins. Moreover, our data demonstrated that effects of diphenyl ditelluride were time- and brain structure-dependent. We also verified in this work that cerebral cortex is more susceptible than hippocampus to neurotoxin injury. In addition, the diphenyl ditelluride was also able to inhibit the Na+-K+- ATPase activity. We showed also in this work that cortical IF hyperphosphorylation induced by diphenyl ditelluride was totally prevented by diphenyl disselenide Therefore, we can suppose that the observed alterations in cytoskeleton and the inhibition of the activity Na+-K+- ATPase in cortical cells may be related with the neurotoxicity of this substance.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Selenium (Se) is an essential micronutrient present in selenoproteins on living beins, in the form of the amino acid selenocysteine and selenomethionine. Chemically related to Se, tellurium (Te) has no biological function in mammals, however, organic Te compounds showed up as good antioxidant agents. Although ebselen (Ebs), diphenyl diselenide [(PhSe)2] and diphenyl ditelluride [(PhTe)2] present antioxidant properties via their glutathione peroxidase (GPx) mimetic activity, these compounds exhibit toxic effects at high concentrations due to its property in oxidizing thiols groups. However, the toxicity mechanism of these compounds through the modulation of gene expression was never studied in human cells. Thus, this study aimed to evaluate the cytotoxicity and genotoxicity of organochalcogens in human leukocytes, and evaluate their mechanisms through the production of reactive oxygen species (ROS) and modulation of antioxidant proteins expression, and to evaluate the relative amount of organochalcogens in contact with the cells in our ex vivo exposure model. Trypan s blue exclusion test and comet assay were used to evaluate, respectively, cytotoxicity and genotoxicity induced by the compounds. The fluorescence of dichlorofluorescein (DCFH) and propidium iodide (PI) were measured in leukocytes exposed by flow cytometry. The expression of the genes for the enzymes Catalase, Superoxide Dismutase 1, Glutathione Peroxidase 3, Glutathione Peroxidase 4, Thioredoxin Reductase 1 and Nrf-2 were analyzed. A dichloromethane extraction of the buffer and the pellet of the cells was injected into a GC-MS apparatus to evaluate the amount of compound in contact with cells. The compounds induced a reduction in cell viability only in the concentration of 50 μM, being Ebs the most cytotoxic compound, followed by (PhTe)2 and (PhSe)2, while (PhTe)2 was the only compound able of increasing the apoptotic rate of leukocytes, which happened at all concentrations (10-50 μM). (PhTe)2 increased DNA damage index in all tested concentrations (5-50 μM), while Ebs and (PhSe)2 did it only at 50 μM concentration. Surprisingly, (PhSe)2 was the only compound effective in increasing ROS production in all tested concentrations (10-50 μM), which was accompanied by an increase in the SOD1 expression and a decrease in CAT expression. All compounds were effective in decreasing the expression of GPX3 and NFE2L2 (Ebs > (PhTe)2 > (PhSe)2), and none altered the expression of GPX4 and TRXR1. The compounds were found in higher concentrations in leukocyte pellet extraction than in their buffer. We conclude that the toxicity of the compounds in question is not directly related to their property in inducing production of ROS. / O selênio (Se) é um micronutriente essencial presente nas selenoproteínas dos organismos vivos, na forma dos aminoácidos selenocisteína e selenometionina. Quimicamente relacionado ao Se, o telúrio (Te) não possui nenhuma função biológica nos mamíferos, porém, compostos orgânicos de Te se mostraram bons agentes antioxidantes. Apesar do ebselen (Ebs), disseleneto de difenila [(PhSe)2] e ditelureto de difenila [(PhTe)2] possuírem atividade mimética a enzima glutationa peroxidase (GPx), exibindo propriedades antioxidantes, estes compostos apresentam efeitos tóxicos em altas concentrações, devido a sua capacidade de oxidar grupos tióis. Porém, os mecanismos de toxicidade destes compostos através da modulação da expressão gênica nunca foram estudados em células humanas. Desta forma, este estudo objetivou avaliar a citotoxicidade e a genotoxidade dos organocalcogênios em leucócitos humanos, e avaliar seus mecanismos através da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e modulação da expressão de proteínas antioxidantes, além de avaliar a quantidade relativa de organocalcogênio em contato com as células em nosso modelo de exposição ex vivo. O teste de exclusão do azul de Trypan e o ensaio cometa foram utilizados para avaliar, respectivamente, a citotoxicidade e a genotoxicidade dos organocalcogênios. A fluorescência da diclorofluoresceína (DCFH) e iodeto de propídeo (IP) foi medida nos leucócitos expostos por citometria de fluxo. A expressão dos genes para as enzimas Catalase, Superóxido Dismutase 1, Glutationa Peroxidase 3, Glutationa Peroxidase 4, Tiorredoxina Redutase 1 e Nrf-2 foram analisados. Uma extração de diclorometano do tampão e do pellet das células foi injetada em um aparelho de GC-MS para avaliar a quantidade de composto em contato com as células. Os organocalcogênios induziram a uma redução da viabilidade celular apenas na concentração de 50 μM, sendo que o efeito maior foi do Ebs, seguido pelo (PhTe)2 e pelo (PhSe)2, enquanto o (PhTe)2 foi o único composto capaz de aumentar a taxa apoptótica dos leucócitos, o que aconteceu em todas as concentrações (10-50 μM). O (PhTe)2 aumentou o índice de dano ao DNA em todas as concentrações testadas (5-50 μM), enquanto o Ebs e o (PhSe)2 o fizeram apenas na concentração de 50 μM. Surpreendentemente, o (PhSe)2 foi o único composto efetivo em aumentar a produção de EROs em todas as concentrações testadas (10-50 μM), o que foi acompanhado por um aumento na expressão da SOD1 e uma diminuição da expressão da CAT. Todos os compostos foram efeitovs em diminuir a expressão da GPX3 e do NFE2L2 (Ebs > (PhTe)2 > (PhSe)2), sendo que nenhum alterou a expressão da GPX4 e da TRXR1. Os organocalcogênios foram encontrados em maior concentração na extração do pellet de leucócitos do que no seu tampão. Concluímos que a toxicidade dos compostos em questão não está diretamente relacionada com a propriedade dos mesmos em produzir EROs.