A desnutrição é um dos principais problemas de saúde pública do mundo, que contribui significativamente para o aumento da morbidade e mortalidade. Estima-se um total de 815 milhões de pessoas subnutridas no mundo, e apesar da melhoria dos recursos alimentares o número de pessoas desnutridas ainda é alarmante. Estudos de nosso laboratório tem demonstrado, em modelo murino de desnutrição proteica, hipoplasia medular com evidências histológicas de alterações na matriz extracelular (MEC) e permanência da célula-tronco hemopoética (CTH) na fase G0/G1 do ciclo celular em camundongos desnutridos. Dados deste trabalho evidenciaram alterações nas proteínas Akt /mTOR, que podem contribuir para o aumento da expressão autofágica nas CTHs e CTPHs (célula-tronco progenitora). A literatura demonstra que desequilíbrios nutricionais e metabólicos podem induzir ativação autofágica. Autofagia é um processo catabólico que participa da manutenção da homeostase celular, da MEC e na regulação das CTHs, dados deste trabalho demonstram diminuição da quantidade de CTH e CTPH em camundongos desnutridos sem a presença do gene Atg7, proteína participativa no processo autofágico. Já camundongos com deleção da transglutaminase 2 (TG2) e submetidos a privação de nutrientes por 24 horas , apresentou diminuição da quantidade de CTH e aumento da diferenciação da CTPH. A TG2 tem participação na impulsão e formação do fagóforo (processo inicial autofágico). Considerando que a desnutrição proteica leva a comprometimento da hemopoese, alterações no ciclo celular das CTHs e hipoplasia medular com pancitopenia periférica e que privação e ou jejum prolongado de nutrientes pode aumentar a atividade autofágica, concluímos nesse projeto que autofagia é importante para regulação da CTH e diferenciação da CTPH, entretanto a desnutrição proteica e privação de nutrientes estimula de maneira diversa o mecanismo de diferenciação da CTH. / Malnutrition is one of the world\'s major public health problems, which contributes significantly to increased morbidity and mortality. An estimated 815 million people are undernourished in the world, and despite the improvement in food resources the number of undernourished people is still alarming. Studies of our laboratory have demonstrated in murine model of protein malnutrition, medullary hypoplasia with histological evidence of extracellular matrix (ECM) changes and hemopoietic stem cell (HSC) stay in the G0/ G1 phase of the cell cycle in malnourished mice. Data from this work showed alterations in Akt / mTOR proteins, which may contribute to the increase of autophagic expression in HSC and HPC (progenitor stem cell). The literature demonstrates that nutritional and metabolic imbalances can induce autophagic activation. Autophagy is a catabolic process that participates in the maintenance of cellular homeostasis, ECM and in the regulation of HSC, data from this work demonstrate a decrease in the amount of HSC and HPC in malnourished mice without the presence of the Atg7 gene, a participatory protein in the autophagic process. Mice with transglutaminase 2 deletion (TG2) and submitted to nutrient deprivation for 24 hours showed a decrease in the amount of HSC and an increase in the differentiation of HPC. TG2 plays a role in the uptake and formation of phagophore (autophagic initial process). Considering that protein malnutrition leads to hemopoiesis, alterations in the cell cycle of HSC and spinal cord hypoplasia with peripheral pancytopenia, and that prolonged nutrient starvation or fasting may increase the autophagic activity, we conclude in this project that autophagy is important for regulation of HSC and differentiation of HPC, however, protein malnutrition and nutrient deprivation stimulate in a different way the mechanism of differentiation of HSC.

A desnutrição é um dos principais problemas de saúde pública do mundo, que contribui significativamente para o aumento da morbidade e mortalidade. Estima-se um total de 815 milhões de pessoas subnutridas no mundo, e apesar da melhoria dos recursos alimentares o número de pessoas desnutridas ainda é alarmante. Estudos de nosso laboratório tem demonstrado, em modelo murino de desnutrição proteica, hipoplasia medular com evidências histológicas de alterações na matriz extracelular (MEC) e permanência da célula-tronco hemopoética (CTH) na fase G0/G1 do ciclo celular em camundongos desnutridos. Dados deste trabalho evidenciaram alterações nas proteínas Akt /mTOR, que podem contribuir para o aumento da expressão autofágica nas CTHs e CTPHs (célula-tronco progenitora). A literatura demonstra que desequilíbrios nutricionais e metabólicos podem induzir ativação autofágica. Autofagia é um processo catabólico que participa da manutenção da homeostase celular, da MEC e na regulação das CTHs, dados deste trabalho demonstram diminuição da quantidade de CTH e CTPH em camundongos desnutridos sem a presença do gene Atg7, proteína participativa no processo autofágico. Já camundongos com deleção da transglutaminase 2 (TG2) e submetidos a privação de nutrientes por 24 horas , apresentou diminuição da quantidade de CTH e aumento da diferenciação da CTPH. A TG2 tem participação na impulsão e formação do fagóforo (processo inicial autofágico). Considerando que a desnutrição proteica leva a comprometimento da hemopoese, alterações no ciclo celular das CTHs e hipoplasia medular com pancitopenia periférica e que privação e ou jejum prolongado de nutrientes pode aumentar a atividade autofágica, concluímos nesse projeto que autofagia é importante para regulação da CTH e diferenciação da CTPH, entretanto a desnutrição proteica e privação de nutrientes estimula de maneira diversa o mecanismo de diferenciação da CTH. / Malnutrition is one of the world\'s major public health problems, which contributes significantly to increased morbidity and mortality. An estimated 815 million people are undernourished in the world, and despite the improvement in food resources the number of undernourished people is still alarming. Studies of our laboratory have demonstrated in murine model of protein malnutrition, medullary hypoplasia with histological evidence of extracellular matrix (ECM) changes and hemopoietic stem cell (HSC) stay in the G0/ G1 phase of the cell cycle in malnourished mice. Data from this work showed alterations in Akt / mTOR proteins, which may contribute to the increase of autophagic expression in HSC and HPC (progenitor stem cell). The literature demonstrates that nutritional and metabolic imbalances can induce autophagic activation. Autophagy is a catabolic process that participates in the maintenance of cellular homeostasis, ECM and in the regulation of HSC, data from this work demonstrate a decrease in the amount of HSC and HPC in malnourished mice without the presence of the Atg7 gene, a participatory protein in the autophagic process. Mice with transglutaminase 2 deletion (TG2) and submitted to nutrient deprivation for 24 hours showed a decrease in the amount of HSC and an increase in the differentiation of HPC. TG2 plays a role in the uptake and formation of phagophore (autophagic initial process). Considering that protein malnutrition leads to hemopoiesis, alterations in the cell cycle of HSC and spinal cord hypoplasia with peripheral pancytopenia, and that prolonged nutrient starvation or fasting may increase the autophagic activity, we conclude in this project that autophagy is important for regulation of HSC and differentiation of HPC, however, protein malnutrition and nutrient deprivation stimulate in a different way the mechanism of differentiation of HSC.

A desnutrição proteica continua sendo um dos principais problemas nutricionais do mundo. Trabalhos de nosso laboratório e de outros autores evidenciam que entre as alterações presentes na desnutrição proteica, está a alteração do tecido hemopoético, com modificações em componentes da matriz extracelular, alterações no ciclo celular da célula tronco/progenitora hemopoética, redução da produção de precursores hemopoéticos, tanto na série eritrocitária como na série leucocitária, levando a anemia e leucopenia. Os mecanismos de participação do Ca2+ nas células da medula óssea são pouco conhecidos, porém, sabe-se que ele atua no processo de hemopoese. Têm sido descrito que elevações da concentração de Ca2+ citoplasmático induzem a proliferação e diferenciação de células mielóides. A ação dessa via em indivíduos desnutridos também é pouco conhecida. Este estudo tem como objetivo avaliar o estabelecimento da celularidade medular in vitro, bem como investigar mecanismos moleculares envolvidos na proliferação e diferenciação dessa celularidade, além de avaliar a ação do cálcio na presença da interleucina-3 em células-tronco hemopoéticas murinas e sua modulação para avaliar alterações na via das MAPKs. Camundongos C57BL/6, machos e adultos foram submetidos à desnutrição proteica e, após a perda de aproximadamente 20% de seu peso corporal, as células da medula óssea foram colhidas. Essas células foram imunofenotipadas, além de reagirem com anticorpos específicos para caracterização da célula-tronco hemopoética e proteínas da via de sinalização de cálcio intracelular. Observamos que a celularidade do estroma medular em cultura de longa duração de animais desnutridos é alterada, principalmente em células de origem mesenquimal, que aparecem em maior número em desnutridos ao longo dos dias de cultura. Além disso, as ondas de cálcio intracelular estavam diminuídas em animais desnutridos, bem como as proteínas p-PKC, p-PLCy, CAMKII, p-AKT e p-STAT5 não respondem ao estímulo de IL-3, levando a uma deficiência da expressão das MAPK: ERK 1/2, JNK e p38. A desnutrição proteica pode causar alterações na celularidade estromal da medula óssea e na diferenciação das células tronco hemopoéticas pela via das MAPKs estimulada por IL-3. / Protein malnutrition remains one of the world\'s major nutritional problems. Studies from our laboratory and others shown that alterations in protein malnutrition include hemopoietic tissue alterations, changes in extracellular matrix components, changes in the hemopoietic stem/progenitor cell tissue, reduction in the production of hemopoietic precursors, in the erythroid series as in the mieloyd series, leading to anemia and leukopenia. Mechanisms of Ca2+ participation in bone marrow cells are poorly understood, but no hemopoiesis has been developed. Elevations of cytoplasmic Ca2+ concentration in proliferation and differentiation of myeloid cells were included. Such an action through malnourished animals is also a little known. This study aims to evaluate the establishment of cellularity in vitro as well as investigate the molecular involvement in cell proliferation and differentiation, as well as to evaluate the action of calcium in the presence of IL-3 in hemopoietic stem cells and its modulation by analytical evaluations in the MAPKs pathway. C57BL/6, male adult mices were subjected to protein restriction and, after loss of approximately 20% of their body weight, bone marrow cells were harvested. These were immunophenotyped in addition to specific activation terms for the hemopoietic stem cell and intracellular signaling pathway proteins. We observed that the bone marrow cells in long-term culture of malnourished animals is altered, mainly in cells of mesenchymal origin, which appears in greater numbers in undernourished throughout the days of culture. In addition, as intracellular calcium waves decreased in malnourished animals, as well as the p-PKC, p-PLC, CAMKII, p-AKT and p-STAT5 proteins did not respond to IL-3, sugesting expression of the expression of MAPK: ERK 1/2, JNK and p38. Protein malnutrition may have changes in bone marrow capacity and differentiation of hemopoietic stem cells through IL-3-stimulated MAPKs.

A desnutrição proteica continua sendo um dos principais problemas nutricionais do mundo. Trabalhos de nosso laboratório e de outros autores evidenciam que entre as alterações presentes na desnutrição proteica, está a alteração do tecido hemopoético, com modificações em componentes da matriz extracelular, alterações no ciclo celular da célula tronco/progenitora hemopoética, redução da produção de precursores hemopoéticos, tanto na série eritrocitária como na série leucocitária, levando a anemia e leucopenia. Os mecanismos de participação do Ca2+ nas células da medula óssea são pouco conhecidos, porém, sabe-se que ele atua no processo de hemopoese. Têm sido descrito que elevações da concentração de Ca2+ citoplasmático induzem a proliferação e diferenciação de células mielóides. A ação dessa via em indivíduos desnutridos também é pouco conhecida. Este estudo tem como objetivo avaliar o estabelecimento da celularidade medular in vitro, bem como investigar mecanismos moleculares envolvidos na proliferação e diferenciação dessa celularidade, além de avaliar a ação do cálcio na presença da interleucina-3 em células-tronco hemopoéticas murinas e sua modulação para avaliar alterações na via das MAPKs. Camundongos C57BL/6, machos e adultos foram submetidos à desnutrição proteica e, após a perda de aproximadamente 20% de seu peso corporal, as células da medula óssea foram colhidas. Essas células foram imunofenotipadas, além de reagirem com anticorpos específicos para caracterização da célula-tronco hemopoética e proteínas da via de sinalização de cálcio intracelular. Observamos que a celularidade do estroma medular em cultura de longa duração de animais desnutridos é alterada, principalmente em células de origem mesenquimal, que aparecem em maior número em desnutridos ao longo dos dias de cultura. Além disso, as ondas de cálcio intracelular estavam diminuídas em animais desnutridos, bem como as proteínas p-PKC, p-PLCy, CAMKII, p-AKT e p-STAT5 não respondem ao estímulo de IL-3, levando a uma deficiência da expressão das MAPK: ERK 1/2, JNK e p38. A desnutrição proteica pode causar alterações na celularidade estromal da medula óssea e na diferenciação das células tronco hemopoéticas pela via das MAPKs estimulada por IL-3. / Protein malnutrition remains one of the world\'s major nutritional problems. Studies from our laboratory and others shown that alterations in protein malnutrition include hemopoietic tissue alterations, changes in extracellular matrix components, changes in the hemopoietic stem/progenitor cell tissue, reduction in the production of hemopoietic precursors, in the erythroid series as in the mieloyd series, leading to anemia and leukopenia. Mechanisms of Ca2+ participation in bone marrow cells are poorly understood, but no hemopoiesis has been developed. Elevations of cytoplasmic Ca2+ concentration in proliferation and differentiation of myeloid cells were included. Such an action through malnourished animals is also a little known. This study aims to evaluate the establishment of cellularity in vitro as well as investigate the molecular involvement in cell proliferation and differentiation, as well as to evaluate the action of calcium in the presence of IL-3 in hemopoietic stem cells and its modulation by analytical evaluations in the MAPKs pathway. C57BL/6, male adult mices were subjected to protein restriction and, after loss of approximately 20% of their body weight, bone marrow cells were harvested. These were immunophenotyped in addition to specific activation terms for the hemopoietic stem cell and intracellular signaling pathway proteins. We observed that the bone marrow cells in long-term culture of malnourished animals is altered, mainly in cells of mesenchymal origin, which appears in greater numbers in undernourished throughout the days of culture. In addition, as intracellular calcium waves decreased in malnourished animals, as well as the p-PKC, p-PLC, CAMKII, p-AKT and p-STAT5 proteins did not respond to IL-3, sugesting expression of the expression of MAPK: ERK 1/2, JNK and p38. Protein malnutrition may have changes in bone marrow capacity and differentiation of hemopoietic stem cells through IL-3-stimulated MAPKs.