Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Lipoxinas (LXs) são metabólitos do ácido araquidônico com reconhecidas atividades antiinflamatórias e pró-resolução. Apesar do grande número de trabalhos publicados descrevendo o papel das LXs e seus análogos em leucócitos e outros tipos celulares envolvidos em doenças inflamatórias, pouco é sabido a respeito dos mecanismos de ação que desencadeiam estas respostas. Neste trabalho investigamos o papel do 15-epi-16-(para-flúor)-fenoxi-lipoxina A4 (ATL-1), um análogo sintético da 15-epi-lipoxina A4, sobre diversos processos de ativação de monócitos. Caracterizamos, pela primeira vez, o receptor da lipoxina A4 (ALX) na linhagem monocítica U937, através da avaliação de sua expressão gênica e protéica e de sua funcionalidade analisando a ativação de ERK-2, o que torna esta célula uma ferramenta apta para estudo dos mecanismos de ação das LXs e seus análogos sobre os monócitos. Além disso, demonstramos que o ATL-1 aumenta a expressão da enzima heme oxigenase (HO) -1 em células U937 via ativação da p38 MAP quinase (MAPK) e diminui a secreção da Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), uma quimiocina envolvida com o recrutamento de monócitos para o foco inflamatório, em células U937 estimuladas com LPS. A inibição da secreção de MCP-1 foi revertida pela utilização do SB203580, sugerindo que este efeito é dependente da ativação da via p38 MAPK. O presente estudo elucida alguns dos mecanismos envolvidos na ativação de monócitos pelas lipoxinas que podem levar a novas abordagens para o controle de diversas doenças nas quais o componente inflamatório é importante / Lipoxins (LXs) are arachidonic acid metabolites with well recognized anti-inflammatory and pro-resolution activities. Despite the large number of studies describing the role of LXs and their analogs in leukocytes and other cell types involved in inflammatory diseases, little is known about the mechanisms of action that trigger these responses. This work investigated the role of 15-epi-16-(para-fluoro)-phenoxy-lipoxin A4 (ATL-1), a synthetic analog of 15-epi-lipoxin A4 on various processes of monocyte activation. We characterized, for the first time, the lipoxin A4 receptor (ALX) in the monocytic lineage U937, through the assessment of its gene expression and protein and its functionality through the activation of ERK-2, which makes this cell line a suitable tool to study the mechanisms of action of LXs and their analogs on the monocytes. Furthermore, we demonstrated that ATL-1 increases the expression of the enzyme heme oxygenase (HO)-1 in the U937 cells via activation of p38 MAP kinase (MAPK) and decreases the secretion of Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), a chemokine involved in the recruitment of monocytes to the inflammatory focus in LPS-stimulated U937 cells. MCP-1 secretion inhibition by ATL-1 was reverted by SB203580 indicating that this effect is dependent on the activation of p38 MAPK pathway. This study clarifies some of the mechanisms involved in the activation of monocytes by lipoxins which may lead to new approaches for the control of different pathologies where the inflammatory component is relevant

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação no hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglobina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito na tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação por PCR do gene da HO-1 utilizando oligonucleotídeos desenhados no genoma de T. cruzi. Os dois pares de oligonucleotídeos utilizados nao foram capazes de amplificar uma sequência equivalente a uma HO. Em seguida, utilizamos a técnica de imunoprecipitação, seguida de immunoblotting, com anticorpo anti-HO-1, com objetivo de concentrar a proteína alvo, e observamos um aumento significativo do imunocomplexo nas células tratadas com heme 300 mM, cerca de 2 vezes em relação ao controle. Dando seguimento à tentativa de identificação da HO-1 de T. cruzi, utilizamos a técnica de espectrometria de massa a partir de eletroforese unidimensional, que mostrou uma grande alteração do perfil protéico na presença de heme, mas futuros experimentos são necessários, como eletroforese 2D, para a identificação da proteína alvo / Trypanosoma cruzi, the ethiologic agent of Chagas disease, is transmitted through triatomine vectors during their blood-meal on vertebrate host. These hematophagous insects ingest blood about 6 to 12 times its original weight, reaching in a single meal about 10 mM heme bound to hemoglobin. Heme (iron protoporphyrin IX) is an important molecule in metabolism of all living organisms. One important intracellular mechanism to control heme homeostasis is its enzymatic degradation by heme oxygenase (HO). HO catalyzes the degradation of heme to biliverdin (Bv), carbon monoxide and iron. HO is absent in T. cruzi genome, thus we have been investigating the presence of a functional HO in this parasite, since our previous results showed a presence of biliverdin in heme-treated epimastigotes. In the present work, we evaluated the effect of SnPPIX, a HO-1 inhibitor, CoPPIX, a HO inducer, and Bv upon T. cruzi epimastigotes proliferation. The addition of SnPPIX decreased the parasite proliferation in the absence or in the presence of heme. When Bv was added to the culture this effect was reversed; Bv increases the parasite proliferation in the presence of heme. On the other hand, CoPPIX did not interfered on proliferation. Furthermore, we showed through immunoblotting, using an anti-HO-1 monoclonal antibody, an increase in the protein expression in heme-treated epimastigotes. Differently of described HO-1 that has a mass molecular of a 32 kDa, we showed a 45 kDa protein, the only band recognize by the HO-1 antibody. HO-1 expression analysis in the presence of CoPPIX, SnPPIX and biliverdin, showed that only CoPPIX was able to modulate its expression level. Ultrastructural immunocytochemistry analysis suggests a higher expression of the enzyme in heme-treated epimastigotes, and that T. cruzi HO-1 might have a dual distribution, since the anti-HO-1 antibody labeled both cytosol and glycosomes. In order to investigate the T. cruzi HO-1 gene sequence, we isolated genomic DNA from T. cruzi for PCR amplification using primers designed as from the parasite genome. Unfortunately, the two pairs of the designed oligonucleotides tested were unable to amplify a sequence equivalent to a HO-1. In order to isolate the target protein, immunoprecipitation was performed and subsequently immunoblotted with anti-HO-1 antibody. The immunocomplex level was two-fold higher in heme-treated cells. Following the attempt to identify a HO-1 in T. cruzi, we used mass spectrometry from unidimensional electrophoresis. We showed a significant protein profile modification in heme-treated epimastigotes, but further experiments will be necessary, such as mass spectrometry from bidimensional electrophoresis, for identification of the target protein

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2016-02-04T14:23:59Z No. of bitstreams: 1 Nivea Farias Luz Ativação...2015.pdf: 10567971 bytes, checksum: 1479b4bbd75d3db2ffcf895208002d81 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2016-02-04T14:24:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Nivea Farias Luz Ativação...2015.pdf: 10567971 bytes, checksum: 1479b4bbd75d3db2ffcf895208002d81 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-04T14:24:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nivea Farias Luz Ativação...2015.pdf: 10567971 bytes, checksum: 1479b4bbd75d3db2ffcf895208002d81 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A Leishmaniose visceral (LV) apresenta ampla distribuição geográfica e é fatal caso não seja tratada. As manifestações hematológicas são constantes na LV e em casos não tratados os pacientes evoluem à óbito por sangramento maciço ou anemia grave. Neste cenário, mecanismos ligados à morte celular, hemólise, metabolismo do heme e atividade da enzima heme oxigenase podem estar envolvidos na imunopatogênese da LV. A heme oxigenase (HO) tem importantes propriedades regulatórias e está envolvida em processos fisiológicos e patofisiológicos como citoproteção e inflamação. Nesse projeto testamos a hipótese de que a ativação da enzima heme oxigenase-1 (HO-1) favorece a infecção por Leishmania infantum chagasi, principal agente etiológico da LV humana no Brasil e de que mecanismos de morte celular inflamatória induzida por heme estão associados com a resistência ao parasita. Nossas observações nesse trabalho indicam que a enzima HO-1 é induzida em macrófagos durante a infecção por L. chagasi e que a indução farmacológica da HO-1, pela CoPP aumenta a carga parasitária de macrófagos infectados por L. chagasi e reduz a produção de mediadores próinflamatórios. Além disso, a HO-1 favorece um ambiente anti-inflamatório onde prevalece a presença de IL-10 sobre a de TNF. Macrófagos derivados de medula óssea de camundongos deficientes no gene HO-1 têm menor carga parasitária, quando infectados por L. chagasi em comparação aos macrófagos de camundongos selvagens. Além disso, pacientes com LV apresentam maiores níveis de heme-oxigenase 1 e de heme no soro. Nossas observações indicam que heme é capaz de induzir necroptose em macrófagos humanos, e de que moléculas da via da necroptose estão associadas com a resistência na infecção por Leishmania. A molécula RIPK1 controla a replicação de Leishmania por um mecanismo independente da produção de IL-1β, enquanto que a molécula PGAM5 depende de IL-1βpara controlar o crescimento do parasita. Por fim, encontramos que essas proteínas participam do controle da replicação por Leishmania em um modelo experimental de Leishmaniose cutânea. Esses achados indicam um potencial deletério para a HO-1 na infecção por L. chagasi, e um papel protetor da necroptose na infecção porLeishmania. / Visceral leishmaniasis (VL) is a widespread disease and is fatal if left untreated. Hematological manifestations are common in VL and untreated patients evolve to death from massive bleeding and severe anemia. In this scenario, mechanisms related to cell death pathways, hemolysis, heme metabolism and enzymatic activity of heme oxygenase may be involved in the immunopathogenesis of the disease. Heme oxygenase (HO) has important regulatory properties and is involved in patho-physiological processes such as cytoprotection and inflammation. This project tested the hypothesis that heme oxygenase- 1 (HO-1) activation favors Leishmania infantum chagasi infection, the main etiologic agent of human VL in Brazil, we also tested whether heme induced inflammatory cell death pathways are involved in resistance to Leishmania infection. Our observations indicate that HO-1 is induced in macrophages infected with L. infantum chagasi and pharmacological induction for HO-1 by CoPP increases parasite load of infected macrophages and reduces production on inflammatory mediators. In addition, HO-1 contributes to the anti inflammatory pathway that favors L. chagasi replication through a higher IL-10/TNF-α ratio in macrophages. We also observed that bone marrow derived macrophages knockout to HO-1 gene have a significant lower parasite load when infected by L. infantum chagasi than their wild type counterparts. Beyond this, we found that patients with VL presented higher systemic concentrations of HO- 1 and heme than healthy individuals. We found that heme is able to induce programmed necrosis “necroptosis” in human cells and that molecular players from necroptosis pathway contribute to resistance to Leishmania infection. RIPK1 controls Leishmania replication through a mechanism independent of IL-1β production, while PGAM5 requires IL-1β to control Leishmania replication. Finally, we found that RIPK1 and PGAM5 play an important role in controlling Leishmania replication in a cultaneous leishmaniasis experimental model. Our findings argue that HO-1 has a critical role in L. chagasi replication and necroptosis pathway is involved in resistance against Leishmania infection.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Lipoxinas (LXs) são metabólitos do ácido araquidônico com reconhecidas atividades antiinflamatórias e pró-resolução. Apesar do grande número de trabalhos publicados descrevendo o papel das LXs e seus análogos em leucócitos e outros tipos celulares envolvidos em doenças inflamatórias, pouco é sabido a respeito dos mecanismos de ação que desencadeiam estas respostas. Neste trabalho investigamos o papel do 15-epi-16-(para-flúor)-fenoxi-lipoxina A4 (ATL-1), um análogo sintético da 15-epi-lipoxina A4, sobre diversos processos de ativação de monócitos. Caracterizamos, pela primeira vez, o receptor da lipoxina A4 (ALX) na linhagem monocítica U937, através da avaliação de sua expressão gênica e protéica e de sua funcionalidade analisando a ativação de ERK-2, o que torna esta célula uma ferramenta apta para estudo dos mecanismos de ação das LXs e seus análogos sobre os monócitos. Além disso, demonstramos que o ATL-1 aumenta a expressão da enzima heme oxigenase (HO) -1 em células U937 via ativação da p38 MAP quinase (MAPK) e diminui a secreção da Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), uma quimiocina envolvida com o recrutamento de monócitos para o foco inflamatório, em células U937 estimuladas com LPS. A inibição da secreção de MCP-1 foi revertida pela utilização do SB203580, sugerindo que este efeito é dependente da ativação da via p38 MAPK. O presente estudo elucida alguns dos mecanismos envolvidos na ativação de monócitos pelas lipoxinas que podem levar a novas abordagens para o controle de diversas doenças nas quais o componente inflamatório é importante / Lipoxins (LXs) are arachidonic acid metabolites with well recognized anti-inflammatory and pro-resolution activities. Despite the large number of studies describing the role of LXs and their analogs in leukocytes and other cell types involved in inflammatory diseases, little is known about the mechanisms of action that trigger these responses. This work investigated the role of 15-epi-16-(para-fluoro)-phenoxy-lipoxin A4 (ATL-1), a synthetic analog of 15-epi-lipoxin A4 on various processes of monocyte activation. We characterized, for the first time, the lipoxin A4 receptor (ALX) in the monocytic lineage U937, through the assessment of its gene expression and protein and its functionality through the activation of ERK-2, which makes this cell line a suitable tool to study the mechanisms of action of LXs and their analogs on the monocytes. Furthermore, we demonstrated that ATL-1 increases the expression of the enzyme heme oxygenase (HO)-1 in the U937 cells via activation of p38 MAP kinase (MAPK) and decreases the secretion of Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), a chemokine involved in the recruitment of monocytes to the inflammatory focus in LPS-stimulated U937 cells. MCP-1 secretion inhibition by ATL-1 was reverted by SB203580 indicating that this effect is dependent on the activation of p38 MAPK pathway. This study clarifies some of the mechanisms involved in the activation of monocytes by lipoxins which may lead to new approaches for the control of different pathologies where the inflammatory component is relevant

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação no hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglobina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito na tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação por PCR do gene da HO-1 utilizando oligonucleotídeos desenhados no genoma de T. cruzi. Os dois pares de oligonucleotídeos utilizados nao foram capazes de amplificar uma sequência equivalente a uma HO. Em seguida, utilizamos a técnica de imunoprecipitação, seguida de immunoblotting, com anticorpo anti-HO-1, com objetivo de concentrar a proteína alvo, e observamos um aumento significativo do imunocomplexo nas células tratadas com heme 300 mM, cerca de 2 vezes em relação ao controle. Dando seguimento à tentativa de identificação da HO-1 de T. cruzi, utilizamos a técnica de espectrometria de massa a partir de eletroforese unidimensional, que mostrou uma grande alteração do perfil protéico na presença de heme, mas futuros experimentos são necessários, como eletroforese 2D, para a identificação da proteína alvo / Trypanosoma cruzi, the ethiologic agent of Chagas disease, is transmitted through triatomine vectors during their blood-meal on vertebrate host. These hematophagous insects ingest blood about 6 to 12 times its original weight, reaching in a single meal about 10 mM heme bound to hemoglobin. Heme (iron protoporphyrin IX) is an important molecule in metabolism of all living organisms. One important intracellular mechanism to control heme homeostasis is its enzymatic degradation by heme oxygenase (HO). HO catalyzes the degradation of heme to biliverdin (Bv), carbon monoxide and iron. HO is absent in T. cruzi genome, thus we have been investigating the presence of a functional HO in this parasite, since our previous results showed a presence of biliverdin in heme-treated epimastigotes. In the present work, we evaluated the effect of SnPPIX, a HO-1 inhibitor, CoPPIX, a HO inducer, and Bv upon T. cruzi epimastigotes proliferation. The addition of SnPPIX decreased the parasite proliferation in the absence or in the presence of heme. When Bv was added to the culture this effect was reversed; Bv increases the parasite proliferation in the presence of heme. On the other hand, CoPPIX did not interfered on proliferation. Furthermore, we showed through immunoblotting, using an anti-HO-1 monoclonal antibody, an increase in the protein expression in heme-treated epimastigotes. Differently of described HO-1 that has a mass molecular of a 32 kDa, we showed a 45 kDa protein, the only band recognize by the HO-1 antibody. HO-1 expression analysis in the presence of CoPPIX, SnPPIX and biliverdin, showed that only CoPPIX was able to modulate its expression level. Ultrastructural immunocytochemistry analysis suggests a higher expression of the enzyme in heme-treated epimastigotes, and that T. cruzi HO-1 might have a dual distribution, since the anti-HO-1 antibody labeled both cytosol and glycosomes. In order to investigate the T. cruzi HO-1 gene sequence, we isolated genomic DNA from T. cruzi for PCR amplification using primers designed as from the parasite genome. Unfortunately, the two pairs of the designed oligonucleotides tested were unable to amplify a sequence equivalent to a HO-1. In order to isolate the target protein, immunoprecipitation was performed and subsequently immunoblotted with anti-HO-1 antibody. The immunocomplex level was two-fold higher in heme-treated cells. Following the attempt to identify a HO-1 in T. cruzi, we used mass spectrometry from unidimensional electrophoresis. We showed a significant protein profile modification in heme-treated epimastigotes, but further experiments will be necessary, such as mass spectrometry from bidimensional electrophoresis, for identification of the target protein

Orientadores: Mônica Barbosa de Melo, Fernando Ferreira Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gil_GislenePereira_M.pdf: 2808239 bytes, checksum: 22a11f67b6d086bf9bab0100ff802ec7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Embora a anemia falciforme (AF) resulte da homozigosidade de uma única mutação, no codon 6 do locus da ?-globina, fenotipicamente, essa doença é muito heterogênea, de modo que diferentes pacientes podem apresentar evoluções clínicas significativamente distintas. As complicações nestes pacientes normalmente são decorrentes de acometimento vascular causado pelo acúmulo de hemácias falcizadas nos vasos sanguíneos. Um dos eventos que vem sendo associados a complicações em diversas doenças é o mecanismo de estresse oxidativo, o qual apresenta- se exacerbado em pacientes com AF. Dentre as fontes de estresse oxidativo nestes pacientes estão os eventos de vaso-oclusão e isquemia reperfusão, os quais são muito frequentes. O estresse oxidativo em níveis elevados pode danificar várias moléculas e posteriormente prejudicar o organismo. Alguns polimorfismos em enzimas envolvidas na via de estresse oxidativo foram associados com doenças vasculares como, hipertensão, doença arterial coronária, doença arterial periférica. Considerando que os pacientes com AF apresentam complicações decorrentes de acometimento vascular, esses polimorfismos podem estar contribuindo para as várias manifestações clínicas e, consequentemente, para a gravidade da doença. Este projeto se propôs a avaliar três polimorfismos em genes envolvidos no mecanismo de estresse oxidativo em pacientes com AF e testar a associação com o grau de gravidade da doença. Os polimorfismos analisados foram o C242T e -930 A/G no gene CYBA e o -413 T/A no gene HMOX-1. Os genótipos foram identificados por meio das técnicas de PCR e sequenciamento direto, e os escores de gravidade foram obtidos através de índices de severidade, em 169 pacientes. O genótipo AA do polimorfismo -930 A/G apresentou-se associado com escores baixos de gravidade, obtidos através do índice pediátrico, nas crianças com anemia falciforme. O genótipo CT do polimorfismo C242T esteve associado com crises álgicas e o genótipo TT do polimorfismo -413 T/A mostrou-se associado a níveis elevados de HbF, através de análises dos dados de todos os pacientes. De acordo com este estudo, sugerimos novos marcadores genéticos, os quais podem estar direta ou indiretamente envolvidos com a gravidade da doença em pacientes com AF na população brasileira. Estudos futuros em grandes coortes necessitam ser realizados para confirmar esses resultados / Abstract: Although sickle cell anemia (SCA) results from the homozygosity for a single mutation at codon 6 of the ?-globin locus, phenotypically this disease is very heterogeneous, so that different patients may have significantly different clinical outcomes. The complications in these patients are usually caused by vascular impairment caused by the accumulation of sickled erythrocytes in the blood vessels. One event that has been associated with complications in several diseases is oxidative stress, which has increased levels in SCA patients. Among the sources of oxidative stress in these patients are the vaso-occlusion and ischemia reperfusion events, which are very common. Oxidative stress at high levels can damage various molecules and subsequently damage the organism. Some polymorphisms of enzymes involved in the oxidative stress pathway have been associated with vascular diseases as: hypertension, coronary heart disease, peripheral arterial disease. Considering that the complications in SCA patients are due to vascular involvement, these polymorphisms may be contributing to the various clinical manifestations and consequently to the severity of the disease. This project proposes to evaluate three polymorphisms in genes involved in the mechanism of oxidative stress in SCA patients and test the association with the severity of the disease. The analyzed polymorphisms were C242T and -930 A/G in the CYBA gene and the -413 T/A in the HMOX-1 gene. The genotypes were identified through PCR and direct sequencing, and severity scores were obtained by severity indexes in 169 patients. The AA genotype of the -930 A/G polymorphism was associated with low severity scores, obtained from the pediatric index, in children with sickle cell anemia. The CT genotype of the C242T polymorphism was associated with pain crisis and the TT genotype of the -413 T/A polymorphism was associated with high levels of HbF, after analyzing the data from all patients. According to this study, new genetic markers can be suggested, which may be, directly or indirectly, involved with disease severity in patients with SCA in the Brazilian population. Future studies in larger cohorts have to be conducted to confirm these results / Mestrado / Clinica Medica / Mestre em Clinica Medica

Evidências clínicas e experimentais mostram que a isquemia e reperfusão intestinal (I/R-intestinal) induz lesão pulmonar aguda (LPA) que, em casos mais graves, pode evoluir para a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). A LPA se caracteriza pela liberação de amplo espectro de mediadores inflamatórios, infiltração de neutrófilos e aumento de permeabilidade vascular. Sabe-se que mediadores inflamatórios gerados no local da I/R-intestinal são transportados pelo sistema linfático mesentérico e, ao atingirem o pulmão, contribuem para a LPA. A enzima heme oxigenase 1 (HO-1), exerce importante função na homeostasia celular, devido à sua ação catabólica sobre o grupo heme das hemoproteínas, gerando como subprodutos ferro, biliverdina e monóxido de carbono. Esses subprodutos possuem ação antiinflamatória, antioxidante e antiapoptótica. Todavia, o papel da HO-1 no controle da LPA causada pela I/R-intestinal ainda não está totalmente esclarecido. No presente estudo investigamos a expressão da HO-1 e o efeito de sua indução sobre as repercussões pulmonares decorrentes da I/R-intestinal. Para tanto, ratos machos Wistar (220-250 g) foram submetidos a 45 min de isquemia intestinal pela obstrução da artéria mesentérica superior e a 2 h de reperfusão. O grupo controle consistiu de animais falsamente operados (Sham). Ainda, a indução da HO-1 foi realizada pelo tratamento dos animais com o composto Hemin (10 mg/kg) 48 e 24 h antes da indução da I/R-intestinal. A I/R-intestinal aumentou a atividade pulmonar da mieloperoxidase (MPO) e o extravasamento do corante azul de Evans (AE) no pulmão. Os níveis de IL-1<font face=\"Symbol\">b elevaram no explante pulmonar (24 h) enquanto os de IL-10 foram reduzidos após a I/R-intestinal. Ainda, a I/R-intestinal diminui a expressão pulmonar da SOD-1 e promoveu aumento da expressão da iNOS. Os resultados obtidos revelam que a I/R-intestinal por si só não induziu a expressão gênica da enzima HO-1, porém o tratamento dos animais com Hemin elevou a sua expressão, a qual foi acompanhada pela redução da atividade pulmonar de MPO e do extravasamento do corante AE. Os elevados níveis pulmonares de IL-1<font face=\"Symbol\">b foram reduzidos pelo tratamento dos animais com o Hemin e houve elevação da IL-10 e VEGF no mesmo tecidos. A indução da HO-1 preveniu o aumento dos níveis de IL-1<font face=\"Symbol\">b e IL-10 e promoveu aumento dos níveis de VEGF na linfa dos animais. Com respeito ao sistema antioxidante, nossos dados indicaram que a indução da HO-1, parece estar relacionada com a elevação da expressão de SOD-1, SOD-2 e redução da expressão de iNOS. Concluindo, os dados obtidos permitem sugerir que a indução prévia da expressão de HO-1 controla a magnitude da lesão pulmonar causada pela I/R-intestinal por mecanismos envolvendo o aumento da atividade de parcela do sistema antioxidante e regulação do balanço entre a geração de citocinas antiinflamatórias e pró-inflamatórias no pulmão. / Clinical and experimental evidences have reported that intestinal ischemia and reperfusion (I/R-intestinal) induces acute lung injury (ALI), which in severe cases can progress to acute respiratory distress syndrome (ARDS). The ALI is characterized by the release of a broad spectrum of inflammatory mediators, neutrophil infiltration and increased vascular permeability. It is known that inflammatory mediators generated at the site of I/R-intestinal are transported by the mesenteric lymphatic system and, on reaching the lung, contribute to the ALI. The enzyme heme oxygenase 1 (HO-1) plays an important role in cellular homeostasis, due to its catabolic action on heme group of hemoproteins, forming as by-products such as iron, biliverdin and carbon monoxide. It is known that these by-products have anti-inflammatory, antioxidant and antiapoptotic actions. However, the role of HO-1 in the control of ALI caused by I/R-intestinal is not yet fully understood. In the present study we investigated the expression of HO-1 and the effects of its induction on pulmonary complications resulting from I/R-intestinal. So, male Wistar rats (220-250 g) were subjected to 45 min of intestinal ischemia by occlusion of the superior mesenteric artery and 2 h of reperfusion. The control group consisted of animals falsely operated (Sham). Still, the induction of HO-1 was performed by treating animals with the compound Hemin (10 mg/kg) 48 and 24 h before the induction of I/R-intestinal. The I/R-intestinal increased the pulmonary activity of the myeloperoxidase (MPO) and the extravasation of Evans blue dye (EB) in the lung. Levels of IL-1<font face=\"Symbol\">b increased in lung explant (24 h) while the IL-10 were reduced after I/R-intestinal. Further, the I/R-intestinal reduces pulmonary expression of SOD-1 and promoted the increase of iNOS expression. The results indicate that the I/R-intestinal alone did not induce gene expression of HO-1 enzyme, but the treatment of animals with Hemin increased its expression which was accompanied by reduction of pulmonary activity of MPO and extravasation of the dye EB. The high pulmonary levels of IL-1 were reduced by treatment of animals with Hemin and there was an increase of IL-10 and VEGF in the same tissue. The Induction of HO-1 prevented the increased levels of IL-<font face=\"Symbol\">b 1 and IL-10 and promoted increasing of the VEGF levels in the animals lymph. With respect to the antioxidant system, our data indicate that induction of HO-1, seems to be related to the elevation of expression of SOD-1, SOD-2 and reduction of iNOS expression. In conclusion, our data may suggest that prior induction of HO-1 expression controls the magnitude of lung injury caused by I/R-intestinal by mechanisms involving increased activity of a portion of the antioxidant system and regulation of the balance between generation anti-inflammatory cytokines and pro-inflammatory in the lung.

A malária é uma doença causada pelo parasita do gênero Plasmodium e que foi responsável por cerca de 440.000 mortes em 2015. A síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) é uma das principais complicações clínicas da malária. O modelo murino DBA/2 reproduz os sinais clínicos da SDRA observados em humanos, quando infectado com o Plasmodium berghei ANKA. Além disso, altos níveis da enzima heme oxigenase 1 (HO-1) foram observados em casos de malária cerebral e em SDRA em humanos. Os nossos dados indicam que os níveis da HO-1 estão aumentados em camundongos que desenvolvem SDRA associada à malária (SDRA-AM). Adicionalmente, a droga indutora de HO-1 (hemina) aumentou a sobrevivência e preveniu a SDRA-AM. Verificou-se também uma redução na permeabilidade pulmonar e nos níveis de VEGF, além de uma melhoria nos parâmetros respiratórios em animais tratados com hemina. Assim sendo, a indução da HO-1 antes do desenvolvimento da SDRA-AM é protetora e assim, a HO-1 pode ser um alvo de novos fármacos, como forma de prevenir o desenvolvimento da SDRA-AM em humanos. / Malaria is a serious disease, caused by the parasite of the genus Plasmodium, which was responsible to 440,000 deaths in 2015. Acute lung injury/ acute respiratory distress syndrome (ALI/ARDS) is one of the main clinical complications in severe malaria. The murine model DBA/2 reproduces the clinical signs of ALI/ARDS observed in humans, when infected with Plasmodium berghei ANKA. Additionally, high levels heme oxygenase 1 (HO-1) were reported in cases of cerebral malaria and in ALI/ARDS in humans. Our data have indicated that the HO-1 levels are increased in mice that develop malaria associated ALI/ARDS (MA-ALI/ARDS). Additionally, a HO-1 inducing drug (hemin) increased the survival rate and prevented mice from developing MA-ALI/ARDS in treated mice. Also, there was a decrease in the lung permeability and in lung VEGF levels, and an amelioration of respiratory parameters. Therefore, the induction of HO-1 before the development of MA-ALI/ARDS is protective, making this enzyme a possible target of new drugs to prevent the development of MA-ALI/ARDS in humans.

O gás composto monóxido de carbono (CO), está envolvido na modulação de diferentes funções orgânicas, tais como a regulação cardiovascular, a temperatura corporal e a nocicepção. A participação do CO nos processos fisiológicos ocorre por meio da atividade da enzima heme-oxigenase (HO), e seu produto CO, o qual por sua vez aumenta a produção de guanosina monofosfato ciclíco intracelular (GMPc). De particular interesse, o locus coeruleus possui elevada expressão da enzima HO-2 sugerindo o envolvimento do gasotransmissor CO na modulação das funções executadas por esta estrutura encefálica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o envolvimento da via HO-CO do LC na modulação da ansiedade, avaliada pelo teste de labirinto em cruz elevado e teste claro-escuro; nocicepção aguda, avaliada pelo teste de retirada de cauda e a nocicepção inflamatória, avaliada pelo teste de formalina em ratos. Para atingir estes objetivos, ratos (± 250grs; Wistar) foram anestesiados (ketamina 75 mg/kg e xilasina 10 mg/kg i.m.) e submetidos à cirurgia estereotáxica para implante unilateral de cânulas-guias direcionadas para o LC, e para o ventrículo lateral. Após o período de recuperação, os ratos foram divididos em distintos grupos experimentais para administração intra-LC do ZnDPBG (inibidor inespecífico da enzima HO, nas doses 5,50 ou 200 nmol/0,1 µl) ou seu veículo, Na2CO3 (50 mmol/0,1 µl); do Heme-lisinato (150, 300 ou 600 nmol/0,1 µl) ou seu veículo, L-lisina (14,2 µmol/0,1 µl); do ODQ i.c.v. (inibidor específico da enzima guanilase ciclase solúvel, 1,3 nmol/1,0 µl) ou seu veículo (DMSO 1%, 1,0 µl) e após 15 min o Heme-lisinato (600 nmol/0,1 µl) ou seu veículo (L-lisina, 14,2 µmol/0,1 µl), intra-LC. Após o tempo de 15 min, os ratos foram avaliados no teste de LCE ou no TCE por 5 minutos, no teste de retirada de cauda por 120 minutos e no teste de formalina intra-podal por 45 minutos. Os resultados obtidos mostram que o aumento da produção do neuromodulador gasoso CO no LC, pela ativação da via HO-CO-GMPc com Heme-lisinato, promove efeito ansiolítico avaliado no teste do LCE e no TCE, evidenciado pelo aumento do tempo de permanência e pelo aumento do número de entradas nos braços abertos do LCE, e pelo aumento tempo de permanência no compartimento claro do TCE. Este efeito ansiolítico é dependente da atividade de GMPc intracelular, desde que o tratamento i.c.v. com inibidor específico da enzima GCs bloqueou os efeitos do Heme-lisinato no LCE e no TCE. Ainda, a ativação da via HO-CO-GMPc por meio da administração intra-LC do Heme-lisinato promoveu efeito antinociceptivo frente estímulo térmico agudo (teste de retirada de cauda em ratos), sendo este efeito dependente da atividade do GMPc, desde que o pré-tratamento com o inibidor da enzima guanilase ciclase solúvel, ODQ, bloqueou o aumento do IARC. O bloqueio da via HO-CO promove efeito hipernociceptivo em modelo de dor inflamatória, desde que o tratamento intra-LC com inibidor inespecífico da HO, ZnDPBG aumenta o número de sacudidas no teste de formalina intra-podal. Assim, este estudo é pioneiro em demonstrar que o neuromodulador CO do LC modula a ansiedade e a nocicepção aguda térmica e inflamatória. / The gas composed carbon monoxide (CO) is involved in the modulation of various physiological functions such as cardiovascular regulation, nociception and body temperature. CO participation in physiological processes occurs through the activity of the enzyme heme oxygenase (HO), and its product CO, which in turn increases the production of intracellular cyclic guanosine monophosphate (cGMP). In particular interest, the locus coeruleus (LC) has a high HO-2 enzyme expression suggesting the involvement of CO in the modulation of the functions performed by this brain structure. The aim of this study was to evaluate the involvement of HO-CO pathway of LC in modulating anxiety, assessed by elevated plus maze test and light-dark box test. Additionally, acute nociception, as assessed by the tail flick test and inflammatory nociception, as assessed by formalin test in rats were analyzed after HO-CO pathway activation. Rats (±250 grs; Wistar) were anesthetized (ketamine 75 mg/kg and xylazine 10 mg/kg im) and underwent stereotactic surgery for cannulas guides unilateral implantation directed to the LC, and to the lateral ventricle. After the recovery period, rats were divided into distinct experimental groups for intra-LC ZnDPBG (nonspecific enzyme inhibitor HO doses 5, 50 or 200 nmol/0.l µl) or its vehicle, Na2CO3 (50 mmol/0.l µl); Heme-lysinate (150, 300 or 600 nmol/0.l µl) or its vehicle, L-lysine (14.2 nmol/0.1 µl), the ODQ i.c.v. (specific inhibitor of the enzyme guanilase soluble cyclase, 1.3 nmol/1.0 µl) or its vehicle (1% DMSO, 1.0 µl) and after 15 min the Heme-lysinate (600 nmol/0.1 µl), or its vehicle (L-lysine, 14.2 mmol/0.1 µl), intra-LC. After time 15 min, rats were evaluated in the EPM test or LDB for 5 minutes and in the tail flick test for 120 minutes and in the formalin test for 45 minutes. The results show that CO increased production in LC, by HO-CO-cGMP pathway activation, promotes anxiolytic effect evaluated in the EPM test and LDB. The anxiolytic effect is dependent on the activity of intracellular cGMP, since treatment i.c.v. with enzyme sGC inhibitor blocked the effects of Heme-lysinate. Moreover, the activation of the HO-CO-cGMP pathway into the LC promoted antinociceptive effect in the tail flick test, this effect being dependent on the activity of cGMP, since pre-treatment with the guanilase cyclase soluble inhibitor, ODQ, blocked the increase in analgesic index. Furthermore, the block of the HO-CO pathway intra-LC promoted hypernociception in a model of inflammatory pain, since treatment with nonspecific inhibitor HO, ZnDPBG, increases the nociceptive behavior in the formalin test. Thus, this study is the first to demonstrate that the CO neuromodulator into LC modulates anxiety and acute thermal and inflammatory nociception.

O inibidor de HMG redutase (estatina) pode ter papel protetor na função renal por estimulação da atividade de HO-1. Este estudo foi desenvolvido para avaliar se a associação desses dois agentes poderia induzir um efeito mais pronunciado sobre a função renal (FR) após insuficiência renal aguda isquêmica. A isquemia foi obtida por meio do clampeamento dos pedículos renais bilaterais por 30 minutos, seguida de reperfusão. Foram utilizados ratos wistar, machos, pesando entre 250-300g, distribuídos nos grupos: SHAM (controle, sem clampeamento renal); Isquemia; Estatina (animais que receberam 0,5 mg/kg, via oral, v.o., por 3 dias); Iquemia+Estatina; Hemin (indutor de HO-1, 1 mg/100g, i.p., 24h antes da cirurgia); Isquemia+Hemin; SnPP (inibidor de HO-1, 2µmol/kg i.p. 24h antes da cirurgia); Isquemia+SnPP; Estatina+Hemin; Isquemia+Estatina+Hemin; Estatina+SnPP; Isquemia+Estatina+SnPP. Foram avaliados a função renal (FR) (clearance de creatinina, método Jaffé), a excreção de peróxidos urinário (FOX-2), a osmolalidade urinária (osmômetro) e a imunohistoquímica para ED-1. Os resultados mostraram que a estatina otimizou a FR e reduziu a excreção de peróxidos urinários. A indução da HO-1 apresentou padrão similar ao descrito para estatina. A associação de estatina+Hemin induziu melhora de FR, com melhora de função tubular e redução de peróxidos discretamente superior àquela demonstrada pelos tratamentos isolados. A substituição do Hemin pelo SnPP no modelo de associação não pareceu ter inibido o efeito da estatina. Em síntese, o estudo confirmou o efeito antioxidante da estatina e do Hemin com proteção da FR pelos métodos utilizados. Os resultados da imunohistoquímica ED-1 para macrófagos/monócitos não foram conclusivos. / HMG-CoA inhibition reductase (statins) can have a protector role on renal function by sitmulating HO-1 activity. This study was performed in order to evaluate if the association of these two agents could induce a more pronounced effect on RF after ischemic acute renal failure. The ischemia was obtained through clamping of bilateral renal pedicles for 30 minutes following by reperfusion. Adult Wistar rats, weighting from 250-300g, were divided into twelve groups: SHAM (control); Isch (30´renal ischemia); Stat (statin 0,5mg/kg, p.o.); Isch+Stat (statin 0.5mg/kg, p.o., once a day, 3 days and the Isch); Hemin (HO-1 inducer, hemin, 1.0mg/100g, i.p.); Isch+Hemin (HO-1 inducer, hemin, 1.0mg/100g, i.p., once, 24hours before Isch); SnPP (2µmol/kg, i.p.); Isch+SnPP (HO-1 inhibitor, 2?mol/kg, i.p., as hemin); Stat+Hemin; Isch+Stat+Hemin (all treatments as described); Stat+SnPP; Isch+Stat+SnPP (all treatments as described). Creatinin clearance (crCl), urinary peroxides (UP), osmolality (Osm) and immunohistochemical for ED-1 analyses were performed in order to evaluate oxidant and inflammatory responses.Results have shown that Stat could protect RF and peroxide excrection probably attenuating tubular damage. HO-1 presented a similar pattern to that described for statin. Instead, when Hemin or SnPP was associated to Statin, no benefit was observed neither to RF nor to UP. Imunohistochemical ED-1 for macrophages/monocytes analysis were inconclusive.