Orientador: Aureo Tatsumi Yamada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T22:06:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_PatriciaDanieleAzevedo_M.pdf: 2003445 bytes, checksum: 597310400704b8df5b1e07544bd6caca (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Durante a gestação em animais que possuem placentação hemocorial, a hipóxia no primeiro terço da prenhez é um dos fatores cruciais para indução da angiogênese e o adequado desenvolvimento da placenta. Contudo, esta hipóxia se contrapõe à intensa atividade das células que requerem elevado metabolismo, gerando um estresse fisiológico para estas células presentes na interface materno-fetal. Presume-se que estas células necessitem de mecanismos apropriados de citoproteção para sua sobrevida enquanto comprometidos ativamente no suporte funcional do útero gestante. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo investigar a expressão e a distribuição da proteína de choque térmico 70 (HSP70) na interface materno-fetal durante a gestação normal em camundongos e a sua possível variação em condição de estresse adicional induzido experimentalmente através da lesão embrionária. Sítios de desenvolvimento embrionário/fetal de camundongos prenhes do dia de gestação (dg) 6 ao 17 e, após 30 minutos, 1, 6 e 12 h dos animais submetidos à lesão cirúrgida do embrião (LCE) no dg 9 foram coletados para: - processamento histotécnico convencional de embebição em parafina destinados às análises citoquímicas (lectina DBA e reação de TUNEL) e imunocitoquímicas (anti-HSP72/73, anti-PCNA); - embebição em resina Lowilcryl- K4M para imunocitoquímica ultraestrutural (anti-HSP72/73); - obtenção de homogenados teciduais destinados à SDS-PAGE das frações protéicas e Westernblot (anti-HSP72/73) e, - extração de RNA de homogenados teciduais e de células uNK isoladas para análise de transcritos (HSP72 e 73) com amplificação pelo RTPCR. As análises imunocitoquímicas demonstraram que as células uNK eram as únicas células que expressavam de forma constante as isoformas HSP72/73 ao longo da gestação, sendo confirmada a expressão dos transcritos gênicos das isoformas HSP72/73 nas células uNK isoladas pelo RT-PCR. A imunomicroscopia eletrônica detectou marcação conspícua nas mitocôndrias das células uNK. A análise quantitativa demonstrou que a lesão do embrião reduz o número de células uNK positivas para HSP72/73 e, o SDS/PAGE/Western-blotting identificou as isoformas HSP72 e 73 presente nos homogenados teciduais do útero com uma perceptível redução na intensidade da banda correspondente ao HSP73 nas amostras de pós-lesão, sem afetar significativamente a isoforma HSP72. As análises realizadas com a dupla marcação de TUNEL e PCNA demonstrarm redução de células uNK PCNA positivas no útero submetido a lesão embrionária e aumento de núcleos marcadas positivamente pelo TUNEL. Estes resultados demonstram de forma inédita a expressão de HSP72/73 nas células uNK, sendo inédita também a constatação em leucócitos, sugerindo um papel citoprotetor para estas células importantes na manutenção da gestação. A redução de células uNK HSP72/73 positivas no útero gestante desencadeada pela lesão embrionária, consubstancia a hipótese da atuação da HSP 72/73 como chaperona citoprotetora nas células uNK sendo crítica a atuação da isoforma HSP73 presente na mitocôndria através da regulação negativa das vias de morte celular por apoptose nas células uNK / Resumo: Durante a gestação em animais que possuem placentação hemocorial, a hipóxia no primeiro terço da prenhez é um dos fatores cruciais para indução da angiogênese e o adequado desenvolvimento da placenta. Contudo, esta hipóxia se contrapõe à intensa atividade das células que requerem elevado metabolismo, gerando um estresse fisiológico para estas células presentes na interface materno-fetal. Presume-se que estas células necessitem de mecanismos apropriados de citoproteção para sua sobrevida enquanto comprometidos ativamente no suporte funcional do útero gestante. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo investigar a expressão e a distribuição da proteína de choque térmico 70 (HSP70) na interface materno-fetal durante a gestação normal em camundongos e a sua possível variação em condição de estresse adicional induzido experimentalmente através da lesão embrionária. Sítios de desenvolvimento embrionário/fetal de camundongos prenhes do dia de gestação (dg) 6 ao 17 e, após 30 minutos, 1, 6 e 12 h dos animais submetidos à lesão cirúrgida do embrião (LCE) no dg 9 foram coletados para: - processamento histotécnico convencional de embebição em parafina destinados às análises citoquímicas (lectina DBA e reação de TUNEL) e imunocitoquímicas (anti-HSP72/73, anti-PCNA); - embebição em resina Lowilcryl- K4M para imunocitoquímica ultraestrutural (anti-HSP72/73); - obtenção de homogenados teciduais destinados à SDS-PAGE das frações protéicas e Westernblot (anti-HSP72/73) e, - extração de RNA de homogenados teciduais e de células uNK isoladas para análise de transcritos (HSP72 e 73) com amplificação pelo RTPCR. As análises imunocitoquímicas demonstraram que as células uNK eram as únicas células que expressavam de forma constante as isoformas HSP72/73 ao longo da gestação, sendo confirmada a expressão dos transcritos gênicos das isoformas HSP72/73 nas células uNK isoladas pelo RT-PCR. A imunomicroscopia eletrônica detectou marcação conspícua nas mitocôndrias das células uNK. A análise quantitativa demonstrou que a lesão do embrião reduz o número de células uNK positivas para HSP72/73 e, o SDS/PAGE/Western-blotting identificou as isoformas HSP72 e 73 presente nos homogenados teciduais do útero com uma perceptível redução na intensidade da banda correspondente ao HSP73 nas amostras de pós-lesão, sem afetar significativamente a isoforma HSP72. As análises realizadas com a dupla marcação de TUNEL e PCNA demonstrarm redução de células uNK PCNA positivas no útero submetido a lesão embrionária e aumento de núcleos marcadas positivamente pelo TUNEL. Estes resultados demonstram de forma inédita a expressão de HSP72/73 nas células uNK, sendo inédita também a constatação em leucócitos, sugerindo um papel citoprotetor para estas células importantes na manutenção da gestação. A redução de células uNK HSP72/73 positivas no útero gestante desencadeada pela lesão embrionária, consubstancia a hipótese da atuação da HSP 72/73 como chaperona citoprotetora nas células uNK sendo crítica a atuação da isoforma HSP73 presente na mitocôndria através da regulação negativa das vias de morte celular por apoptose nas células uNK / Abstract: During the pregnancy of animals developing hemochorial placenta, the hypoxia in the first third of pregnancy is one of the crucial factor for induction of angiogenesis and adequate placental development. However, this hypoxia is contradictory to the great dynamism and metabolism of cells required in the pregnant uterus, conditioning a physiological stress for the cells present at the maternal-fetal interface. It is presumed these cells demand appropriate cytoprotective mechanism for their survival while are committed to actively support the pregnancy. In this way, the present work aimed to investigate the expression and distribution of the chapelone isoforms heat shock protein 72 and 73 (HSP72/73) at the maternal fetal-interface through the pregnancy in mice and its possible variations under additional stressing condition induced experimentally by embryo lesion. Embryo/fetus developing sites of pregnant mice from gestational days (gd) 6 to 17 and, after 30min, 1h and 6h of surgical embryo lesion (SEL) on gd 9 mice, were collected for: - conventional paraffin embedding for cytochemical (DBA lectin and TUNEL reaction) and immunocytochemical (anti-HSP72/73, anti-PCNA) analysis; - LR-white resin embedding for ultrastructural immunocytochemistry (anti- HSP72/73); - uterine tissue homogenates for SDS-PAGE of proteins fractions and Western-blot (anti-HSP7273) and; - RNA extratction form uterine tissue homogenates and isolated uNK cells for transcripts (HSP72 and 73) amplification by RT-PCR. The immunocytcchemical analysis showed the uNK cells as the only cell expressing constantly the HSP72/73 isoforms throughout the gestation, being confirmed the expression of both gene isoforms by RT-PCR in uNK cells. The immunoelectron microscopy detected conspicuous labeling in the mitochondria of uNK cells. The quantitative analysis demonstrated that embryo-lesion reduced the number of HSP72/73 positive uNK cells in the uterus and, SDS/PAGE and Westernblot identified the HSP72 and 73 isoforms present in the tissue homogenates with low reactive intensity of the band corresponding to HSP73 in the after-lesion samples, without affecting significantly the HSP72 isoform. The analysis of TUNEL and PCNA double labelling showed decreasing of PCNA positive-uNK cells in the uterus after embryo-lesion and increasing of TUNEL positive nuclei. These results confirms the expression of HSP72 and HSP73 isoforms in the uNK cells through the gestation and to date, this is also the first report showing HSP70 in leukocytes, suggesting a cytoptotective function to this cell while working actively as important cells supporting the pregnancy. The decreasing of HSP72/73 positive uNK cells in the pregnant uterus triggered by embryo lesion consubstantiate the hypothesis of HSP72/73 working as cytoprotective chaperone in the uNK cells, and the HSP73 isoform in the mitochondria seems to be critical on down-regulation of apoptotic cell depth pathway / Abstract: During the pregnancy of animals developing hemochorial placenta, the hypoxia in the first third of pregnancy is one of the crucial factor for induction of angiogenesis and adequate placental development. However, this hypoxia is contradictory to the great dynamism and metabolism of cells required in the pregnant uterus, conditioning a physiological stress for the cells present at the maternal-fetal interface. It is presumed these cells demand appropriate cytoprotective mechanism for their survival while are committed to actively support the pregnancy. In this way, the present work aimed to investigate the expression and distribution of the chapelone isoforms heat shock protein 72 and 73 (HSP72/73) at the maternal fetal-interface through the pregnancy in mice and its possible variations under additional stressing condition induced experimentally by embryo lesion. Embryo/fetus developing sites of pregnant mice from gestational days (gd) 6 to 17 and, after 30min, 1h and 6h of surgical embryo lesion (SEL) on gd 9 mice, were collected for: - conventional paraffin embedding for cytochemical (DBA lectin and TUNEL reaction) and immunocytochemical (anti-HSP72/73, anti-PCNA) analysis; - LR-white resin embedding for ultrastructural immunocytochemistry (anti- HSP72/73); - uterine tissue homogenates for SDS-PAGE of proteins fractions and Western-blot (anti-HSP7273) and; - RNA extratction form uterine tissue homogenates and isolated uNK cells for transcripts (HSP72 and 73) amplification by RT-PCR. The immunocytcchemical analysis showed the uNK cells as the only cell expressing constantly the HSP72/73 isoforms throughout the gestation, being confirmed the expression of both gene isoforms by RT-PCR in uNK cells. The immunoelectron microscopy detected conspicuous labeling in the mitochondria of uNK cells. The quantitative analysis demonstrated that embryo-lesion reduced the number of HSP72/73 positive uNK cells in the uterus and, SDS/PAGE and Westernblot identified the HSP72 and 73 isoforms present in the tissue homogenates with low reactive intensity of the band corresponding to HSP73 in the after-lesion samples, without affecting significantly the HSP72 isoform. The analysis of TUNEL and PCNA double labelling showed decreasing of PCNA positive-uNK cells in the uterus after embryo-lesion and increasing of TUNEL positive nuclei. These results confirms the expression of HSP72 and HSP73 isoforms in the uNK cells through the gestation and to date, this is also the first report showing HSP70 in leukocytes, suggesting a cytoptotective function to this cell while working actively as important cells supporting the pregnancy. The decreasing of HSP72/73 positive uNK cells in the pregnant uterus triggered by embryo lesion consubstantiate the hypothesis of HSP72/73 working as cytoprotective chaperone in the uNK cells, and the HSP73 isoform in the mitochondria seems to be critical on down-regulation of apoptotic cell depth pathway / Mestrado / Histologia / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

A adaptação temporal é fundamental para a sobrevivência de espécies que precisam coordenar sua fisiologia e comportamentos ajustando-se a sinais externos. Ritmos biológicos não são simplesmente uma resposta às mudanças de 24 horas no ambiente físico impostas pela rotação da Terra sobre o seu próprio eixo, ao contrário, surgem a partir de um sistema de cronometragem endógeno. No teleósteo Danio rerio, ainda não foi identificada a presença de uma região que atue como relógio central; alguns estudos têm evidenciado a existência de células e tecidos que contêm relógios circadianos autônomos, fotossensíveis, comprovando um outro tipo de regulação dos ritmos circadianos onde a percepção do ambiente e o ajuste do período circadiano são efetivados diretamente em nível celular. As consequências deletérias do aumento da temperatura são impedidas, em certa medida, por uma resposta adaptativa que assegura a sobrevivência celular na presença de calor. Esta via de sobrevivência ativada por calor, conhecida como resposta ao choque térmico, é composta por uma cascata de eventos que conduzem à indução de proteínas de choque térmico (HSPs) que minimizam a lesão celular aguda. Acredita-se que os sistemas de percepção dos ciclos diários de temperatura e luminosidade sofreram as mesmas pressões seletivas em sua co-evolução, resultando em sua associação. As bases da sensação térmica estão em um grupo de canais altamente conservados, presente em todos os metazoários estudados até o momento e envolvidos em uma série de modalidades sensoriais, os canais de potencial receptor transiente (TRP); os que respondem a estímulos térmicos foram agrupados em uma subfamília e denominados termoTRPs. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência do pulso de temperatura (33 ºC) na expressão de genes de relógio e de proteínas de choque térmico, bem como o papel do canal TRPV1, em células embrionárias de blástula de Danio rerio, denominadas ZEM-2S, submetidas a escuro constante (DD) ou ciclos claro-escuro (LD 12:12). Através de PCR em tempo real (quantitativo) demonstrou-se que as células ZEM-2S expressam os genes dos seguintes canais TRP: trpA1a, trpA1b, trpV1/2, trpV4, trpC6, trpM2, trpM4a, trpM4b/c e trpM5. Após um pulso de temperatura, observou-se um aumento no transcrito de hsp90 aa1 em células mantidas tanto em DD como em LD, sendo a expressão de hsp90 aa1 em LD, no ponto uma hora, duas vezes menor quando comparada a sua expressão no mesmo ponto temporal em DD. O pulso de temperatura não promoveu efeito em nenhum dos genes do relógio estudados (bmal1a, bmal1, bmal2, cry1a, cry1b, per1, per2) quando as células foram mantidas em DD. Porém, o transcrito de per2 aumentou em resposta ao pulso de temperatura quando as células foram sincronizadas pelos ciclos claro-escuro. A inibição do canal TRPV1 não alterou o efeito induzido pelo pulso de temperatura na expressão do gene hsp90 aa1 em células ZEM-2S mantidas em DD. Por outro lado, nossos dados permitem afirmar que o mesmo participa parcialmente na indução do aumento da expressão do gene per2 pelo estímulo térmico em células mantidas em LD, tendo em vista um decaimento significativo na resposta deste gene. Os dados obtidos neste trabalho abrem uma nova perspectiva sobre a investigação da relação temperatura e genes de relógio, colocando um novo “ator” na regulação deste fenômeno: o canal TRPV1 / Temporal adaptation is essential for the survival of species which need to coordinately adjust their physiology and behavior to external signals. Biological rhythms are not just a response to the 24 hour changes in the physical environment imposed by the rotation of the Earth around its own axis, but they arise from an endogenous timing system. In the teleost Danio rerio, there has not been identified so far a region in the nervous system that could act as a central clock; some studies have reported the existence of cells and tissues which contain photosensitive, autonomous circadian clocks, demonstrating the existence of another type of circadian rhythm regulation in which environment perception and entrainment of the circadian period are directly effected at cell level. The deleterious consequences of temperature increase are prevented by an adaptive response which assures cell survival in the presence of heat. This survival pathway activated by heat, known as response to temperature shock, is signaled by a cascade of events leading to the induction of thermal shock proteins (HSPs) which attenuate the acute cell lesion. It is believed that the systems perceiving temperature and light daily cycles were subject to the same selective pressures during their co-evolution, resulting in their association. The base of thermal sensation is a family of highly conserved channels, present in all metazoans studied to date, and involved in a variety of sensorial modalities, the transient receptor potential channels (TRP); those responding to thermal stimuli were grouped in a sub-family named thermo-TRPs. The aim of this work was to investigate the influence of a temperature pulse (33 ºC) on the expression of clock and heat shock protein genes, as well as the role of TRPV1 channel, in blastula embryonic cells of Danio rerio, named ZEM-2S, subject to constant dark (DD) or light-dark cycles (LD). Using quantitative PCR, we demonstrated that ZEM-2S cells express genes for the following TRP channels: trpA1a, trpA1b, trpV1/2, trpV4, trpC6, trpM2, trpM4a, trpM4b/c and trpM5. After the pulse of temperature, we observed an increase of hsp90 aa1 transcripts in DD as well as in LD; hsp90 aa1 expression 1 hour after the stimulus was two-fold lower in LD than in DD. Temperature pulse did not affect the expression of any of the studied clock genes (bmal1a, bmal1, bmal2, cry1a, cry1b, per1, per2), when the cells were kept in DD. However, per2 transcript increased in response to the temperature pulse when the cells were synchronized by light-dark cycles. Inhibition of TRPV1 channel did not change the effect induced by the temperature pulse on hsp90 aa1 in ZEM-2S cells kept in DD. On the other hand, our data suggest that this channel participates, at least partially, in the temperature-induced increase of per2 in cells maintained in LD, as indicated by the significant decay observed in the gene response in the presence of the inhibitor. Our results open new investigative perspective about the relationship between temperature and clock genes, placing a new “actor” in the regulation of the phenomenon: the TRPV1 channel

O receptor para Angiotensina II tipo 1 (AT1R) é expresso tanto em membrana apical quanto basolateral dos túbulos proximais renais. Embora haja evidências de diferenças funcionais entre receptores apicais e basolaterais, como, por exemplo, a dependência do processo de internalização de receptores apicais, mas não de basolaterais, para a efetivação dos efeitos fisiológicos da Angiotensina II, os mecanismos envolvidos na determinação dessas diferenças não são conhecidos. Alguns trabalhos já evidenciaram a importância da porção c-terminal do receptor AT1 na sua internalização. Desta forma, com o intuito de identificar proteínas de membrana que possam interagir com tal região, foi feita a clonagem do fragmento de DNA correspondente a esta no vetor pGEX-6P-2. O produto da transcrição e tradução do gene foi uma proteína de fusão (GST-AT1aR) que possui em torno de 35kDa, a qual foi imobilizada em resina de glutationa sefarose e incubada com proteínas de membranas totais de córtex renal de ratos (GST pull-down assay). As amostras foram submetidas à Eletroforese Bidimensional, onde identificamos seis spots correspondentes a proteínas que interagem especificamente com a proteína de fusão, mas não com GST. Estes spots foram recortados e analisados por espectrometria de massa. Cinco diferentes proteínas foram identificadas como provavelmente associadas ao receptor AT1aR: ATP sintase subunidade beta, ATP sintase subunidade alfa mitocondrial, GRP78 (heat shock protein de 78kDa regulada por glicose), HSC70 (heat shock protein de 71kDa) e dipeptidil peptidase 4 (DPPIV). Experimentos subsequentes de GST pull-down e western blotting para as proteínas encontradas, confirmaram interação da cauda C-terminal do receptor com as proteínas ATP sintase subunidade beta, HSC70 (heat shock protein de 71kDa) e GRP78 (heat shock protein de 78kDa regulada por glicose). No entanto, nos estudos de co-imunoprecipitação foi possível confirmar apenas a interação com HSC70, um membro da família HPS70, uma heat shock protein. HSP são também chamadas de chaperonas por estarem envolvidas no dobramento correto de proteínas recém sintetizadas, no redobramento de proteína desnaturadas ou dobradas incorretamente e na degradação de proteínas com danos irreparáveis. No entanto, trabalhos recentes descrevem novos papéis para esta proteína, como a participação em processos de tráfego protéico entre compartimentos intracelulares, reciclagem de proteínas para a membrana plasmática e endocitose mediada por clatrina. Novos estudos serão necessários para se determinar a função fisiológica da interação de HSC70 com a cauda citoplasmática do receptor AT1 e ainda, se essa associação estaria envolvida nas diferenças funcionais observadas quando esse receptor é expresso em membrana apical ou basolateral / The angiotensin II receptor type 1 (AT1R) is expressed in both apical and basolateral membranes in the renal proximal tubules. Although there are evidences that they have functional differences, such as the dependence on internalization for apical, but not basolateral, receptors to trigger physiological effects of angiotensin II, the mechanisms of this peculiar behavior are not clear. The carboxy-terminal tail of the AT1 receptor was shown to be involved in its internalization. Thus, in order to identify possible AT1R c-terminal interacting proteins, we have inserted the cDNA coding the last 53 amino acids of the C-terminus into pGEX-6P-2 vector. The gene translation product was a fusion protein (GST-AT1aR) weighting approximately 35 kDa which was immobilized on Glutathione Sepharose resin and incubated with rat renal cortex total membrane proteins (GST pull-down assay). The samples were then subjected to two dimensional gel electrophoresis. We identified six protein spots that specifically interacted with GST-AT1aR. These spots were cut and analyzed by mass spectrometry. Five different proteins were identified as probably associated with AT1aR, ATP synthase beta subunit, ATP synthase alpha subunit, GRP78 (glucose regulated protein of 78kDa), HSC70 (Heat shock cognate 71kDa protein) and dipeptidyl peptidase 4 (DPPIV). The interaction with ATP synthase beta subunit, HSC70 and GRP78 was confirmed by GST pull-down and western blotting. However, immunoprecipitation of total protein of renal cortex followed by immunobloting only confirmed the interaction with HSC70. This protein is a member of the Heat Shock Proteins family HSP70 also called chaperones, because their involvement in correct folding of newly synthesized proteins, refolding of partially denatured or misfolded proteins, and in protein degradation of irreparably damaged proteins. Recent studies have described new roles for HSC70, such as the participation in protein trafficking between intracellular compartments, recycling of proteins to the plasma membrane and endocytosis mediated by clathrin. Further studies are necessary to determine the physiological role of this interaction and whether this association is involved in the functional differences observed regarding the activation of the receptor in apical or basolateral membranes

O dermatófito Trichophyton rubrum é um fungo filamentoso, queratinofílico e antropofílico, sendo o principal agente etiológico de micoses cutâneas em humanos. Sua distribuição cosmopolita e seu acometimento grave em pacientes imunocomprometidos fazem dele um dos desafios a ser enfrentado pelos serviços de saúde pública mundial. As interações patógeno-hospedeiro envolvem diferentes processos relacionados com a degradação de queratina e com modificações metabólicas que permitem sua adesão e posterior penetração nos tecidos infectados. Essas alterações são importantes para o sucesso do processo infeccioso e envolvem mecanismos que modulam a expressão gênica, a secreção de proteínas específicas, a adaptação metabólica e as alterações no pH cutâneo, fundamentais para o estabelecimento da infecção. Dentre as proteínas que participam do processo de interação patógeno-hospedeiro estão as proteínas de choque térmico HSPs (Heat Shock Proteins), relacionadas aos mais diversificados processos celulares. Nesse sentido, a hipótese desse trabalho foi avaliar se os genes hsps de T. rubrum, bem como seu principal fator de transcrição (Hsf1), estão envolvidos nos processos de resposta a situações adversas e na interação com o microambiente hospedeiro, e se estes genes são modulados pelo fator de transcrição pacC, um regulador envolvido na sinalização do pH ambiente. Para tanto, a expressão dos genes hsps foi analisada em resposta ao cultivo de T. rubrum em diferentes meios de cultura, durante a exposição a antifúngicos, estresse térmico e interação com fragmentos de unha e pele humanas. O envolvimento da Hsp90 na modulação da expressão gênica, na suscetibilidade a antifúngicos e na interação de T. rubrum com fragmentos de unha humana foi avaliado utilizando-se um inibidor químico específico para esta proteína. Os resultados indicam uma expressão variável dentre os genes hsps e até mesmo dentro de cada família HSP, em resposta a cada condição ambiental ou interação a que o fungo foi exposto. Além disto, temos indício de que a expressão dos genes hsps seja modulada pelo fator de transcrição PacC, através da modulação do fator de transcrição Hsf1. Constatamos ainda, a influência de Hsp90 na susceptibilidade de T. rubrum às drogas Itraconazol e Micafungina, e no desenvolvimento de T. rubrum em fragmentos de unha humana. Esses resultados revelam a participação das proteínas HSPs em diversos aspectos do metabolismo de T. rubrum, e sugerem a participação de Hsp90 na patogenicicade e na suscetibilidade a drogas deste dermatófito / The dermatophyte Trichophyton rubrum is a filamentous, keratinophilic, and anthrophophilic fungi, being the major etiologic agent of cutaneous mycoses in humans. Its cosmopolitan distribution and the severe infection in immunocompromised patients make it one of the challenges to be faced by public health agencies worldwide. Hostpathogen interactions involve different processes related to keratin degradation and metabolic changes that allow adhesion and subsequent penetration of the infected tissue. These changes are important to the success of the infectious process and involve mechanisms that modulate gene expression, secretion of specific proteins, and metabolic adaptation, and cutaneous pH changes, essential to the establishment of the infection. Among the proteins that participate in the host-pathogen interaction are the heat shoch proteins (HSPs), related to diverse cellular processes. Thus, the hypothesis of this work was to evaluate whether T. rubrum hsp genes, as well as their major transcription factor (Hsf1), are involved in the response to adverse situations and in the interaction with the host microenvironment, and if these genes are regulated by the transcription fator PacC, a regulator of the pH signaling pathway. The expression of the hsp genes was evaluated in response to the cultivation of T. rubrum in different culture medium, during exposure to antifungal drugs, heat stress, and interaction with human nail and skin. The involvement of T. rubrum Hsp90 in the modulation of gene expression, susceptibility to antifungal drugs, and interaction with human nails was evaluated by using a chemical inhibitor, specific to this protein. Our results indicate a variable expression of the hsp genes, even among members of the same HSP family, in response to each environmental condition or interaction, to which the fungus was exposed. Furthermore, we have evidence that the hsp gene expression is modulated by the PacC transcription factor, by modulating the expression of the Hsf1 coding gene. We also found that Hsp90 is involved in T. rubrum susceptibility to the drugs Itraconazole and Micafungin, and in the development of this dermatophyte in human nails. These results reveal the involvement of HSPs in several aspects of T. rubrum metabolism, suggesting a role for Hsp90 in the pathogenicity and drug susceptibility in this dermatophyte

A lesão pulmonar é determinante da morbi-mortalidade na pancreatite aguda (PA). Neutrófilos (PMN) e mediadores inflamatórios são responsáveis pelo desenvolvimento da lesão. A solução hipertônica modula a reposta inflamatória tendo como resultante um efeito imunomodulatório capaz de prevenir a lesão tecidual. Neste trabalho, investigamos os efeitos da solução hipertônica sobre os níveis de HSPs, MMPs e citocinas no tecido pulmonar, bem como, o mecanismo envolvido em sua regulação. Ratos machos Wistar foram submetidos a pancreatite pela injeção retrógrada de 1 ml/Kg de taurocolato de sódio 2,5%. Os animais foram randomizados em 4 grupos: 1) controle: não foi submetido a qualquer procedimento; 2) pancreatite sem tratamento (ST); 3) pancreatite e tratamento com solução fisiológica (SF); 4) pancreatite e tratamento com solução hipertônica (SH). Os animais dos grupos 3 e 4 tiveram a veia jugular cateterizada e receberam infusão de solução hipertônica ou fisiológica 1 hora após a indução de pancreatite. Os animais com PA foram sacrificados após 4, 12 e 24 horas. Os pulmões foram processados e submetidos a histologia com HE e dosagem de mieloperoxidase (MPO) para quantificação do infiltrado de neutrófilos. A produção e atividade das MMPs 2 e 9 foi analisada por zimografia. Western Blotting foi utilizado na detecção das HSPs 60, 70 e 90. As alterações na expressão gênica foram analisadas por RTPCR. Os níveis de peroxidação lipidica dosados por TBARs. A concentração de citocinas foi medida por ELISA. A reposição volêmica com SHT diminui o infiltrado inflamatório (PMN) 12 horas após a indução da PA. Concomitante a redução dos PMNs vimos a queda na atividade e expressão da MMP-9 e aumento da expressão protéica de HSP70 no tecido pulmonar. Tardiamente, 24 horas, o grupo tratado com SHT mostrou aumento na produção de IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A SHT modula a resposta inflamatória, promovendo proteção ao tecido pulmonar contra os efeitos deletérios decorrentes da PA. Seus efeitos benéficos envolvem alterações celulares e moleculares que levam à redução da lesão tecidual. / Acute Pancreatitis (AP) is an inflammatory process of the pancreas with variable involvement of other organs and systems. The lungs are the most common distant organs affected by severe acute pancreatitis. The immunomodulatory effects of hypertonic solution (HS) provide potential strategies to attenuate inappropriate inflammatory reactions. This study tested the hypothesis that administration of HS modulates the development of lung injury in pancreatitis model. HS resuscitation results in a significant attenuation of lung injury following AP by modulate MMP 2 and 9 activity and protected tissue by increased HSPs 70 and 90 expression.

Orientador: Jaime Amaya-Farfán / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_CarolinaSoaresde_M.pdf: 1533232 bytes, checksum: 1141b4840c5a0f9342072967abfece65 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As heat shock proteins (HSPs), ou proteínas do estresse, correspondem a um importante sistema de defesa celular que é capaz de proteger e reparar danos causados ao organismo, conferindo à célula maior tolerância e resistência contra situações de alteração na homeostase, sendo também consideradas como um sistema antioxidante complementar. A glutamina é conhecida pelo seu potencial em promover o aumento na HSP70 contra diversas situações agressoras. As proteínas do soro do leite (PSL) contêm concentrações elevadas de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs), sendo estes substratos para a síntese de glutamina, por meio da enzima glutamina sintetase. Objetivo: o objetivo deste trabalho foi observar a influência do consumo das proteínas do soro do leite (PSL), na forma concentrada (PSLC) e hidrolisada (PSLH), na concentração da HSP70 em ratos exercitados em esteira rolante. Metodologia: foram utilizados 48 ratos Wistar machos (290g ± 8g) divididos primeiramente pelo regime de atividade física em sedentários (S) e exercitados (E), e cada um desses, subdividido em outros três grupos, segundo a dieta. As dietas foram baseadas na AIN93-G, com substituição da fonte protéica da seguinte forma: PSLC, PSLH e caseína (CAS), como controle. O período em dieta experimental foi de 3 semanas, e os animais exercitados foram submetidos a 5 sessões de exercício a 22m/min durante 30 minutos como fonte de estresse térmico, na última semana de vida. Resultados: os resultados revelaram que o consumo da PSLH no grupo exercitado promoveu o aumento da HSP70 em pulmão, e nos músculos sóleo e gastrocnêmio. O consumo da PSLH aumentou os níveis de glutamato, isoleucina e leucina livres no plasma dos animais sedentários. Quando exercitado, o grupo PLSH teve redução no glutamato, leucina e valina (substratos envolvidos na síntese de glutamina) plasmáticos e aumento da enzima glutamina sintetase (GS) no sóleo, sugerindo o provável uso desses aminoácidos para proporcionar o aumento na HSP70. Em adição à elevação da GS, houve também aumento concomitante da concentração de corticosterona no grupo PSLH exercitado, sugerindo a influência do hormônio na enzima. Em relação ao possível dano oxidativo, avaliado pela geração de proteínas carboniladas, os grupos que consumiram PSLC e PSLH reduziram seus valores no plasma e, somente a PSLH, no gastrocnêmio. Houve preservação das proteínas totais e albumina nos grupos PSLC, PSLH exercitados. O ácido úrico aumentou no grupo PSLH exercitado, enquanto que a creatinina aumentou na PSLC, independente do exercício. A glicose foi reduzida nos animais sedentários que consumiram PSLH, porém as variações dos parâmetros sempre permaneceram dentro da normalidade. Nenhum efeito adverso ao consumo das diferentes fontes protéicas foi observado no rim ou no fígado, oriundo da mensuração das enzimas AST, ALT e o metabólito ureia respectivamente. Conclusão: os resultados indicam que o consumo da PSLH pode potencializar a resposta da HSP70, sugerindo aumento na proteção endógena e antioxidante, e que a PSLH possa ser mais estresse-responsiva em ratos submetidos ao exercício / Abstract: The heat shock proteins (HSPs), or stress proteins, correspond to an important cell defense system, whose function is to protect and repair injuries caused to the body, conferring the cell greater tolerance and resistance against altered homeostasis states, and for this reason they have been considered as a complementary antioxidant system. Glutamine in turn has been found to promote the increase of HSPs associated to various situations of stress. The milk whey proteins contain elevated concentrations of branched-chain amino acids (BCAAs), which can participate in the synthesis of glutamine via glutamine synthetase. Objective: the objective of this work was to assess the influence of the intake of the whey proteins either in the form of a concentrate (WPC) or a hydrolyzate (WPH) in enhancing the concentration of HSP70 in rats exercised in the treadmill. Methods: Forty-eight male Wistar rats (290 ± 8g) were divided, first, into two categories according to the level of physical activity: sedentary (S) and exercised (E), and each one subdivided into three groups according to the source of protein in the diet. The diets were based on the standard AIN93-G, formulated containing either WPC, WPH or casein (CAS), as the sole source of protein. The animals consumed the experimental diets for three weeks and those belonging to the exercised group were submitted to training 5 sessions on the last week of life. Results: the results showed that consumption of the WPH promoted the increase of HSP70 in lung, soleus and gastrocnemius in the exercised animals. Increases in plasma free glutamate, isoleucine and leucine of the sedentary rats were also observed. When exercised, the WPH group exhibited a reduction in the plasma levels of glutamate, leucine and valine (all involved in the synthesis of glutamine), plus an increase in the enzyme glutamine synthetase (GS) in the soleus muscle, thus suggesting a probable utilization of this amino acids, as a substrate, in the increase of HSP70. Considering that there was also an elevation of the corticosterone levels in the exercised cohorts that consumed the WPH, the concomitant increase of GS, suggested that the hormone exerted an influence on the enzyme. With regard to a possible oxidative damage, as assessed by the presence of carbonyls proteins, the group that consumed both of the whey proteins (WPC, WPH) exhibited lower plasma levels, but only the WPH reduced the levels in the gastrocnemius. Both total plasma proteins and albumin were preserved in the exercised animals. Uric acid was found to increase in the WPH exercised group, while creatinine increased in the WPC group, regardless of the exercise. Plasma glucose levels were also lowered in the sedentary animals that consumed the WPH diet, but at no time, did the increased or decreased levels of these parameters extrapolated normality. Additionally, from the AST, ALT and urea data, no adverse effects on either liver or kidney could be detected with the intake of the different proteins sources. Conclusion: from these results, it can be concluded that consumption of the WPH, in contrast to WPC or CAS, can enhance the HSP70 response suggesting a magnified endogenous and antioxidant protection, and that the hydrolyzed whey protein can be more stress-responsive / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientadoesr: Carlos Henrique Inácio Ramos, Gonçalo Amarante Guimarães Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_DanieliCristina_M.pdf: 10469841 bytes, checksum: df29d5b11d3cdd27679b971b2bbcb032 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Chaperonas moleculares (Heat Shock proteins - HSPs) são componentes chave do sistema de controle de qualidade de proteínas (PQC - Protein Quality Control), que é essencial para a vida, sendo responsável por manter a homeostase proteica e a adequada função de diversas vias. Problemas no processo de enovelamento estão relacionados a doenças degenerativas, amilóides e câncer. Em plantas, as chaperonas moleculares desempenham um papel crucial na proteção contra estresses bióticos e abióticos, pois como organismos sésseis, as plantas devem ser capazes de responder rapidamente a mudanças na temperatura, salinidade, déficit hídrico, entre outros. A chaperona molecular Hsp90 (Heat Shock protein 90 kDa) compreende uma família ubíqua, considerada um 'hub' por interagir com chaperonas, co-chaperonas e ter como clientes proteínas regulatórias essenciais como fatores de transcrição, quinases, receptores de hormônios, entre outros. A Hsp90 age em conjunto com co-chaperonas, as quais modulam e direcionam sua função. Uma destas co-chaperonas é a Hop (Hsp70-Hsp90 organizing protein), capaz de interagir simultaneamente com a Hsp90 e Hsp70, mediando a transferência de substratos. A Hop é composta por três domínios com repetições de tetratricopeptídeos (TPR) (TPR1, TPR2A e TPR2B), responsáveis pela interação com as chaperonas, porém a dinâmica desta interação não está bem entendida, uma vez que ainda não há estrutura da Hop inteira e o estado oligomérico desta co-chaperona ainda é controverso na literatura. Neste trabalho apresentamos a classificação de um gene de Hsp90 de cana-de-açúcar, e o início de sua caracterização funcional através de transgenia em Arabidopsis thaliana. Apresentamos também a caracterização biofísica de uma importante co-chaperona da Hsp90, a Hop (Hsp70-Hsp90 organizing protein) humana. Através da análise de sequências a Hsp90 de cana-de-açúcar foi classificada como Hsp90-3, uma isoforma citosólica. Plantas transgênicas de A. thaliana, produzidas a partir da inserção do gene da Hsp90-3 de cana-de-açúcar, apresentaram níveis reduzidos de Hsp90. Tal perturbação nos níveis de Hsp90 parece ter afetado a expressão de outras proteínas da rede de interações, relacionadas com processos diversos como resposta imune e fotossíntese. As plantas transgênicas também exibiram germinação mais rápida e raízes mais longas em relação ao controle. Sob estresse térmico, linhagens transgênicas apresentaram maior suscetibilidade à alta temperatura em relação ao controle. Tais resultados sugerem que a Hsp90 tem um importante papel na fisiologia celular e no desenvolvimento, e que os níveis de Hsp90 são críticos para a resposta frente a estresses. A caracterização biofísica do mutante Hop D456G, uma mutação no domínio TPR2B, mostrou que esta proteína é uma mistura de monômeros, dímeros e oligômeros maiores, porém com prevalência do estado monomérico. O resíduo D456 pode ter uma participação na dinâmica de dimerização e é possível que o estado oligomérico da Hop seja regulado entre os estados monomérico e dimérico, com a finalidade de facilitar sua atividade adaptadora / Abstract: Molecular chaperones (heat shock proteins - HSPs) are key components of protein quality-control system (PQC - Protein Quality Control), which maintains protein homeostasis and the proper function of several pathways, being essential for life. Defects in folding processes are related to degenerative diseases, amyloidosis and cancer. In plants, which as sessile organisms must be able to respond rapidly to changes in temperature, salinity, water deficit, and others, molecular chaperones play a crucial role in protecting against such biotic and abiotic stresses. Molecular chaperone Hsp90 (Heat Shock Protein 90 kDa) comprise an ubiquitous family, considered a hub as it interacts with chaperones, co-chaperones, and have as clients key regulatory proteins such as transcription factors, kinases, hormone receptors, and others. The chaperone acts together with co-chaperones, which modulate and guide Hsp90 function. The co-chaperone Hop (Hsp70-Hsp90 organizing protein), interacts simultaneously with Hsp90 and Hsp70, mediating substrate transfer. Hop has three TPR domains (TPR1, and TPR2A TPR2B) responsible for interaction with the chaperones, but this interaction dynamics remains unclear, since there is no structure of full length Hop and its oligomeric state is controversial in literature reports. This work presents the classification of an Hsp90 gene from sugarcane, and primary functional characterization studies in Arabidopsis thaliana transgenic lines. We also present the biophysical characterization of the human Hsp90 co-chaperone Hop (Hsp70-Hsp90 organizing protein). Through sequence analysis the Hsp90 from sugarcane has been classified as Hsp90-3, a cytosolic isoform. Transgenic A. thaliana, produced by Hsp90-3 insertion, exhibited reduced transcript levels of Hsp90. This disruption in Hsp90 levels seems to affect the expression of other proteins from the interaction network, which are related to various processes such as immune response and photosynthesis. Transgenics also exhibited faster germination and longer roots than the control. Under heat stress, transgenic lines showed increased susceptibility to high temperature. These results suggest that Hsp90 has an important role in cellular physiology and development; in addition the levels of Hsp90 are critical for responses to stresses. The biophysical characterization of the mutant D456G Hop, a mutation in domain TPR2B showed that this protein is a mixture of monomers, dimers and higher oligomers, but the monomeric state is majoritary. The residue D456 may be involved in dimerization dynamics, and it is possible that Hop is regulated between monomeric and dimeric species, to enable its adaptor functions / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

The heat shock response (HSR) is a robust cellular reaction to mitigate protein damage from heat and other challenges to the proteome. This protective molecular program in humans is controlled by heat shock transcription factor 1 (HSF1). Activation of HSF1 leads to the induction of an array of cytoprotective genes, many of which code for chaperones. These chaperones, known as heat shock proteins (HSPs), are responsible for maintaining the functional integrity of the proteome. HSPs achieve this by promoting proper folding and assembly of nascent proteins, refolding denatured proteins, and processing for degradation proteins and aggregates which cannot be returned to a functional conformation. The powerful ability of the heat shock response to promote cell survival makes its master regulator, HSF1, an important point of research. To garner a better understanding of HSF1, we reviewed the role of the highly dynamic HSF1 protein structure and investigated how HSF1 affects cancer cell behavior and drug response. Cancers can be characterized in part by abhorrent replication, self-sufficient growth signaling, invasion, and evasion of apoptosis. HSF1 has been found to promote proliferation, invasion, and drug resistance in several types of cancer; including lung and ovarian cancer. Ovarian cancer has elevated levels of HSF1, but the role of HSF1 in ovarian cancer behavior had not been previously examined. Researching the role of HSF1 in ovarian cancer is merited, because treatment outcomes are poor due to the high frequency of late stage detection and drug resistance. We hypothesized that HSF1 is important in the malignant growth and drug resistance of ovarian cancer. We have created ovarian cancer cell lines with inducible knockdown of HSF1 to investigate how HSF1 contributes to the behavior of ovarian cancer. This allowed us to examine the behavior of cells in the absence HSF1. Both 2D and 3D spheroid tissue culture models were used to study how HSF1 contributes to the growth and invasion of ovarian cancer cells after treatment with the transforming growth factor β (TGFβ) cytokine. Additionally, we studied how HSF1 reduction modulates the response to multiple therapeutic drugs. Our research shows that HSF1 induces epithelial-mesenchymal transition (EMT) in a 3D growth model. Our work also demonstrates that reduction of HSF1 sensitizes ovarian cancer cells to multiple drugs.

Abstract Calcific aortic valve disease (CAVD) is the most common valvular heart disease in the Western world. Although it shares mainly the same risk factors as coronary heart disease (CHD), i.e. similar initial events in both diseases but with time, they lead to different clinical outcomes. Thus, when it affects the coronary arteries, the disease leads to an obstructive or rupture-prone plaque whereas in the aortic valve, it causes massive calcification and ossification. This obstructs the blood flow from the left cardiac ventricle, causing myocardial hypertrophy, and if left untreated, heart failure and death. Many of the pathobiological differences between CAVD and CHD remain unknown. Currently, there are no effective lifestyle- or pharmacologic treatments for CAVD and the only therapy is a valve replacement operation. In this thesis, several studies utilizing large-scale methods were undertaken to profile the molecular events leading to CAVD. Surgically removed valves from patients in different stages of the disease were obtained and gene transcripts, microRNA-molecules and several proteins were identified as being differentially expressed. Several of these were investigated further, including two pro-inflammatory CC-type chemokine ligands 3 and 4 (CCL3 and CCL4), microRNA-125b, several granzyme-proteins and heat-shock protein 90. The results of this thesis provide a large dataset of hundreds of molecular changes associated with CAVD. It is proposed that they can be used as a basis for the generation of new hypotheses and assist in the design of experiments to clarify the mechanisms driving CAVD. / Tiivistelmä Aorttaläpän kalkkeutuva ahtauma on länsimaiden yleisin sydänläppäsairaus. Riskitekijät ovat pääosin samat kuin sepelvaltimotaudissa, ja molemmat saavat alkunsa samalla tavalla. Ajan myötä ne kuitenkin johtavat varsin erilaisiin kliinisiin ilmenemismuotoihin: sepelvaltimoihin kasvaa ahtauttavia ja repeytymisherkkiä plakkeja, kun taas aorttaläppään muodostuu runsaasti kalkkia ja luuta. Se haittaa verenvirtausta sydämen vasemmasta kammiosta aorttaan, mikä aiheuttaa sydänlihaksen paksuuntumista. Hoitamattomana tauti johtaa lopulta sydämen vajaatoimintaan ja kuolemaan. Monet syyt eroihin sepelvaltimotaudin ja aorttaläpän ahtauman välillä ovat edelleen tuntemattomia. Tällä hetkellä aorttaläpän ahtaumaan ei ole olemassa tehokasta elintapa- tai lääkehoitoa, ja ainoa hoitomuoto onkin vioittuneen aorttaläpän korvaaminen proteesilla. Tässä väitöskirjatyössä tehtiin useita laaja-alaisia molekyylitason profilointitutkimuksia, joilla selvitettiin aorttaläpän ahtaumaan mahdollisesti johtavia mekanismeja. Aineistona oli leikkauksessa potilailta poistettuja, erilaisissa taudin vaiheissa olevia aorttaläppiä. Niistä kerättiin tietoja kaikkien geenien ilmentymisestä, mikroRNA-molekyyleistä sekä koko proteomitason muutoksista. Useat tunnistetuista molekyyleistä valittiin jatkotutkimuksiin niiden tarkempien ominaisuuksien selvittämiseksi. Näitä olivat tulehdusta välittävät kemokiinit CCL3 ja CCL4, mikroRNA-125b, useat grantsyymiproteiinit sekä lämpöshokkiproteiini 90. Väitöskirjatyön tuloksista voidaan muodostaa ainutlaatuinen aineisto sadoista erilaisista aorttaläpän ahtaumaan johtavista molekyylitason muutoksista. Sitä voidaan hyödyntää uusien tutkimushypoteesien muodostamisessa sekä aorttaläpän ahtauman tarkempien mekanismien selvittämiseen tähtäävien kokeellisten tutkimusten suunnittelussa.

One of Africa’s neglected tropical diseases, African Trypanosomiasis, is not only fatal but also has a crippling impact on economic development. Heat shock proteins play a wide range of roles in the cell and they are required to assist the parasite as it moves from a cold blooded insect vector to a warm blooded mammalian host. The expression of heat shock proteins increases during these heat shock conditions, and this is considered to play a role in differentiation of these vector-borne parasites. Heat shock protein 70 (Hsp70) is an important molecular chaperone that is involved in protein homeostasis, Hsp40 acts as a co-chaperone and stimulates its intrinsically weak ATPase activity. In silico analysis of the T. brucei genome has revealed the existence of 12 Hsp70 proteins and 65 Hsp40 proteins to date. A novel Hsp70, TbHsp70.c, was recently identified in T. brucei. Different from the prototypical Hsp70, TbHsp70.c contains an acidic substrate binding domain and lacks the C-terminal EEVD motif. By implication the substrate range and mechanism by which the substrates are recognized may be novel. The ability of a Type I Hsp40, Tbj2, to function as a co-chaperone of TbHsp70.c was investigated. The main objective of this study was to biochemically characterize TbHsp70.c and its partnership with Tbj2 to further enhance our knowledge of parasite biology. TbHsp70.c and Tbj2 were heterologously expressed and purified and both proteins displayed chaperone activities in their ability to suppress aggregation of thermolabile MDH. TbHsp70.c also suppressed aggregation of rhodanese. ATPase assays revealed that the ATPase activity of TbHsp70.c was stimulated by Tbj2. The targeted inhibition of the function of heat shock proteins is emerging as a tool to combat disease. The small molecule modulators quercetin and methylene blue are known to inhibit the ATPase activity of Hsp70. However, methylene blue did not significantly inhibit the ATPase activity of TbHsp70.c; while quercetin, did inhibit the ATPase activity. In vivo heat stress experiments indicated an up-regulation of the expression levels of TbHsp70.c. RNA interference studies showed partial knockdown of TbHsp70.c with no detrimental effect on the parasite. Fluorescence microscopy studies of TbHsp70.c showed a probable cytoplasmic subcellular localization. In this study both TbHsp70.c and Tbj2 demonstrated chaperone activity and Tbj2 possibly functions as a co-chaperone of TbHsp70.c.