A desnutrição protéico-energética (DPE) afeta mais de 1 bilhão de pessoas no mundo, principalmente crianças, idosos e pacientes hospitalizados. Ela provoca alterações metabólicas e hormonais, além de afetar o tecido hemopoético. O comprometimento da hemopoese provoca anemia e leucopenia, modificando a resposta imune inata e adquirida do organismo. Dessa forma, é comum a associação entre desnutrição e infecção, levando ao comprometimento do tratamento e aumento da morbidade e mortalidade de indivíduos hospitalizados. Após a recuperação nutricional, é relatada a reversão das alterações bioquímicas e hormonais, bem como das alterações na hemopoese e na resposta imune. Porém, muitos resultados são controversos, existindo dúvidas quanto à reversibilidade das alterações. Assim, nos propusemos a avaliar os efeitos da recuperação nutricional nos parâmetros bioquímicos, hormonais, hematológicos e imunológicos em modelo murino de desnutrição. Os animais desnutridos apresentaram perda de peso significativa, redução de proteínas totais, albumina, glicose, insulina e IGF-1, bem como aumento de glutamina plasmática, glutamina sintetase muscular e corticosterona. Houve redução dos parâmetros hepáticos e musculares, bem como alteração na sensibilidade à insulina, evidenciada pelos testes de OGTT e ITT. Todas as alterações descritas caracterizam o quadro de desnutrição. Após a recuperação nutricional, alguns parâmetros foram normalizados, mas as concentrações de glicose, insulina e IGF-1 permaneceram reduzidas. Da mesma forma, as alterações na concentração de DNA hepático e na sensibilidade à insulina permaneceram nos animais renutridos. A pancitopenia periférica e hipocelularidade da medula óssea e do baço observadas nos animais desnutridos foram revertidas após a renutrição. A avaliação de macrófagos peritoniais mostrou reversão parcial do comprometimento da capacidade e adesão e espraiamento, bem como da atividade fungicida nos animais renutridos. A produção de peróxido de hidrogênio continuou baixa após a recuperação nutricional, enquanto a produção de óxido nítrico voltou a aumentar. O comprometimento da produção de citocinas pró-inflamatórias decorrente da desnutrição não foi completamente revertido, visto que, em camundongos Swiss Webster, somente a produção de TNF-α retornou ao normal, enquanto em camundongos C56BL/6J a produção de nenhuma citocina foi restabelecida. A avaliação da via de sinalização do fator de transcrição NFkB mostrou alteração na expressão de MyD88, TRAF-6, IkKβ e IkBα em animais desnutridos. Após a recuperação nutricional, algumas dessas proteínas não retornaram ao normal. Os animais desnutridos também apresentaram comprometimento da ativação de NFkB, que não foi normalizada após a recuperação nutricional. Sendo assim, é possível afirmar que o retorno a uma dieta normoprotéica não é suficiente para reverter todas as alterações causadas pela desnutrição. / Protein-energy malnutrition (PEM) affects more than 1 billion people worldwide, mainly children, elderly and hospitalized patients. It causes metabolic and hormonal changes, besides affecting hematopoietic tissue. Impaired hematopoiesis causes anemia and leukopenia, modifying innate and acquired immune response of the organism. Thus, it is common the association between malnutrition and infection, leading to impaired treatment and increasing morbidity and mortality in hospitalized patients. After nutritional recovery, it is reported reversal of biochemical and hormonal changes, as well as, reversal of changes in hematopoiesis and immune response. However, many results are controversial, and there are doubts about the reversibility of the changes. Thus, we proposed to evaluate the effects of nutritional recovery biochemical, hormonal, haematological and immunological parameters in a murine model of malnutrition. The malnourished animals showed significant weight loss, reduction in total protein, albumin, glucose, insulin and IGF-1, as well as increased plasma glutamine, corticosterone and muscle glutamine synthetase. There was a reduction in muscle and liver parameters as well as change in insulin sensitivity, evidenced by the tests of OGTT and ITT. All modifications described characterize the malnutrition. After nutritional recovery, there was normalization of some parameters, but the concentrations of glucose, insulin and IGF-1 remained low. Likewise, changes in hepatic DNA concentration and insulin sensitivity remained in renourished animals. Peripheral pancytopenia and hypocellularity in bone marrow and spleen observed in malnourished animals were reversed after refeeding. The evaluation of peritoneal macrophages showed partial reversal of impairment of adhesion and spreading ability, as well as fungicidal activity in animals renourished. The hydrogen peroxide production remained low after nutritional recovery, while nitric oxide production increased again. Impaired production of proinflammatory cytokines due to malnutrition was not completely reversed, whereas in Swiss Webster mice, only the production of TNF-α returned to normal, whereas in C56BL/6J mice no cytokine production was restored. The assessment of the signalling pathway of transcription factor NFkB showed alterations in the expression of MyD88, TRAF-6 IkKβ and IkBα in malnourished animals. After nutritional recovery, some of these proteins didn\'t return to normal. Malnourished animals also showed impaired activation of NFkB, which wasn\'t normalized after nutritional recovery. Therefore, it is possible to say that the return to a normal diet is not enough to reverse all the changes caused by malnutrition.

A hemopoese é um processo dinâmico regulado pelo microambiente no qual se situa. O principal tecido hemopoético após o nascimento, a medula óssea, é constituído basicamente por substâncias solúveis, como fatores de crescimento, por uma matriz extracelular (MEC) e por células estromais, além das células hemopoéticas. Esse microambiente indutor íntegro é capaz de regular os processos de sobrevivência, proliferação e diferenciação celular, induzindo a célula a sair de um estado quiescente e entrar em ciclo celular. Contudo, na desnutrição protéica (DP) observa-se redução significativa da celularidade das células hemopoéticas, tanto no compartimento periférico quanto no central, a medula óssea. O comprometimento estrutural do microambinte medular decorrente da desnutrição pode prejudicar a sinalização de indução do ciclo celular, fato este que justificaria o quadro de pancitopenia. Portanto, no presente estudo nos propusemos avaliar o ciclo celular de células tronco/progenitoras hemopoéticas (CTPH) da medula óssea de camundongos desnutridos. Para tanto, utilizamos um modelo murino, sendo a desnutrição induzida a partir de uma ração hipoprotéica. As CTPH foram obtidas por método de depleção imunomagnética e utilizadas para a avaliação do ciclo celular a partir da incorporação de Iodeto de Propídeo (PI) e Laranja de Acridina (AO). Também, foram quantificadas proteínas regulatórias do ciclo celular por western blot e avaliada a expressão de receptores para fibronectina, VLA4 e VLA5. Paralelamente, em modelo ex vivo, avaliou-se a influência de fatores de crescimento e de uma matriz de fibronectina sobre a proliferação das CTPH. Considerando a importância das células estromais na sinalização celular, realizamos o ensaio de CFU-F para a quantificação de células estromais e dos fatores de crescimento secretados. Por fim, avaliamos a eficácia da recuperação nutricional frente às alterações no ciclo celular observadas no modelo de desnutrição. Resumidamente, observou-se um comprometimento no ciclo celular das CTPH de camundongos desnutridos, com um aumento desta população celular nas fases GO/G1. As proteínas indutórias do ciclo celular apresentaram uma expressão reduzida enquanto as proteínas inibitórias apresentaram um aumento de expressão nas CTPH dos animais desnutridos. Ex vivo, porém, as CTPH dos animais desnutridos responderam adequadamente aos estímulos externos fornecidos, uma vez que a proliferação celular foi igual para ambos os grupos. A avaliação da cultura de CFU-F indicou comprometimento quantitativo das células estromais nos animais desnutridos e uma redução da produção de citocinas importantes no controle da hemopoese. Após a renutrição, observamos uma reversão das alterações do ciclo celular, com recuperação da celularidade medular, aumento da população de CTPH nas fases proliferativas (S/G2/M) e a normalização da expressão das proteínas regulatórias do ciclo celular. Podemos concluir que a desnutrição protéica compromete o ciclo celular de CTPH, provavelmente devido às alterações no microambiente medular, comprovadas pela redução de células estromais e de fatores de crescimento. Uma vez que o fornecimento de quantidades ótimas de fatores de crescimento e de uma matriz de fibronectina, mimetizando ex vivo o microambiente íntegro, estimula as células de animais desnutrido a proliferarem, podemos sugerir que todo o mecanismo intracelular de controle do ciclo, aparentemente, não foi comprometido. Em relação à recuperação nutricional, podemos afirmar que esta é eficaz na reversão do quadro de pancitopenia, sendo demonstrado um aumento da proliferação das CTPH. / Hematopoiesis is a dynamic process governed by the microenvironment in witch it is located. Basically, the main hematopoietic tissue, the bone marrow, is composed by soluble factors such growth factors, extracellular matrix (ECM) and stromal cells, besides the hematopoietic cells. This intact inducible microenvironment is capable to control cell survival, proliferation and differentiation, inducing cell to exit a quiescent state and enter the cell cycle. However, in protein malnutrition (PM) is observed a significant reduction of hematopoietic cells, both in peripheral and central compartments. The bone marrow structural impairment due to malnutrition could harm the cell cycle signaling, a fact that could justify the establishment of pancitopenia. Therefore, in this study we set out to assess the cell cycle of hematopoietic stem/progenitors cells (HSPC) from bone marrow of malnourished mice. We used a murine model, and malnutrition induced from a low protein diet. The HPSC were obtained by immunomagnetic depletion method and used for the evaluation of cell cycle from the incorporation of propidium iodide (PI) and Acridine Orange (AO). Also, we quantified the cell cycle regulatory proteins by western blot and evaluated the expression of receptors for fibronectin, VLA4 and VLA5. Meanwhile, in ex vivo model, we evaluated the influence of growth factors and a matrix of fibronectin on the proliferation of HSPC. Considering the importance of stromal cells in cell signaling, we performed the CFU-F assay for the quantification of stromal cells and growth factors secreted. Finally, we evaluated the efficacy of nutritional recovery in the face of cell cycle alterations observed in the model of malnutrition. Briefly, we observed an impairment in the cell cycle of HSPC of undernourished mice, with an increase in this cell population in G0/G1 phase. The proteins that induce cell cycle showed a reduced expression whereas the inhibitory proteins showed increased expression in HPSC of malnourished animals. Ex vivo, however, HSPC of malnourished animals responded appropriately to external stimuli provided, since cell proliferation was similar for both groups. Assessing the culture of CFU-F showed a quantitative impairment of stromal cells in malnourished animals and reducing production of cytokines important in controlling hematopoiesis. After refeeding, we observed a normalization of the cell cycle, with recovery of cellularity, an increased population of proliferative phases HSPC (S/G2/M) and normalization of the expression of cell cycle regulatory proteins. We can conclude that malnutrition compromises the HPSC cell cycle, probably due to changes in the bone marrow microenvironment, as proven by the reduction of stromal cells and growth factors. Since the supply of great quantities of growth factors and a matrix of fibronectin, mimicking an intact microenvironment, stimulates the cells of malnourished animals to proliferate, we suggest that the whole mechanism of intracellular cycle control is apparently not been compromised. Regarding the nutritional recovery, we can say that this is effective in reversal of the pancytopenia, and demonstrated an increased proliferation of HSPC.

A desnutrição protéico-energética (DPE) afeta mais de 1 bilhão de pessoas no mundo, principalmente crianças, idosos e pacientes hospitalizados. Ela provoca alterações metabólicas e hormonais, além de afetar o tecido hemopoético. O comprometimento da hemopoese provoca anemia e leucopenia, modificando a resposta imune inata e adquirida do organismo. Dessa forma, é comum a associação entre desnutrição e infecção, levando ao comprometimento do tratamento e aumento da morbidade e mortalidade de indivíduos hospitalizados. Após a recuperação nutricional, é relatada a reversão das alterações bioquímicas e hormonais, bem como das alterações na hemopoese e na resposta imune. Porém, muitos resultados são controversos, existindo dúvidas quanto à reversibilidade das alterações. Assim, nos propusemos a avaliar os efeitos da recuperação nutricional nos parâmetros bioquímicos, hormonais, hematológicos e imunológicos em modelo murino de desnutrição. Os animais desnutridos apresentaram perda de peso significativa, redução de proteínas totais, albumina, glicose, insulina e IGF-1, bem como aumento de glutamina plasmática, glutamina sintetase muscular e corticosterona. Houve redução dos parâmetros hepáticos e musculares, bem como alteração na sensibilidade à insulina, evidenciada pelos testes de OGTT e ITT. Todas as alterações descritas caracterizam o quadro de desnutrição. Após a recuperação nutricional, alguns parâmetros foram normalizados, mas as concentrações de glicose, insulina e IGF-1 permaneceram reduzidas. Da mesma forma, as alterações na concentração de DNA hepático e na sensibilidade à insulina permaneceram nos animais renutridos. A pancitopenia periférica e hipocelularidade da medula óssea e do baço observadas nos animais desnutridos foram revertidas após a renutrição. A avaliação de macrófagos peritoniais mostrou reversão parcial do comprometimento da capacidade e adesão e espraiamento, bem como da atividade fungicida nos animais renutridos. A produção de peróxido de hidrogênio continuou baixa após a recuperação nutricional, enquanto a produção de óxido nítrico voltou a aumentar. O comprometimento da produção de citocinas pró-inflamatórias decorrente da desnutrição não foi completamente revertido, visto que, em camundongos Swiss Webster, somente a produção de TNF-α retornou ao normal, enquanto em camundongos C56BL/6J a produção de nenhuma citocina foi restabelecida. A avaliação da via de sinalização do fator de transcrição NFkB mostrou alteração na expressão de MyD88, TRAF-6, IkKβ e IkBα em animais desnutridos. Após a recuperação nutricional, algumas dessas proteínas não retornaram ao normal. Os animais desnutridos também apresentaram comprometimento da ativação de NFkB, que não foi normalizada após a recuperação nutricional. Sendo assim, é possível afirmar que o retorno a uma dieta normoprotéica não é suficiente para reverter todas as alterações causadas pela desnutrição. / Protein-energy malnutrition (PEM) affects more than 1 billion people worldwide, mainly children, elderly and hospitalized patients. It causes metabolic and hormonal changes, besides affecting hematopoietic tissue. Impaired hematopoiesis causes anemia and leukopenia, modifying innate and acquired immune response of the organism. Thus, it is common the association between malnutrition and infection, leading to impaired treatment and increasing morbidity and mortality in hospitalized patients. After nutritional recovery, it is reported reversal of biochemical and hormonal changes, as well as, reversal of changes in hematopoiesis and immune response. However, many results are controversial, and there are doubts about the reversibility of the changes. Thus, we proposed to evaluate the effects of nutritional recovery biochemical, hormonal, haematological and immunological parameters in a murine model of malnutrition. The malnourished animals showed significant weight loss, reduction in total protein, albumin, glucose, insulin and IGF-1, as well as increased plasma glutamine, corticosterone and muscle glutamine synthetase. There was a reduction in muscle and liver parameters as well as change in insulin sensitivity, evidenced by the tests of OGTT and ITT. All modifications described characterize the malnutrition. After nutritional recovery, there was normalization of some parameters, but the concentrations of glucose, insulin and IGF-1 remained low. Likewise, changes in hepatic DNA concentration and insulin sensitivity remained in renourished animals. Peripheral pancytopenia and hypocellularity in bone marrow and spleen observed in malnourished animals were reversed after refeeding. The evaluation of peritoneal macrophages showed partial reversal of impairment of adhesion and spreading ability, as well as fungicidal activity in animals renourished. The hydrogen peroxide production remained low after nutritional recovery, while nitric oxide production increased again. Impaired production of proinflammatory cytokines due to malnutrition was not completely reversed, whereas in Swiss Webster mice, only the production of TNF-α returned to normal, whereas in C56BL/6J mice no cytokine production was restored. The assessment of the signalling pathway of transcription factor NFkB showed alterations in the expression of MyD88, TRAF-6 IkKβ and IkBα in malnourished animals. After nutritional recovery, some of these proteins didn\'t return to normal. Malnourished animals also showed impaired activation of NFkB, which wasn\'t normalized after nutritional recovery. Therefore, it is possible to say that the return to a normal diet is not enough to reverse all the changes caused by malnutrition.

A hemopoese é um processo dinâmico regulado pelo microambiente no qual se situa. O principal tecido hemopoético após o nascimento, a medula óssea, é constituído basicamente por substâncias solúveis, como fatores de crescimento, por uma matriz extracelular (MEC) e por células estromais, além das células hemopoéticas. Esse microambiente indutor íntegro é capaz de regular os processos de sobrevivência, proliferação e diferenciação celular, induzindo a célula a sair de um estado quiescente e entrar em ciclo celular. Contudo, na desnutrição protéica (DP) observa-se redução significativa da celularidade das células hemopoéticas, tanto no compartimento periférico quanto no central, a medula óssea. O comprometimento estrutural do microambinte medular decorrente da desnutrição pode prejudicar a sinalização de indução do ciclo celular, fato este que justificaria o quadro de pancitopenia. Portanto, no presente estudo nos propusemos avaliar o ciclo celular de células tronco/progenitoras hemopoéticas (CTPH) da medula óssea de camundongos desnutridos. Para tanto, utilizamos um modelo murino, sendo a desnutrição induzida a partir de uma ração hipoprotéica. As CTPH foram obtidas por método de depleção imunomagnética e utilizadas para a avaliação do ciclo celular a partir da incorporação de Iodeto de Propídeo (PI) e Laranja de Acridina (AO). Também, foram quantificadas proteínas regulatórias do ciclo celular por western blot e avaliada a expressão de receptores para fibronectina, VLA4 e VLA5. Paralelamente, em modelo ex vivo, avaliou-se a influência de fatores de crescimento e de uma matriz de fibronectina sobre a proliferação das CTPH. Considerando a importância das células estromais na sinalização celular, realizamos o ensaio de CFU-F para a quantificação de células estromais e dos fatores de crescimento secretados. Por fim, avaliamos a eficácia da recuperação nutricional frente às alterações no ciclo celular observadas no modelo de desnutrição. Resumidamente, observou-se um comprometimento no ciclo celular das CTPH de camundongos desnutridos, com um aumento desta população celular nas fases GO/G1. As proteínas indutórias do ciclo celular apresentaram uma expressão reduzida enquanto as proteínas inibitórias apresentaram um aumento de expressão nas CTPH dos animais desnutridos. Ex vivo, porém, as CTPH dos animais desnutridos responderam adequadamente aos estímulos externos fornecidos, uma vez que a proliferação celular foi igual para ambos os grupos. A avaliação da cultura de CFU-F indicou comprometimento quantitativo das células estromais nos animais desnutridos e uma redução da produção de citocinas importantes no controle da hemopoese. Após a renutrição, observamos uma reversão das alterações do ciclo celular, com recuperação da celularidade medular, aumento da população de CTPH nas fases proliferativas (S/G2/M) e a normalização da expressão das proteínas regulatórias do ciclo celular. Podemos concluir que a desnutrição protéica compromete o ciclo celular de CTPH, provavelmente devido às alterações no microambiente medular, comprovadas pela redução de células estromais e de fatores de crescimento. Uma vez que o fornecimento de quantidades ótimas de fatores de crescimento e de uma matriz de fibronectina, mimetizando ex vivo o microambiente íntegro, estimula as células de animais desnutrido a proliferarem, podemos sugerir que todo o mecanismo intracelular de controle do ciclo, aparentemente, não foi comprometido. Em relação à recuperação nutricional, podemos afirmar que esta é eficaz na reversão do quadro de pancitopenia, sendo demonstrado um aumento da proliferação das CTPH. / Hematopoiesis is a dynamic process governed by the microenvironment in witch it is located. Basically, the main hematopoietic tissue, the bone marrow, is composed by soluble factors such growth factors, extracellular matrix (ECM) and stromal cells, besides the hematopoietic cells. This intact inducible microenvironment is capable to control cell survival, proliferation and differentiation, inducing cell to exit a quiescent state and enter the cell cycle. However, in protein malnutrition (PM) is observed a significant reduction of hematopoietic cells, both in peripheral and central compartments. The bone marrow structural impairment due to malnutrition could harm the cell cycle signaling, a fact that could justify the establishment of pancitopenia. Therefore, in this study we set out to assess the cell cycle of hematopoietic stem/progenitors cells (HSPC) from bone marrow of malnourished mice. We used a murine model, and malnutrition induced from a low protein diet. The HPSC were obtained by immunomagnetic depletion method and used for the evaluation of cell cycle from the incorporation of propidium iodide (PI) and Acridine Orange (AO). Also, we quantified the cell cycle regulatory proteins by western blot and evaluated the expression of receptors for fibronectin, VLA4 and VLA5. Meanwhile, in ex vivo model, we evaluated the influence of growth factors and a matrix of fibronectin on the proliferation of HSPC. Considering the importance of stromal cells in cell signaling, we performed the CFU-F assay for the quantification of stromal cells and growth factors secreted. Finally, we evaluated the efficacy of nutritional recovery in the face of cell cycle alterations observed in the model of malnutrition. Briefly, we observed an impairment in the cell cycle of HSPC of undernourished mice, with an increase in this cell population in G0/G1 phase. The proteins that induce cell cycle showed a reduced expression whereas the inhibitory proteins showed increased expression in HPSC of malnourished animals. Ex vivo, however, HSPC of malnourished animals responded appropriately to external stimuli provided, since cell proliferation was similar for both groups. Assessing the culture of CFU-F showed a quantitative impairment of stromal cells in malnourished animals and reducing production of cytokines important in controlling hematopoiesis. After refeeding, we observed a normalization of the cell cycle, with recovery of cellularity, an increased population of proliferative phases HSPC (S/G2/M) and normalization of the expression of cell cycle regulatory proteins. We can conclude that malnutrition compromises the HPSC cell cycle, probably due to changes in the bone marrow microenvironment, as proven by the reduction of stromal cells and growth factors. Since the supply of great quantities of growth factors and a matrix of fibronectin, mimicking an intact microenvironment, stimulates the cells of malnourished animals to proliferate, we suggest that the whole mechanism of intracellular cycle control is apparently not been compromised. Regarding the nutritional recovery, we can say that this is effective in reversal of the pancytopenia, and demonstrated an increased proliferation of HSPC.

A desnutrição acomete 925 milhões de pessoas em todo o mundo, independentemente da idade e classe social, os mais acometidos são indivíduos hospitalizados, crianças e idosos. A desnutrição causa alterações fisiológicas em diversos tecidos. O tecido hematopoiético é afetado na desnutrição protéica, por ser um tecido de elevada e constante necessidade de proteínas, levando a alterações hematológicas como anemia e leucopenia. Estudos do nosso laboratório têm demonstrado in vivo, alterações do microambiente hematopoiético, em camundongos submetidos à desnutrição protéica, bem como hipoplasia medular, mudanças quantitativas da matriz extracelular (MEC) como o aumento do deposito de fibronectina na região subendosteal (local da fixação das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas), alterações do ciclo celular das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas e alteração na expressão de VLA5; principal integrina na interação das células a fibronectina. Sendo assim propõe-se neste projeto avaliar possíveis isoformas da molécula de fibronectina, para melhor compreender o seu papel biológico no ciclo celular as células tronco/ progenitoras hematopoiéticas em um modelo de desnutrição protéica. Para isso foram utilizados camundongos C57BLI/6J machos, adultos, mantidos em gaioleiros metabólicos, separados em dois grupos. O grupo controle recebeu uma ração normoproteíca com 12% de proteína e o grupo desnutrido, uma ração hipoprotéica com 2% de proteína, num período de 5 semanas. Após este período os animais foram sacrificados para avaliação hematológica, celularidade da medula óssea, quantificação e pesquisa de isoformas da fibronectina, análise do perfil protéico no estroma medular em culturas de longa duração bem como a análise do estabelecimento do estroma medular em culturas de longa duração. Os animais desnutridos apresentaram uma menor celularidade e uma diminuição significativa de células jovens na medula óssea. O estroma medular estabelecido em culturas de longa duração dos animais do grupo desnutrido apresentaram uma menor confluência em relação ao grupo controle. Também foi observado nas culturas de longa duração um aumento significativo da fibronectina no 28° dia de cultura, mas com uma diminuição da fibronectina no 35° dia, porém com uma menor quantidade de região EDA nos dois períodos analisados (sítio de ligação das integrinas a fibronectina) quando comparados aos animais do grupo controle. A pesquisa de isoformas de fibronectina no estroma medular, por meio de RT-PCR, revelou que tanto os animais do grupo controle quanto os animais do grupo desnutrido apresentaram diferentes isoformas de fibronectina, porém não foi possível fazer uma análise quantitativa das regiões de splicing alternativo. O perfil protéico das culturas de longa duração analisado por meio de eletroforese bidimensional demonstrou que os animais do grupo desnutrido possuem um perfil protéico diferente dos animais do grupo controle, também foi observado uma diferença do perfil protéico entre os 28° e 35° dias de cultura. Portanto a alteração quantitativa da molécula de fibronectina e da região EDA, bem como a presença de diferentes isoformas de fibronectina, juntamente com as alterações do perfil protéico podem ser devido a um aumento e ou degradação das proteínas de matriz extracelular. E estas alterações podem ser responsáveis pela hipoplasia medular e alteração do ciclo celular das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas e estromais, talvez pela menor interação com as integrinas, sendo esta interação fundamental para a modulação de diversas funções celulares tais como proliferação e diferenciação e para a regulação do remodelamento da matriz extracelular. Mas ainda se faz necessário a quantificação das regiões de splicing alternativo, seqüênciamento das proteínas da matriz extracelular e a identificação das possíveis metalaproteinases presentes no estroma medular para melhor elucidar as funções da fibronectina e outras proteínas da matriz extracelular na manutenção da hemopoese. / Malnutrition affects 925 million people worldwide, regardless of age and social class, the most affected individuals are hospitalized, children and elderly.Malnutrition causes physiological changes in various tissues.The hematopoietic tissue is affected in protein malnutrition, because it is a tissue of high and constant need of proteins, leading to hematological abnormalities such as anemia and leucopenia. Studies from our laboratory have demonstrated in vivo changes in the hematopoietic microenvironment in mice submitted to protein malnutrition, and bone marrow hypoplasia, quantitative changes of the extracellular matrix (ECM) as the increase in deposit fibronectin in the region subendosteal (site of attachment of the cells stem / progenitor), changes in cell cycle of stem cells / progenitor and changes in the expression of VLA5; main integrin interaction of cells to fibronectin. Therefore this project proposes to evaluate possible isoforms of fibronectin molecule, to better understand its biological role in cell cycle stem cells / progenitor in a model of protein malnutrition. Mice were used for this C57BLI/6J male adults were kept in metabolic gaioleiros, separated into two groups. The control group received a ration normoproteíca with 12% protein and the malnourished group, a low protein diet with 2% protein over a period of 5 weeks. After this period the animals were sacrificed for hematological evaluation, bone marrow cellularity, and quantification of fibronectin isoforms research, analysis of protein profiles in marrow stroma in long-term cultures and analysis of the establishment of bone marrow stroma in long-term cultures. The malnourished animals showed a lower cellularity and a significant decrease of young cells in the bone marrow.The bone marrow stromal cultures established in long-term animal malnourished group had a lower convergence in the control group. It was also observed in cultures long term a significant increase in fibronectin on the 28th day of culture, but with a decrease in fibronectin 35 th day, but with a smaller amount of EDA region in both periods analyzed (binding site of integrins to fibronectin) compared to the control group.The survey of isoforms of fibronectin in bone marrow stroma, by RT-PCR revealed that both control animals and animals in the malnourished group presented different isoforms of fibronectin, but it was not possible to make a quantitative analysis of the regions of alternative splicing.The protein profile of long-term cultures analyzed using two-dimensional electrophoresis showed that animals of the malnourished group have a protein profile different from the control group was also observed a difference in protein profile between 28° and 35° day of culture. Therefore, the quantitative change of the molecule fibronectin and the region of EDA, as well as the presence of different isoforms of fibronectin, together with changes in protein profile may be due to an increase, or degradation of extracellular matrix proteins. And these changes may be responsible for bone marrow hypoplasia and alteration of the cell cycle of stem cells / progenitor and stromal cells; perhaps because of less interaction with integrins, this interaction is essential for the modulation of various cellular functions such as proliferation and differentiation and to regulation of extracellular matrix remodeling. But it is still necessary to quantify the areas of alternative splicing, sequencing of the extracellular matrix proteins and identification of possible metalaproteinases present in bone marrow stroma to better elucidate the roles of fibronectin and other extracellular matrix proteins in maintaining hemopoese.

A desnutrição acomete 925 milhões de pessoas em todo o mundo, independentemente da idade e classe social, os mais acometidos são indivíduos hospitalizados, crianças e idosos. A desnutrição causa alterações fisiológicas em diversos tecidos. O tecido hematopoiético é afetado na desnutrição protéica, por ser um tecido de elevada e constante necessidade de proteínas, levando a alterações hematológicas como anemia e leucopenia. Estudos do nosso laboratório têm demonstrado in vivo, alterações do microambiente hematopoiético, em camundongos submetidos à desnutrição protéica, bem como hipoplasia medular, mudanças quantitativas da matriz extracelular (MEC) como o aumento do deposito de fibronectina na região subendosteal (local da fixação das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas), alterações do ciclo celular das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas e alteração na expressão de VLA5; principal integrina na interação das células a fibronectina. Sendo assim propõe-se neste projeto avaliar possíveis isoformas da molécula de fibronectina, para melhor compreender o seu papel biológico no ciclo celular as células tronco/ progenitoras hematopoiéticas em um modelo de desnutrição protéica. Para isso foram utilizados camundongos C57BLI/6J machos, adultos, mantidos em gaioleiros metabólicos, separados em dois grupos. O grupo controle recebeu uma ração normoproteíca com 12% de proteína e o grupo desnutrido, uma ração hipoprotéica com 2% de proteína, num período de 5 semanas. Após este período os animais foram sacrificados para avaliação hematológica, celularidade da medula óssea, quantificação e pesquisa de isoformas da fibronectina, análise do perfil protéico no estroma medular em culturas de longa duração bem como a análise do estabelecimento do estroma medular em culturas de longa duração. Os animais desnutridos apresentaram uma menor celularidade e uma diminuição significativa de células jovens na medula óssea. O estroma medular estabelecido em culturas de longa duração dos animais do grupo desnutrido apresentaram uma menor confluência em relação ao grupo controle. Também foi observado nas culturas de longa duração um aumento significativo da fibronectina no 28° dia de cultura, mas com uma diminuição da fibronectina no 35° dia, porém com uma menor quantidade de região EDA nos dois períodos analisados (sítio de ligação das integrinas a fibronectina) quando comparados aos animais do grupo controle. A pesquisa de isoformas de fibronectina no estroma medular, por meio de RT-PCR, revelou que tanto os animais do grupo controle quanto os animais do grupo desnutrido apresentaram diferentes isoformas de fibronectina, porém não foi possível fazer uma análise quantitativa das regiões de splicing alternativo. O perfil protéico das culturas de longa duração analisado por meio de eletroforese bidimensional demonstrou que os animais do grupo desnutrido possuem um perfil protéico diferente dos animais do grupo controle, também foi observado uma diferença do perfil protéico entre os 28° e 35° dias de cultura. Portanto a alteração quantitativa da molécula de fibronectina e da região EDA, bem como a presença de diferentes isoformas de fibronectina, juntamente com as alterações do perfil protéico podem ser devido a um aumento e ou degradação das proteínas de matriz extracelular. E estas alterações podem ser responsáveis pela hipoplasia medular e alteração do ciclo celular das células tronco/ progenitoras hematopoiéticas e estromais, talvez pela menor interação com as integrinas, sendo esta interação fundamental para a modulação de diversas funções celulares tais como proliferação e diferenciação e para a regulação do remodelamento da matriz extracelular. Mas ainda se faz necessário a quantificação das regiões de splicing alternativo, seqüênciamento das proteínas da matriz extracelular e a identificação das possíveis metalaproteinases presentes no estroma medular para melhor elucidar as funções da fibronectina e outras proteínas da matriz extracelular na manutenção da hemopoese. / Malnutrition affects 925 million people worldwide, regardless of age and social class, the most affected individuals are hospitalized, children and elderly.Malnutrition causes physiological changes in various tissues.The hematopoietic tissue is affected in protein malnutrition, because it is a tissue of high and constant need of proteins, leading to hematological abnormalities such as anemia and leucopenia. Studies from our laboratory have demonstrated in vivo changes in the hematopoietic microenvironment in mice submitted to protein malnutrition, and bone marrow hypoplasia, quantitative changes of the extracellular matrix (ECM) as the increase in deposit fibronectin in the region subendosteal (site of attachment of the cells stem / progenitor), changes in cell cycle of stem cells / progenitor and changes in the expression of VLA5; main integrin interaction of cells to fibronectin. Therefore this project proposes to evaluate possible isoforms of fibronectin molecule, to better understand its biological role in cell cycle stem cells / progenitor in a model of protein malnutrition. Mice were used for this C57BLI/6J male adults were kept in metabolic gaioleiros, separated into two groups. The control group received a ration normoproteíca with 12% protein and the malnourished group, a low protein diet with 2% protein over a period of 5 weeks. After this period the animals were sacrificed for hematological evaluation, bone marrow cellularity, and quantification of fibronectin isoforms research, analysis of protein profiles in marrow stroma in long-term cultures and analysis of the establishment of bone marrow stroma in long-term cultures. The malnourished animals showed a lower cellularity and a significant decrease of young cells in the bone marrow.The bone marrow stromal cultures established in long-term animal malnourished group had a lower convergence in the control group. It was also observed in cultures long term a significant increase in fibronectin on the 28th day of culture, but with a decrease in fibronectin 35 th day, but with a smaller amount of EDA region in both periods analyzed (binding site of integrins to fibronectin) compared to the control group.The survey of isoforms of fibronectin in bone marrow stroma, by RT-PCR revealed that both control animals and animals in the malnourished group presented different isoforms of fibronectin, but it was not possible to make a quantitative analysis of the regions of alternative splicing.The protein profile of long-term cultures analyzed using two-dimensional electrophoresis showed that animals of the malnourished group have a protein profile different from the control group was also observed a difference in protein profile between 28° and 35° day of culture. Therefore, the quantitative change of the molecule fibronectin and the region of EDA, as well as the presence of different isoforms of fibronectin, together with changes in protein profile may be due to an increase, or degradation of extracellular matrix proteins. And these changes may be responsible for bone marrow hypoplasia and alteration of the cell cycle of stem cells / progenitor and stromal cells; perhaps because of less interaction with integrins, this interaction is essential for the modulation of various cellular functions such as proliferation and differentiation and to regulation of extracellular matrix remodeling. But it is still necessary to quantify the areas of alternative splicing, sequencing of the extracellular matrix proteins and identification of possible metalaproteinases present in bone marrow stroma to better elucidate the roles of fibronectin and other extracellular matrix proteins in maintaining hemopoese.

As diferentes formas da desnutrição acometem milhões de pessoas em todo mundo, afetando geralmente crianças, recém-nascidos abaixo do peso para sua idade gestacional, idosos e pacientes sob nutrição parenteral. A desnutrição protéica (DP) induz atrofia em órgãos hemopoéticos, induzindo pancitopenia de sangue periférico, modifica a resposta imune específica e inespecífica, e desta forma, a associação entre doença e DP é freqüente. Alguns estudos indicam que a desnutrição produz vários efeitos celulares como redução da capacidade de proliferação, em vários órgãos. Como conseqüência da constante e elevada demanda de proteína pelo tecido hemopoético, este pode apresentar alterações qualitativas e quantitativas em condições de desnutrição protéica. Neste trabalho avaliamos os efeitos da DP sobre o ciclo celular de células de medula óssea (MO) de camundongos. Camundongos Swiss machos, adultos, foram alimentados ou com ração contendo 2% de proteína (grupo desnutrido, D) ou com ração com 20% de proteína (grupo controle, C). A fonte protéica utilizada foi caseína. Após perda de 25% de peso corpóreo do grupo D, colheu-se sangue e células da MO e do baço. As células do sangue foram quantificadas bem como as do baço e da MO. As células da medula óssea foram posteriormente coradas com laranja de acridina (AO) e Iodeto de propídeo (PI), avaliando-se, por citometria de fluxo, respectivamente DNA/RNA e DNA. Estes mesmos procedimentos foram executados após 10 e 15 dias da administração, em ambos os grupos, do quimioterápico 5-Fluoracil (que leva as células a estado de repouso -G0). Os animais do grupo desnutrido, assim como aqueles após 10 e 15 dias da administração do 5-Fluoracil, apresentaram anemia, além de redução significativa de número de hemácias, hematócrito e reticulócitos, e alterações quantitativas nas linhagens medulares e do baço. Os dados da citometria de fluxo (expressos em % de células da população analisada) mostram que em DP, uma maior quantidade de células da MO encontra-se fora do ciclo celular (G0), e uma menor população de células nas fases proliferativas do ciclo celular, S/G2/M, em populações de todas linhagens medulares, exceto eritróide e linfóide B, e todo os estágios maturativos, assim como células Sca-1, células tronco murina. Esta maior população celular em G0 também é observada após o efeito do 5-Fluoracil, o que corrobora a suposição de incapacidade de retorno ao ciclo celular por parte das células de medula dos animais desnutridos. Estes resultados podem explicar, em parte, a hipoplasia medular e pancitopenia sanguínea. / The different forms of the malnutrition attacks millions of people in everybody generally, affecting children, just-born below of the weight for its gestacional age, aged and patient under parenteral nutrition. The protein malnutrition induces atrophy in haematopoietic organs, inducing pancitopenia of peripheral blood, modifies the specific and inespecífica immune reply, and of this form, the association between illness and DPE are frequent. Some studies indicate that the malnutrition produces some effect cellular as reduction of the proliferation capacity, in some organs. As consequence of the constant and raised protein demand for the bone marrow, that can present qualitative and quantitative alterations in conditions of protein malnutrition. In this work we evaluate the effect of the DP on the cellular cycle of cells of bone marrow of mice. Mice Swiss males, adults, had been fed or with ration I contend 2% of protein (unfed group, D) or with ration with 20% of protein (group has controlled, C). The used protein source was casein. After loss of 25% of corporeal weight of group D, harvested blood and cells of bone marrow and spleen. The cells of the blood had been quantified as well as the ones of spleen and bone marrow. The cells of the bone marrow later had been coradas with orange of acridine (AO) and propidium iodide of (PI), evaluating, for citometria of flow, respectively DNA/RNA and DNA. These same procedures had been executed after 10 and 15 days of the administration, in both the groups, of the 5-Fluoracil (that it takes the cells the state of rest - G0). The animals of the malnutrition group, as well as those after 10 and 15 days of the administration of the 5-Fluoracil, had presented anemia, beyond significant reduction of number of erythrocytis, hematocrit and reticulocytes, and quantitative alterations in the progenitors by bone marrow and of spleen. The data of the flow cytometric (express in % of cells of the analyzed population) show that in DP, a bigger amount of cells of outside meets bone marrow of the cellular cycle (G0), and a lesser population of cells in the proliferative phases of the cellular cycle, S/G2/M, in populations of all progenitors by bone marrow, except erythroids and lymphoids B, and all the maturative periods of training, as well as cells Sca-1, stem cells murina. This bigger cellular population in G0 also is observed after the effect of the 5-Fluoracil, what it corroborates the assumption of incapacity of return to the cellular cycle on the part of the cells of marrow of the malnutrition animals. These results can explain, in part, the hipoplasia to medular and sanguineous pancitopenia.

O nicho endosteal da medula óssea abriga as células-tronco hemopoéticas (CTH) em quiescência/autorrenovação. As CTH podem ser classificadas em dois grupos: células que reconstituem a hemopoese em longo prazo (LT-CTH) e curto prazo (CT-CTH). Investigamos, neste trabalho, os efeitos da desnutrição proteica (DP) no tecido ósseo e a participação do nicho endosteal na sinalização osteoblasto-CTH. Para tanto, utilizamos camundongos submetidos à DP induzida pelo consumo de ração hipoproteica. Os animais desnutridos apresentaram pancitopenia e diminuição nas concentrações de proteínas séricas e albumina. Quantificamos as CTH por citometria de fluxo e verificamos que os desnutridos apresentaram menor porcentagem de LT-CTH, CT-CTH e de progenitores multipotentes (PMP). Avaliamos a expressão das proteínas CD44, CXCR4, Tie-2 e Notch-1 nas LT-CTH. Observamos diminuição da expressão da proteína CD44 nos desnutridos. Isolamos as células LT-CTH por cell sorting e avaliamos a expressão gênica de CD44, CXCR4 e NOTCH-1. Verificamos que os desnutridos apresentaram menor expressão de CD44. Em relação ao ciclo celular, verificamos maior quantidade de LT-CTH nas fases G0/G1. Caracterizamos as alterações do tecido ósseo femoral, in vivo. Observamos diminuição da densidade mineral óssea e da densidade medular nos desnutridos. A desnutrição acarretou diminuição da área média das seções transversais, do perímetro do periósteo e do endósteo na cortical do fêmur dos animais. E na região trabecular, verificou-se diminuição da razão entre volume ósseo e volume da amostra e do número de trabéculas, aumento da distância entre as trabéculas e prevalência de trabéculas ósseas em formato cilíndrico. Avaliamos a expressão de colágeno, osteonectina (ON) e osteocalcina (OC) por imuno-histoquímica, e de osteopontina (OPN) por imunofluorescência no fêmur e verificamos diminuição da marcação para OPN, colágeno tipo I, OC e ON nos desnutridos. Evidenciamos, pela técnica do Picrosírius, desorganização na distribuição das fibras colágenas e presença de fibras tipo III nos fêmures dos desnutridos, além de maior número de osteoclastos evidenciados pela reação da fosfatase ácida tartarato resistente. Os osteoblastos da região femoral foram isolados por depleção imunomagnética, imunofenotipados por citometria de fluxo e cultivados em meio de indução osteogênica. Observamos menor positividade para fosfatase alcalina e vermelho de alizarina nas culturas dos osteoblastos dos desnutridos. Avaliamos, por Western Blotting, a expressão de colágeno tipo I, OPN, osterix, Runx2, RANKL e osteoprotegerina (OPG), e, por PCR em tempo real, a expressão de COL1A2, SP7, CXCL12, ANGPT1, SPP1, JAG2 e CDH2 nos osteoblastos isolados. Verificamos que a desnutrição acarretou diminuição da expressão proteica de osterix e OPG e menor expressão gênica de ANGPT1. Avaliamos a proliferação das células LSK (Lin-Sca1+c-Kit+) utilizando ensaio de CFSE (carboxifluoresceína succinimidil ester). Foi realizada cocultura de células LSK e osteoblastos (MC3T3-E1) na presença e ausência de anti-CD44. Após uma semana, verificamos menor proliferação das LSK dos desnutridos. O bloqueio de CD44 das LSK do grupo controle diminuiu a proliferação destas em três gerações. Entretanto, nos desnutridos, esse bloqueio não afetou a proliferação. Concluímos que a DP promoveu alterações no tecido ósseo e nas CTH. Entretanto, não podemos afirmar que as alterações observadas no sistema hemopoético foram decorrentes de alterações exclusivas do nicho endosteal. / The bone marrow endosteal niche hosts hematopoietic stem cells (HSC) in quiescence/self-renewal. HSC can be classified into two groups: cells capable of renewing indefinitely (LT-HSC) or repopulating in the short term (ST-HSC). In this work, we investigated the effects of protein malnutrition (PM) on bone tissue and the involvement of the endosteal niche in osteoblast-CTH signaling. Therefore, we used mice subjected to PM induced by the consumption of hypoproteic feed. Malnourished animals presented pancytopenia and decreased concentration of serum protein and albumin. We quantified the HSC by flow cytometry and found that the malnourished ones had lower percentage of LT-HSC, ST-HSC and multipotent progenitors (MPP). We assessed the expression of the CD44, CXCR4, Tie-2 and Notch-1 proteins in LT-HSC. We observed decreased expression of CD44 protein with the malnourished ones. We isolated the LT-HSC cells by means of cell sorting and assessed the gene expression of CD44, CXCR4 and NOTCH-1. We found that malnutrition had lower expression of CD44. Regarding the cell cycle, we see greater amount of LT-HSC in the G0 and G1 phases. We characterized the changes of the femoral bone tissue in vivo. We observed a decrease in the bone mineral density and medullar density in malnourished animals. As for malnourished animals, the femoral cortical region showed a significant decrease in tissue area, periosteal and endosteal perimeter. The femoral trabecular region of malnourished animals showed decreased bone volume/tissue volume ratio, decreased trabecular number, increased trabecular separation and prevalence of rod-like trabeculae. We investigated the expression of collagen, osteonectin (ON) and osteocalcin (OC) by means of immunohistochemistry and the expression of osteopontin (OPN) by immunofluorescence and we found that malnourished animals showed decreased labeling for OPN, type I collagen, OC and ON in the cortical region of the femur. Picrosirius staining was used to analyze disorganization of collagen fibers and presence of type III fibers in the femurs of the malnourished. Cortical and trabecular regions of malnourished animals presented a higher number of osteoclasts as shown by tartrate-resistant acid phosphatase reaction. Moreover, osteoblasts were isolated from the femoral region by immunomagnetic depletion and immunophenotyped by flow cytometry and cultured in osteogenic induction medium. Results proved less positive for alkaline phosphatase and alizarin red in the cultures of osteoblasts of malnourished animals. We assessed, by means of Western blotting, type I collagen expression, OPN, osterix, Runx2, RANKL and osteoprotegerin (OPG) and, by real time PCR, the expression of COL1A2, SP7, CXCL12, ANGPT1, SPP1, JAG2 and CDH2 with the isolated osteoblasts. We found that malnutrition led to osterix and OPG decreased protein expression and lower ANGPT1 gene expression. We evaluated LSK cell (Lin-Sca1+c-Kit+) proliferation by CFSE (carboxyfluorescein succinimidyl ester). LSK cells and osteoblasts (MC3T3-E1) cocultures were performed in the presence and absence of anti-CD44. After a week, we found lower proliferation of LSK in the malnourished. The LSK CD44 blocking in the control group decreased the proliferation of these three generations. However, as for the malnourished, such blockage did not affect proliferation. We concluded that the PM has promoted changes in bone tissue and the CTH. However, we can\'t claim that the alterations observed in hematopoietic system were due to endosteal niche-only changes.

A desnutrição pode induzir lesão celular, comprometendo os mecanismos envolvidos de proliferação, diferenciação e morte celular. Estudos de nosso laboratório tem demonstrado, em modelo murino de desnutrição protéica e protéico-energética, hipoplasia medular com evidências histológicas de alteração da matriz extra celular. Nosso objetivo foi avaliar a eventual participação dos processos de apoptose, necrose e autofagia no desenvolvimento da hipoplasia medular observada nesse modelo. Para isso foram utilizados dois grupos de camundongos C57BL/6J machos, adultos, mantidos em gaioleiros metabólicos. O grupo controle (C) recebeu ração normoproteíca contendo 12% de proteína e o grupo desnutrido (D), alimentado com ração hipoprotéica contendo 2% de proteína. A fonte protéica utilizada foi a caseína. O período de indução da desnutrição foi cerca de cinco semanas, definido pela perda de 20 a 25 % de peso corpóreo por parte dos animais do grupo desnutrido. Após esse período, os animais de ambos os grupos foram anestesiados e realizada a coleta das amostras biológicas para avaliação nutricional e hematológica e coletadas células da medula óssea para avaliação da apoptose, necrose e autofagia. Para avaliação da apoptose e necrose as células foram duplamente marcadas com Annexina V, PI e caspase 3 que foram analisadas por citometria de fluxo . A expressão da protéina BCL-2 foi quantificada pela técnica de Western Blotting. A análise não demonstrou diferença estatística entre os grupos para esses parâmetros. Para avaliação da autofagia extraiu-se proteínas das células da medula óssea e avaliou-se a expressão das proteínas Akt e mTOR total e fosforilado , os complexos de mTor (Raptor, Rictor e Gβl) , Beclin-1 e LC3II. Os resultados demonstraram aumento significativo de mTOR total ,Raptor , Beclin-1 e LC3II e diminuição na fosforilação de mTOR nas células oriundas de animais desnutridos em relação ao grupo controle. A desnutrição não modificou a expressão de Akt total, porém houve diminuição da fosforilação de Akt e diminuição na expressão das proteínas Rictor e Gβl nas células analisadas. Como os processos apoptóticos e autofágicos podem ser de difícil detecção in vivo, também refizemos os experimentos in vitro, estimulando as células com compostos pró-apoptóticos (campotecina) e pró-autofágicos (tamoxifeno). Nesses experimentos observamos que, apenas quando estimulamos as células de animais desnutridos com camptotecina, as mesmas, no período de 12 horas apresentaram maior percentagem de apoptose inicial em relação a 0 horas , sugerindo que há um período em que as células desnutridas são sinalizadas para via apoptótica sendo mais susceptível ao estimulo. As células de animal desnutrido estimulado apresentaram após 12 horas aumento significativo da apoptose tardia em relação ao controle estimulado , indicando que nesse período há um aumento da apoptose tanto em processo inicial , tanto em processo tardio. Avaliamos a autofagia em uma cinética de 0, 2, 6, 18 e 24 horas in vitro e observamos aumento significativo da autofagia em células da medula óssea de animais desnutridos em 0 horas e após 18 horas de estímulo com tamoxifeno (20 µM) em relação ao respectivo controle, demonstrando que nesse período a autofagia começa a ser induzida através do estimulo mais facilmente do que o controle. Autofagia é um dos principais contribuintes para o metabolismo celular, fornecendo nutrientes quando os mesmos estão indisponíveis, e, portanto, no nosso modelo de desnutrição protéica a hipoplasia medular estaria em processo autofágico como mecanismo de reparo e sobrevivência. / Malnutrition can induce cell damage, compromising the mechanisms involved in proliferation, differentiation and cell death. Studies from our laboratory have demonstrated, in a murine model of protein malnutrition and protein-energy, marrow hypoplasia with histologic evidence of alteration of the extracellular matrix. Our objective was to evaluate the possible involvement of the processes of apoptosis, necrosis and autophagy in the development of bone marrow hypoplasia observed in this model. For this we used two groups of C57BL/6J adult male kept in metabolic gaioleiro. The control group (C) received normal protein diet containing 12% protein and undernourished group (D), fed low protein diet containing 2% protein. The protein source used was casein. The induction period of undernutrition was approximately five weeks, as defined by loss of 20 to 25% of body weight per part of group malnourished. After this period, the animals of both groups were anesthetized and held the collection of biological samples for nutritional assessment and hematology and bone marrow cells collected for evaluation of apoptosis, necrosis and autophagy. For assessment of apoptosis and necrosis of the cells were double labeled with Annexina V and PI caspase 3 were analyzed by flow cytometry. The expression of Bcl-2 was quantified by Western Blotting technique. The analysis revealed no statistical difference between the groups for these parameters. For evaluation of autophagy proteins extracted from bone marrow cells and evaluated the expression of proteins Akt and phosphorylated and total mTOR, complexes of mTOR (Raptor, and Rictor Gβl), Beclin-1 and LC3II. The results showed significant increase in overall mTOR, Raptor, and LC3II Beclin-1 and decreased phosphorylation of mTOR in cells derived from malnourished animals compared to the control group. Malnutrition did not modify the expression of Akt total, but decreased phosphorylation of Akt and decreased expression of the protein Rictor and Gβl cells analyzed. As apoptotic and autophagic processes can be difficult to detect in vivo, also redid the experiments in vitro, stimulating the cells with pro-apoptotic compounds (campotecina) and pro-autophagic (tamoxifen). In these experiments we observed that, when only stimulate cells with camptothecin malnourished, the same at 12 hours had a higher percentage of initial apoptosis compared to 0 hours, suggesting that there is a period in which cells are signaled to via malnourished being more susceptible to apoptotic stimuli. The animals starved cells stimulated after 12 h showed significant increase in apoptosis compared to control late stimulated, indicating that at that time there is an increase in apoptosis both in the initial process, both late process. Autophagy evaluated in kinetics of 0, 2, 6, 18 and 24 hours in vitro and observed a significant increase in autophagy in bone marrow cells of malnourished at 0 hours and after 18 hours stimulation with tamoxifen (20 microM) than the respective control, demonstrating that this period autophagy begins to be induced by stimulating more easily than the control. Autophagy is a major contributor to cellular metabolism, providing nutrients when they are unavailable, and therefore in our model of protein malnutrition in the marrow hypoplasia would autophagic process as a mechanism for survival and repair.

As diferentes formas da desnutrição acometem milhões de pessoas em todo mundo, afetando geralmente crianças, recém-nascidos abaixo do peso para sua idade gestacional, idosos e pacientes sob nutrição parenteral. A desnutrição protéica (DP) induz atrofia em órgãos hemopoéticos, induzindo pancitopenia de sangue periférico, modifica a resposta imune específica e inespecífica, e desta forma, a associação entre doença e DP é freqüente. Alguns estudos indicam que a desnutrição produz vários efeitos celulares como redução da capacidade de proliferação, em vários órgãos. Como conseqüência da constante e elevada demanda de proteína pelo tecido hemopoético, este pode apresentar alterações qualitativas e quantitativas em condições de desnutrição protéica. Neste trabalho avaliamos os efeitos da DP sobre o ciclo celular de células de medula óssea (MO) de camundongos. Camundongos Swiss machos, adultos, foram alimentados ou com ração contendo 2% de proteína (grupo desnutrido, D) ou com ração com 20% de proteína (grupo controle, C). A fonte protéica utilizada foi caseína. Após perda de 25% de peso corpóreo do grupo D, colheu-se sangue e células da MO e do baço. As células do sangue foram quantificadas bem como as do baço e da MO. As células da medula óssea foram posteriormente coradas com laranja de acridina (AO) e Iodeto de propídeo (PI), avaliando-se, por citometria de fluxo, respectivamente DNA/RNA e DNA. Estes mesmos procedimentos foram executados após 10 e 15 dias da administração, em ambos os grupos, do quimioterápico 5-Fluoracil (que leva as células a estado de repouso -G0). Os animais do grupo desnutrido, assim como aqueles após 10 e 15 dias da administração do 5-Fluoracil, apresentaram anemia, além de redução significativa de número de hemácias, hematócrito e reticulócitos, e alterações quantitativas nas linhagens medulares e do baço. Os dados da citometria de fluxo (expressos em % de células da população analisada) mostram que em DP, uma maior quantidade de células da MO encontra-se fora do ciclo celular (G0), e uma menor população de células nas fases proliferativas do ciclo celular, S/G2/M, em populações de todas linhagens medulares, exceto eritróide e linfóide B, e todo os estágios maturativos, assim como células Sca-1, células tronco murina. Esta maior população celular em G0 também é observada após o efeito do 5-Fluoracil, o que corrobora a suposição de incapacidade de retorno ao ciclo celular por parte das células de medula dos animais desnutridos. Estes resultados podem explicar, em parte, a hipoplasia medular e pancitopenia sanguínea. / The different forms of the malnutrition attacks millions of people in everybody generally, affecting children, just-born below of the weight for its gestacional age, aged and patient under parenteral nutrition. The protein malnutrition induces atrophy in haematopoietic organs, inducing pancitopenia of peripheral blood, modifies the specific and inespecífica immune reply, and of this form, the association between illness and DPE are frequent. Some studies indicate that the malnutrition produces some effect cellular as reduction of the proliferation capacity, in some organs. As consequence of the constant and raised protein demand for the bone marrow, that can present qualitative and quantitative alterations in conditions of protein malnutrition. In this work we evaluate the effect of the DP on the cellular cycle of cells of bone marrow of mice. Mice Swiss males, adults, had been fed or with ration I contend 2% of protein (unfed group, D) or with ration with 20% of protein (group has controlled, C). The used protein source was casein. After loss of 25% of corporeal weight of group D, harvested blood and cells of bone marrow and spleen. The cells of the blood had been quantified as well as the ones of spleen and bone marrow. The cells of the bone marrow later had been coradas with orange of acridine (AO) and propidium iodide of (PI), evaluating, for citometria of flow, respectively DNA/RNA and DNA. These same procedures had been executed after 10 and 15 days of the administration, in both the groups, of the 5-Fluoracil (that it takes the cells the state of rest - G0). The animals of the malnutrition group, as well as those after 10 and 15 days of the administration of the 5-Fluoracil, had presented anemia, beyond significant reduction of number of erythrocytis, hematocrit and reticulocytes, and quantitative alterations in the progenitors by bone marrow and of spleen. The data of the flow cytometric (express in % of cells of the analyzed population) show that in DP, a bigger amount of cells of outside meets bone marrow of the cellular cycle (G0), and a lesser population of cells in the proliferative phases of the cellular cycle, S/G2/M, in populations of all progenitors by bone marrow, except erythroids and lymphoids B, and all the maturative periods of training, as well as cells Sca-1, stem cells murina. This bigger cellular population in G0 also is observed after the effect of the 5-Fluoracil, what it corroborates the assumption of incapacity of return to the cellular cycle on the part of the cells of marrow of the malnutrition animals. These results can explain, in part, the hipoplasia to medular and sanguineous pancitopenia.