INTRODUÇÃO: A indução de tolerância oral atenua a resposta inflamatória e a produção de anticorpos anafiláticos secundários presentes em quadros alérgicos pulmonares tanto em humanos quanto em modelos experimentais. Nestas situações, a modulação do remodelamento brônquico e o papel do óxido nítrico não foram previamente estudados. OBJETIVOS: 1. Desenvolver dois modelos de tolerância oral em cobaias com inflamação crônica pulmonar caracterizando: mecânica pulmonar, hiper-responsividade a metacolina, óxido nítrico exalado (NOex), anticorpos IgG1, inflamação brônquica e eosinofilopoiese. 2. Avaliar o remodelamento brônquico e a expressão da enzima óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) no epitélio brônquico nestes animais. MÉTODOS: As cobaias receberam inalações de ovoalbumina ou soro fisiológico durante 15 minutos ou até que apresentassem desconforto respiratório (este tempo foi denominado tempo de inalação). O protocolo foi repetido duas vezes por semana durante quatro semanas. Para a indução da tolerância foi administrada ovoalbumina a 2% por via oral e oferecida ad libitum, sendo formados os grupos: 1. TO1 (recebeu ovoalbumina oral a 2% a partir da primeira inalação com ovoalbumina); 2. TO2 (recebeu ovoalbumina oral a 2% a partir da quarta inalação com ovoalbumina); 3. SAL (recebeu água ad libitum e inalações com soro fisiológico); 4. OVA (recebeu água ad libitum e inalações com solução de ovoalbumina). Após os animais serem anestesiados e ventilados, foram avaliados: 1. mecânica pulmonar basal e após inalação com ovoalbumina (30mg/ml) ou soro fisiológico, 2. hiper-responsividade brônquica à metacolina, 3. coletado o NOex. Ao final do experimento, os fragmentos pulmonares foram retirados e corados com hematoxilina e eosina, com a técnica histoquímica cianeto resistente para peroxidase eosinofílica (células EPO+), com a técnica imunoistoquímica para a detecção da óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) e com resorcina-fucsina, resorcina-fucsina oxidada e picro-sírius. A medula óssea foi retirada e corada com hematoxilina e eosina. O índice de edema peribrônquico, as células EPO+, os mononucleares e os polimorfonucleares brônquicos e os eosinófilos da medula óssea foram avaliados por morfometria. As células epiteliais brônquicas nNOS+ e as fibras elásticas e colágenas foram avaliadas por densitometria óptica. Os anticorpos IgG1 foram detectados por anafilaxia cutânea passiva. A análise estatística foi feita com o programa SigmaStat e considerado significante um P<0,05. RESULTADOS: Nos grupos TO1 e TO2 houve aumento no tempo de inalação, diminuição na resposta máxima de elastância do sistema respiratório após desafio antigênico e com metacolina, diminuição do edema peribrônquico, dos eosinófilos, dos polimorfonucleares, das fibras elásticas e colágenas, da eosinofilopoiese e dos títulos de IgG1 (P < 0,05). Os mononucleares, a resposta máxima de resistência do sistema respiratório depois do desafio antigênico, e a metacolina diminuíram em TO2 (P < 0,05). O NOex e a percentagem de células epiteliais nNOS+ não foram alterados nos grupos tolerizados. CONCLUSÕES: A indução de tolerância oral concomitante ao início da sensibilização ou depois de estabelecida a resposta alérgica foi capaz de atenuar a inflamação eosinofílica, os títulos de IgG1 e o remodelamento brônquico presentes neste modelo de inflamação crônica pulmonar. A redução dos linfomononucleares e da hiper-responsividade brônquica foi mais efetiva quando a indução de tolerância foi feita em animais previamente sensibilizados. A dissociação entre o controle da inflamação eosinofílica e a avaliação do NOex e da expressão da nNOS no epitélio brônquico sugere um mecanismo novo ativado pela indução de tolerância oral / INTRODUCTION: The oral tolerance induction attenuates the inflammatory response and the production of secondary anaphylactic antibodies present in pulmonary allergy pictures in humans as well as in experimental models. In these situations, the bronchial remodeling modulation and the role of nitric oxide have not been previously studied. OBJECTIVES: 1. To develop two models of oral tolerance in guinea pigs with chronic pulmonary inflammation, characterizing: pulmonary mechanics, hyperreponsiveness to methacholine, exhaled nitric oxide (NOex), IgG1 antibodies, bronchial inflammation and eosinophylopoiesis. 2. To evaluate the bronchial remodeling and the expression of the neuronal nitric oxide synthase enzyme (nNOS) in bronchial epithelium of these animals. METHODS: The guinea pigs were submitted to ovalbumin or saline solution inhalation for 15 minutes or until they presented respiratory stress (this time period was called inhalation time). The protocol was repeated twice a week for 4 weeks. Oral tolerance induction was carried out by the administration of 2% oral ovalbumin, offered ad libitum, and the following groups were formed: 1. OT1 (received 2% oral ovalbumin from the first ovalbumin inhalation; 2. OT2 (received 2% oral ovalbumin from the fourth ovalbumin inhalation; 3. SAL (received water ad libitum and saline solution inhalations; and 4. OVA (received water ad libitum and ovalbumin solution inhalations). After being anesthetized, the animals were ventilated and evaluated regarding: 1. basal pulmonary mechanics and after ovalbumin (30mg/ml) or saline solution inhalation; 2. bronchial hyperresponsiveness to methacholine; and 3. NOex was collected. At the end of the experiment, the pulmonary fragments were removed and stained with hematoxylin-eosin, with the cyanide-resistant eosinophilic peroxidase histochemical technique (EPO+ cells), with the immunohistochemical technique for the detection of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and with Resorcin-fuchsin, Resorcin-fuchsin with oxidation and Picrosirius. The bone marrow was removed and stained with hematoxylin-eosin. The index of peribronchial edema, the EPO+ cells, the bronchial mononuclear and polymorphonuclear cells and the eosinophils from the bone marrow were evaluated by morphometry. The epithelial bronchial nNOS+ cells and the elastic and collagen fibers were evaluated by optical densitometry. IgG1 antibodies were detected by Passive Skin Anaphylaxis. Statistical analysis was performed with the SigmaStat software program and a P value < 0.05 was considered significant. RESULTS: The OT1 and OT2 groups showed increased inhalation time, decrease in the maximum elastance response of the respiratory system after the antigenic challenge and with methacholine, decrease of peribronchial edema, eosinophils, polymorphonuclear, elastic and collagen fibers, eosinophylopoiesis, and IgG1 titers (P < 0.05). The mononuclear cells, the maximum resistance response of the respiratory system after the antigenic challenge and methacholine decreased in OT2 (P < 0.05). NOex and the percentage of nNOS+ epithelial cells were not altered in the tolerized groups. CONCLUSIONS: The oral tolerance induction concomitant to the start of sensitization or after the allergic response has been established, was capable of attenuating the eosinophilic inflammation, IgG1 titers and the bronchial remodeling present in this model of chronic pulmonary inflammation. The decrease in lymphomononuclear cells and bronchial hyperresponsiveness was more effective when the tolerance induction was carried out in animals that had been previously sensitized. The dissociation between the eosinophilic inflammation and NOex evaluation and the expression of nNOS in the bronchial epithelium suggests a new mechanism activated by the oral tolerance induction

Asthma Bronchiale (AB) ist eine chronisch- obstruktive, teilweise reversible Entzündung der Atemwege, deren klinisches Korellat die bronchiale Hyperreagibilität (BHR) ist. Es lassen sich aufgrund ethiologischer Faktoren extrinsiches und intrinsisches AB unterscheiden, wobei ersteres auf einer allergischen Sensibilisierung und letzteres auf irritativen oder infektbedingten entzündlichen Prozessen beruht. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß von bakteriellem Superantigen auf die Entzündungsreaktion und die bronchiale Hyperreagibilität untersucht. Stapylococcal enterotoxin B (SEB) wurde hierbei als Modellsubstanz in einem Mausmodell eingesetzt, da SEB produzierende Staphylokokken im Nasenrachenraum von Asthmatikern nachgewiesen werden konnten. Nasale Applikation von SEB induzierte in C57BL/6 Mäusen eine Entzündungsreaktion mit Influx von Lymphozyen und eosinophilen Granulozyten sowie gesteigerte Produktion von IL-4, IL-5 und TNF-alpha in der Lunge, welches in der Histologie und Bronchiallavage nachgewiesen wurde. Desweiteren führt SEB allergenunabhängig zur Ausbildung von BHR. SEB Applikation in einem Mausmodell der allergischen Sensibilisierung (gegen Ovalbumin in C57BL/6 Mäusen) verstärkt die allergische Entzündung in der Lunge und die BHR. CD23 (Low-Affinity IgE Rezeptor) Knock out Tiere zeigen nach allergischer Sensibilisierung und SEB Behandlung keinen Anstieg der TNF-alpha Produktion und keine Hyperreagibilität. Aus diesen Ergebnisse läßt sich schlußfolgern: I. Bakterielles Superantigen induziert das Vollbild des intrinsischen AB im Tiermodell. II. Bakterielles Superantigen kann das extrinsische, allergische AB verstärken. III. Der CD23 Rezeptor ist essentiell für die TNF-alpha Produktion und die Induktion von BHR. Diese Resultate sollten in klinischen Studien am Patienten überprüft werden, da aufgrund der hier vorliegenden Daten zu erwarten ist, daß Antibiotikatherapie, und damit Elimination superantigenproduzierender Bakterien im Nasenrachenraum, die klinische Symptomatik des AB reduzieren kann. / Asthma bronchiale (AB) is an obstructive, partially reversible chronic inflammatatory disease of the small airways, which clinical correlate is represented by airway hyperreactivity. Based on etiological factors, AB can be divided in extrinsic and intrinsic AB, where the first depends on an allergic sensitization and the latter on airway irritation by environmental factors or airway inflammation due to viral or bacterial infection. In this thesis, the role of bacterial superantigens in airway inflammation and -hyperreactivity is analyzed. Staphylococcal enterotoxin B (SEB) was used as a prototypic substance, since SEB producing Staphylo-coccal aureus can be found in the nose and pharynx of asthmatic patients. Nasal application of SEB in C57BL/6 mice resulted in airway inflammation characterized by an influx of lymphocytes and eosinophil granulocytes and increased production of IL-4, IL-5, and TNF-alpha, which was analyzed by histology and bronchiolalveolar lavage. Furthermore, SEB induced independent of aller-gens airway hyperreactivity. SEB application in a mouse-model of allergic sensitization (to ovalbumin in C57BL/6 mice) boosts the allergen-induced allergic inflammation and airway hyperreactivity. CD23 (low-affinity IgE receptor) knock out mice showed no increased TNF-alpha production and no air-way hyperreactivity after allergic sensitization and SEB treatment. These results demonstrate: I. Bacterial superantigen can induce intrinsic AB in a mouse model. II. Bacte-rial superantigen can significantly boost the allergic, extrinsic AB. III. The CD23 receptor is essential for TNF-alpha production and for the induction of airway hyperreactivity. Based on these findings, clinical surveys should be performed, since one could expect, that eradication of nasal bacterial carriage and therefore local superantigen sezernation should improve the AB- symptoms in affected patients.

O treinamento físico (TF) melhora a resposta imune de indivíduos saudáveis e traz benefícios para o paciente asmático, mas seu papel na resposta alérgica é desconhecido. Objetivo: Avaliar o papel do TF de moderada intensidade na inflamação pulmonar alérgica crônica. Métodos: 54 cobaias, divididas em 4 grupos: grupo controle (C) (não sensibilizados e não treinados), grupo OVA (sensibilizados à ovalbumina (OVA) e não treinados), grupo treinamento físico (TF) (não sensibilizados e submetidos a um TF), e grupo OVA+TF (sensibilizados à OVA e submetidos a um TF). A sensibilização à OVA teve duração de 8 semanas e o programa de TF de 6 semanas iniciando 15 dias após o início da sensibilização. Cada grupo foi dividido em 2 subgrupos. No primeiro foi avaliada a inflamação pulmonar e os níveis de óxido nítrico exalado (NOex) e no segundo, a hiperresponsividade brônquica à metacolina (Mch). Resultados: A sensibilização à OVA induziu a um aumento da densidade de eosinófilos e linfócitos, expressão de IL(interleucina)-4 e IL-13 e na espessura do músculo liso na via aerea assim como espessura do epitélio comparado aos animais não-sensibilizados (p<0,05). Os animais do grupo OVA+TF apresentaram uma redução da densidade de eosinófilos, linfócitos, IL-4 e IL-13 comparado com o grupo OVA (p<0,05). Nem a sensibilização crônica a OVA ou TF influenciaram a expressão das citocinas Th1 (IL-2 e IFN-) ou a expressão das citocinas regulatórias (IL-10 e IL-1-ra) e nos níveis de NOex. Os grupos que realizaram TF tiveram aumento na espessura do epitélio quando comparados com grupos não-treinados embora não há diferença entre os grupos na avaliação da hiperresponsividade brônquica. Conclusão: Nossos resultados sugerem que o TF reduz a inflamação alérgica sem modificar a hiperresponsividade brônquica e o remodelamento das vias aéreas / Background: Aerobic training (TF) has a positive effects on health subjects and bring benefits on the immune system of asthmatic patients. However, its role on allergic immune response remains poorly understood. Objective: To evaluate the effects of TF in chronic allergic inflammation. Methods: Fiftyfour animals, divided in 4 groups: non-trained and non-sensitized (C), nonsensitized and aerobic exercise (TF), ovalbumin sensitized and non-trained (OVA), and sensitized and aerobic exercise (OVA+TF). OVA or saline sensitization was performed during 8 weeks. TF was performed in a treadmill during 6 weeks beginning in the 3rd week of sensitization. Each group were divided in two groups. In the first one, it was evaluated airway inflammation and levels of exhaleted oxide nitric (NOex), on the second, airway hyperresponsiveness to a methacholine (Mch). Results: OVA sensitization induced an increase in the eosinophils and lymphocytes counting, expression of IL-4 and IL-13 and the amount of airway smooth muscle and epithelium thickness compared to non-sensitized animals (p<0.05). Sensitized animals submitted to TF presented a reduction in the eosinophil and lymphocyte counting, expression of IL-4 and IL-13 compared with OVA group (p<0.05) but not OVA-induced changes in airway remodeling (p>0.05). Neither OVA nor TF induced any difference in the expression of Th1 (IL-2 and IFN-) and regulatory cytokine (IL-10 and IL1-ra) and the levels of NOex. Trained groups presented an increase in epithelium thickness as compared to the nontrained groups however we did not find difference between groups on hyperresponsiveness avaliation. Conclusion: Our results suggest that TF reduces allergic airway inflammation without changes in bronchial hyperresponsiveness and airway remodeling

Diss. Linköping : Linköpings universitet, 2004. / Härtill 7 uppsatser.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Silicose é uma doença pulmonar causada pela inalação de partículas de sílica, na qual vários são os mediadores inflamatórios implicados. Neste estudo investigamos o envolvimento do óxido nítrico (NO) nas alterações de função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas, em camundongos estimulados com sílica por via intranasal. Foram analisados parâmetros como i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas ao aerossol com metacolina (3 27 mg/mL) através de sistema de pletismografia invasiva, e ii) alterações morfológicas, mediante técnicas clássicas de histologia e imuno-histoquímica. Verificamos que a instilação de partículas de sílica (10 mg) causou aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonar, bem como de hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina, em tempos que variaram de 2 a 28 dias. Observamos uma correlação temporal com as alterações morfológicas no tecido pulmonar, que refletiram presença de resposta inflamatória e infiltrado celular intenso, seguidos de progressiva fibrose e formação de granulomas. Os tempos de 7 e 28 dias pós-estimulação com sílica foram selecionados para os ensaios subsequentes, por corresponderem às fases aguda e crônica da silicose experimental, respectivamente. Foram detectados níveis elevados de óxido nítrico (NO), bem como de peroxinitrito/expressão da enzima iNOS no lavado broncoalveolar e no tecido pulmonar de camundongos estimulados com sílica, respectivamente. Em outro grupo de experimentos, observamos que camundongos depletados para o gene codificante para a enzima NOS induzida (iNOS) apresentaram abolidas as respostas de aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonares, bem como da hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina em comparação aos animais selvagens (C57BL/6). A inibição da resposta inflamatória e fibrótica granulomatosa foi também notada no caso dos animais nocautes para iNOS. O tratamento com 1400W, um inibidor da enzima iNOS, diminui de forma marcada as alterações de função pulmonar e fibrose tecidual verificadas nos camundongos silicóticos. Em conclusão, nossos resultados mostram que o comprometimento da função pulmonar, representado pelo aumento na resistência/elastância e hiper-reatividade das vias aéreas, mostraram-se correlacionados à maior geração de NO e de peroxinitrito, assim como da expressão da enzima iNOS. A depleção do gene codificante ou, ainda, o bloqueio da enzima iNOS aboliram a resposta de comprometimento da função pulmonar e fibrose tecidual na silicose experimental. Em conjunto estes achados indicam que o NO parece ser um mediador importante no contexto da silicose, colocando-se como um alvo terapêutico em potencial no tratamento de doenças de caráter fibrótico. / Silicosis is a lung disease caused by inhalation of silica particles, which is dependent on several inflammatory mediators. In this study we investigated the role of nitric oxide (NO) in the alteration of lung function and airways hyperreactivity caused by intranasal silica stimulation in mice. The parameters analyzed included: i) lung function (resistance and elastance) and airways hyperreactivity to aerosolized methacholine (3 - 27 mg/mL) by invasive plethysmography, and ii) morphological changes, by classical histological techniques and immunohistochemistry. We found that the instillation of silica particles (10 mg) caused an increase in the baseline levels lung of resistance and elastance and airways hyperreactivity to methacholine, from 2 to 28 days. We noted that there was a temporal correlation with morphological changes in lung tissue, which reflected the presence of an intense inflammatory cell infiltrate, followed by progressive fibrosis and granuloma formation. The time-points of 7 and 28 days post-silica stimulation were chosen for subsequent experiments, because they corrrespond to acute and chronic phases of experimental silicosis, respectively. Higher levels of nitric oxide (NO) and peroxynitrite as well as iNOS expression were detected in the bronchoalveolar lavage and lung tissue of silica-stimulated mice stimulated, respectively. In another group of experiments, we observed that mice depleted for the gene encoding for inducible NOS (iNOS) had the responses of increased basal levels of resistance and elastance lung and airways hyperreactivity abolished as compared to wildtype animals (C57BL/6). Inhibition of the inflammatory and fibrotic granulomatous responses were also inhibited in the case iNOS knockout mice. Treatment with the iNOS inhibitor 1400W markedly suppressed changes in lung function and tissue fibrosis observed in silicotic mice. In conclusion, our results show that suppression of lung function failure, including increased in resistance/elastance as well as airways hyperreactivity were correlated with NO and peroxynitrite generation as well as the iNOS expression. The depletion of the gene encoding to or inhibition of iNOS enzymatic activity abolished the response of lung function and tissue fibrosis in experimental silicosis. Together, these findings indicate that NO is an important mediator in the context of silicosis and suggest that it can be considered a potential therapeutic target for the treatment of fibrotic diseases.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Silicose é uma doença pulmonar causada pela inalação de partículas de sílica, na qual vários são os mediadores inflamatórios implicados. Neste estudo investigamos o envolvimento do óxido nítrico (NO) nas alterações de função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas, em camundongos estimulados com sílica por via intranasal. Foram analisados parâmetros como i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas ao aerossol com metacolina (3 27 mg/mL) através de sistema de pletismografia invasiva, e ii) alterações morfológicas, mediante técnicas clássicas de histologia e imuno-histoquímica. Verificamos que a instilação de partículas de sílica (10 mg) causou aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonar, bem como de hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina, em tempos que variaram de 2 a 28 dias. Observamos uma correlação temporal com as alterações morfológicas no tecido pulmonar, que refletiram presença de resposta inflamatória e infiltrado celular intenso, seguidos de progressiva fibrose e formação de granulomas. Os tempos de 7 e 28 dias pós-estimulação com sílica foram selecionados para os ensaios subsequentes, por corresponderem às fases aguda e crônica da silicose experimental, respectivamente. Foram detectados níveis elevados de óxido nítrico (NO), bem como de peroxinitrito/expressão da enzima iNOS no lavado broncoalveolar e no tecido pulmonar de camundongos estimulados com sílica, respectivamente. Em outro grupo de experimentos, observamos que camundongos depletados para o gene codificante para a enzima NOS induzida (iNOS) apresentaram abolidas as respostas de aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonares, bem como da hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina em comparação aos animais selvagens (C57BL/6). A inibição da resposta inflamatória e fibrótica granulomatosa foi também notada no caso dos animais nocautes para iNOS. O tratamento com 1400W, um inibidor da enzima iNOS, diminui de forma marcada as alterações de função pulmonar e fibrose tecidual verificadas nos camundongos silicóticos. Em conclusão, nossos resultados mostram que o comprometimento da função pulmonar, representado pelo aumento na resistência/elastância e hiper-reatividade das vias aéreas, mostraram-se correlacionados à maior geração de NO e de peroxinitrito, assim como da expressão da enzima iNOS. A depleção do gene codificante ou, ainda, o bloqueio da enzima iNOS aboliram a resposta de comprometimento da função pulmonar e fibrose tecidual na silicose experimental. Em conjunto estes achados indicam que o NO parece ser um mediador importante no contexto da silicose, colocando-se como um alvo terapêutico em potencial no tratamento de doenças de caráter fibrótico. / Silicosis is a lung disease caused by inhalation of silica particles, which is dependent on several inflammatory mediators. In this study we investigated the role of nitric oxide (NO) in the alteration of lung function and airways hyperreactivity caused by intranasal silica stimulation in mice. The parameters analyzed included: i) lung function (resistance and elastance) and airways hyperreactivity to aerosolized methacholine (3 - 27 mg/mL) by invasive plethysmography, and ii) morphological changes, by classical histological techniques and immunohistochemistry. We found that the instillation of silica particles (10 mg) caused an increase in the baseline levels lung of resistance and elastance and airways hyperreactivity to methacholine, from 2 to 28 days. We noted that there was a temporal correlation with morphological changes in lung tissue, which reflected the presence of an intense inflammatory cell infiltrate, followed by progressive fibrosis and granuloma formation. The time-points of 7 and 28 days post-silica stimulation were chosen for subsequent experiments, because they corrrespond to acute and chronic phases of experimental silicosis, respectively. Higher levels of nitric oxide (NO) and peroxynitrite as well as iNOS expression were detected in the bronchoalveolar lavage and lung tissue of silica-stimulated mice stimulated, respectively. In another group of experiments, we observed that mice depleted for the gene encoding for inducible NOS (iNOS) had the responses of increased basal levels of resistance and elastance lung and airways hyperreactivity abolished as compared to wildtype animals (C57BL/6). Inhibition of the inflammatory and fibrotic granulomatous responses were also inhibited in the case iNOS knockout mice. Treatment with the iNOS inhibitor 1400W markedly suppressed changes in lung function and tissue fibrosis observed in silicotic mice. In conclusion, our results show that suppression of lung function failure, including increased in resistance/elastance as well as airways hyperreactivity were correlated with NO and peroxynitrite generation as well as the iNOS expression. The depletion of the gene encoding to or inhibition of iNOS enzymatic activity abolished the response of lung function and tissue fibrosis in experimental silicosis. Together, these findings indicate that NO is an important mediator in the context of silicosis and suggest that it can be considered a potential therapeutic target for the treatment of fibrotic diseases.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2644910 bytes, checksum: 94bc3ca3dd5252435423f525d32a2ea9 (MD5) Previous issue date: 2009-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Asthma is a chronic inflammatory disease characterized by cell migration and bronchial hyperreactivity (HRB). One strategy to treat allergic diseases is the development of new drugs with good efficacy and few side effects. Flavonoids are plant compounds known for its antioxidant, antiallergic and anti-inflammatory activities. Based on this premise, the study aimed to select flavonoids by the immunopharmacological screening and to evaluate prophylactic and therapeutic treatments in the experimental asthma model. For this purpose the flavonoids tested were myricetin, isoramnetin and glycosylated kampherol known as 3-O-[β-D-glycopiranosil-(1→6)-α-L-rhamnopyranosyl]-7-O-α-L-rhamnopyranosyl-kamferol (GRRK). The experimental model was BALB/c mice sensitized and challenged with ovalbumin (OVA) and the treatments were before (prophylactic) or after (therapeutic) to establishment of the experimental asthma model. The three flavonoids inhibited the animal death during the anaphylactic chock reaction induced by OVA and the inflammatory cell migration to the lung; however only the GRRK was used in the following experiments because of its best yield in the purification process. Both prophylactic and therapeutic treatments with GRRK (30 mg/kg) decreased significantly the total number of inflammatory cells (P< 0.05), eosinophils cells (P< 0.05), IL-5 (P< 0.05) and IL-13 (P< 0.05) production from bronchoalveolar lavage (BAL), IgE OVA-specific title (P< 0.01) in the sera, the bronchial hyperreactivity (HRB) (P< 0.05) induced by methacholine and mucus production (P< 0.001) by the globbet cells from the lung as compared with non-treated GRRK animals. The results obtained in the different treatments with GRRK were statistically comparable with that observed in the OVA-sensitized group treated with dexametasone. Moreover, treatment with GRRK was able to reduce the number of CD4+ T cells (p <0.001), B cells (p <0.001), expression of major complex of compatibility II class (MHC II class) and CD40 molecules in the antigen presenting cells (CD11b+ CD11c+) from BAL. Although the GRRK induced a suppressive effect in the Th2 immune response it was not able to exacerbate the Th1 immune response by IFN- production. The production of this cytokine was not modified when compared with non treated animals. The GRRK treatment also was not able to modify the regulatory immune response because there was no significant change in the production of TGF- and the number of TCD4+Foxp3+, a marker of LT regulatory (TReg). These results demonstrated that GRRK treatment before (prophylactic) or after (therapeutic) the establishment of allergic asthma, restored the morpho-functional changes in the airways by Th2-dependent immunossupression, although independent of Th1 and TReg. / A asma é uma doença inflamatória crônica caracterizada por migração celular para os pulmões e hiperreatividade brônquica (HRB). Uma estratégia para o tratamento de doenças alérgicas é o desenvolvimento de novos medicamentos com boa eficácia e poucos efeitos colaterais. Flavonóides são compostos derivados de plantas conhecidos por suas atividades antioxidante, antialérgica e antiinflamatória. Partindo desta premissa, o trabalho teve como objetivo selecionar flavonóides a partir de análises imunofarmacológicas e avaliar os tratamentos profiláticos ou terapêuticos no modelo de asma alérgica experimental. Para tal, os flavonóides testados foram: myricetina, isoramnetina e kanferol glicosilado conhecido por 3-O-[β-D-glycopiranosil-(1→6)-α-L-ramnopiranosil]-7-O-α-L-ramnopiranosil-kanferol (GRRK). O modelo experimental foi realizado em camundongos BALB/c sensibilizados e desafiados com ovalbumina (OVA) e os tratamentos foram antes (profilático) ou após (terapêutico) estabelecer o modelo de asma alérgica experimental. Os três flavonóides inibiram a morte dos animais durante o choque anafilático induzido por OVA e a migração de células da inflamação para os pulmões, entretanto, apenas o GRRK foi usado nos demais experimentos, devido ao seu melhor rendimento no processo de purificação. Os tratamentos profilático e terapêutico com GRRK (30 mg/kg) diminuíram, de forma significativa, o número total de células inflamatórias (P< 0,05), de eosinófilos (P< 0,05) a produção de IL-5 (P< 0,05) e IL-13 (P< 0,05) no lavado broncoalveolar (LBA), o título de IgE-OVA-específica (P< 0,01) no soro, a hiperreatividade brônquica (HRB) (P< 0,05) induzida com metacolina e a produção de muco (P< 0,001) pelas células caliciformes de pulmão quando comparados com os animais não tratados com GRRK e sensibilizado com OVA. Os resultados obtidos nos diferentes tratamentos com GRRK foram comparáveis estatisticamente aos efeitos observados no grupo de animais tratados com a droga padrão dexametasona. Além disso, o tratamento com GRRK foi capaz de diminuir: o número de linfócitos T CD4+ (P< 0,001) e de linfócitos B (P< 0,001), a expressão de moléculas de classe II do complexo principal de histocompatibilidade (MHC II) e da molécula CD40 em células apresentadoras de antígeno (CD11b+CD11c+) do LBA. Embora o tratamento com GRRK tenha induzido um efeito supressor na resposta imune de perfil Th2, não foi capaz de exacerbar a resposta imune Th1 com a produção de IFN- A produção desta citocina se manteve inalterada quando comparada ao grupo de animais não tratados. O tratamento também não foi capaz de alterar a reposta imune reguladora, pois não houve mudança significativa na produção de TGF- e no número de células TCD4+Foxp3+, marcador de LT regulador (LTReg). Esses resultados demonstram que o tratamento com GRRK antes (profilático) ou depois (terapêutico) de estabelecer a asma alérgica experimental, restabeleceu as alterações morfofuncionais das vias aéreas, por um mecanismo modulador das células Th2, embora independente de Th1 e de Treg

Orientador: Sonia Jancar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Landgraf_RichardtGama_D.pdf: 1629843 bytes, checksum: d732dae7c868194b49b83ed52b21a953 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A asma é uma doença inflamatória crônica que envolve, simultaneamente, a participação de diversos tipos celulares, citocinas e mediadores inflamatórios. Apesar do grande número de estudos sobre o papel da bradicinina e do óxido nítrico (NO) na asma, vários aspectos não foram abordados e outros são controversos. Os objetivos deste trabalho foram, em modelo murino de asma: 1) caracterizar alguns parâmetros da inflamação pulmonar como infiltrado de eosinófilos e linfócitos (CD4 +, CD8 +, B, T?d e NK1.1) no espaço aéreo, reatividade das vias aéreas à metacolina e produção de muco e avaliar o efeito de antagonistas de receptor induzível (B1) e constitutivo (B2) da bradicinina nestes parâmetros; 2) comparar o efeito da supressão aguda da síntese de NO (por tratamento com inibidores da síntese) com a ausência constitucional da iNOS (utilizando animais deficientes para este gene) nestes parâmetros; 3) avaliar a cinética da expressão da iNOS no pulmão e o tipo celular responsável pela produção de NO na fase inicial da inflamação alérgica pulmonar. Camundongos foram sensibilizados por injeção intraperitoneal de ovalbumina utilizando hidróxido de alumínio como adjuvante. Uma dose de reforço foi administrada após 7 dias e o desafio antigênico realizado no 14º e 21º dia por aerosol. Os antagonistas de receptores da bradicinina e os inibidores de NO foram administrados por via intraperitoneal 30 minutos antes de cada desafio antigênico. Os resultados obtidos mostram que o tratamento com o antagonista do receptor induzível B1 da bradicinina (R-954) reduziu significativamente o número de eosinófilos no BAL, a hiperreatividade das vias aéreas e a secreção de muco, entretanto não alterou o número de linfócitos no BAL. Por outro lado, o tratamento com o antagonista do receptor constitutivo B2 da bradicinina (HOE-140) aumentou o número de eosinófilos e linfócitos no BAL, porém, não alterou a hiperreatividade das vias aéreas nem a secreção de muco. Estes efeitos dos antagonistas foram semelhantes nas linhagens C57Bl/6 e BALB/c. Estes resultados sugerem que, neste modelo de inflamação alérgica pulmonar, a ativação dos receptores constitutivos da bradicinina regula negativamente a inflamação enquanto que a ativação dos receptores induzíveis regula positivamente. O tratamento com os inibidores de NO, L-NAME ou aminoguanidina, diminuiu o número de eosinófilos e linfócitos no BAL, a hiperreatividade das vias aéreas e a secreção de muco. Surpreendentemente, camundongos deficientes para o gene da iNOS apresentaram inflamação das vias aéreas semelhantes aos camundongos não deficientes, e o tratamento destes camundongos com os inibidores de NO não afetou nenhum dos parâmetros avaliados. Estes dados mostram que a inibição aguda da iNOS tem efeito anti-inflamatório neste modelo de asma, enquanto que a ausência constitutiva desta enzima não tem efeito. Observamos ainda que no BAL obtido 12 horas após o desafio antigênico, as células que expressam marcador fluorescente de NO são células com núcleo polimórfico. Isto coincidiu com o pico de infiltração de neutrófilos para o BAL e com o pico de expressão da iNOS no pulmão. Estes resultados sugerem que neutrófilos do BAL produzem NO na fase inicial da asma murina. Assim, nossos estudos contribuíram para uma melhor compreensão do papel dos receptores constitutivos e induzidos da bradicinina, na asma e sugeriram que a utilização de antagonistas do receptor B1 poderia ter um efeito protetor. Além disso, a demonstração da produção de NO por neutrófilos que migraram para o BAL na fase inicial da inflamação alérgica sugere que inibidores da síntese de NO possam ter efeito protetor quando utilizados em fase precoce da estimulação antigênica / Absract: Asthma is a chronic inflammatory disease that involves simultaneously several cell types, cytokines and inflammatory mediators. Despite the large number of publications dealing with the role of nitric oxide (NO) and bradykinin in asthma, several aspects of the disease were not addressed and some are controvertial. In the present study, using a murine model of asthma, we: 1) characterized some parameters of pulmonary inflammation such as airways infiltration of eosinophil and lymphocytes (CD4 +, CD8 +, B, T?d e NK1.1), airways reactivity to methacholine and mucus secretion and evaluated the effect of antagonists of the inducible (B1) and constitutive (B2) bradikinin receptors in these parameters; 2) compared the effect of acute suppression of NO synthesis (by treatment with NO inhibitors) with the absence of iNOS (using mice deficient for this gene) on these parameters; 3) evaluated the temporal profile of iNOS expression in the lungs and the cell type responsible for lung NO production in the initial phase of lung inflammation. Mice were sensitized by ip injection of ovalbumin using alum as adjuvant. One booster was administered after 7 days and antigen challenge performed on day 14 and 21 by aerosol. The bradykinin receptor antagonists and the NO inhibitors were given ip, 30 min before each challenge. The results obtained show that treatment with the B1 receptor antagonist, R-954 significantly reduced the number of eosinophils in the BAL, airways hyperreactivity and mucus secretion but did not alter the number of BAL lymphocytes. Treatment with the constitutive (B2) bradykinin receptor,HOE-140), however, increased eosinophils and BAL lymphocytes number, but had no effect on airways hyperreactivity nor in mucus secretion. These effects of the antagonists were observed in both, C57Bl/6 e BALB/c mice. These results suggest that, in this model of lung inflammation, activation of constitutive bradykinin receptors would down-regulate the inflammation whereas activation of the inducible receptor would have a pro-inflammatory effect. Treatment with NO inhibitors, L-NAME or aminoguanidine, reduced eosinophils and lymphocytes in BAL, airways hyperreactivity and mucus secretion. Surprisingly, in mice deficient of iNOS gene the airways inflammation was similar to that observed in iNOS sufficient mice and treatment of the deficient mice with the NO inhibitors did not affect the parameters analyzed. These results show that acute inhibition of iNOS has anti-inflammatory effect in this model of asthma whereas the absence of this enzyme has no effect. It was also observed that in the BAL collected 12h after antigen challenge, the cells that expressed a fluorescent NO marker were cells with polymorphic nucleous. This was coincident with the peak of neutrophils infiltration to the BAL and with the peak expression of lung iNOS. These results suggest that BAL neutrophils produce NO in the initial phase of murine asthma. Thus, our studies contributed for a better understanding of the role of the constitutive and inducible bradykinin in asthma and suggest that antagonists of B1 receptor could have a beneficial effect on asthma. Moreover, the demonstration of NO production by neutrófilos that had migrated to the BAL suggests that NO synthesis inhibitors would have a beneficial effect when administered early after antigenic stimulation / Doutorado / Doutor em Farmacologia

INTRODUÇÃO: A indução de tolerância oral atenua a resposta inflamatória e a produção de anticorpos anafiláticos secundários presentes em quadros alérgicos pulmonares tanto em humanos quanto em modelos experimentais. Nestas situações, a modulação do remodelamento brônquico e o papel do óxido nítrico não foram previamente estudados. OBJETIVOS: 1. Desenvolver dois modelos de tolerância oral em cobaias com inflamação crônica pulmonar caracterizando: mecânica pulmonar, hiper-responsividade a metacolina, óxido nítrico exalado (NOex), anticorpos IgG1, inflamação brônquica e eosinofilopoiese. 2. Avaliar o remodelamento brônquico e a expressão da enzima óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) no epitélio brônquico nestes animais. MÉTODOS: As cobaias receberam inalações de ovoalbumina ou soro fisiológico durante 15 minutos ou até que apresentassem desconforto respiratório (este tempo foi denominado tempo de inalação). O protocolo foi repetido duas vezes por semana durante quatro semanas. Para a indução da tolerância foi administrada ovoalbumina a 2% por via oral e oferecida ad libitum, sendo formados os grupos: 1. TO1 (recebeu ovoalbumina oral a 2% a partir da primeira inalação com ovoalbumina); 2. TO2 (recebeu ovoalbumina oral a 2% a partir da quarta inalação com ovoalbumina); 3. SAL (recebeu água ad libitum e inalações com soro fisiológico); 4. OVA (recebeu água ad libitum e inalações com solução de ovoalbumina). Após os animais serem anestesiados e ventilados, foram avaliados: 1. mecânica pulmonar basal e após inalação com ovoalbumina (30mg/ml) ou soro fisiológico, 2. hiper-responsividade brônquica à metacolina, 3. coletado o NOex. Ao final do experimento, os fragmentos pulmonares foram retirados e corados com hematoxilina e eosina, com a técnica histoquímica cianeto resistente para peroxidase eosinofílica (células EPO+), com a técnica imunoistoquímica para a detecção da óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) e com resorcina-fucsina, resorcina-fucsina oxidada e picro-sírius. A medula óssea foi retirada e corada com hematoxilina e eosina. O índice de edema peribrônquico, as células EPO+, os mononucleares e os polimorfonucleares brônquicos e os eosinófilos da medula óssea foram avaliados por morfometria. As células epiteliais brônquicas nNOS+ e as fibras elásticas e colágenas foram avaliadas por densitometria óptica. Os anticorpos IgG1 foram detectados por anafilaxia cutânea passiva. A análise estatística foi feita com o programa SigmaStat e considerado significante um P<0,05. RESULTADOS: Nos grupos TO1 e TO2 houve aumento no tempo de inalação, diminuição na resposta máxima de elastância do sistema respiratório após desafio antigênico e com metacolina, diminuição do edema peribrônquico, dos eosinófilos, dos polimorfonucleares, das fibras elásticas e colágenas, da eosinofilopoiese e dos títulos de IgG1 (P < 0,05). Os mononucleares, a resposta máxima de resistência do sistema respiratório depois do desafio antigênico, e a metacolina diminuíram em TO2 (P < 0,05). O NOex e a percentagem de células epiteliais nNOS+ não foram alterados nos grupos tolerizados. CONCLUSÕES: A indução de tolerância oral concomitante ao início da sensibilização ou depois de estabelecida a resposta alérgica foi capaz de atenuar a inflamação eosinofílica, os títulos de IgG1 e o remodelamento brônquico presentes neste modelo de inflamação crônica pulmonar. A redução dos linfomononucleares e da hiper-responsividade brônquica foi mais efetiva quando a indução de tolerância foi feita em animais previamente sensibilizados. A dissociação entre o controle da inflamação eosinofílica e a avaliação do NOex e da expressão da nNOS no epitélio brônquico sugere um mecanismo novo ativado pela indução de tolerância oral / INTRODUCTION: The oral tolerance induction attenuates the inflammatory response and the production of secondary anaphylactic antibodies present in pulmonary allergy pictures in humans as well as in experimental models. In these situations, the bronchial remodeling modulation and the role of nitric oxide have not been previously studied. OBJECTIVES: 1. To develop two models of oral tolerance in guinea pigs with chronic pulmonary inflammation, characterizing: pulmonary mechanics, hyperreponsiveness to methacholine, exhaled nitric oxide (NOex), IgG1 antibodies, bronchial inflammation and eosinophylopoiesis. 2. To evaluate the bronchial remodeling and the expression of the neuronal nitric oxide synthase enzyme (nNOS) in bronchial epithelium of these animals. METHODS: The guinea pigs were submitted to ovalbumin or saline solution inhalation for 15 minutes or until they presented respiratory stress (this time period was called inhalation time). The protocol was repeated twice a week for 4 weeks. Oral tolerance induction was carried out by the administration of 2% oral ovalbumin, offered ad libitum, and the following groups were formed: 1. OT1 (received 2% oral ovalbumin from the first ovalbumin inhalation; 2. OT2 (received 2% oral ovalbumin from the fourth ovalbumin inhalation; 3. SAL (received water ad libitum and saline solution inhalations; and 4. OVA (received water ad libitum and ovalbumin solution inhalations). After being anesthetized, the animals were ventilated and evaluated regarding: 1. basal pulmonary mechanics and after ovalbumin (30mg/ml) or saline solution inhalation; 2. bronchial hyperresponsiveness to methacholine; and 3. NOex was collected. At the end of the experiment, the pulmonary fragments were removed and stained with hematoxylin-eosin, with the cyanide-resistant eosinophilic peroxidase histochemical technique (EPO+ cells), with the immunohistochemical technique for the detection of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and with Resorcin-fuchsin, Resorcin-fuchsin with oxidation and Picrosirius. The bone marrow was removed and stained with hematoxylin-eosin. The index of peribronchial edema, the EPO+ cells, the bronchial mononuclear and polymorphonuclear cells and the eosinophils from the bone marrow were evaluated by morphometry. The epithelial bronchial nNOS+ cells and the elastic and collagen fibers were evaluated by optical densitometry. IgG1 antibodies were detected by Passive Skin Anaphylaxis. Statistical analysis was performed with the SigmaStat software program and a P value < 0.05 was considered significant. RESULTS: The OT1 and OT2 groups showed increased inhalation time, decrease in the maximum elastance response of the respiratory system after the antigenic challenge and with methacholine, decrease of peribronchial edema, eosinophils, polymorphonuclear, elastic and collagen fibers, eosinophylopoiesis, and IgG1 titers (P < 0.05). The mononuclear cells, the maximum resistance response of the respiratory system after the antigenic challenge and methacholine decreased in OT2 (P < 0.05). NOex and the percentage of nNOS+ epithelial cells were not altered in the tolerized groups. CONCLUSIONS: The oral tolerance induction concomitant to the start of sensitization or after the allergic response has been established, was capable of attenuating the eosinophilic inflammation, IgG1 titers and the bronchial remodeling present in this model of chronic pulmonary inflammation. The decrease in lymphomononuclear cells and bronchial hyperresponsiveness was more effective when the tolerance induction was carried out in animals that had been previously sensitized. The dissociation between the eosinophilic inflammation and NOex evaluation and the expression of nNOS in the bronchial epithelium suggests a new mechanism activated by the oral tolerance induction

O treinamento físico (TF) melhora a resposta imune de indivíduos saudáveis e traz benefícios para o paciente asmático, mas seu papel na resposta alérgica é desconhecido. Objetivo: Avaliar o papel do TF de moderada intensidade na inflamação pulmonar alérgica crônica. Métodos: 54 cobaias, divididas em 4 grupos: grupo controle (C) (não sensibilizados e não treinados), grupo OVA (sensibilizados à ovalbumina (OVA) e não treinados), grupo treinamento físico (TF) (não sensibilizados e submetidos a um TF), e grupo OVA+TF (sensibilizados à OVA e submetidos a um TF). A sensibilização à OVA teve duração de 8 semanas e o programa de TF de 6 semanas iniciando 15 dias após o início da sensibilização. Cada grupo foi dividido em 2 subgrupos. No primeiro foi avaliada a inflamação pulmonar e os níveis de óxido nítrico exalado (NOex) e no segundo, a hiperresponsividade brônquica à metacolina (Mch). Resultados: A sensibilização à OVA induziu a um aumento da densidade de eosinófilos e linfócitos, expressão de IL(interleucina)-4 e IL-13 e na espessura do músculo liso na via aerea assim como espessura do epitélio comparado aos animais não-sensibilizados (p<0,05). Os animais do grupo OVA+TF apresentaram uma redução da densidade de eosinófilos, linfócitos, IL-4 e IL-13 comparado com o grupo OVA (p<0,05). Nem a sensibilização crônica a OVA ou TF influenciaram a expressão das citocinas Th1 (IL-2 e IFN-) ou a expressão das citocinas regulatórias (IL-10 e IL-1-ra) e nos níveis de NOex. Os grupos que realizaram TF tiveram aumento na espessura do epitélio quando comparados com grupos não-treinados embora não há diferença entre os grupos na avaliação da hiperresponsividade brônquica. Conclusão: Nossos resultados sugerem que o TF reduz a inflamação alérgica sem modificar a hiperresponsividade brônquica e o remodelamento das vias aéreas / Background: Aerobic training (TF) has a positive effects on health subjects and bring benefits on the immune system of asthmatic patients. However, its role on allergic immune response remains poorly understood. Objective: To evaluate the effects of TF in chronic allergic inflammation. Methods: Fiftyfour animals, divided in 4 groups: non-trained and non-sensitized (C), nonsensitized and aerobic exercise (TF), ovalbumin sensitized and non-trained (OVA), and sensitized and aerobic exercise (OVA+TF). OVA or saline sensitization was performed during 8 weeks. TF was performed in a treadmill during 6 weeks beginning in the 3rd week of sensitization. Each group were divided in two groups. In the first one, it was evaluated airway inflammation and levels of exhaleted oxide nitric (NOex), on the second, airway hyperresponsiveness to a methacholine (Mch). Results: OVA sensitization induced an increase in the eosinophils and lymphocytes counting, expression of IL-4 and IL-13 and the amount of airway smooth muscle and epithelium thickness compared to non-sensitized animals (p<0.05). Sensitized animals submitted to TF presented a reduction in the eosinophil and lymphocyte counting, expression of IL-4 and IL-13 compared with OVA group (p<0.05) but not OVA-induced changes in airway remodeling (p>0.05). Neither OVA nor TF induced any difference in the expression of Th1 (IL-2 and IFN-) and regulatory cytokine (IL-10 and IL1-ra) and the levels of NOex. Trained groups presented an increase in epithelium thickness as compared to the nontrained groups however we did not find difference between groups on hyperresponsiveness avaliation. Conclusion: Our results suggest that TF reduces allergic airway inflammation without changes in bronchial hyperresponsiveness and airway remodeling