Colonic stromal cells provide critical structural support but also regulate immunity, tolerance and inflammatory responses in the mucosa. Substantial variability and plasticity of mucosal stromal cells has been reported but a paucity of distinct marker genes exist to identify distinct cell states. Here single-cell RNA-sequencing is used to document heterogeneity and subtype specific markers of individual colonic stromal cells in human and mouse. Marker-free transcriptional clustering of fibroblast-like cells derived from healthy human tissue reveals distinct populations corresponding to myofibroblasts and three transcriptionally and functionally dissimilar populations of fibroblasts. A SOX6 high fibroblast subset occupies a position adjacent to the epithelial basement membrane and expresses multiple epithelial morphogens including WNT5A and BMP2. Additional fibroblast subtypes show specific enrichment for chemokine signalling and prostaglandin E₂ synthesis respectively. In ulcerative colitis, substantial remodelling occurs with depletion of the SOX6 high population and emergence of an immune enriched population expressing genes associated with fibroblastic reticular cells including CCL19, CCL21 and IL33. A large murine dataset comprising over 7,000 colonic mesenchymal cells from an acute colitis model and matched healthy controls reveals strong preservation of the SOX6 high and myofibroblast transcriptional signatures. Unsupervised pseudotemporal ordering is used to relate fibroblast subsets to one another producing a branched developmental hierarchy that includes a potential progenitor population with mesothelial characteristics at its origin. This work provides a molecular basis for re-classification of colonic stromal cells and identifies pathological changes in these cells underpinning inflammation in UC.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-13Bitstream added on 2014-06-13T20:03:06Z : No. of bitstreams: 1 luchini_ac_dr_botib.pdf: 2243081 bytes, checksum: a1465c64a552ee7a141136b663467ceb (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As cumarinas representam uma importante classe de compostos fenólicos com inúmeras propriedades farmacológicas que incluem inibição da peroxidação lipídica, da geração de ânion superóxido dependente de neutrófilos, da citotoxicidade induzida por hidroperóxido de ácido linoleíco, da atividade de lipooxigenases e ciclooxigenases, além de agirem como agentes imunossupressores e antiinflamatórios. Todas estas propriedades são essenciais para que um produto seja potencialmente ativo para o tratamento das doenças inflamatórias intestinais (DII). A sulfassalazina (primeira opção terapêutica no tratamento das DII) possui vários efeitos colaterais, especialmente quando usada em altas doses ou em períodos longos de tratamento. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se cumarina e 4-hidroxi-cumarina possuem efeitos preventivos e/ou curativos no modelo de colite induzida por ácido trinitrobenzenosulfônico (TNBS) em ratos e também se as associações de cumarina ou 4-hidroxi-cumarina com doses menores de sulfassalazina produzem efeitos antiinflamatórios com menor incidência de efeitos colaterais decorrentes da administração da sulfassalazina. Além disso, foram feitos estudos complementares para verificar se tais cumarinas modulam a produção de citocinas próinflamatórias em cultivos celulares in vitro e ex vivo. Este estudo testou a atividade antiinflamatória dos compostos-testes cumarina (2,5 a 50mg/Kg) e 4-hidroxicumarina (5 a 50mg/Kg) e das associações de cumarina com a sulfassalazina (C5+S5; C5+S15 e C5+S25) ou da 4-hidroxi-cumarina com a sulfassalazina (4-OHC25+S5, 4-OHC25+S15 e 4-OHC25+S25) em duas condições experimentais distintas: quando a mucosa colônica está intacta (efeito preventivo); quando a mucosa colônica está afetada por um processo inflamatório intestinal (efeito curativo) assim como preventivo da recidiva do processo inflamatório... / Coumarins comprise an important class of phenolic compounds with many pharmacological properties that includes inhibition of membrane lipid peroxidation, inhibition on neutrophil-dependent superoxide anion generation, inhibition on the linoleic acid hydroperoxide-induced cytotoxicity, and inhibition on cyclooxygenase and lipoxygenase activities, which could result in antiinflammatory and immunosuppressant effect. Those are some desired features for a candidate compound in the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD). On the other hand, the IBD are life persisting diseases with unpredictable episodic reactivations and difficult treatment in severe cases. Sulfasalazine, the first choice drug in the treatment of mild to moderately active IBD cases, presents serious side effects when used in high doses or in long-term treatment. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of coumarin and 4-hydroxy-coumarin in rat experimental intestinal inflammation. Additionally, we evaluated the possibility of coumarins association to sulfasalazine in rat intestinal inflammatory conditions. For this purpose, the antiinflammatory activity of test compounds, coumarin (2.5 to 50mg/kg) and 4-hydroxy-coumarin (5 to 50mg/kg) and associations of coumarin with sulfasalazine (C5 plus S5, C5 plus S15, C5 plus S25) or 4-hydroxy-coumarin with sulfasalazine (4-OHC25 plus S5, 4-OHC25 plus S15 and 4-OHC25 plus S25) were tested in the model of trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) induced rat colitis in two different experimental conditions: when the colonic mucosa is intact (preventive effect), and when a previous inflammatory damage is caused to the colonic mucosa (curative effect), additionally to a reactivation of the inflammatory process (relapse prevention). The colonic damage was evaluated macroscopically, histologically and biochemically. For cell cultures evaluation of cytokine ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientadores: Alba Regina Monteiro Souza Brito, Elisangela Farias Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T00:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_CibeleLimade_D.pdf: 1778868 bytes, checksum: a9a755f5ae6caae2a3d6ffe56099e46b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Apesar da amplitude de possibilidades terapêuticas, ainda não existe um tratamento ideal para as doenças inflamatórias intestinais (DII), com perfil adequado de eficácia e segurança. Por essa razão, é de grande interesse estudar agentes com pouco efeito colateral, como um nutracêutico, no tratamento/prevenção dessas enfermidades. Neste contexto, surgiu o interesse em se estudar couve e mamão, vegetais com alto teor de carotenóides e fibras dietéticas, além de ter baixo custo e ser de uso comum na dieta de brasileiros. Sabe-se que substâncias antioxidantes e os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), principalmente o ácido butírico, proveniente da fermentação de fibras dietéticas, podem estar envolvidas na prevenção e tratamento de doenças intestinais. O ácido butírico é substrato para a reparação do tecido inflamado e inibe fatores pró-inflamatórios; portanto, quantificar a produção desse ácido é imprescindível, dado que quanto maior for sua produção, maior será a eficiência da dieta para a recuperação do tecido. Para tanto, foi realizada uma análise in vitro que demonstrou que a dose de 0,3 g couve acrescido de 0,2 g de mamão era a dieta que produzia maiores quantidades de butirato, o dado foi obtido através da leitura por cromatografia de íons, metodologia essa padronizada e validada pelo grupo de pesquisa. Após a escolha da proporção dos vegetais, seguiu-se o estudo in vivo. A princípio, verificou-se a ação da mistura na modulação da microbiota intestinal em ratos saudáveis, assim como em ratos com colite induzida por ácido trinitrobenzenosulfônico (TNBS), pelo aumento do número de colônias de bactérias benéficas e redução do número de colônias de bactérias potencialmente patogênicas. Estudos têm demonstrado que o efeito prebiótico é benéfico na prevenção ou melhora dos diferentes sinais e sintomas envolvidos nas DII. Isso foi confirmado no presente estudo, uma vez que o tratamento dos ratos colíticos com a mistura que apresentou efeito prebiótico foi capaz de exercer efeito antiinflamatório intestinal, já que os animais tratados apresentaram diminuição no escore da lesão e dos níveis de alguns mediadores pró-inflamatórios, como o TNF-a, IL-1ß, atividade da MPO e expressão de iNOS. Os mesmos resultados não foram observados quando os animais foram tratados com os vegetais isolados. Conclui-se, que a mistura de couve e mamão mostrou habilidade em modular a microbiota intestinal, tanto em ratos saudáveis quanto em ratos com colite experimental induzida por TNBS; que esse efeito prebiótico veio acompanhado de recuperação da inflamação intestinal em ratos colíticos; e que houve uma ação sinérgica dos componentes ativos da couve e do mamão, quando esses estão associados. / Abstract: Despite the range of therapeutic possibilities, there is still no ideal treatment for inflammatory bowel disease (IBD), with the right profile of efficacy and safety. For this reason, it is of great interest to study agents with little side effect, as a nutraceutical, on the treatment/prevention of such diseases. In this context, emerged the interest in studying kale and papaya plants with high content of carotenoids and dietary fiber, in addition to low cost and their common use in the diet of Brazilians. It is known that antioxidants and short chain fatty acids (SCFA), especially butyric acid, obtained from the fermentation of dietary fiber, may be involved in the prevention and treatment of intestinal diseases. The butyric acid is a substrate for the repair of inflamed tissue and inhibits pro-inflammatory factors; for that reason, to quantify the production of this acid is mandatory, given that the higher the production, the greater the efficiency of the diet for tissue recovery. Therefore, an in vitro analysis showed that the dose of 0.3 g of kale with 0.2 g of papaya was the one that produced the greatest amount of butyrate. The data was obtained by ion chromatography readings, methodology standardized and validated by the research group. After choosing the proportion of the vegetables, the next step was an in vivo study. At first, the action of the mixture in the modulation of bacterial flora was checked in healthy rats, as well as in rats with colitis induced by trinitrobenzenosulfonic acid (TNBS), by the increase on the number of colonies of beneficial bacteria and the reduction on the number of potentially pathogenic bacteria colonies. Studies have demonstrated that the prebiotic effect is beneficial in the prevention or improvement of the different signs and symptoms involved in IBD. This was confirmed by this study, since the treatment of the affected rats with the mixture that showed prebiotic effect was able to exert intestinal anti-inflammatory effect, since the treated animals showed lower scores of the lesion and reduced some pro-inflammatory mediators such as TNF-a, IL-1ß, MPO activity and iNOS expression. The same results were not observed when the animals were treated with the isolated plants. It can be concluded that the mixture of kale and papaya showed ability to modulate the intestinal flora in both healthy rats and in rats with experimental colitis induced by TNBS, whereas this prebiotic effect was accompanied by recovery of intestinal inflammation in rats with colitis and that there was a synergistic action of the active components of kale and papaya, when these are combined. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Alba Regina Monteiro Souza Brito, Anderson Luiz Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manzo_LuisPauloBognoni_M.pdf: 4711838 bytes, checksum: 0267d7f30b132c874529cd6a03786252 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A retocolite Ulcerativa Inespecífica e a Doença de Chron são as principais doenças inflamatórias intestinais. Apesar dos crescentes esforços, não se sabe ainda suas causas. Os tratamentos ainda não são eficazes, as drogas atuais são eficazes na indução da remissão mas não determinam sua cura. Os efeitos colaterais são severos, o que acarreta em baixa adesão ao tratamento. Os produtos naturais tem sido fonte de compostos usados por todo o mundo em diferentes áreas da medicina e ciência. O tratamento oral com geléia real na dose de 100 mg/Kg mostrou-se capaz de aumentar os níveis de grupamentos sulfídrica (GSH) e também a atividade da enzima glutationa peroxidase (GSH-Px) em camundongos com colite induzida por TNBS. A expressão de COX-2 e NF-kB também foram diminuídos, tais resultados demonstram efeitos antioxidantes e antiinflamatórios da geléia real nesta dose neste modelo de colite experimental. O Tratamento intrarretal com a proteína MRJP3 (50 ?g/animal) foi capaz de diminuir os níveis de IL-1? no cólon dos camundongos Balb/c submetidos a colite induzida por DSS. Uma vez que os níveis de IL-6 e IL-10 não foram alterados pelo tratamento intrarretal com MRJP3 50 ?g/animal, podemos afirmar que a proteína não atua pela via da IL-10. Estes efeitos antioxidantes e anti-inflamatórios observados durante o desenvolvimento da colite induzida por TNBS e por DSS em camundongos, podem ser de significativa importância pois abrem portas e encorajam novas pesquisas com a geléia real e sua respectiva proteína MRJP3, motivando novos estudos acerca de outos agentes antioxidantes e outros mediadores anti-inflamatórios envolvidos nestes modelos de colite experimental / Abstract: Ulcerative Colitis and Chron's Disease are the two major forms of IBD. Despite all efforts, these complications of the GTI are still lacking an effective therapy for their cure. Side effects, high cost and low adhesion to treatment are among the negative aspects. Natural products have been a source of widely used compounds in distinct areas of medicine and research. Royal Jelly (RJ) 100 mg/Kg was capable of augmenting the levels of glutathione (GSH) and the activity of glutathione peroxidase (GSH-Px) in mice undergoing TNBS-induced colitis. Furthermore, COX-2 and NF-kB had their expression decreased by the oral administration of RJ 100 mg/Kg. Intra-rectal MRJP3 treatment (50 ?g/animal) was capable of decreasing the levels of IL-1? in mice undergoing DSS-induced colitis, whereas the levels of IL-10 and IL-6 were not altered by MRJP3 50 ?g instillation, what indicates that this decrease is not IL-10-induced. The antioxidant and anti-inflammatory effects observed during the development of DSS and TNBS-induced colitis in mice, may be of crucial importance, since they open and encourage new studies focused on this nourishing substance, especially in experimental models of colitis / Mestrado / Farmacologia / Mestre em Farmacologia

Orientador: Alba Regina Monteiro Souza Brito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_FelipeMeirade_D.pdf: 5634635 bytes, checksum: 78374f3fbaac985834cc384c5652485c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As doenças inflamatórias intestinais (DII) compreendem doença de Crohn e reto-colite ulcerativa inespecífica, ambas caracterizadas por processo inflamatório crônico e descontrolado no intestino mediado por células do sistema imune. DII tem sido objeto de extensas pesquisas nos últimos anos; indefinição sobre etiologia e ausência de tratamento eficaz os justificam. Nesse cenário, produtos naturais surgem como alternativas terapêuticas, uma vez que moléculas com atividade farmacológica pronunciada, especialmente compostos fenólicos, têm merecido destaque. Neste trabalho foram avaliadas três frações orgânicas (aquosa - Aq, butanólica - BuOH, e acetato de EtOAc) obtidas a partir das cascas de Rhizophora mangle em modelos experimentais de colite induzida por dextrana sal sódico (DSS) em camundongos e ácido 2,4,6-tri-nitro-benzeno-sulfônico (TNBS) em ratos. BuOH (0.5 e 1.5 mg.Kg-1) e EtOAc (1.5 mg.Kg-1) foram efetivas no modelo de colite por DSS, enquanto BuOH 0.5 mg.K-1 e EtOAc 1.5 mg.Kg-1 mostraram-se eficazes na colite aguda por TNBS. No modelo sub-crônico de colite os tratamentos BuOH e EtOAc reduziram novamente os danos causados pelo TNBS, embora BuOH tenha se mostrado mais eficiente. A avaliação de mediadores envolvidos nesses modelos experimentais mostrou que tanto BuOH quanto EtOAc exercem ação sobre a atividade da glutationa peroxidase (GSH-Px) e mieloperoxidase (MPO) bem como sobre os níveis das citocinas pró-inflamatórias fator de necrose tumoral-? (TNF-?), interferon-? (IFN-?), interleucinas 1?, 6 e 12 (IL-1?, IL-6 e IL-12), além de reduzirem a expressão de ciclo-oxigenase-2 (COX-2) no modelo de DSS. No modelo sub-crônico de colite induzida por TNBS, às duas frações atuaram sobre a atividade da GSH-Px e catalase (CAT) e sobre os níveis de glutationa (GSH), TNF-? e IL-12; EtOH também reduziu os níveis de IL-6 e levou ao aumento de citocina anti-inflamatória interleucina-10 (IL-10), BuOH por sua vez mostrou-se eficaz em reduzir o índice de peroxidação lipídica (TBARS) e atividade da MPO, atuando também sobre a expressão de ciclo-oxigenase-1 (COX-1). A análise fitoquímica revelou presença de procianidinas oligoméricas nas duas frações ativas, BuOH e EtOAc, sugerindo que estas substâncias sejam responsáveis pelos efeitos produzidos pelos tratamentos experimentais. As frações BuOH e EtOAc apresentaram efeitos importantes sobre os componentes imune, inflamatório e oxidante em modelos experimentais de colite induzida por TNBS e DSS em doses consideradas baixas para uma mistura de substâncias. As procianidinas de R. mangle surgem então como alternativa terapêutica interessante sobre as DII / Abstract: Inflammatory bowel diseases (IBD) comprises Crohn's disease and ulcerative colitis, both are characterized by an immune-mediated chronic inflammatory process in the gut. IBD have been studied over the past few years; undefined etiology and the absence of effective treatments justify these studies. In this scenario, natural products arises as therapeutic alternative, once various studies in animal models have shown efficient treatments. Nowadays, molecules with pronounced pharmacological activities, especially phenolic compounds, have been highlighted. In this work three organic fractions (aqueous - Aq, butanolic - BuOH and ethyl acetate - EtOAc) obtained from Rhizophora mangle barks were evaluated in experimental models of dextran sodium sulphate (DSS)-induced colitis in mice and 2,4,6-tri-nitro-benzene sulphonic acid (TNBS)-induced colitis in rats. BuOH (0.5 and 1.5 mg.Kg-1) and EtOAc (1.5 mg.Kg-1) were effective in the DSS-induced model, while BuOH (0.5 mg.Kg-1) and EtOAc (1.5 mg.Kg-1) were also effective in acute TNBS-induced model of colitis, which lead to the evaluation of these last ones in sub-chronic TNBS-induced models of colitis. In this model, both treatments reduced the injury provoked by the instillation of TNBS, although BuOH has shown more efficiency. The evaluation of the mediators involved in these experimental models showed that either BuOH as EtOAc act on the glutathione peroxidase (GSH-Px) and myeloperoxidase activities as well as on pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor- (TNF-?), interferon- (IFN-?) and interleukins -1?, 6 and 12 (IL-1, IL-6 and IL-12) levels, and down-regulation of ciclo-oxygenase-2 (COX-2) expression in the DSS-induced model of colitis. Whereas in the sub-chronic TNBS-induced model of colitis, both fractions showed effects on the GSH-Px and catalase (CAT) activities, and glutathione (GSH), TNF-? and IL-12 levels; EtOAc also reduced IL-6 levels and lead to the enhancement of the levels of an anti-inflammatory cytokine, interlukin-10 (IL-10), on the other hand BuOH showed to be efficient in reducing lipid peroxidation index (TBARS) and MPO activity, acting on the upregulation of cyclo-oxygenase-1 (COX-1). Phytochemistry analysis reveals the presence of oligomeric procyanidins in both fractions, BuOH and EtOAc, suggesting that these substances are responsible for the effects produced by the experimental treatments. BuOH and EtOAc fractions presented important effects on the immune, inflammatory and oxidant components in the experimental models of TNBS and DSS-induced colitis using doses, considered, lower for a mixture of substances. The procyanidins of R. mangle became an interesting alternative therapeutic for IBD / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Alba Regina Monteiro Souza Brito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:16:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AnaCristinaAlvesde_D.pdf: 2447485 bytes, checksum: 029d5569d7c4d1eaaffa8f4a530937dd (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A Doença Inflamatória Intestinal (DII), que compreende a Doença de Crohn (DC) e a Retocolite Ulcerativa (RCU), é marcada por resposta inflamatória exacerbada a componentes da microbiota, com danos à mucosa do cólon. O tratamento de DII envolve drogas ineficazes para a remissão de todos os parâmetros da doença, com vários efeitos colaterais e custo elevado, o que motiva a busca de novos agentes terapêuticos. Sendo os produtos naturais uma importante fonte para desenvolvimento de medicamentos, buscou-se, nesse trabalho, avaliar o efeito do alcaloide índigo em modelos experimentais de colite. Inicialmente, foi avaliado o tratamento oral com índigo em colite aguda induzida por ácido trinitrobenzeno sulfônico (TNBS) em ratos HanUnib: WH (Wistar), um modelo experimental de DC. O tratamento com índigo resultou em redução da lesão macroscópica, medida através de escore, na dose de 3 mg/kg, e da área de lesão ulcerativa (doses 0,1; 3; 10 e 30 mg/kg). Apenas a administração da maior dose (30 mg/kg) evitou o aumento da razão peso/comprimento do cólon e não houve diminuição da diarreia e aderência do cólon, após tratamento com o alcaloide. Danos histológicos foram minimizados no cólon de animais tratados com índigo (3, 6 e 12 mg/kg). Como a lesão macroscópica por TNBS é bastante severa, a dose de 3 mg/kg, que reduziu tanto o índice (escore) quanto a área de lesão, foi selecionada para as análises posteriores. Nos ratos tratados com índigo (3 mg/kg), houve aumento na atividade da superóxido dismutase (SOD) e redução da atividade da glutationa peroxidase (GPx), redução dos níveis de peroxidação lipídica (LPO) e, parcialmente, de glutationa (GSH), sem alteração significativa na atividade da glutationa redutase (GR) e catalase (CAT). O tratamento com índigo (3 mg/kg) evitou aumento da expressão de ciclooxigenase 2 (COX-2), e não mostrou efeito significativo na expressão de fator nuclear de transcrição ?B (NF-?B) e na concentração de citocina anti-inflamatória interleucina 10 (IL-10). O segundo modelo experimental empregado neste trabalho foi a indução de colite aguda por dextrana sal sódico (DSS), em camundongos Unib: SW (Swiss), que apresenta similaridades com a RCU. A administração de índigo (3 mg/kg) não levou à redução significativa do índice de atividade da doença (DAI), o qual engloba alteração de peso corporal, presença de diarreia e sangue nas fezes; entretanto, foi eficaz em evitar o aumento da razão peso/comprimento do cólon. Em análise histológica, notou-se menor gravidade dos danos causados pelo DSS (aumento da parede do cólon, com infiltração celular na mucosa e submucosa, desorganização do epitélio). No cólon de animais tratados com índigo, observou-se aumento na atividade da SOD, não acompanhada de mudanças nos níveis de GSH e atividade da GPx, GR e CAT. O alcaloide inibiu aumento na concentração cólica da citocina IL-6, mas não da interleucina IL-1?. Em modelo experimental de colite crônica, com recidiva, associada a câncer de cólon por azoximetano e DSS (AOM/DSS) em camundongos Unib: SW (Swiss) machos, a administração de índigo reduziu a mortalidade, minimizou a perda de massa corporal dos animais e evitou o aumento da razão peso/comprimento do cólon. A substância teste, entretanto, não foi capaz de reduzir o DAI, nesse experimento, por não minimizar a perda de consistência e o aparecimento de sangue nas fezes. No modelo de colite crônica por AOM/DSS (9 semanas), animais sadios tratados com salina fisiológica (veículo) ou índigo (3 mg/kg) foram monitorados para análise de sinais de toxicidade do alcaloide, a partir dos parâmetros: mortalidade, evolução de peso corporal, consumo de ração, peso e avaliação macroscópica dos órgãos coração, pulmões, rins e fígado. Não foram encontrados indícios de toxicidade nos parâmetros avaliados, mas devido à mortalidade de 17 % dos camundongos tratados com índigo, foi realizado teste de toxicidade aguda de dose única. Após 14 dias da administração oral e intraperitoneal de índigo (1000 mg/kg), em camundongos Unib:SW (Swiss) machos e fêmeas, não foram observadas alterações na evolução de peso corporal, consumo de água e ração, peso de órgãos vitais, comportamento e sobrevivência dos animais. Em suma, o alcaloide índigo apresentou efeito anti-inflamatório em modelos de colite por TNBS, DSS e AOM/DSS. A redução do estresse oxidativo deve ter papel central na redução das lesões causadas pelo TNBS, enquanto que na colite por DSS, a regulação da IL-6 parece ser determinante para redução dos danos. Apesar de não minimizar todos os parâmetros de danos causados pela colite, o tratamento com índigo possibilitou que os animais ficassem, em geral, menos debilitados (evidenciado pelo maior peso e consumo de ração) que os animais não tratados / Abstract: Inflammatory Bowel diseases (IBD) are known as na exacerbated imune response within the intestinal tract, mainly the mucosa of the colon. The IBD treatment is rather ineffective, including various side effects and high costs. Thus, the research with active compounds may bring therapeutic alternatives for IBD. Since natural products have been a vast source for pharmacology, we decided to investigate the effect of Indigo alkaloid in experimental models of IBD. The oral administration of Indigo (3 mg/Kg) in trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) -induced colitis showed beneficial results in the macroscopic and microscopic lesions, without significant results in the other evaluated parameters (diarrhea and intestine adhesion). We observed a reduction in the sulfhydryl groups (GSH) and in the activity of Glutathione peroxidase (GPx), an increase in the activity of Superoxide Dismutase (SOD) and Lipid Peroxidation (LPO). The treatment with Indigo (3 mg/Kg) prevented an increase in the LPO levels, and partially, the reduction of GSH levels. Furthermore, Indigo inhibited the increase of Cycloxigenase 2 (COX-2) expression. In the Indigo-treated animals, the expression of the Nuclear Factor kB (NF-kB) and the concentration of interleukin 10 (IL-10) were kept at intermediary levels between the healthy group and the non-treated colitic group (Veículo + TNBS). In the Dextran Sodium Salt (DSS), Indigo showed no effect on the disease associated index (DAI), which includes body weight reduction, consistence and blood in feces. However, the 7-day oral treatment with Indigo was capable of avoiding the weight/length ratio of the colon, which is usually augmented in the intestinal inflammation. In the histological, we observed a thickening of the intestinal wall, with mucosal and submucosal cell infiltration, necrotic areas as well as epithelium disorganization in the DSS-induced inflammation. The treatment with Indigo showed less severe morphological lesions. In the Dss-induced colitis, IL-6 and IL-1? levels were higher in the negative control group (DSS), which was prevented with the treatment with Indigo. In the azoximethane/DSS-cancer associated recidive model of colitis, the administration of Indigo lowered the death rate, minimized the body weight loss and also prevented the increase in the wejght/length ratio of the colon. The test substance, however, was not capable of of reducing DAI in this model, since it didn't minimize the loss of consistence and neither the blood in feces. Animals treated with saline or Indigo for 9 weeks were used for the analyses of Indigo toxicity through the following parameters: body weight evolution, chaw consumption, organ weight and macroscopic evaluation (heart, kidneys, lung and liver). In this analysis, no signs of toxicity were found for this dose of Indigo. Although it did not enhance all the parameters studied in this model of colitis, we observed that the Indigo-treated animals were, in general, less debilitated than the non-treated ones. Other studies and parameters have to be performed for a better understanding of the alkaloid effects in the intestinal inflammation / Doutorado / Fármacos, Medicamentos e Insumos para Saúde / Doutora em Ciências

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Inflammatory bowel disease (IBD) is a serious, complex disease that is challenging to treat effectively and affects over 5 million people globally. Current treatment goals for both subtypes of IBD, Ulcerative Colitis (UC) and Crohn Disease (CD), focus on attaining and maintaining remission through anti-inflammatory agents, immunomodulators, or biologics. In spite of these treatments, more than 25% of patients require devastating surgical removal of part of their colon due to severe inflammation. Recent advances in our understanding of serotonergic effects beyond the central nervous system (CNS) provide encouragement for IBD treatment. The newest member of serotonin receptor family, the 5-HT7 subtype, is involved in the release of pro-inflammatory cytokines following stimulation by serotonin in the gastrointestinal tract (GIT). Khan et al have shown that inflammation associated with the DSS and DNBS mouse models of IBD is significantly attenuated in knock-out mice lacking the 5-HT7 receptor or mice treated with 5-HT7 selective antagonists. Previously reported 5-HT7 receptor antagonists (e.g., SB-269970) readily crosses the blood brain barrier (BBB) and are therefore not good choices for IBD treatments. Our group has identified a novel series of arylpiperazinyl lactones with high affinity and excellent selectivity for the 5-HT7. The aim of this project is to design, synthesize, and characterize new gamma-butyrolactone-based 5-HT7 ligands with high affinity, good selectively, acceptable drug-like properties, with limited access to the CNS. A total of 18 compounds were successfully synthesized and evaluated as potential new lead compounds for the treatment of IBD. / Pharmaceutical Sciences

The intestinal mucosa is made up of complex secreted mucus layer consist of mainly mucin 2 (MUC2) and antimicrobial components that defend the underlining cellular barrier from intrusion by luminal microbiota and toxins. In inflammatory bowel diseases (IBD), the mucosal integrity is compromised. This can result from a combination of altered host genetics, gut immune responses and environment factors. However, it is the presence of intestinal bacteria that is central to the pathogenesis of IBD. As part of the dynamic gut microbial flora, mucolytic bacteria produce a wide range of glycosidases that are able to remove the outer oligosaccharide chains of MUC2, which allow other luminal bacteria to further degrade the mucin. We hypothesised that increased mucolytic bacteria will cause excessive degradation of the mucus layer, which in turn, allow more luminal bacteria to be in close proximity to the underlining epithelial cells resulting in inflammation. Consistent with our group’s previous semi-quantitative bacterial 16S rRNA gene clone library analysis, we found increased Ruminococcus gnavus in non-inflamed ulcerative colitis (UC) mucosa. R. gnavus was previously isolated by others based on its mucolytic property. In this study, we quantify total mucosa-associated bacteria and mucolytic bacteria, namely, R. gnavus, R. torques, Akkermansia muciniphila and bifidobacteria. We were able to show quantitatively that total mucosa-associated bacteria were increased in IBD. There was also a population shift in the mucosa-associated mucolytic bacteria, which were increased overall. There was significantly more R. gnavus in non-inflamed IBD biopsies. For the first time, we were also able to demonstrate that R. gnavus can degrade human MUC2 in vitro. To examine whether the numerical association of R. gnavus in IBD does have functional influence on intestinal inflammation and Paneth cell antimicrobial peptide gene expression, we fed mice with R. gnavus. Interestingly, R. gnavus feeding did not result in histological or molecular evidence of gut inflammation; however, it was able to specifically induce Paneth cell cryptdins and lysozyme P genes expression in 3 week old, antibiotic pre-treated C57BL/6 mice. This demonstrated that R. gnavus is not a pathogenic bacterium, which will directly cause colitis. However, the increased Paneth cell response suggested the need for host innate defence when R. gnavus is increased. Other than bacterial degradation, altered host genetics will also influence the mucus barrier. There is evidence to suggest that the MUC2 gene is highly unstable and is susceptible to gene copy number variation (CNV). Therefore, we hypothesised that MUC2 CNV is present, which may result in altered oligomerisation of the MUC2 glycoprotein causing endoplasmic reticulum stress of the goblet cells that appears to be characteristic of UC. Currently, our data partly support the presence of MUC2 CNV. However, further investigation is required to verify the MUC2 CNV identity. Only then can a high throughput methodology be designed to screen a large population for any association with IBD.