A doença inflamatória intestinal (DII) e a esclerose sistêmica (ES) são doenças inflamatórias crônicas de difícil diagnóstico e tratamento. A etiologia da DII e da ES ainda não é completamente compreendida, mas sabe-se que fatores genéticos, imunológicos e ambientais estão envolvidos na sua patogênese. A DII possui dois principais subtipos clínicos: a doença de Crohn (DC) e a retocolite ulcerativa (RCU), caracterizados pela inflamação do intestino delgado e/ou cólon. Evidências sugerem que o aumento do estresse oxidativo desempenha um papel importante na fisiopatologia da DII. A ES é uma doença inflamatória autoimune rara, caracterizada pela fibrose progressiva da pele e de órgãos internos. A hipótese de que o aumento do dano oxidativo pode iniciar o dano vascular e desencadear os eventos patológicos observados na ES vem sendo investigada. Genes e enzimas envolvidos na metabolização (Fase I) e detoxificação (Fase II) de xenobióticos são utilizados como marcadores de susceptibilidade para o desenvolvimento de doenças que possuem fatores ambientais como fatores de risco. Em uma reação de Fase I, as enzimas do Citocromo P450 (CYP) inserem um átomo de oxigênio em um substrato deixando-o eletrofílico e reativo, criando um sítio para posterior conjugação pelas enzimas de Fase II. As enzimas Glutationa S-tranferases (GST) de Fase II catalisam a conjugação da glutationa com uma grande variedade de compostos eletrofílicos, detoxificando substâncias endógenas e exógenas. A atividade catalítica aumentada das enzimas CYP, bem como a falha na detoxificação de metabólitos pelas GST pode contribuir para o aumento do estresse oxidativo. O objetivo deste estudo foi investigar o papel de polimorfismos nos genes que codificam enzimas de metabolização (CYP1A*2C e CYP2E1*5B) e detoxificação (GSTT1 nulo, GSTM1 nulo e GSTP1 Ile105Val) na susceptibilidade a estas doenças. O grupo de pacientes com DII era constituído por 235 indivíduos e o grupo controle por 241 indivíduos, todos eurodescendentes. Na ES, 122 pacientes (99 eurodescendentes e 23 afrodescendentes) e 329 controles (241 eurodescendentes e 87 afrodescendentes) foram analisados. Os polimorfismos CYP foram genotipados por PCR-RFLP, enquanto que os polimorfismos em GSTT1 e GSTM1 foram genotipados por PCR multiplex e PCR-RFLP para GSTP1. As frequências alélicas e genotípicas foram comparadas entre pacientes e controles usando o teste de Qui-Quadrado. A respeito dos resultados das análises em DII, as frequências alélicas e genotípicas dos polimorfismos CYP1A1*2C, CYP2E1*5B e GSTP1 Ile105Val, bem como as frequências genotípicas do polimorfismo de presença/ausência de GSTM1, foram similares nos três grupos de pacientes (DII, DC e RCU) quando comparados ao grupo controle (P>0,05). Observouse uma frequência significativamente aumentada do genótipo nulo de GSTT1 no grupo de pacientes com DII quando comparado ao grupo controle [0,28 vs 0,18; χ² com Yates P=0,02; OR=1,71 (IC 95% 1,09 –2,71)]. Quando separamos o grupo de pacientes em DC ou RCU, esta frequência permaneceu significativamente aumentada somente no grupo de pacientes com RCU comparado ao grupo controle [0,29 vs 0,18; χ² com Yates P=0,035; OR=1,84 (IC 95% 1,03 –3,24)]. Com relação aos resultados das análises na ES, uma frequência significativamente aumentada do genótipo *1A/*1A (P=0,03; 0,74 vs. 0,61) e do alelo *1A (P=0,013; 0,86 vs 0,78; OR=0,57, IC 95% 0,36–0,90) do polimorfismo CYP1A1*2C foi observada entre os indivíduos controles eurodescendentes. Em contrapartida, a frequência do alelo *2C estava significativamente aumentada entre os pacientes de mesma etnia (P=0,013; 0,22 vs 0,14; OR=1,75, IC 95% 1,11–2,74). Com relação às frequências alélicas e genotípicas dos polimorfismos CYP2E1*5B e GSTP1 Ile105Val, e as frequências genotípicas do polimorfismo de presença/ausência de GSTM1, nenhuma diferença significativa foi observada quando os grupos de pacientes de ambas as etnias foram comparados aos grupos controle (P>0,05). Uma frequência significativamente aumentada do genótipo nulo de GSTT1 [0,29 vs 0,18; χ² com Yates P=0,035; OR=1,85 (IC 95% 1,03–3,29)], bem como uma alta frequência da dupla deleção de GSTT1/GSTM1 [0,19 vs 0,08; χ² com Yates P=0,007; OR=2,62 (IC 95% 1,25 –5,46)], foi observada no grupo de pacientes comparado aos controles (eurodescendentes). Estas associações não se repetiram entre indivíduos afrodescendentes. Concluindo, nossos resultados sugerem que o genótipo nulo de GSTT1 está associado à susceptibilidade a DII e pode influenciar na definição do curso da doença para a RCU. Além disso, o genótipo nulo de GSTT1 sozinho ou em combinação com o genótipo nulo de GSTM1 é um fator genético de susceptibilidade para a ES, enquanto que o genótipo *1A/*1A ou a presença do alelo *1A do polimorfismo CYP1A1*2C pode exercer um papel protetor contra o desenvolvimento da ES em indivíduos eurodescendentes. / Inflammatory bowel disease (IBD) and systemic sclerosis (SSc) are chronic inflammatory diseases of difficult diagnosis and treatment. The etiology of IBD and SSc is not completely understood but it is known that genetic, immunologic and environmental factors are involved in its pathogenesis. Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) are the two major subtypes of IBD, characterized by inflammation of the small intestine and/or colon. Evidences suggest that the increase of oxidative stress plays an important role in the pathophysiology of IBD. SSc is a rare autoimmune inflammatory disease of the connective tissue characterized by progressive fibrosis of the skin and internal organs. The hypothesis that the increase of oxidative stress can initiate vascular damage and triggers the pathological events in SSc has been investigated. Genes and enzymes involved in metabolism (Phase I) and detoxification (Phase II) of xenobiotics are used as markers of susceptibility to the development of diseases that have environmental factors as risk factors. In a Phase I reactions, the Cytochrome P450 (CYP) enzymes insert an oxygen atom in a substrate that making it more electrophilic and reactive, and creating a site for subsequent conjugation by Phase II enzymes. Phase II Glutathione S-transferases (GSTs) enzymes catalyze the conjugation of glutathione with a variety of electrophilic compounds, detoxifying endogenous and exogenous substances. A higher catalytic activity of CYP enzymes, as well as the failure in detoxifying of metabolites by GST enzymes may to contribute for the increase of oxidative stress. The aim of this study was investigated the role of polymorphisms in genes coding Phase I enzymes (CYP1A*2C and CYP2E1*5B) and Phase II (GSTT1 null, GSTM1 null and GSTP1 Ile105Val) in susceptibility to these diseases. IBD group was constituted by 235 patients and the control group by 241 individuals, all European-derived. In SSc group, 122 patients (99 European-derived and 23 African-derived) and 329 controls (241 European-derived and 87 African-derived) were analyzed. The CYP polymorphisms were genotyped by PCR-RFLP, whereas polymorphisms in GSTM1 and GSTT1 were genotyped by multiplex PCR and PCRRFLP for GSTP1. Allelic and genotypic frequencies were compared between patients and controls using the Chi-square test. Concerning IBD, allelic and genotypic frequencies of CYP1A1*2C, CYP2E1*5B and GSTP1 Ile105Val polymorphisms, as well as genotypic frequencies of GSTM1 presence/absence polymorphism were similar in all groups patients (IBD, CD, and UC) and controls (P>0.05). We observed a significantly increased frequency of GSTT1 null genotype in IBD group as compared to controls [0.28 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0.02, OR=1.71 (95% CI 1.09 – 2.71)]. When patients were classified in CD or UC group, this frequency remained significantly increased only among UC patients [0.29 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0,035, OR=1.84 (95% CI 1.03 – 3.24)] as compared to controls. Regarding results in SSc, a frequency significantly increased of *1A/*1A genotype (P=0.03; 0.74 vs. 0.61) and *1A allele (P=0.013; 0.86 vs 0.78; OR=0.57, 95% CI 0.36–0.90) from CYP1A1*2C polymorphism was observed among European-derived controls. On the other hand, the frequency of *2C allele was significantly increased among patients of same ethnic group (P=0.013; 0.22 vs 0.14; OR=1.75, 95% CI 1.11–2.74). The allelic and genotypic frequencies of CYP2E1*5B and GSTP1 Ile105Val polymorphisms, as well as genotypic frequencies of GSTM1 presence/absence polymorphism were similar between SSc patients and controls of both ethnic groups (P>0.05). We observed a significantly increased frequency of GSTT1 null genotype [0.29 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0.035, OR=1.85 (95% CI 1.03–3.29)], as well as an increased frequency of GSTT1/GSTM1 double-null in SSc patients as compared to controls [0.19 vs. 0.08; χ ² with Yates P=0.007, OR=2.62 (95% CI 1.25 – 5.46)]. These associations were exclusive to European-derived individuals. In conclusion, our results suggest that the GSTT1 null genotype is associated with susceptibility to IBD and may influence in defining the course of the disease for RCU. Furthermore, the GSTT1 null genotype alone or combined with GSTM1 null genotype is a susceptibility genetic factor to SSc, while the *1A/*1A genotype or the presence of *1A allele from CYP1A1*2C polymorphism may plays a protector role in SSc development in Brazilian Europeanderived individuals.

O Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES) é uma doença inflamatória crônica autoimune que apresenta uma ampla variedade de manifestações clínicas e anormalidades imunológicas, afetando principalmente mulheres. É caracterizado pela perturbação da homeostase imunológica, que envolve a indução e produção de autoanticorpos, bem como pela formação e deposição de complexos imunes, que conduzem a uma intensa resposta inflamatória e dano tecidual. Há evidências de que fatores imunológicos, ambientais, hormonais e genéticos estão implicados na patogênese da doença. Genes e proteínas envolvidas na metabolização/detoxificação de xenobióticos são frequentemente utilizados como marcadores de susceptibilidade para o desenvolvimento de doenças, cuja etiologia está relacionada à exposição a fatores de risco ambientais. Enzimas do Citocromo P450 (CYP) são as principais responsáveis pela fase I de detoxificação, na qual ativam o xenobiótico, tornando-o mais eletrofílico e, desta forma, mais reativo. As Glutationa S-transferases (GST) são enzimas detoxificantes de fase II e normalmente conjugam a glutationa reduzida com uma variedade de compostos eletrofílicos, como espécies reativas de oxigênio, facilitando a excreção de produtos tóxicos. Polimorfismos nos genes CYP e GST são capazes de alterar a expressão e a atividade catalítica das enzimas, sendo responsáveis por diferenças interindividuais quanto à capacidade de biotransformação de xenobióticos. O objetivo do nosso trabalho foi avaliar a influência de três polimorfismos GST (GSTM1 nulo, GSTT1 nulo, e GSTP1*Val) e dois polimorfismos CYP (CYP1A1*2C e CYP2E1*5B) na predisposição ao LES em uma amostra de 370 pacientes com LES e 329 doadores de sangue saudáveis provenientes da região sul do Brasil. Os polimorfismos CYP foram genotipados por PCR-RFLP, enquanto que os polimorfismos GST foram genotipados por PCR multiplex (GSTM1 nulo, GSTT1 nulo) e PCR-RFLP para GSTP1. As freqüências alélicas e genotípicas foram comparadas entre pacientes e controles usando o teste de Qui-Quadrado ou o teste Exato de Fisher. As análises foram realizadas subdividindo os indivíduos de acordo com sua origem étnica. Entre os indivíduos Euro-descendentes, observou-se uma menor freqüência de genótipos heterozigotos GSTP1*Val em pacientes com LES em comparação aos controles (p=0,0047; OR 0,63 CI 95% 0,43 – 0,93 em relação a GSTP1*Ile/Ile e OR 0,49 CI 95% 0,26 – 0,92 em relação a GSTP1*Val/Val). No grupo Afro-descendente, houve tendência a uma maior freqüência do alelo GSTP1*Val em pacientes quando comparados aos controles (p=0,061). O alelo CYP2E1*5B foi significativamente mais freqüente nos pacientes do que em controles (p=0,038; OR 2,69 CI 95% 1,00 – 8,42). Não foi observada qualquer implicação clínica dos polimorfismos CYP e GST nos pacientes com LES. Nossos dados sugerem um papel protetor do genótipo heterozigoto GSTP1*105Ile/Val em Euro-descendentes e uma possível influência do alelo CYP2E1*5B na susceptibilidade ao LES entre Afro-descendentes. / Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune chronic inflammatory disease that presents a variety of clinical manifestations and immunological abnormalities, particularly affecting women. It is characterized by disruption of immunologic homeostasis, which results in the induction and production of autoantibodies, as well as the formation and deposition of immune complexes, leading to an intense inflammatory response and tissue damage. There is evidence that immunological, environmental, hormonal and genetic factors are involved in the pathogenesis of the disease. Genes and proteins involved in metabolism/detoxification of xenobiotics are often used as markers of susceptibility to the development of diseases whose etiology is related to exposure to environmental risk factors. Cytochrome P450 (CYP) enzymes are primarily responsible for phase I detoxification, in which activate the xenobiotic, making it more electrophilic and thus more reactive. The Glutathione S-transferases (GST) are phase II detoxifying enzymes and usually conjugate reduced glutathione with a variety of electrophilic compounds, such as reactive oxygen species, facilitating the excretion of toxic products. Polymorphisms in the CYP and GST genes can alter the expression and catalytic activity of enzymes, being responsible for interindividual differences regarding the capacity of xenobiotics biotransformation. The aim of our study was to evaluate the influence of three GST polymorphisms (GSTM1 null, GSTT1 null and GSTP1*Val) and two CYP polymorphisms (CYP1A1*2C and CYP2E1*5B) in SLE predisposition in a sample of 370 SLE patients and 329 healthy blood donors, both from southern Brazil. The CYP polymorphisms were genotyped by PCR-RFLP, while the GST polymorphisms were genotyped by multiplex PCR and PCR-RFLP for GSTP1. Allelic and genotypic frequencies were compared between patients and controls using the Chi-square test or Fisher´s exact test. Analyses were performed subdividing the individuals according to their ethnic origin. Among European-derived individuals, it was observed a lower frequency of GSTP1*Val heterozygous genotypes in SLE patients compared to controls (p = 0.0047; OR 0.63 CI 95% 0.43 - 0.93 in relation to GSTP1*Ile/Ile) and (OR 0.49 95% CI 0.26 - 0.92 in relation to GSTP1*Val/Val). In African-derived group, there was a trend to a higher frequency of GSTP1*Val allele in patients when compared to controls (p=0.061). The CYP2E1*5B allele was significantly more frequent in patients than controls (p=0.038, OR 2.69 95% CI 1.00 - 8.42). We did not observe any clinical implication of the CYP and GST polymorphisms in patients with SLE. Our data suggest a protective role of the GSTP1*105Ile/Val heterozygous genotype in European-derived and a possible influence of the CYP2E1*5B allele in SLE susceptibility among African-derived.

A pele está em contínua auto-renovação graças a vários nichos de células-tronco presentes neste tecido. Células progenitoras epidérmicas surgem durante o desenvolvimento embrionário e contribuem para a reposição celular da epiderme durante todo o período de vida dos mamíferos. Neste trabalho, buscou-se analisar o papel da depleção de glutationa durante a estratificação da epiderme embrionária e na manutenção da homeostase no tecido adulto. Encontramos evidências de que este tiol tem um importante papel durante a proliferação da epiderme e formação do folículo capilar. As alterações observadas na ausência de GSH foram relacionados com um padrão diferencial de fosforilação dos fatores de transcrição forkhead-homeobox- tipo-O (FOXO). Em resumo, foi estabelecida uma correlação entre o estado de GSH, a fosforilação de FOXO e o desenvolvimento da epiderme. Para melhor estudar a importância do balanço de GSH, na pele do adulto, e seu papel na manutenção deste tecido, camundongos foram tratados com um inibidor da síntese de GSH e, com N-aceti-lcisteína. Foi observado um aumento da fosforilação de Akt, padrões alterados de fosforilação FOXO e aumento da expressão de genes de genes relacionados à diferenciação. Estes resultados mostram que a via Akt/FOXO desempenha um papel importante na manutenção e diferenciação de células-tronco epidermais. O envelhecimento cronológico leva a alterações morfológicas/funcionais que conduzem à diminuição da auto-renovação, o que ocorre concomitantemente com uma diminuição dos níveis de GSH na pele. Utilizamos, também, animais idosos e avaliamos quais mecanismos eram compartilhados pelo envelhecimento e a depleção deste tiol. Observou-se que uma resposta hiperproliferativa ligada à exaustão de células-tronco pode ser o elo entre a depleção de GSH e o envelhecimento. A influência desse processo também foi investigada no compartimento dérmico, através da análise do impacto da depleção de glutationa sobre a osteogênese de células-tronco mesenquimais murinas. Quando induzidas a se diferenciarem em osso (Alizarin-Red+/Von-Kossa-stain +, aumento dos níveis de mRNA para fosfatase alcalina/osteopontina/osterix), o balanço GSH/GSSG e seu sistema antioxidante correlato é diferencialmente regulado em células-tronco mesenquimais derivadas da derme. Sendo regulado de uma forma redox-dependente através da via de MAPKs. A depleção de GSH leva à diminuição nos níveis de osteogênese em favor da adipogênese, levando ao processo comumente associado ao envelhecimento denominado \"adipogenic switc\". Em conclusão, os dados obtidos permitem propor um papel central para a glutationa na manutenção/comprometimento de células-tronco na pele. / The skin is continuously self-renewing thanks to several stem cell niches. Epidermal progenitor cells arise during embryonic development and contribute to the replenishment of the epidermis during the lifetime of mammals. We set out to analyze the glutathione (GSH) antioxidant system during embryonic epidermis stratification and follicle development and the effect of glutathione withdrawal in this process. We found that glutathione plays an important role during epidermis proliferation and hairshaft formation. The changes observed in the absence of GSH were related to a differential phosphorylation pattern of the forkhead-homeobox-type-O (FOXO) transcription factors. In brief, a correlation between GSH status, FOXO phosphorylation and skin development was established. To further study the importance of GSH in adult skin maintenance and understand the effects of ROS in the Akt/FOXO pathway, we treated cells and mice with an inhibitor of GSH synthesis, and with N-acetyl-cysteine. Increased Akt phosphorylation, altered FOXO phosphorylation patterns and increased gene expression of differentiation-related genes were observed. Our results show that the Akt/FOXO pathway plays an important role in maintenance/differentiation of epidermal stem cells. Chronological ageing leads to morphological/functional changes causing a decline in self-renewal, as well as decreased levels of GSH. We also observed that a cell cycle hyperproliferative response was the link between stem cell exaustion in GSH-depletion and ageing. Dermal mesenchymal stem cells (MSCs), are capable of adipo-chondro- and osteogenesis. Little is known about the impact of ROS in MSC differentiation. We induced murine skin MSCs to differentiate into bone (Alizarin-Red/Von-Kossastain+, increased levels of mRNA for alkalinephosphatase/ osteopontin/osterix). In brief, the balance of GSH/GSSG and related antioxidant system is differentially regulated during this process, found to be regulated in a redox-dependent fashion through the MAPK pathway. When depleted, GSH leads to an adipogenic switch in MSC differentiation. In conclusion, our data leads us to propose a central role for glutathione in the maintenance/commitment of stem cells in skin.

Orientadores: Ranulfo Monte Alegre, Lucielen Oliveira dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anschau_Andreia_M.pdf: 29652981 bytes, checksum: e582c54f37db71e9fc13826b3422cc07 (MD5) Previous issue date: 2010 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Marcelo Menossi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T00:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cancado_GeraldoMageladeAlmeida_D.pdf: 5945955 bytes, checksum: bf1d61ab84a403512834994e49e96bf1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Solos ácidos são encontrados em todas as regiões do planeta e em grandes proporções nas regiões tropicais e subtropicais. Como conseqüência da acidez do solo, o alumínio (Al), metal mais abundante da crosta terrestre, torna-se solúvel e atinge concentrações tóxicas para a maioria das espécies de plantas cultivadas. O primeiro dano provocado pelo Al iônico é a redução do desenvolvimento radicular, causando distúrbios fisiológicos que acarretam na redução da produção. Devido às limitações dos métodos convencionais de correção do pH do solo e a necessidade de longos períodos de tempo para o desenvolvimento de novas cultivares pelo melhoramento genético clássico, muita ênfase tem sido dada para a compreensão dos mecanismos de toxidez e de tolerância ao Al em plantas. Pois, com a aquisição destes conhecimentos, espera-se mais sucesso na obtenção de plantas tolerantes ao Al com o emprego da tecnologia de DNA recombinante e da seleção assistida por marcadores moleculares. Neste trabalho utilizamos duas linhagens de milho contrastantes para tolerância ao Al: Cat100-6 (tolerante ao Al) e S1587-17 (sensível ao Al), com o objetivo de estudar as alterações na expressão gênica promovidas pelo estresse de Al no ápice radicular. A presente tese esta dividida em três linhas de pesquisa: i) identificação, clonagem e caracterização de um gene codificando uma enzima glutationa S-transferase e avaliação dos efeitos do Al na sua expressão gênica; ii) avaliação das alterações na expressão gênica em ápices de raízes de duas linhagens de milho quando submetidos ao estresse de Al, utilizando um sistema de hibridização heterólogo com ESTs (expressed sequence tags) de cana-de-açúcar; e iii) clonagem e caracterização em milho do gene ALMT1, pertencente a uma nova classe de proteína transportadora de moléculas orgânicas especificamente ativada pelo Al. No trabalho com o gene GST27.2 observamos que este gene foi induzido pelo estresse provocado por Al e por Cd (cadmio) e que mutações que provocavam alterações na composição de aminoácidos da proteína poderiam promover alterações vi na atividade e na especificidade desta enzima. Além disso, o gene GST27.2 parece ser um novo alelo do gene GST27 estando presente como cópia única no genoma das linhagens de milho estudadas. Já no trabalho de avaliação da expressão gênica em larga escala, foram identificados 85 genes nos ápices radiculares das duas linhagens de milho cuja expressão foi diferencialmente alterada pela presença do Al. Embora alguns dos genes já tivessem sido descritos como responsivos ao Al, para a maior parte dos genes identificados neste trabalho, este foi o primeiro relato descrevendo seu envolvimento com o estresse de Al. A clonagem em milho do gene homológo ao gene ALMT1, demonstrou que o milho também deve ter uma proteína de membrana presente em células do ápice radicular que pode estar envolvida com transporte de moléculas orgânicas. Embora a proteína não esteja envolvida com o transporte de malato, a mesma teve sua atividade melhorada pela presença do Al. Entretanto, o gene que codifica esta proteína é reprimido no tecido do ápice radicular das linhagens de milho tolerante e sensível ao Al, o que pode indicar a existência de regulação pós-transcricional. Os resultados obtidos a partir destas três abordagens contribuíram para a compreensão dos mecanismos de tolerância e toxidez ao Al em raízes de milho. Futuramente, essas informações auxiliarão na escolha de genes mais apropriados para a criação de plantas geneticamente alteradas mais adaptadas a presença do Al no solo / Abstract: Acid soils are found worldwide but most of them are located in tropical and subtropical regions. Aluminum (Al), the most abundant metal on the earth surface, becomes soluble in the soil solution as consequence of low pH in acid soils and achieves phytotoxic levels for most of the cultivated plant species. The first symptom of Al toxicity is the inhibition of the root growth that promote physiological disturbs reducing crop yield. Because of limitations of correcting soil pH by liming and the time-consuming process of traditional plant breeding, the elucidation of the mechanisms involved with plant Al-tolerance and Al-toxicity has received more attention, since the production of genetically altered plants has emerged as an effective and fast strategy to the production of improved cultivars. Two maize lines, Cat100-6 (Al-tolerant) and S1587-17 (Al-sensitive), were used in this study with the aim of understanding at the transcriptional level the alterations promoted by Al on the roots. The research was divided in three main sections: i) detection, cloning and characterization of a gene encoding a Glutathione S-transferase in maize and evaluation of Al effects on its expression; ii) Large-scale evaluation of gene expression in root tips of maize under Al stress using a heterologous system with Expressed Sequence Tags (ESTs) of sugarcane; and iii) cloning and characterization of the ALMT1 gene in maize and evaluation of Al-effects on its activity. In the first section was observed that Al and Cd-stress induced the GST27.2 gene. Two mutations present on the nucleotide chain of this gene promoted alteration on the amino acid compositions. These alterations might be responsible by alterations on the specificity and activity of the GST enzyme. Besides that, the GST27.2 is a single copy gene in maize and seem to be a new allele of GST27. In the section of large-scale gene expression evaluation were identified 85 genes in root tips of two Al-tolerant contrasting maize lines whose expression was altered by Al stress. Although several of the genes identified here were previously described as Al responsive in other works, to most of them this study is the first report about the involvement of these genes with Al stress. The cloning of the ALMT1 homologue in tissue from the root apex of maize shown that maize has a gene encoding a membrane protein that might be involved with organic molecules transport. Although the protein encoded by the maize homologue gene was not associated with malate transport the activity of this protein was stimulated by the presence of Al. Interestingly, the gene expression of the this gene was repressed by Al in the Al-tolerant and Al-sensitive genotype. This result might be an indicative of existence of posttranscriptional regulation. The results accomplished with the experiments described here launched new light into the understanding of the Al-tolerance and Al-toxicity mechanisms in maize roots. Furthermore, the information presented here will contribute to a more accurate selection of genes that will be used to produce transgenic plants better adapted to soils with high Al concentration / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Mario Roberto Marostica Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T20:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Berno_LucianeIsabel_M.pdf: 1103514 bytes, checksum: 7482258c3423d699ee03f85080189d7a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi o de avaliar os efeitos do selênio oriundo da torta de castanha do Brasil sobre a concentração dos hormônios da tireóide, níveis de glutationa reduzida e alguns parâmetros bioquímicos de ratos Wistar decorrentes da ingestão de dietas com diferentes proporções de torta de castanha. Assim, o estudo se iniciou com o recebimento das amêndoas de castanha do Brasil, provenientes da indústria Juta e Castanha?, localizada na cidade de São Paulo. Em seguida procedeu-se à sua prensagem para desengorduramento parcial das castanhas ¿ o produto obtido desse processo foi denominado ¿torta desengordurada de castanha¿. Para dar continuidade ao trabalho, foi determinada a composição centesimal das fontes protéicas utilizadas no estudo, torta desengordurada de castanha do Brasil e caseína, utilizada como proteína padrão. A partir desses dados, foram confeccionadas as dietas dos animais com 12% de proteína. As dietas continham diferentes teores de torta e caseína como fontes de proteína, resultando em oito dietas diferentes, sendo elas: G1: 100% caseína com mix-mineral AIN 93G; G2: 100% caseína com mix-mineral AIN 93G elaborado com exclusão de Se; G3: 65% caseína, 35% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G elaborado com exclusão de Se; G4: 65% caseína, 35% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G; G5: 75% caseína, 25% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G elaborado com exclusão de Se; G6: 75% caseína, 25% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G; G7: 87,5% caseína, 12,5% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G elaborado com exclusão de Se; G8: 87,5% caseína, 12,5% torta de castanha do Brasil; com mix-mineral AIN 93G. O ensaio biológico contou com 64 animais, divididos em oito grupos de oito animais cada, acondicionados em gaiolas separadas, sob ciclo claro/escuro de 12 horas, com temperatura e umidade controladas, durante o período de 28 dias do ensaio biológico. O consumo de dieta e o ganho de peso foram monitorados. Ao final do experimento, os animais foram mortos por decapitação e o sangue foi coletado para realização das análises propostas. Os níveis dos hormônios da tireóide apresentaram-se, para todos os grupos, dentro dos parâmetros descritos na literatura como ideais para roedores. Os grupos alimentados com as dietas que continham torta de castanha do Brasil apresentaram níveis de T3 significativamente maiores (1,19 a 1,41 nmol/L) que os encontrados nos grupos alimentados somente com caseína (1,04 e 1,07 nmol/L), o que revela que a torta de castanha do Brasil é um alimento que pode influenciar positivamente o metabolismo da tireóide. A análise da concentração sanguínea de glutationa reduzida revelou que, assim como a caseína (proteína padrão), a torta de castanha do Brasil apresenta características nutricionais que contribuem para a manutenção adequada dos níveis sanguíneos de glutationa (88,49 a 94,70 mg/dl). No entanto, outros fatores, que não só as diferentes concentrações de selênio consumidas pelos animais influenciaram os níveis de glutationa SH sanguínea encontrados. Os resultados dos parâmetros bioquímicos analisados, glicemia (79,05 a 139,76 mg/dl) e colesterol (34,73 a 87,42 mg/dl), levaram à conclusão de que torta de castanha do Brasil, não só influencia positivamente o metabolismo da tireóide, mas também o metabolismo dos glicídios e lipídeos. Para a análise estatística utilizou-se o software SAS INSTITUTE (1999). A análise de variância (ANOVA) foi calculada e as médias comparadas por meio do teste de Tukey, com 5% de significância / Abstact: The objective of this study was to evaluate the effects of selenium of the defatted cake from Brazil nuts on the concentrations of thyroid hormones, levels of reduced glutathione and some biochemical parameters of rats resulting from ingestion of diets with different proportions of defatted cake. The study began on receiving the Brazil nuts from Jute and Castanha® industry, located in São Paulo. Then the nuts were pressed partially eliminating the oil - the product of this process was called 'defatted cake' The centesimal composition of protein sources used in the study was determined: defatted cake of the Brazil nut and casein (the later used as protein reference), and diets were prepared with 12% of protein. The diets contained different levels of defatted cake and casein, resulting in eight different diets, which were: Diet 1: (Standard diet) AIN 93G diet (protein source: casein, mineral mix AIN 93); Diet 2: (Control diet) AIN 93G diet (protein source: casein, mineral mix AIN 93 without selenium); Diet 3: AIN 93 Diet (protein sources: 65% casein/35% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN 93 without selenium); Diet 4: AIN 93G diet (protein sources: 65% casein/35% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN 93); Diet 5: AIN 93 Diet (protein sources: 75% casein/25% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN 93 without selenium); Diet 6: AIN 93G diet (protein sources: 75% casein/25% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN-93); Diet 7: AIN 93 Diet (protein sources: 87,5% casein/12,5% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN 93 without selenium); Diet 8: AIN 93G diet (protein sources: 87,5% casein/12,5% Brazil nut defatted cake, mineral mix AIN-93). The assay had 64 animals, divided into eight groups with eight animals each, and packed in separate cages, on cycles light/dark of 12 hours, with controlled temperature and humidity during the 28 days of the assay. The consumption of diet and weight gain was monitored. At the end of the experiment, the animals were killed by decapitation and blood was collected to perform the analysis proposed. The levels of thyroid hormones showed an increase for all groups, remaining the value described in the literature as ideal for rodents. The groups fed the diets containing defatted cake of the Brazil nut showed higher levels of T3 than those found in the groups fed only casein, which shows that Brazil nut cake may positively influence the thyroid metabolism. The analysis of blood concentration of reduced glutathione revealed that the Brazil nut defatted cake presents nutritional characteristics that contribute to the maintenance of adequate blood levels of glutathione. However, other factors, independent of selenium concentrations consumed by the animals influenced the levels of blood glutathione. The biochemical parameters examined, glucose and cholesterol, lead to the conclusion that the Brazil nut defatted cake influence positively not only the thyroid metabolism, but also the metabolism of carbohydrates and lipids / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cappelli_AnaPaulaGameiro_M.pdf: 8746314 bytes, checksum: fffd531f3decda018f572cfc7c7f2be6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A desnutrição protéica promove redução da secreção de insulina devida inúmeras alterações moleculares nas células B pancreáticas. Recentemente foi demonstrado que o estado redox pode modular a secreção de insulina em condições fisiológicas. No entanto, a correlação entre as alterações no estado redox e na secreção de insulina em ratos submetidos à desnutrição protéica não é conhecida. Assim, nosso objetivo foi avaliar o impacto do estresse oxidativo na secreção de insulina em ilhotas de ratos desnutridos. Ratos machos Wistar foram tratados com dieta normoprotéica (NP-17%) ou hipoprotéica (LP-6%) por 60 dias. Após isolamento das ilhotas, foi medida atividade e o conteúdo protéico das enzimas antioxidantes SOD, GPx e a CAT. Para a secreção estática de insulina, as ilhotas foram pré-incubadas em 5.6 mM de glicose (GLI) com ou sem H2O2, na ausência ou presença de n-acetil cisteína (NAC) e posteriormente incubadas em diferentes concentrações de GLI. Observamos aumento da atividade da SOD (21.18±2.1-30.5.±2 µmoles/min/mg proteína NP-LP respectivamente), redução na CAT (9±1.2-5.22±0.73 µmoles/min/mg proteína NP-LP respectivamente) e nenhuma alteração na GPx em ilhotas de ratos desnutrido comparada com ilhotas de ratos controle. Apesar de observarmos tendência de aumento no conteúdo protéico das enzimas antioxidantes em LP, não houve diferença significativa de nenhuma das enzimas. A secreção de insulina de ratos LP que ficaram expostas a 33mM de glicose na incubação, retornou a níveis basais (GLI 2.8 mM) quando préincubado com 100 µM de H2O2, enquanto para as ilhotas de ratos controle foi necessário a adição de 300 ?M de H2O2 na pré-incubação para retornar aos níveis basais. Na presença de 10 mM de NAC + 150 µM de H2O2, durante a pré-incubação, e posterior incubação em 33 mM de glicose, observou-se redução significante da secreção de NP e aumento em LP. Estes resultados sugerem que as ilhotas pancreáticas de ratos desnutridos pré tratadas com H2O2 e posteriormente expostas a altas concentrações de glicose, são mais sensíveis ao H2O2 possivelmente devido à capacidade reduzida de detoxificação de espécies reativas de oxigênio (EROS). / Abstract: Protein malnutrition induces pacreatic B-cells molecular alterations, reducing insulin secretion. It has been recently demonstrated that redox status may control insulin secretion under physiological conditions. However, protein malnutrition effects in redox modulation of insulin secretion is unknown. Thus, our aim was to evaluate oxidative stress impact upon insulin secretion in isolated islets from protein undernourished rats. Male Wistar rats were treated with normoproteic diet (NP-17%) or with a low protein diet (LP-6%) for sixty days. After islets isolation, it was measured antioxidant enzymes SOD, GPX and CAT activities and protein content. For insulin secretion measurement, islets were pre-incubated with glucose 5.6 (GLI) mM with or without H2O2 at the presence and absence of N-acetyl-cisteyne (NAC) and after that islets were incubated with diferent GLI concentration. SOD and CAT activities were significant increased (21.18±2.1-30.5.±2 µmoles/min/mg protein for NP-LP respectively) and decreased (9±1.2-5.22±0.73 µmoles/min/mg protein for NP-LP respectively) respectively, whereas GPX did not show any alteration. Despite a tendency of increase in the LP protein content of antioxidant enzymes, no significant differences were observed. When incubated with glucose 33mM, LP insulin secretion returned to baseline values (GLI 2.8 mM) when it was pre-incubated with H2O2 100 µM, whereas NP islets returned to baseline levels when pre-incubated with H2O2 300 ?M. When islets were pre-incubated with NAC 10 mM + H2O2 150 µM and further incubated with glucose 33 mM, insulin secretion was reduced in NP, whereas in LP it was increased. Taken together, these datasuggest that pancreatic islets from undernourished rats when pre-treated with H2O2 and thereafter challenged with high glucose concentrations are more sensitive to H2O2, probably due to their lower capacity to detoxify reactive oxygen species (ROS). / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brena de Lourdes Aguiar Lima.pdf: 1248497 bytes, checksum: d14922a8c86943653012f0ea3e3818cf (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plasmodium vivax threatens ~40% of the world s population, with a wide spectrum of asymptomatic to severe clinical manifestations. Glutathione S-transferase (GST) gene polymorphisms have been shown to influence their ability to reduce oxidative stress. Using molecular tools we identified and compared GSTM1, GSTT1 and GSTP1 gene polymorphism in 175 uncomplicated (n=118) and severe (n=57) vivax patients. There were no differences in the frequency of GST alleles between uncomplicated and severe malaria. Nevertheless, a comparison of biochemical and hematological parameters in severe malaria, we observed patients with GSTM1 double-deletion had more platelets (p<0.04) suggesting a decreased risk of thrombocytopenia. In addition, patients with single and/or double deletion of GSTT1 and GSTM1 also had a reduced risk for thrombocytopenia (p<0.045, p<0.026, respectively) compared to wild type allele. In contrast, individuals with GSTP1 heterozygous or homozygous A313G mutation had an increased risk of jaundice (p<0.034, p<0.022) and anemia as observed with decreased RBCs (p<0.008), hemoglobin (p<0.019) and hematocrit (p<0.008) levels in serum. Our results, not only indicate a direct influence of GST polymorphism on biochemical parameters but also its diagnostic potential in assessing disease progression during clinical malaria. / Plasmodium vivax acomete aproximadamente 40% da população mundial, com um amplo espectro de manifestações clínicas, desde formas assintomáticas a infecções graves. Polimorfismos nos genes da Glutationa S-transferase (GST) influenciam a capacidade das isoenzimas de reduzir o estresse oxidativo. Usando métodos moleculares nós identificamos e comparamos polimorfismos nos genes da GST em 175 pacientes com malária vivax não-grave (n=118) e grave (n=57). Não houve diferenças estatísticas nas freqüências alélicas das GSTs entre os pacientes com malária não grave e grave. No entanto, guando comparou-se os parâmetros bioquímicos e hematológicos no grupo com malária grave, observamos que pacientes com deleção no gene GSTM1 apresentaram maior contagem plaquetária (p˂0.04), sugerindo menor risco de trombocitopenia. Além disso, pacientes com deleção única e/ou dupla nos genes GSTT1 e GSTM1 demonstraram menor risco de desenvolverem trombocitopenia (p˂0.045, p˂0.026, respectivamente) em comparação com os pacientes portadores do genótipo selvagem. Em contraste, indivíduos com malária grave e portadores dos genótipos heterozigotos ou homozigotos para a mutação A313G no gene GSTP1 apresentaram maior risco de desenvolverem icterícia (p˂0.034, p˂0.022, respectivamente) e anemia, como demonstrado pelos menores níveis de hemácias (p˂0.008, p˂0.019, respectivamente) e hematócrito (p˂0.008). Nossos resultados não indicam apenas uma influência direta dos polimorfismos das GSTs nos parâmetros bioquímicos e hematológicos, mas também o seu potencial de avaliar a progressão da doença.

Foi demonstrado o envolvimento das espécies reativas de oxigênio (ERO) na patogênese de algumas retroviroses, levando muitas vezes à progressão e/ou persistência das mesmas. No entanto, o papel das espécies reativas de oxigênio resultante da modulação do sistema antioxidante, e seu envolvimento na infecção de bovinos naturalmente infectados pelo VLEB, até o presente trabalho, não tinha sido ainda investigado. Desta forma, o presente estudo objetivou-se avaliar o envolvimento do estresse oxidativo na infecção pelo VLEB em bovinos naturalmente infectados, associado ou não ao estabelecimento da linfocitose persistente (LP). Assim, a avaliação do estresse oxidativo se deu pelo teor de malondialdeído, concentração de glutationa reduzida, atividade da glutationa peroxidase e da superóxido dismutase, e pela atividade antioxidante total; e a resposta imune pela quantificação das subpopulações de linfócitos, função fagocítica e produção intracelular de peróxido de hidrogênio de leuccitos polimorfonucleares, morte celular e proliferação linfocitária, além da avaliação hematológica e sorodiagnóstico da leucose enzoótica bovina (LEB). Os resultados do presente estudo apontaram para o envolvimento do estresse oxidativo na infecção pelo vírus da leucose enzoótica bovina, dado pela menor concentração de glutationa peroxidase e a tendência a menor atividade da superxido dismutase eritrocitárias nos animais infectados pelo VLEB, não podendo, contudo, ser associado à fase da infecção. Ademais, os marcadores de estresse oxidativo não apresentaram alterados nem sequer a atividade antioxidante total destes animais. Além disso, o presente trabalho apontou para menor proliferação de linfócitos e redução da apoptose de células CD5+ nos animais infectados pelo VLEB manifestando LP, corroborados pelo significante aumento da população de linfcitos B (CD21+), e dos principais co-marcadores das células infectadas, no caso células CD5+ e CD11b+, nestes animais. No entanto, não observou diferenças significativas na população de linfócitos T destes animais, nem sequer alteração da capacidade fagocítica e produção intracelular de peróxido de hidrogênio pela população de leucócitos polimorfonucleares nos animais infectados. / Abundant observations of multiple pathogenic interactions between reactive oxygen species (ROS) and the pathogenesis of some retroviruses have drawn attention to role of ROS on disease progression and/or persistence of infection. Therefore, the role of the oxidative stress resulted from the modulation of the antioxidant system in dairy cows naturally infected with BLV has not been studied yet. So, the present study tries to investigate the involvement of oxidative stress in dairy cows naturally infected with BLV associated or not with the persistent lymphocytosis (PL). Thus, the oxidative stress was evaluated by the malondialdehyde, reduced glutathione content, and by the activity of glutathione peroxidase and superoxide dismutase, and also total antioxidant activity. The immune response was also evaluated by the quantification of lymphocyte subsets, lymphocyte proliferation, polymorfonuclear leukocytes phagocytosis and intracellular hydrogen peroxide production, and cell death. The results of the present work point out to an involvement of oxidative stress in dairy cows naturally infected with BLV, given by a lower glutathione peroxidase activity and also a tendency towards lower superoxide dismutase activity, but it can be not associated with PL. Futhermore, the oxidative stress markers and also the total antioxidant status was not altered in infected animals. The present study also showed a lower lymphocyte proliferarion and apoptosis rates of CD5+ cells, strengthen by a higher B cells (CD21+) counts and also by a significant augment of CD5+ and CD11b+ positive cells that are often co-expressed by the infected cells. Although, no significant difference was observed in T cells counts. Moreover, the phagocytosis rates and the intracellular hydrogen peroxide production by the polymorphonuclear leukocytes are not altered in BLV infected dairy cows.

Em insetos, as enzimas glutationa S-transferases (GSTs) são conhecidas pela capacidade de degradar inseticidas, pesticidas e outros compostos químicos, naturais ou não naturais, estranhos ao organismo, podendo também promover o transporte intracelular de hormônios, metabólitos, e atuar na proteção celular contra o estresse oxidativo. Além disto, a função de uma GST tem sido associada ao processo de sequestro, pelo corpo gorduroso, de um tipo de proteína (hexamerinas) estocada na hemolinfa larval para ser utilizada como fonte de aminoácidos durante a metamorfose. Os objetivos deste trabalho consistiram em caracterizar a estrutura, a expressão e aspectos da função dos genes codificadores de GSTs em abelhas operárias Apis mellifera, além de investigar a possível função de um destes genes, hp191(GSTS1), na dinâmica de sequestro de hexamerinas durante a metamorfose. A metodologia utilizada abrangeu técnicas de biologia molecular, como RT-PCR semiquantitativa e em tempo real, sequenciamento de nucleotídeos, western blot, silenciamento gênico. Resumidamente os resultados mostraram (1) diferenças estruturais (número e organização de íntrons e éxons) entre os dez genes GSTs de A. mellifera, (2) aumento da atividade destes genes relacionado ao envelhecimento e intensa atividade de forrageamento, (3) níveis de expressão dependente do tipo de dieta alimentar, (4) perfil de expressão de hp191(GSTS1), assim como sua resposta aos hormônios morfogenéticos (hormônio juvenil e 20-hidroxiecdisona), consistentes com função na metamorfose, (4) diminuição dos níveis de hexamerina HEX 70a na hemolinfa em consequência do silenciamento de hp191(GSTS1) mediado por RNAi. Em conjunto, estes dados informam sobre estrutura, expressão e função dos genes GSTs de A. mellifera com particular foco na potencial participação de hp191(GSTS1) na metamorfose. / In insects, the enzymes glutathione S-transferases (GSTs) are known for their ability to degrade insecticides, pesticides and other chemical compounds, natural or not, which are not normally produced or expected to be present in the organism. GSTs can also promote the intracellular transportation of hormones and metabolites as well as act in the cellular protection against oxidative stress. In addition, the GST function has been associated with the process of sequestration, by the fat body, of one type of protein (hexamerin) which is stored in the larval hemolymph to be used as a source of amino acids during metamorphosis. The aims of this study were (1) to characterize structure and expression, and explore the roles of the GST encoding genes in Apis mellifera worker bees and, (2) to investigate the potential role of one of these genes, hp191(GSTS1), in the dynamics of hexamerin sequestration during metamorphosis. The methodology included molecular biology techniques, such as semiquantitative and real time RT-PCR, gene sequencing and silencing, and western blot. Briefly, the results revealed structural differences (number and organization of introns and exons) among the ten GSTs genes of A. mellifera, increased activity of these genes associated to bee aging and the intense foraging activity, and modulation of the expression levels of GST genes by the type of diet. The results also revealed that the expression profile of hp191(GSTS1), as well as its response to the morphogenetic hormones (juvenile hormone and 20-hydroxyecdysone), are consistent with a function in metamorphosis. Furthermore, hp191(GSTS1) silencing mediated by RNAi resulted in decreased hemolymph levels of a hexamerin (HEX 70a) with an essential function in metamorphosis. Altogether, these data provide novel findings concerning the structure, expression and function of the GSTs genes of A. mellifera with a special focus on the potential participation of hp191(GSTS1) in metamorphosis.