Introdução: Os ovos de Zebrafish que não são fertilizados podem ser uma fonte de alimento para o peixe. O objetivo deste estudo é avaliar a influência do acesso aos ovos de Zebrafish no Índice de Massa Corporal, níveis séricos de colesterol e triglicérides e acúmulo de gordura no hepatócito. Materiais e métodos: Zebrafish adultos de ambos sexos foram divididos em dois grupos: grupo 1 com acesso livre aos próprios ovos e grupo 2 com o fundo do aquário coberto de bolas de vidro para evitar o acesso aos ovos por duas semanas. Para a coleta de sangue, ambos os grupos foram mantidos em jejum pelo período de 24 horas antes da coleta. O IMC foi medido em gramas por centímetro quadrado (g/cm²). Para coletar as amostras sanguíneas, os animais foram anestesiados e uma incisão, anterior a cauda, foi realizada para acessar a veia dorsal. Uma pipeta automática foi utilizada para coletar o sangue que foi centrifugado obtendo soro para análises. Os níveis séricos de triglicérides e colesterol foram analisados com testes colorimétricos. O fígado foi coletado para análise histológica. O n utilizado foi 4 para cada grupo. Para as análises bioquímicas foram utilizados pools de 10 peixes. Resultados: Os resultados estão expressos em média ± erro padrão. Não houve diferença significativa no IMC (grupo 1 0,037 ± 0,009 g/cm² e grupo 2 0,035 ± 0,008 g/cm²) nem nos níveis de colesterol (colesterol total: grupo 1 362 ± 73 mg/dL e grupo 2 357 ± 23 mg/dL; HDL – colesterol: grupo 1 91,22 ± 1,79 grupo 2 72,14 ± 2,89; LDL – colesterol: grupo 1 55,68 ± 10,88 grupo 2 44,18 ± 9,84 ). No entanto, houve diferença significativa nos níveis de triglicérides séricos (grupo 1 457 ± 43 mg/dL e grupo 2 292 ± 111 mg/dL P=0,03). Não foi observado acúmulo de lipídeos nos hepatócitos. Conclusões: O acesso aos próprios ovos alterou os níveis de triglicérides sem modificar os níveis de colesterol, alterar o IMC nem acumular gordura nos hepatócitos. / Introduction: The Zebrafish eggs that are not fertilized can be a food source for the fish. The aim of this study was to measure the influence of accessing eggs in Body Mass Index, cholesterol and triglycerides serum levels and lipid accumulation in hepatocyte of Zebrafish. Material and Methods: Adult Zebrafish of both genders were divided into two groups: group 1 free access to their own eggs and group 2 with the bottom of the aquarium filled with glass balls to prevent them to access their eggs for two weeks. To the blood collection, both groups were kept fasting for 24 hours before the blood collection. The body mass index (BMI) was measure in gram per square centimeter (g/cm²). To collect the blood samples, animals were anesthetized and an incision was made before the tail to access the dorsal vein. We used an automatic pipette to collect the blood. It was centrifuged and serum was obtained for analysis. Triglycerides and cholesterol seric levels were analyzed with colorimetric tests. The liver was collected to histological analysis. The n used was 4 for each group. Pools with serum of 10 animals were used to biochemical analysis. Results: The results are expressed in mean ± standard error. There was no significant difference in BMI (group 1 0,037 ± 0,009 g/cm² and group 2 0,035 ± 0,008 g/cm²) neither in cholesterol levels (total cholesterol: group 1 362 ± 73 mg/dL and group 2 357 ± 23 mg/dL; HDL – cholesterol: group 1 91,22 ± 1,79 group 2 72,14 ± 2,89; LDL – cholesterol: group 1 55,68 ± 10,88 group 2 44,18 ± 9,84 ). However, there was a significant difference in triglycerides levels (group 1 457 ± 43 mg/dL and group 2 292 ± 111 mg/dL P=0,03). Lipid accumulation was not observed in hepatocytes. Conclusion: Having access to eggs seams to influence the Zebrafish´s triglycerides serum levels without modifying the BMI and cholesterol serum levels neither lipid accumulation in hepatocytes.

O transplante de hepatócitos é uma modalidade terapêutica atrativa para as doenças hepáticas, assim como uma alternativa para o transplante hepático. O objetivo do presente estudo é investigar a efetividade do transplante de hepatócitos de ratos nos modelos de hepatotoxicidade aguda induzida por paracetamol (1g/kg e 1,5g/kg). Os hepatócitos foram isolados de ratos Wistar machos e transplantados 24 horas após em receptoras fêmeas com hepatotoxicidade de 1g/kg. Os ratos fêmeas receberam 1x107 hepatócitos (grupo 1, n=20) ou PBS (grupo 2, n=24) através da veia porta ou no baço. A análise de sobrevida em 3 dias demonstrou que todos os animais do grupo 1 sobreviveram, enquanto 5 animais do grupo 2 morreram (P=0,03), todas as mortes ocorreram nos ratos que receberam PBS através da veia porta (P=0,001). Os níveis de alanina aminotransferase e fator V que foram medidos no experimento não mostraram diferença entre o grupo 1 e o grupo 2 em nenhum momento. A análise molecular e a histologia mostraram a presença de hepatócitos no fígado de animais transplantados através da veia porta ou pelo baço. O modelo de hepatotoxicidade aguda induzida por paracetamol (1g/kg) demonstrou que o transplante de hepatócitos de ratos aumenta a sobrevida quando o local de injeção é na veia porta. No modelo de hepatotoxicidade aguda induzida por paracetamol (1,5g/kg), os hepatócitos foram isolados de ratos Wistar machos, e transplantados 6 horas após em receptoras fêmeas. Os ratos fêmeas receberam 1x107 hepatócitos (grupo 1, n=33) ou PBS (grupo 2, n=24) no baço. A análise de sobrevida em 3 dias demonstrou que 9 animais do grupo 1, e 9 animais do grupo 2 morreram no dia 2. Não houve diferença estatística significativa na análise de sobrevida entre o grupo 1 e o grupo 2. Nossos dados demonstram que o isolamento de hepatócitos é um procedimento factível. O transplante de hepatócitos é uma técnica que pode ser aplicada em modelos animais de IHA levando ao aumento da sobrevida. Entretanto, o modelo utilizado no presente estudo apresentou um alto grau de variabilidade, tornando necessária a avaliação do transplante de hepatócitos em um modelo mais reprodutível. / Hepatocyte transplantation is an attractive therapeutic modality for liver disease as an alternative for liver transplantation. The aim of the current study was to investigate the effectiveness of rat hepatocyte transplantation in the acetaminophen-induced acute hepatotoxicity models (1g/kg and 1,5g/kg). Hepatocytes were isolated from male Wistar rats and transplanted 24 hours later in female recipients with hepatotoxicity of 1g/kg of acetaminophen. Female rats received either 1x107 hepatocytes (group1, n=20) or PBS (group 2, n=24) through the portal vein or into the spleen. Survival analyses in 3 days showed that all animals from group 1 survived, whereas 5 rats from group 2 died (P=0.03), all deaths occurred in rats that received PBS into the portal vein (P=0.001). Alanine aminotransferase and factor V levels measured within the experiment did not differ between groups 1 and 2 at any time point. Molecular analysis and histology showed presence of hepatocytes in liver of transplanted animals injected either through portal vein or spleen. Our data in acetaminophen-induced hepatotoxicity model (1g/kg) demonstrate that rat hepatocyte transplantation increases survival when the site of injection is into portal vein in this hepatotoxicity model. In the acetaminophen-induced acute hepatotoxicity model (1,5g/kg), hepatocytes were isolated from male Wistar rats and transplanted 6 hours later in female recipients. Female rats received either 1x107 hepatocytes (group1, n=33) or PBS (group 2, n=24) into the spleen. Survival analyses in 3 days showed that 9 rats from group 1 and 9 rats from group 2 died at day 2. There was no statistical significance in survival between group 1 and group 2. Our data demonstrate that hepatocyte isolation is a feasible procedure. Hepatocyte transplantation can be used in animal models of acute liver failure increasing survival. The model of the present study show a higher variability, therefore it´s necessary to evaluate hepatocyte transplantation in a more reproducible model.

OBJETIVO: Examinar o efeito do meio condicionado da linhagem HepG2 nas célulastronco mesenquimais in vitro no que se refere à sua diferenciação em hepatócito. MATERIAIS E MÉTODOS: As CTM foram isoladas da medula óssea de ratas Wistar combinando a centrifugação por gradiente de densidade e a aderência à superfície de cultivo. As CTM foram cultivadas em meio de diferenciação osteogênico e adipogênico e coradas com Alizarin Red S e Oil Red-O respectivamente. Para induzir a diferenciação hepática, CTM foram cultivadas com 70% de meio condicionado de HepG2 ou com 50 ng/mL de fator de crescimento de hepatócito (HGF) durante 3 semanas. Foram realizadas RT-PCR e analises imunocitoquímica para marcadores de células-tronco (Thy-1) e marcadores hepáticos como ALB, AFP, CK-8 e CK-18. Adicionalmente foram realizadas colorações de Oil Red-O em CTM tratadas com meio condicionado de HepG2. RESULTADOS: Combinando a centrifugação por gradiente de densidade com a aderência à superfície de contacto, isolamos uma população homogênea de CTM nas quais as colorações de Alizarin Red S e Oil Red-O foram positivas quando tratadas. Logo de 3 semanas de tratamento, com meio condicionado de HepG2 ou HGF, não foram observados câmbios morfológicos nem expressão gênica (RT-PCR ou análise imunocitoquímica) para proteínas hepáticas (AFP, ALB, CK8 e CK18). A expressão de Thy-1 foi positivo antes e depois do tratamento em ambos grupos. Surpreendentemente as CTM tratadas com meio condicionado de HepG2 apresentaram acúmulos de lipídeos perinucleares corados com Oil Red-O. Estes acúmulos de gordura foram distintos às observados nas CTM tratadas com meio adipogênico, mas seu fenótipo foi similar às células HepG2 quando coradas com o mesmo método. CONCLUSÕES: Apesar de que o meio condicionado de HepG2 não foi capaz de induzir a diferenciação de CTM a hepatócitos, ele tem algum efeito sobre as CTM conduzindo a um fenótipo que se assemelha a uma esteatose microgoticular. / AIM: In the present study, we examined the effect of conditioned medium from the HepG2 cell line upon mesenchymal stem cells and their ability to differentiate into hepatocyte-like cells in vitro. METHODS: MSCs were isolated from bone marrow of Wistar rats by combining gradient density centrifugation with plastic adherence. The cells were cultured in osteogenic or adipogenic differentiation medium and analyzed by Alizarin Red S and Oil Red-O staining. To induce hepatic differentiation, MSC were cultured with 70% of HepG2-CM or with 50 ng/mL hepatocyte growth factor (HGF) for 3 weeks. RT-PCR and immunocytochemistry analysis for the stem cell marker Thy-1 and hepatic markers, ALB, AFP, CK-8 and CK-18 were performed. In addition, Oil Red-O and Alizarin Red S staining were also performed in the MSC treated with HepG2-CM. RESULTS: By combining gradient density centrifugation with plastic adherence, we isolated a homogeneous population of MSC and differentiated them into osteocytes and adipocytes. After 3 weeks of treatment no changes in morphology were observed in either group (HepG-CM or HGF). RT-PCR and antibody staining for hepatic proteins (AFP, ALB, CK8 and CK18) were also negative. Expression of Thy-1, a marker of mesenchymal stem cell was positive both before and after treatment in both groups. Surprisingly MSC treated with HepG2-CM for 3 weeks presented lipid droplets that were stained with Oil Red-O. These droplets were very distinct from the ones observed in MSC treated with adipogenic medium but resembled those seen in HepG2 cells stained by the same method. CONCLUSIONS: However, HepG2-CM was not able to induce differentiation of MSC in a hepatocyte-like, they had an effect upon MSC leading to a phenotype resembling mild steatosis.

Introdução: Os ovos de Zebrafish que não são fertilizados podem ser uma fonte de alimento para o peixe. O objetivo deste estudo é avaliar a influência do acesso aos ovos de Zebrafish no Índice de Massa Corporal, níveis séricos de colesterol e triglicérides e acúmulo de gordura no hepatócito. Materiais e métodos: Zebrafish adultos de ambos sexos foram divididos em dois grupos: grupo 1 com acesso livre aos próprios ovos e grupo 2 com o fundo do aquário coberto de bolas de vidro para evitar o acesso aos ovos por duas semanas. Para a coleta de sangue, ambos os grupos foram mantidos em jejum pelo período de 24 horas antes da coleta. O IMC foi medido em gramas por centímetro quadrado (g/cm²). Para coletar as amostras sanguíneas, os animais foram anestesiados e uma incisão, anterior a cauda, foi realizada para acessar a veia dorsal. Uma pipeta automática foi utilizada para coletar o sangue que foi centrifugado obtendo soro para análises. Os níveis séricos de triglicérides e colesterol foram analisados com testes colorimétricos. O fígado foi coletado para análise histológica. O n utilizado foi 4 para cada grupo. Para as análises bioquímicas foram utilizados pools de 10 peixes. Resultados: Os resultados estão expressos em média ± erro padrão. Não houve diferença significativa no IMC (grupo 1 0,037 ± 0,009 g/cm² e grupo 2 0,035 ± 0,008 g/cm²) nem nos níveis de colesterol (colesterol total: grupo 1 362 ± 73 mg/dL e grupo 2 357 ± 23 mg/dL; HDL – colesterol: grupo 1 91,22 ± 1,79 grupo 2 72,14 ± 2,89; LDL – colesterol: grupo 1 55,68 ± 10,88 grupo 2 44,18 ± 9,84 ). No entanto, houve diferença significativa nos níveis de triglicérides séricos (grupo 1 457 ± 43 mg/dL e grupo 2 292 ± 111 mg/dL P=0,03). Não foi observado acúmulo de lipídeos nos hepatócitos. Conclusões: O acesso aos próprios ovos alterou os níveis de triglicérides sem modificar os níveis de colesterol, alterar o IMC nem acumular gordura nos hepatócitos. / Introduction: The Zebrafish eggs that are not fertilized can be a food source for the fish. The aim of this study was to measure the influence of accessing eggs in Body Mass Index, cholesterol and triglycerides serum levels and lipid accumulation in hepatocyte of Zebrafish. Material and Methods: Adult Zebrafish of both genders were divided into two groups: group 1 free access to their own eggs and group 2 with the bottom of the aquarium filled with glass balls to prevent them to access their eggs for two weeks. To the blood collection, both groups were kept fasting for 24 hours before the blood collection. The body mass index (BMI) was measure in gram per square centimeter (g/cm²). To collect the blood samples, animals were anesthetized and an incision was made before the tail to access the dorsal vein. We used an automatic pipette to collect the blood. It was centrifuged and serum was obtained for analysis. Triglycerides and cholesterol seric levels were analyzed with colorimetric tests. The liver was collected to histological analysis. The n used was 4 for each group. Pools with serum of 10 animals were used to biochemical analysis. Results: The results are expressed in mean ± standard error. There was no significant difference in BMI (group 1 0,037 ± 0,009 g/cm² and group 2 0,035 ± 0,008 g/cm²) neither in cholesterol levels (total cholesterol: group 1 362 ± 73 mg/dL and group 2 357 ± 23 mg/dL; HDL – cholesterol: group 1 91,22 ± 1,79 group 2 72,14 ± 2,89; LDL – cholesterol: group 1 55,68 ± 10,88 group 2 44,18 ± 9,84 ). However, there was a significant difference in triglycerides levels (group 1 457 ± 43 mg/dL and group 2 292 ± 111 mg/dL P=0,03). Lipid accumulation was not observed in hepatocytes. Conclusion: Having access to eggs seams to influence the Zebrafish´s triglycerides serum levels without modifying the BMI and cholesterol serum levels neither lipid accumulation in hepatocytes.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joana c n de m faria - dissertacao.pdf: 692068 bytes, checksum: 9ce1455900ab8ef0aa8d6ecf07c0fa97 (MD5) Previous issue date: 2009-05-20 / The indiscriminate use of agricultural pesticides, which contaminate the soil, water, and human beings, has become a problem that causes great concern nowadays. We studied the acute toxic effect of the herbicide Roundup® on animal behavior, tissue, and cells of the neotropical fish species Poecilia vivipara gills and liver in order to determine and compare their histoarchitecture, as well as to identify possible morphological alterations. The average lethal concentrations of Roundup® were calculated and, after that, the specimens were treated with acute exposure of this herbicide (24 h) at the concentrations of 0, 15, 25, and 35 μl per liter of water. The gills and livers were dissected, fixed in neuter formalin and Karnovsky s solution. The analyses, carried out using basic histological, classical histochemical, and morphometric tests, allowed the identification of alterations in the specimens treated compared to the control group. The alterations in animal behavior, tissue, and cells evidenced in this study confirmed the toxic effect of Roundup® on the model-test. Consequently, it is advisable to find a balance between the benefits of this type of product and the protection of the environment and human health. / O uso desordenado e indiscriminado de agrotóxicos, que acabam por contaminar o solo, a água e o homem, é uma problemática atual que suscita grandes preocupações. Os efeitos da toxicidade aguda do herbicida Roundup® sobre o comportamento animal, tecidual e celular das brânquias e do fígado do peixe Poecilia vivipara foram estudados para determinação e comparação de sua histoarquitetura, bem como para identificação de possíveis alterações morfológicas. As concentrações letais médias de Roundup® foram calculadas e, em seguida, os espécimes foram tratados com este herbicida em exposição aguda (24 h) nas concentrações de 0, 15, 25 e 35 μl por litro de água. As brânquias e os fígados foram dissecados, fixados em formalina neutra e em solução de Karnovsky. As análises, feitas por meio de histologia básica, histoquímica clássica e morfometria, permitiram a identificação de alterações nos espécimes tratados quando comparados ao grupo controle. As alterações comportamentais, celulares e teciduais evidenciadas neste estudo confirmaram o efeito tóxico do Roundup® para o modeloteste. Sendo assim, deve-se buscar o equilíbrio entre os benefícios da utilização desses produtos químicos e a proteção do meio ambiente e à saúde humana.

Orientador: Maria Luiza Silveira Mello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ghiraldini_FlaviaGerelli_D.pdf: 75704253 bytes, checksum: 9d1afc3cebcffd05000b5efb25d3996d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O diabetes mellitus do tipo I (DM1) caracteriza-se pela ocorrência de insulite com consequente hiperglicemia e poliuria. Alterações celulares estruturais e metabólicas decorrentes do aumento da glicemia podem provocar fenótipos de envelhecimento precoce. O envelhecimento celular e resultado de fatores intrínsecos e extrínsecos, que alteram a estrutura e a organização da cromatina e que, consequentemente, afetam a expressão gênica. As sirtuinas, deacetilases NAD+-dependentes, estão envolvidas na transcrição gênica, reparo de DNA, transcrição do rDNA, regulação metabólica e remodelação cromatinica. As sirtuinas nucleares, especialmente Sirt1 e Sirt6 estão envolvidas com o envelhecimento precoce, no metabolismo de glicose e na resposta a inflamação. O presente trabalho teve como objetivo geral comparar os processos de remodelação cromatinica em hepatocitos sob o efeito da hiperglicemia e do envelhecimento, usando-se modelo animal (camundongos). Um modelo de cultura celular (HepG2) foi também utilizado para estudo de efeitos da hiperglicemia, utilizando-se como metodologias analisem morfológicas e moleculares. Foi observado um aumento em conteúdo de DNA e em acessibilidade da cromatina a MNase mais acentuado em hepatocitos de animais DM1 do que de idosos. O aumento na abundancia de Sirt1 em animais hiperglicêmicos não refletiu em sua maior atividade, enquanto em idosos houve um decréscimo generalizado nesses parâmetros e aumento da aceptilação de sítios histónicos. Em animais DM1, Sirt6 apresentou abundancia semelhante à de Sirt1, possivelmente devido à alta fragmentação de DNA observada nesses animais, diferente do ocorrido em idosos. Ambos os animais DM1 e idosos apresentaram baixa relação área AgNOR+/área nuclear. Em animais diabéticos isto foi devido ao aumento na área nuclear, enquanto nos idosos, foi devido à diminuição na área AgNOR+ e aumento na área nuclear. O aumento na metilação de rDNA na porção 18S e a baixa abundancia de Sirt7 confirmam diminuição no metabolismo celular no envelhecimento. Em hepatocitos de camundongos DM1 e idosos foi observado genes diferencialmente expressos relacionados à inflamação. Admite-se que no primeiro caso este achado seja devido à natureza auto-imune da doença, enquanto no segundo possa ser um indício de inflamação naturalmente encontrada em processos de envelhecimento. Em animais DM1, a expressão diferenciada de genes envolvidos com metabolismo de lipídios poderia contribuir para com a peroxidação lipídica e produção de ROS levando a esteatose hepática. Nas células HepG2, alterações na expressão dos genes Apoe, Igfbp1 e Foxo1, ocorridas em meio de cultura hiperglicêmicas, tornaram-se revertidas quando as células foram retornadas a normoglicemia. Contudo, as abundancias das marcações epigenéticas nos promotores desses genes decresceram progressivamente, indicação de uma memória hiperglicêmica, dado não observado em modelo animal. A análise do fenótipo nuclear dessas células indicou possível indução da proliferação celular quando retornadas a normoglicemia. A inibição de sirtuinas aumentou o conteúdo Feulgen-DNA e o contraste entre cromatina condensada e não-condensada, indicativo de atuação na proliferação celular e na remodelação cromatinica. DM1 e envelhecimento, portanto, não podem ser considerados fenômenos idênticos, pois enquanto no primeiro ha um mecanismo compensatório que promove alterações genéticas, epigenéticas e remodelação cromatinica, no segundo ha um decréscimo generalizado no metabolismo celular levando a modificações diferentes nos mesmos parâmetros / Abstract: Diabetes mellitus type I (DM1) is characterized by insulitis and consequent hyperglycemia and polyuria. Structural and metabolic changes in the cell caused by hyperglycemia might induce an early-ageing phenotype. Both intrinsic and extrinsic agents might contribute to cellular ageing thus leading to chromatin structural changes and differential gene expression. Sirtuins, NAD+-dependent deacetilases, play a role in cell metabolism, transcription, DNA repair and chromatin remodeling. Sirt1 and Sirt6, especially, are nuclear proteins related to early-ageing, glucose metabolism and inflammatory response. The general purpose of the present work was to compare processes of chromatin remodeling in hepatocytes under the effects of hyperglycemia and aging, using mouse models. A model using cells in culture (HepG2) was also used to study the effects caused by hyperglycemia. The methodology used involved morphological and molecular analysis. An increase in DNA content and chromatin accessibility to MNAse was found more pronounced in hepatocytes from DM1 than from aged mice. Despite the high abundance of Sirt1 in DM1 animals, its activity was not proportionally high, whereas in old animals there was a reduction in these parameters, increasing the acetylation of Sirt1-histonic sites. In DM1 mice, Sirt6 presented similar abundance as Sirt1, possibly due to the high DNA fragmentation, different to what was found in aged animals. Both DM1 and normoglycemic old mice presented a decrease in AgNOR+ area/nuclear area ratio. While in DM1 animals it was a result from the increase in nuclear area, in old animals it was a combination of increased nuclear areas and decreased AgNOR+ areas. The DNA methylation increase in the 18S rDNA region and the decrease in Sirt7 abundance in the hepatocytes from old mice support the hypothesis of diminished cellular metabolism. Differential expression analysis for DM1 and old mouse hepatocytes presented a high number of genes involved in the inflammatory response. While in the former it could be an autoimmune characteristic of the disease, in the latter it might be an evidence of inflammatory state naturally associated with aging. Moreover, DM1 mice also presented differential gene expression related to lipid metabolism, which could contribute to increase lipid peroxidation and ROS production leading to hepatic steatosis. HepG2 cells showed changes in Apoe, Igfbp1 and Foxo1 expression in hyperglycemic medium and they were reverted when the cells returned to normoglycemic medium. The epigenetic marks, however, presented a progressive decrease in abundance, indicative of a hyperglycemic memory, which was not observed in DM1 animals. The nuclear phenotype in HepG2 cells under these same experimental conditions indicated a possible induction in cellular proliferation when the cells were returned to the normoglycemic medium. Inhibition of sirtuins increased the contrast between condensed and non-condensed chromatin and the Feulgen-DNA content, indicating a role in cell division and chromatin remodeling. Therefore, DM1 and ageing cannot be considered as identical processes, because while in DM1 there is a compensatory mechanism that induces changes in epigenetic marks, chromatin remodeling and differential gene expression, there is a general decrease in cell metabolism under aging that leads to different changes in the same parameters / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

A doença hepática gordurosa não-alcoólica (NAFLD, do inglês) é a manifestação clínica hepática da síndrome metabólica, cuja incidência aumenta consideravelmente em todo o mundo. A NAFLD pode progredir para um estado de esteatohepatite não-alcoólica (NASH, do inglês), caracterizado por inflamação hepatocelular, com ou sem fibrose. Dados na literatura mostram que o coativador-1 alfa do receptor ativado por proliferadores de peroxissoma gama (PGC-1alfa), além de estar envolvido em diversos processos metabólicos, representa uma estratégia terapêutica promissora na modulação da inflamação. Neste projeto investigamos as alterações inflamatórias no fígado induzida por dieta hiperlipídica e o papel do PGC-1alfa nesse processo. Camundongos C57black/6 receberam dieta hiperlipídica contendo 30% de gordura por 10 semanas. O peso dos animais foi avaliado semanalmente. Após a eutanásia, o tecido adiposo intra-abdominal (retroperitoneal e periepididimal) foi coletado e pesado. Analisamos o perfil glicêmico e lipídico sérico e expressão de genes envolvidos no metabolismo glicêmico e lipídico. Avaliou-se também o aspecto histológico e a inflamação do tecido hepático por quantificação das citocinas IL-6, TNF-alfa e IL-1beta. A dieta rica em gordura conduziu a um aumento dos depósitos de gordura intra-abdominal, hiperglicemia e hiperlipidemia. Os animais também apresentavam esteatohepatite, com aumento de citocinas pró-inflamatórias e diminuição na expressão de PGC-1alfa no tecido hepático. O envolvimento do PGC-1alfa na produção de mediadores inflamatórios por hepatócitos foi avaliado em células HepG2 utilizando RNA de interferência (RNAi). O knockdown da expressão de PGC-1alfa causou aumento na expressão e liberação de IL-6 em hepatócitos via aumento na fosforilação de IkBalfa e consequente ativação do NFkB. Portanto, nossos dados mostram que o PGC-1alfa inibe a produção de mediadores inflamatórios (IL-6) em hepatócitos, e fornecem novas evidências das conexões existentes entre as vias metabólicas e imunes / Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is the liver clinical manifestation of the metabolic syndrome, whose incidence increases considerably around the world. NAFLD may progress to a state of non-alcoholic steatohepatitis, characterized by hepatocellular inflammation, with or without fibrosis. Data in the literature show that the peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha (PGC-1alfa), a protein involved in various metabolic processes, represents a promising therapeutic strategy in the modulation of inflammation. In this project, we investigate the inflammatory changes in the liver induced by high fat diet and the role of PGC-1alfa in this process. C57black/6 mice were fed a high fat diet containing 30% fat for 10 weeks. The weight of the animals was measured weekly. After euthanasia, the intra-abdominal adipose tissue (retroperitoneal and periepididymal) was collected and weighed. We have analyzed the glycemic and serum lipid profile and expression of genes involved in glucose and lipid metabolism. We also assessed liver morphology by HE staining and inflammation by quantification of the cytokines IL-6, TNF-alfa and IL-1beta. The high fat diet led to an increase in intra-abdominal fat deposits, hyperglycemia and hyperlipidemia. Animals also presented steatohepatitis, an increased proinflammatory cytokines and decreased PGC-1alfa expression in the hepatic tissue. The involvement of PGC-1alfa on inflammatory mediators production by hepatocytes was evaluated in HepG2 cells using RNA interference (RNAi). The knockdown of PGC-1alfa expression caused an increase in IL6 expression and release by hepatocytes via the increase in the IkBalfa phosphorylation and subsequent activation of NFkB. Therefore, our data show that PGC-1alfa inhibits the production of inflammatory mediators (IL-6) in hepatocytes and provide further evidence of the connections between the metabolic and immune pathways

A doença hepática gordurosa não-alcoólica (NAFLD, do inglês) é a manifestação clínica hepática da síndrome metabólica, cuja incidência aumenta consideravelmente em todo o mundo. A NAFLD pode progredir para um estado de esteatohepatite não-alcoólica (NASH, do inglês), caracterizado por inflamação hepatocelular, com ou sem fibrose. Dados na literatura mostram que o coativador-1 alfa do receptor ativado por proliferadores de peroxissoma gama (PGC-1alfa), além de estar envolvido em diversos processos metabólicos, representa uma estratégia terapêutica promissora na modulação da inflamação. Neste projeto investigamos as alterações inflamatórias no fígado induzida por dieta hiperlipídica e o papel do PGC-1alfa nesse processo. Camundongos C57black/6 receberam dieta hiperlipídica contendo 30% de gordura por 10 semanas. O peso dos animais foi avaliado semanalmente. Após a eutanásia, o tecido adiposo intra-abdominal (retroperitoneal e periepididimal) foi coletado e pesado. Analisamos o perfil glicêmico e lipídico sérico e expressão de genes envolvidos no metabolismo glicêmico e lipídico. Avaliou-se também o aspecto histológico e a inflamação do tecido hepático por quantificação das citocinas IL-6, TNF-alfa e IL-1beta. A dieta rica em gordura conduziu a um aumento dos depósitos de gordura intra-abdominal, hiperglicemia e hiperlipidemia. Os animais também apresentavam esteatohepatite, com aumento de citocinas pró-inflamatórias e diminuição na expressão de PGC-1alfa no tecido hepático. O envolvimento do PGC-1alfa na produção de mediadores inflamatórios por hepatócitos foi avaliado em células HepG2 utilizando RNA de interferência (RNAi). O knockdown da expressão de PGC-1alfa causou aumento na expressão e liberação de IL-6 em hepatócitos via aumento na fosforilação de IkBalfa e consequente ativação do NFkB. Portanto, nossos dados mostram que o PGC-1alfa inibe a produção de mediadores inflamatórios (IL-6) em hepatócitos, e fornecem novas evidências das conexões existentes entre as vias metabólicas e imunes / Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is the liver clinical manifestation of the metabolic syndrome, whose incidence increases considerably around the world. NAFLD may progress to a state of non-alcoholic steatohepatitis, characterized by hepatocellular inflammation, with or without fibrosis. Data in the literature show that the peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha (PGC-1alfa), a protein involved in various metabolic processes, represents a promising therapeutic strategy in the modulation of inflammation. In this project, we investigate the inflammatory changes in the liver induced by high fat diet and the role of PGC-1alfa in this process. C57black/6 mice were fed a high fat diet containing 30% fat for 10 weeks. The weight of the animals was measured weekly. After euthanasia, the intra-abdominal adipose tissue (retroperitoneal and periepididymal) was collected and weighed. We have analyzed the glycemic and serum lipid profile and expression of genes involved in glucose and lipid metabolism. We also assessed liver morphology by HE staining and inflammation by quantification of the cytokines IL-6, TNF-alfa and IL-1beta. The high fat diet led to an increase in intra-abdominal fat deposits, hyperglycemia and hyperlipidemia. Animals also presented steatohepatitis, an increased proinflammatory cytokines and decreased PGC-1alfa expression in the hepatic tissue. The involvement of PGC-1alfa on inflammatory mediators production by hepatocytes was evaluated in HepG2 cells using RNA interference (RNAi). The knockdown of PGC-1alfa expression caused an increase in IL6 expression and release by hepatocytes via the increase in the IkBalfa phosphorylation and subsequent activation of NFkB. Therefore, our data show that PGC-1alfa inhibits the production of inflammatory mediators (IL-6) in hepatocytes and provide further evidence of the connections between the metabolic and immune pathways

Os corantes sintéticos são amplamente empregados em indústrias têxteis, de cosméticos, alimentícia, farmacêutica, dentre diversas outras. Entretanto, vários destes compostos apresentam elevada toxicidade intrínseca, e são precursores de intermediários tóxicos e/ou mutagênicos gerados durante a metabolização. Portanto, o emprego de corantes naturais destaca-se como uma alternativa aos sintéticos, na busca por compostos seguros para a saúde humana e ambiental. Neste contexto, no presente trabalho nós investigamos o potencial toxicológico e ecotoxicológico do corante natural eritrostominona (Ery), uma naftoquinona extraída de micro-organismo, utilizando modelos alternativos à experimentação animal. Adicionalmente, foi avaliada a ecotoxicidade do Basic Red 51 (BR51), um corante sintético azo utilizado em indústrias têxteis e de cosméticos, e do Ery degradado (EryD) após a exposição à luz, visando uma alternativa simples para o tratamento de efluentes industriais contendo o corante. As avaliações ecotoxicológicas foram realizadas em diferentes níveis tróficos: nos microcrustáceos Daphnia magna e nos estágios iniciais de desenvolvimento de zebrafish (Danio rerio). As avaliações toxicológicas do Ery foram realizadas em linhagem hepatocelular humana (HepG2) como órgão-alvo de metabolização de xenobióticos, e em epiderme humana equivalente (EHE), um modelo 3D construído com queratinócitos humanos imortalizados (HaCaT), visto que é esperado o contato dérmico devido ao potencial uso como corante de cosmético. Nossos resultados mostraram que o Ery e o BR51 são tóxicos para D. magna e zebrafish. O BR51 induziu alterações na imobilidade, na reprodução, no consumo de oxigênio e no comportamento de D. magna em concentrações até 200 vezes superiores às do Ery capazes de alterar a imobilidade, reprodução e comportamento. Todavia, para embriões e larvas de zebrafish ambos os corantes apresentaram efeitos tóxicos em concentrações próximas, com alterações do desenvolvimento embrionário e do comportamento, indução de efeitos pró-oxidantes e alterações no balanço energético dos organismos. O EryD interessantemente não apresentou nenhum efeito tóxico para os organismos aquáticos, demonstrando que a luz foi capaz de reduzir e/ou inativar a toxicidade da estrutura inicial. Para as linhagens celulares humanas, o Ery foi citotóxico para HepG2, tendo a apoptose como a principal causa de morte celular. O Ery também causou um atraso no ciclo celular de HepG2, em particular na fase da mitose (G2/M), diminuindo a proliferação das células. Por outro lado, o Ery não apresentou potencial genotóxico e mutagênico para HepG2 e não induziu citotoxicidade e genotoxicidade após exposições por períodos curtos em EHE. Em conclusão, o Ery e o BR51 são classificados como tóxicos e muito tóxicos para o ambiente aquático, respectivamente. O Ery também induz efeitos pró-apoptóticos, o qual pode estar ligado à estrutura química das quinonas. No entanto, o Ery apresenta potencial aplicabilidade industrial como um corante eco-friendly, com destaque para a simples e rápida fotodegradação, e como um corante não genotóxico e mutagênico para células humanas. Avaliações adicionais sobre os mecanismos de apoptose devem ser realizadas para assegurar a segurança à saúde humana / Synthetic dyes are widely used by textiles, cosmetic, food and pharmaceutical industries. However, several compounds have high inherent toxicity, and many are precursors of mutagenic and/or carcinogenic intermediates produced during metabolism. Thereby, the use of natural dyes became an alternative to the synthetic ones, in search of safe compounds for human and environmentl health. In this context, we aimed to investigate the toxicological and ecotoxicological potential of the natural dye erythrostominone (Ery), a naphthoquinone compound extracted from microorganism, using alternative methods to animal experimentation. Additionally, it was assessed the ecotoxicity of the Basic Red 51 (BR51), an azo synthetic dye used bu cosmetic and textile industries, and the Ery degraded (EryD) after exposure to light, aiming an easy alternative to industrial effluent treatments containing the dye. Ecotoxicological assessment was performed at different trophic levels: in the microcrutaceans Daphnia magna and in zebrafish (Danio rerio) early life stages. Toxicological assessment of Ery was also performed in human hepatocellular line (HepG2) as target organ of xenobiotic metabolism, and in equivalent human epidermis (EHE), a 3D model constructed with immortalized human keratinocytes (HaCaT), since dermal contact is expected due to potential use as cosmetic dye. Our results showed that Ery and BR51 are toxic for D. magna and zebrafish. BR51 induced alterations in immobility, reproduction, oxygen uptake and behavior of D. magna at concentrations up to 200-fold higher than those of Ery able to impair immobility, reproduction and behavior. However, for zebrafish embryos and larvae, both dyes showed toxic effects at close concentrations, with changes in embryo development and behavior, induction of pro-oxidant effects and changes in the energy balance of organisms. Interestingly, EryD showed no toxic effect on aquatic organisms, demonstrating that light was able to reduce and/or inactivate the toxicity of the initial chemical structure. For human cell lines, Ery showed to be cytotoxic to HepG2, with apoptosis being the main source of cell death. Ery also induced a delay in HepG2 cell cycle, particularly in the mitosis phase (G2/M), decreasing cell proliferation. On the other hand, Ery presented no genotoxic and mutagenic potential for HepG2 and did not induce cytotoxicity and genotoxicity after short-term exposure to EHE. In conclusion, Ery and BR51 are classified as toxic and very toxic to the aquatic environment, respectively. Ery also induces pro-apoptotic effects, which may be linked to the chemical structure of quinones. Therefore, Ery presents potential industrial applicability as an eco-friendly dye, highlighting the easy and rapid photodegradation, and the non-genotoxic and mutagenic effects for human cells. Further assessment of apoptosis mechanisms should be performed to ensure safety to human health

A interação entre células tumorais e células estromais tem um papel central na progressão neoplásica. As células estromais mesenquimais multipotentes (MSCs) podem se integrar ao microambiente tumoral onde modulam o crescimento dos tumores por meio de distintos mecanismos. Entretanto, pouco se sabe sobre o papel das MSCs na metástase, a principal causa de morte em pacientes com câncer. Utilizando um modelo de melanoma murino ortotópico, nós demonstramos que MSCs obtidas da medula óssea de camundongos (MO-MSCs) ocupam o nicho perivascular nos tumores primários e aumentam 2,5 vezes a incidência de micrometástases pulmonares quando co-infundidas com células de melanoma B16. Observamos ainda que o meio condicionado das MO-MSCs não altera o potencial de colonização pulmonar das células B16 infundidas sistemicamente. Isto indica que as MO-MSCs modulam as fases iniciais da cascata metastática, durante a qual ocorrem os processos de invasão e intravasão nos vasos sangüíneos. Em correlação com estes efeitos pró-metastáticos, o secretoma das MO-MSCs induziu a transição epitélio-mesenquimal (EMT) nas células de melanoma in vitro. Após cultivo em meio condicionado das MO-MSCs, as células B16 adquiriram uma morfologia evidentemente fibroblástica. Ao mesmo tempo, houve o rearranjo dos filamentos de actina e o aumento da expressão de marcadores mesenquimais como fibronectina, vimentina, FSP1, N-caderina e ZEB2, acompanhado da repressão transcricional de E-caderina. A ativação da EMT pelo secretoma das MO-MSCs resultou na aquisição de propriedades metastáticas nas células de melanoma. Após cultivo em meio condicionado de MO-MSCs, as células B16 tiveram seu potencial de ancoragem à fibronectina reduzido, ao passo que houve o aumento na mobilidade e no potencial de invasão em matrizes tridimensionais. Utilizando inibidores competitivos de ATP contra o receptor tirosina-cinase Met, demonstramos que a aquisição de todas as propriedades metastáticas avaliadas e a ativação da EMT nas células de melanoma é mediada pela ativação da via HGF/Met. Estes dados destacam o papel das MOMSCs no microambiente tumoral como fonte perivascular de moléculas indutoras da EMT, cuja ativação leva a aquisição de traços metastáticos nas células de melanoma. Além disso, a inibição da via HGF/Met pode neutralizar os efeitos das MO-MSCs sobre as células tumorais, contribuindo para a repressão de propriedades fundamentais que sustentam a progressão e a disseminação neoplásica. Estas informações são importantes para o desenvolvimento seguro das MO-MSCs como ferramenta terapêutica e demonstram a importância da sinalização entre MSCs e células tumorais na disseminação metastática. Mais especificamente, estas observações reforçam a inibição da via HGF/Met como uma abordagem promissora para o tratamento da metástase. / The crosstalk between tumor cells and stromal cells can profoundly impact tumor progression. Multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) have been reported to integrate the tumor microenvironment where they are described to modulate tumor growth by distinct mechanisms. However, little is known about the impact of MSCs on metastasis, the main cause of death in patients with cancer. Using an orthotopic mouse melanoma model, we showed that mouse bone marrow-derived MSCs (BMMSCs) occupy the perivascular niche within primary tumors and increased by 2.5-fold the incidence of lung micrometastases after co-infusion with B16 melanoma cells. Also, MO-MSCs conditioned medium did not affect the lung colonization ability of systemically infused B16 cells. This indicates that MO-MSCs induces the initial steps of the metastatic cascade, during which the invasion and intravasion occurs. Correlating with these metastatic effects, the BM-MSCs\' secretome activated the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in B16 cells in vitro. After culture in BMMSCs\' conditioned medium, B16 cells acquired an evident fibroblastic morphology. Simultaneously, we observed the rearrangement of actin filaments and the upregulation of mesenchymal markers such as fibronectin, vimentin, FSP1, Ncadherin and ZEB2. In agreement with the loss of epithelial phenotype, BM-MSCs\' secretome also suppressed E-cadherin expression in B16 cells. The activation of EMT by BM-MSCs leaded to the acquisition of metastatic traits in melanoma cells. After culture in BM-MSCs\' conditioned medium, B16 cells displayed reduced anchorage to fibronectin and increased motility and invasiveness in threedimensional matrix plugs. Inhibition of Met receptor with competitive ATP inhibitors demonstrated that the induction of EMT and the resultant acquisition of metastatic traits are driven by activation of HGF/Met signaling pathway. Taken together, these evidences highlight the role of BM-MSCs as a perivascular source of EMT-inductive signals, whose activation leads to acquisition of metastatic traits in melanoma cells. Furthermore, inhibition of HGF/Met signaling pathway can neutralize the effects of BM-MSCs on tumor cells, thereby allowing the repression of fundamental properties which support tumor progression and metastasis. This information is useful to safely develop BM-MSCs as therapeutic tool and demonstrate the relevance of the signaling between MSCs and tumor cells during metastasis. More specifically, it reinforces that inhibition of Met signaling can be a promissory approach for the treatment of metastasis.