Tese de mestrado integrado. Bioengenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-11Bitstream added on 2014-06-13T20:32:57Z : No. of bitstreams: 1 souza_alr_me_arafcf.pdf: 951216 bytes, checksum: 70cd598a05fc4ed9f5bbfed1f2fff0df (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A esquistossomose é uma infecção parasitária causada pelo trematódeo do gênero Schistosoma. Afeta aproximadamente 200 milhões de pessoas, matando cerca de 280.000 pessoas por ano, com uma grande porcentagem dos indivíduos infectados residindo na África. Praziquantel (PRZ) é ativo contra todas as espécies de Schistosoma e é considerado o fármaco de escolha para o tratamento de tal doença. No entanto, sua baixa solubilidade em água e o risco de resistência ou tolerância do parasita ao PRZ justificam a importância de desenvolver uma alternativa tecnológica para obtenção de um produto farmacêutico que pode aumentar a eficácia terapêutica e melhorar a biodisponibilidade deste fármaco. Lipossomas têm sido utilizados com sucesso na área farmacêutica e vários estudos clínicos têm demonstrado sua versatilidade para compartimentalizar e modificar o comportamento de fármacos. Os lipossomas são capazes de modificar várias propriedades de fármacos, tais como sua farmacocinética e, no caso de fármacos lipofílicos, sua solubilidade e biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das dispersões lipídicas contendo PRZ e sua eficácia in vivo contra a cepa tolerante BH. O transporte do fármaco através da membrana intestinal foi avaliado empregando o modelo do saco intestinal invertido. / Schistosomiasis is a parasitic infection caused by trematode of the genus Schistosoma. It affects approximately 200 million people, killing as many as 280.000 people per year, with a large percentage of infected individuals residing in Africa. Praziquantel (PRZ) is active against all species of Schistosoma and it is considered the drug of choice for the treatment of such disease. However, its low water solubility and the risk of parasite resistance or tolerance to PRZ justify the importance to develop an alternative technology to obtain a pharmaceutical product that can increase the therapeutic efficacy and improve the bioavailability of this drug. Liposomes have been successfully used in the pharmaceutical area and some clinical studies have demonstrated its versatility to compartmentalize and to modify the drug behavior. Liposomes are able to modify several properties of a drug, such as its pharmacokinetics and, in the case of lipophilic drugs, their solubility and bioavailability. The aim of this work was to evaluate the effect of lipid dispersions containing PRZ and its in vivo efficacy against a BH tolerant strain. The transport of the drug through the intestinal membrane was evaluated by means of the everted gut sac model. In order to assess the effect of increasing both PC and PRZ concentrations during the structuration of these systems, they were characterized by means of SAXS, rheology, dynamic light scattering and polarized light microscopy.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3119_1.pdf: 2321356 bytes, checksum: 49c75aa223017a3b43c4f8a9e2b19c91 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / A Resistência à Insulina (RI), além de provocar alterações no metabolismo dos carboidratos, pode promover anormalidades no metabolismo lipídico, que apresentam uma forte relação com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares (DCVs). Esses distúrbios lipídicos ainda não estão bem definidos, podendo elevar o risco de eventos coronarianos em uma determinada população. As razões triglicerídio (TG)/HDL-colesterol (HDL-c), não-HDL-colesterol (não-HDL-c)/HDL-c, Colesterol Total (CT)/HDL-c (Castelli I) e LDL-colesterol (LDL-c)/HDL-c (Castelli II) têm sido utilizadas como instrumentos para acessar o risco de surgimento de DCVs. O diagnóstico de RI é de alta complexidade para ser avaliado e, na região Nordeste do Brasil, atualmente não há levantamento epidemiológico nem indicações de sua contribuição para o risco de DCVs. Os objetivos deste trabalho consistem em pesquisar a prevalência de RI utilizando o método QUICKI (Índice para Checagem da Sensibilidade à Insulina), estabelecer o ponto de corte de QUICKI adequado à população do Nordeste do Brasil, avaliar a influência de RI sobre os índices lipídicos e sua relação com o risco de evento coronariano, acessado pelo clássico Escore de Risco de Framingham, além da relação com distúrbios da Síndrome Metabólica X. Foram coletadas amostras sanguíneas de 7128 voluntários (2124 homens e 5004 mulheres) normoglicêmicos, bem como foram aferidos seus níveis pressóricos, quantificados os parâmetros antropométricos e bioquímicos, tais como: Glicemia (G) e concentrações séricas de CT, HDL-c e TG, por metodologia enzimática; LDL-c e VLDLcolesterol (VLDL-c), através da equação de Friedewald; insulina plasmática (I), através de ensaio imunoenzimático de micropartículas (MEIA). O QUICKI foi construído para cada indivíduo e o ponto de corte adotado foi o do 25° percentil. Testes de &#61539;2, t de student, ANOVA, regressão logística, correlação de Pearson e testes z de comparação foram realizados (p < 0,05). Os dados foram apresentados como média ± erro padrão da média. Os pontos de corte encontrados foram 0,349 e 0,343 para homens e mulheres, respectivamente. A prevalência de RI foi 31,3% na população total, não havendo diferença significativa entre os sexos. Indivíduos que tiveram RI apresentaram níveis séricos de CT, LDL-c, VLDL-c, não-HDL-c e TG significativamente (p<0,0001) maiores que os indivíduos sem RI. Similarmente, foi observado aumento significativo (p<0,0001) nos índices de CT/HDL-c, LDL-c/HDL-c, TG/HDL-c e não-HDL-c/HDL-c. Contudo, observou-se redução significativa (p<0,0001) nos níveis de HDL-c nos indivíduos resistentes à insulina. Correlações negativas (p<0,0001) foram encontradas entre QUICKI e os índices lipídicos. A comparação entre os coeficientes de correlação demonstrou que VLDL-c (r = -0,279; p<0,0001), TG (r = -0,255; p<0,0001) e TG/HDL-c (r = -0,241; p<0,0001) foram os mais fortemente correlacionados com RI. Avaliação de regressão logística demonstrou uma razão de chance de 1,7 (p<0,0001) para alto risco de morte por evento coronariano em 10 anos em indivíduos com RI em comparação a insulino-sensíveis. Adicionalmente, foi observado que a razão de chance para a presença associada de quatro distúrbios metabólicos (hipertensão arterial sistêmica, obesidade, hipertrigliceridemia e baixos níveis de HDL-c) foi de 11,7 (p<0,0001). Estes resultados sugerem que um terço da população do Nordeste do Brasil apresenta RI e alto risco cardiovascular representado pela correlação de RI com anormalidades lipídicas

O presente estudo tentou elucidar diversos aspectos da transferência de ácidos graxos (AG) através da matriz lipídica utilizando, como modelo experimental, a bicamada lipídica plana (BLP). Bicamadas lipídicas planas (BLPs) foram formadas pelo método de MUELLER et alii (1963) em um orifício circular (0.4 a 2.4 mm de diâmetro) de um frasco de polietileno cilíndrico acoplado a uma câmara de acrílico com dois compartimentos. Para a monitoração elétrica foram usados um amplificador de patch-clamp (Dagan Instruments modelo 8900), com probe de 10 Gohm, configurado em voltage-clamp e um eletrômetro digital (Keithley, modelo 616), com uma impedância de entrada de 2x1014 ohm. A fase de desorção e a permeabilidade ao AG foram avaliadas pelo fluxo isotópico de ácido palmítico através de bicamadas lipídicas planas e, a fase de flip-flop através de medidas elétricas de corrente de curto circuito e condutância de membranas modificadas pelo ácido palmítico ou ácido araquidônico, na presença de gradiente de concentração de prótons. O transporte de prótons pelos AGs foi monitorado eletricamente através de medidas de condutância sob a aplicação de um pulso de voltagem, corrente de curto circuito e diferença de potencial elétrico na presença de gradiente de concentração de prótons. Através das medidas de corrente de curto circuito calculava-se o fluxo de prótons, e consequentemente a permeabilidade a próton. Como controle, a permeabilidade a próton de bicamadas desprovidas de AG foi também avaliada. Alterações da dinâmica da membrana foram estudadas através da monitoração da capacitância elétrica, condutância, corrente de curto cicuito e diferença de potencial transmembrana. Como a transferência de AG, assim como a sua função de carreador de prótons podem ser afetadas pela natureza da membrana e tipo de AG, foram utilizadas membranas de azolecitina, cuja superfície é carregada negativamente, e membranas de DPhPC (diftanoilfosfatidilcolina) que são neutras, assim como membranas modificadas pela valinomicina (ionóforo seletivo para íons K). Os AGs testados foram ácido palmítico (C16:0) e araquidônico (C20:4). Os resultados obtidos foram: · A permeabilidade de bicamadas lipídicas planas ao ácido palmítico foi aproximadamente da mesma ordem de magnitude das calculadas para vesículas unilamelares (SUV e GUV); · A permeabilidade ao ácido palmítico de membranas de azolecitina pouco diferiu da permeabilidade das de DPhPC; · AGs quando incorporados a bicamadas lipídicas planas aumentaram a seletividade dessas membranas a próton; · A maior ou menor seletividade a próton de membranas puras como das modificadas por AGs, depende do pH do meio aquoso; · Ácido araquidônico foi mais eficaz em transportar prótons do que o ácido palmítico. · Relações IxV das membranas modificadas por ácido araquidônico foram supralineares e na presença de gradiente de pH passam a apresentar retificação do tipo Goldman; · O ácido araquidônico aumentou a rigidez das membranas de azolecitina; · A determinação da corrente de curto-circuito pode ser utilizada como um método de determinação da taxa de flip-flop de ácidos graxos através de bicamadas lipídicas. · O ácido palmítico inibiu a condutância induzida pela valinomicina em bicamadas de azolecitina e DPhPC, sendo seu efeito mais intenso nas membranas neutras.

A cinética plasmática de uma emulsão lipídica, que se liga aos receptores de LDL, foi estudada em 23 pacientes com Doença Arterial Coronariana (DAC) e em 16 indivíduos sadios (não apresentaram lesões obstrutivas, nem irregularidades, após serem submetidos à cineangiocoronariografia). Foram selecionados 39 participantes, sendo 30 do sexo masculino e 9 do sexo feminino, na faixa etária de 30 a 84 anos, com índice de Massa Corpórea (IMC) entre 21 e 41 ( kg/m2 ) , divididos em 2 grupos: DAC e Sadio. Após jejum de 12 horas, foram coletadas amostras de sangue total para determinação dos níveis séricos de lipídios e apolipoproteínas. A seguir foram injetadas, endovenosamente, emulsões com marcação radioativa, constituídas por lípides puros (40 mg), trioleína (TG) 1 mg, oleato de colesterol (CE) 20 mg, colesterol (CL) 0,5 mg e os isótopos radioativos 14C-oleato de colesterol e 3H-colesterol. 3H-colesterol. A cada participante foi administrado um volume da emulsão, correspondente à atividade de 37 kBq para o isótopo 14C e de 74 kBq para o isótopo 3H. Amostras de sangue foram colhidas nos intervalos 0,08 , 1, 4, 10 e 24 h , após a aplicação da emulsão. O colesterol-éster e o colesterol livre foram isolados e tiveram suas radioatividades medidas em cintilador. As taxas fracionais de remoção do 14C-oleato de colesterol e do 3H-colesterol livre, foram estimadas por análise compartimental, com auxílio de um programa computacional. Observou-se que: - não há diferença entre os dois grupos, em relação à idade, porcentagem de indivíduos do sexo masculino e feminino e o IMC. Pacientes do grupo DAC apresentam níveis de HDL-colesterol (p=0,0005) e de apolipoproteína A 1 ( p=0,009), reduzidos em relação aos indivíduos do grupo Sadio. As taxas fracionais de remoção do 14C-oleato de colesterol não diferiram entre os grupos DAC e Sadio (0,107&#177; 0,026 horas -1VS 0,064&#177; 0,009 horas -1, p=ns ). A taxa fracional de remoção do 3H-colesterol livre foi maior no grupo DAC do que no Sadio (0,152&#177;0,014 horas -10,096&#177; 0,019 horas-1, p=0,032). A taxa fracional de remoção do 3H-colesterol livre correlacionou-se diretamente com os níveis plasmáticos de triglicérides (r=0,37, p=0,002) e inversamente com os de HDL-C(r=-0,47, p=0,002) e LDL-C (r= -0,35, p = -0,03). Não houve diferença significativas entre os perfis lipídicos e de apolipoproteínas dos pacientes do grupo DAC e os dos indivíduos do grupo Sadio / The plasma kinetics of a lipidic emulsion that binds to LDL receptors was studied in patients with coronary artery disease (CAD) and in control subjects without CAD as documented by coronary angiography. CAD group consistent in 23 subjects (20 male and 3 of female sex , 37-70 year 21-37 body mass index), whereas the healthy control group had 16 subjects (10 male,30-84 aged, 21-41 body mass index). The emulsion was prepared by ultrassonic irradiation of a lipid mixture in aqueous buffer and purified by a two-step ultracentrifugation procedure. The emulsion composition was lipids (40 mg), triglycerides (1 mg), cholestero! (0,5 mg), cholesterol oleate( 20 mg) and was labeled with C14 and 3H . The emulsion vvas injected intravenously into the subjects after a 12 h fast and plasma samples were colected at 0.08, 1, 4, 10 and 24 hour time periods after the injection for determination of the plasma decaying curves of the radioactive lipids. \\/\\lith this purpose, the plasma samp!es were lipid extracted and the lipids were separated by thin-Iayer chromatography. Radioactivity was counted in a liquid scintillation solution. The plasma Fractional Clearance Rate (FC R, in h -1 ) was estimated from the decaying curves by the method of minimum squares, with the aid of a computational software. The two study groups did not differ regarding age, sex, and BMI. The CAD group had smaller plasma HDL cholesterol and apolipoprotein (apo) A1 values, but LDL and VLDL cholesterol as well as apo B, were similar between the two groups. 14C-cholesteryl ester FCR-of the CAD group was not different from the controls (CAD: and Healthy:,p). However, 3H-cholesteroi FCR was greater in the CAD group than in the controls (0,152 &#177;0,014 h -1 vs 0,096&#177; 0,019 h -1 ,p=0,032 ). 3H cholesterol FCR was positively correlated with triglyceride plasma concentration ( r=0,37, p=0,002) and negatively correlated with HDL (r= -0,47, p=0,002) and LDL (r= -0,35, p=0,03). Therefore, the emulsion particles were similarly removed from the circulation in both CAD and healthy groups. Disturbances of cholesterol esterification and removaI from the plasma of free-cholesterol are related with presence od CAD.

Dispersões do fosfolipídio saturado aniônico dimiristoil fosfatidil glicerol (DMPG) têm sido extensivamente estudadas devido ao seu comportamento termo-estrutural muito peculiar. Em baixa força iônica, a transição gel-fluida acontece ao longo de uma faixa de temperatura em torno de 17 ºC, apresentando vários eventos térmicos em seu perfil calorimétrico, bem diferente do pico calorimétrico único em torno de 23 ºC, visto em dispersões de DMPG em alta força iônica. Esta região de temperatura também é caracterizada por apresentar baixa turbidez, alta condutividade elétrica e alta viscosidade. A presente tese teve por objetivo aprofundar os conhecimentos acerca deste peculiar comportamento termoestrutural. Para tanto, a dependência térmica das dispersões foi investigada, em função da concentração lipídica e força iônica, através da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e medidas de turbidez, condutividade elétrica, viscosidade e mobilidade eletroforética. Além disso, o encapsulamento de sacarose radioativa no volume interno de agregados de DMPG claramente indicou que o DMPG forma vesículas, e não micelas ou bicelas. No entanto, medidas de viscosidade indicaram que as vesículas formadas ao longo da região de transição são certamente diferentes das formadas nas fases gel e fluida. As concentrações lipídicas estudadas variaram de 1 a 50 mM, e dispersões de 10 mM de DMPG foram estudadas em diferentes forças iônicas, de 2 a 250 mM de NaCl adicionado. As propriedades térmicas das dispersões mostraram-se dependentes da concentração lipídica e tal dependência mostrou-se similar à dependência com a força iônica: o aumento de concentração lipídica diminuía a região de transição. A similaridade entre os dois regimes, tanto o aumento de sal quanto da concentração lipídica, foi discutida em termos da correlação com os íons de sódio da dispersão. Através de medidas de condutividade elétrica da amostra e da mobilidade eletroforética de vesículas de DMPG, foi possível calcular a dependência térmica do grau de ionização de vesículas de DMPG, em diferentes concentrações lipídicas e de sal. Mostramos que as vesículas estão mais ionizadas ao longo da região de transição, e menos ionizadas com o aumento de concentração lipídica ou de concentração de sal. Além do aumento na condutividade ao longo da região de transição, foi observado um aumento brusco na condutividade na pré-transição das bicamadas, indicando que ela está relacionada ao começo do processo de fusão das cadeias. Será discutida aqui a relevância da curvatura da bicamada e o grau de ionização no peculiar comportamento térmico de dispersões de DMPG. Vesículas altamente deformadas e ionizadas parecem estar presentes ao longo da região de transição das bicamadas de DMPG, exibindo grandes flutuações de forma e densidade da bicamada. É interessante especular se estas grandes flutuações da bicamada podem ter relevância biológica. / Dispersions of the saturated anionic phospholipid dimyristoyl phosphatidyl glycerol (DMPG) have been extensively studied regarding their peculiar thermo-structural behavior. At low ionic strength, the gel-fluid transition is spread along nearly 17 ºC, displaying several thermal events in the calorimetric profile, quite different from the single sharp peak around 23 ºC found for higher ionic strength DMPG dispersions. This extended transition region is also characterized by low turbidity, high conductivity and high viscosity. The purpose of this thesis was to extend the knowledge about this peculiar thermostructural behavior of DMPG dispersions. Accordingly, the thermal dependence of the dispersions was investigated as a function of lipid and ionic strength concentrations, using several techniques: differential scanning calorimetry (DSC), and measurements of turbidity, electrical conductivity, viscosity and electrophoretic mobility. Moreover, the encapsulation of radioactive sucrose in the internal aqueous volume of DMPG aggregates clearly indicated that DMPG forms vesicles and not micelles or bicelles. However, viscosity measurements indicated that the DMPG vesicles formed along the transition region are certainly different from those formed in the gel and fluid phases. The studied lipid concentrations varied from 1 to 50 mM, and the 10 mM DMPG dispersion was studied at different ionic strengths, from 2 to 250 mM of added NaCl. The thermal properties of the dispersions were shown to be dependent on the lipid concentration, and this dependence was shown to be similar to the dependence on the ionic strength: the increase in lipid or salt concentrations decreased the temperature range of the transition region. The similarity between the two regimes, either the increase in salt or lipid concentration, is discussed here, in the light of their correlation with the concentration of bulk Na+. By measuring the sample electrical conductivity, and the electrophoretic mobility of the DMPG vesicles, it was possible to calculate the temperature dependence of the degree of ionization of DMPG vesicles, at different lipid and salt concentrations. It could be shown that the vesicles are more ionized along the transition region, and less ionized as the lipid or salt concentration increases. Besides the increase in conductivity along the transition region, a sharp increase in conductivity was observed at the pre-transition of the bilayers, indicating that this temperature is related to the beginning of the chain melting process. The relevance of the bilayer curvature and ionization degree to the peculiar thermal behavior of DMPG dispersions Will be discussed here. Highly ionized and deformed vesicles seem to be present along the extended thermal transition of DMPG bilayers, presenting large fluctuations of form and bilayer density. It is interesting to speculate if those large bilayer fluctuations could be biologically relevant.

Tese de mestrado integrado. Bioengenharia (Engenharia Biomédica). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Made available in DSpace on 2016-05-11T13:01:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 natalia_roque_ioc_dout_2015.pdf: 13428594 bytes, checksum: 3b9534ef5ab8b753d140d8d49bb0c9a0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Os corpúsculos lipídicos (CL), também chamados de gotas lipídicas, são organelas ricas em lipídios que tem sido frequentemente associadas às condições inflamatórias e infecciosas. O aumento no número e tamanho dessas organelas é um fenômeno bem regulado que tem sido associado com a persistência bacteriana. Nesse trabalho, nós investigamos os mecanismos pelos quais os CL induzidos pela micobactéria podem atuar em favor da infecção. Por microscopia eletrônica de transmissão (MET), nós mostramos que os CLs marcados com ADRP interagem com fagossomas durante a infecção por M. bovis bacillus Calmette-Guérin, (BCG) in vivo. Por microscopia de fluorescência, nós observamos que a interação entre os CL e os fagossomas não é dependente da viabilidade bacteriana. Nós mostramos uma maior frequência de CLs em proximidade com os fagossomas contendo partículas de látex revestidas com Lipoarabinomanana (LAM) ou Fosfatidilinositol manosídeo (PIM) de M. tuberculosis (M.tb), mas não com as partículas de látex não revestidas, sugerindo um mecanismo de recrutamento de CL para próximo dos fagossomas. Partículas de látex revestidas com LAM interagem com os CL, 102,60% mais do que as partículas de látex não revestidas em macrófagos carregados com ácido oleico. Além disso, nós observamos que a Rab7, uma importante GTPase endocítica e, marcador de endossoma tardio, assim como seu efetor RILP, mas não a Rab5 co-localizou com os CL marcados por Bodipy® induzidos pela infecção com BCG em 24 h. Por MET, nós observamos a imunolocalização da Rab7 co-localizada com os CL no local de interação com um fagossoma infectado durante a infecção experimental por BCG in vivo. De maneira interessante, nós observamos uma diminuição na aproximação das partículas revestidas com LAM e os CL após os macrófagos terem sidos tratados com CID1067700, um inibidor competitivo da Rab7 Nós observamos que o BCG e o LAM, mas não, a micobactéria não patogênica M. smegmatis, ou partículas de látex não revestidas, foram capazes de induzir a formação de CL em macrófagos in vitro. O papel dos CL na modulação da infecção micobacterianas foi avaliado pelo tratamento com C75 (inibidor de ácido graxo sintase) que modulou negativamente a formação dos CL e a síntese de PGE2 induzidos por BCG. Além disso, esse tratamento foi capaz de aumentar o TNF-\03B1 enquanto inibiu a produção de IL-10 e a sobrevivência micobacteriana, determinado por contagens de UFC. Esses resultados sugerem que a interação dos CLfagossomas é um fenômeno bem regulado e modulado pelo componente da parede micobacterina, LAM e dependente de Rab7. O sequestro da Rab7 ativa para os CL pode permitir a interação com o fagossomas e favorecer a troca de lipídios atuando como nutrientes para sobrevivência micobacteriana. Além disso, nossos resultados indicam que os CL modulam mediadores pro- e anti- inflamatórios em favor da replicação e sobrevivência do BCG. Assim, sugerindo que a inibição da formação e/ou função dos corpúsculos lipídicos como um alvo promissor para intervenções terapêuticas na infecção micobacteriana / Lipid bodies (LB) also named lipid droplets, are lipid rich organelles that have been often associated with inflammatory and infectious conditions. The increase in number and size of these organelles is a well-regulated phenomenon that have been involved with bacterial persistence. In this work, we investigated the mechanisms by which mycobacteria induced -lipid bodies may act in favor of infection. By Transmission electron microscopy (TEM), we showed ADRP-marked LB interacting with phagosomes during M. bovis bacillus Calmette- Guérin, (BCG) infection in vivo. By fluorescence microscopy we observed that the interaction between LB and phagosomes is not dependent of bacterial viability. We showed an increase in the frequency of LB proximity with phagosomes containing beads coated with Lipoarabinomannan (LAM) or Phosphatidylinositol mannoside (PIM) from M. tb, but not with non-coated beads suggesting a recruitment mechanism for LB-phagosome proximity. LAM coated beads interacts with LB 102,60% more than non- coated beads in macrophages loaded with oleic acid. Moreover, we observed that Rab7, an important endocytic GTPase and late endosome marker, as well as its effector RILP but not Rab5 was co-localized with LB stained with Bodipy® induced by BCG infection at 24 h. By MET, we observed an immunolocalization of Rab7 co-localized with LB in the site of interaction with an infected phagosome during the experimental BCG infection in vivo. Interestingly, we observed a decrease of LAM coated bead and LB apposition after macrophages were treated with CID1067700, a competitive inhibitor of Rab7. We observed that BCG and LAM, but not nonpathogenic mycobacteria M. smegmatis or non-coated latex beads, was able to induce LB formation in macrophages in vitro. Next, we evaluated the role of LB modulation on mycobacterial infection Treatment with C75 (fatty acid synthase inhibitor) down-regulated LB formation and PGE2 synthesis induced by BCG. Also, these treatment were able to enhance TNF-\03B1 while inhibit the IL-10 production and down-modulation of mycobacterial survival and growth assessed by CFU count. These results suggest that LBphagosome interaction are well-regulated phenomena modulated by mycobacteria cell wall component, LAM and dependent on Rab7. The hijack of active Rab7 to LB may enable the interaction with phagosome, and may favour the exchange of lipids acting as nutrients to mycobacterial survival. In addition, our results indicate that LB modulate proand anti- inflammatory mediators in favor of BCG survival and replication. Thus suggesting that inhibition of LB formation and/or function as a promising target for therapeutic interventions in mycobacterial infection

Made available in DSpace on 2016-05-11T13:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 narayana_fazolini_ioc_dout_2015.pdf: 28846913 bytes, checksum: fb7289feda75ac74ab6ff1cb6771e1e3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A obesidade é uma condição predisponente ao desenvolvimento de câncer de cólon, esôfago, pulmão, próstata, dentre outros. Um dos maiores desafios no estabelecimento da ligação de obesidade e o risco de câncer tem sido correlacionar a epidemiologia e sua base biológica, ou seja, o mecanismo pelo qual a obesidade leva ao desenvolvimento de câncer. A leptina é uma adipocitocina, produzida e secretada pelo tecido adiposo que possui além dos efeitos em nível central no controle da saciedade, ações na regulação da resposta imune e inflamatória. Temos por hipótese que os níveis elevados de leptina na obesidade ative vias de sinalização envolvidas na regulação da inflamação, metabolismo lipídico e proliferação celular em células epiteliais. Os corpúsculos lipídicos são organelas dinâmicas envolvidas no metabolismo lipídico e inflamação, e o aumento no número destas organelas foi observado no câncer de cólon humano. A mTOR é uma serina/treonina cinase que está relacionada com o estímulo à tradução de proteínas, proliferação celular e progressão tumoral. Nosso objetivo foi, portanto, estudar o papel da leptina na alteração do metabolismo lipídico e progressão tumoral. Células epiteliais intestinais (IEC-6) não-transformadas de rato foram incubadas com leptina por 6h, na presença ou ausência do inibidor de mTOR, rapamicina. O estímulo com leptina induziu aumento na formação de corpúsculos lipídicos em células IEC-6 quando comparadas às células controle após coloração com tetróxido de ósmio ou ORO. O pré-tratamento com rapamicina inibiu significantemente a indução de corpúsculos lipídicos por leptina, sugerindo um papel de mTOR na sinalização induzida por esta adipocina Nós demonstramos que a leptina aumenta a fosforilação de S6K em um mecanismo sensível à rapamicina. Além, disso, a leptina aumenta a proliferação de células epiteliais de forma dependente da via de mTOR, aumentando o número de células na fase S do ciclo celular. Através de proteoma descritivo de corpúsculos lipídicos de células de adenocarcinoma de cólon, verificamos a presença de 370 proteínas, incluindo diversas proteínas importantes no metabolismo lipídico, tradução de proteínas, sinalização e proliferação celular, sugerindo que estas organelas podem ser sítios de tradução de proteínas e sinalização, e poderiam contribuir para o fenótipo hiperproliferativo observado em tumores. Através de fracionamento subcelular e microscopia confocal, validamos que corpúsculos lipídicos de células de adenocarcinoma de cólon são sítios de localização da proteína S6K e mTOR. O estudo da regulação e ativação de mTOR e outras importantes vias durante processos patológicos como o câncer poderá contribuir para o entendimento dos mecanismos básicos de regulação do metabolismo lipídico e transformação celular de células tumorais. Dessa forma, nossos estudos podem contribuir para a identificação de novos alvos terapêuticos para o tratamento do câncer / Obesity is a predisposing condition to cancer development in colon, esophagus, lung, prostate, among others. One of the greatest challenge in establishing the link of obesity and the risk of cancer has been to establish the mechanism by which obesity leads to the development of cancer. Leptin is a adipocytokine, produced and secreted by adipose tissue that beyond its central effects in the control of satiety, has actions in the regulation of immune and inflammatory response. We hypothesized that elevated levels of leptin in obesity activate signaling pathways involved in the regulation of inflammation, lipid metabolism and cell proliferation in epithelial cells. Lipid droplets are dynamic organelles involved in lipid metabolism and inflammation, and the increase in the number of these organelles was observed in human colon cancer. mTOR is a serine / threonine kinase that regulates protein translation, cell proliferation and tumor progression. Our goal was therefore to study the impact of leptin in changes in lipid metabolism and tumor progression. Non-transformed rat intestinal epithelial cells (IEC-6) were incubated with leptin for 6h in the presence or absence of the mTOR inhibitor, rapamycin. Leptin stimulation induced increase in lipid droplet formation in IEC-6 cells when compared to control cells after staining with osmium tetroxide or ORO Pre-treatment with rapamycin significantly inhibited the induction of lipid droplet by leptin, suggesting a role for mTOR in leptin-induced signaling. Leptin treatment leads to an increase in the phosphorylation of S6K in a rapamycin-sensitive manner. In addition, leptin-induced increase in epithelial cell proliferation is dependent of mTOR. Through descriptive proteomics of lipid droplets from colon adenocarcinoma cells, we identified 370 proteins, several of them involved in lipid metabolism, translation, cell signaling and proliferation, suggesting that these organelles can be sites of protein translation, contributing to the hyperproliferative phenotype observed in tumors. We have also demonstrated by confocal microscopy and subcellular fractionation that the S6K protein and mTOR are located at lipid droplets in colon adenocarcinoma cells. The study of regulation and activation of mTOR and other important pathways for diseases like cancer may contribute to a better understanding of the basic mechanisms involved in lipid metabolism and cell transformation in tumor cells, thus permitting the identification of new therapeutic targets for treatment of cancer / 2017-03-15

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A superativação de células do sistema imune pode ser destacada como um dos fatores envolvidos na progressão da doença para as formas mais graves. Embora os monócitos sejam reconhecidos como importante fonte de citocinas, a participação das plaquetas na patogênese da dengue permanece pouco explorada. Recentemente, nosso grupo mostrou a contribuição da interação plaqueta-monócito na resposta inflamatória observada durante a dengue. De fato, o papel das plaquetas na resposta imune e inflamatória é cada vez mais frequente. Dentro deste contexto, foi proposto que plaquetas ativadas por estímulo específico sinalizam para mudanças fenotípicas nos monócitos, incluindo a diferenciação em células espumosas que é caracterizada pelo aumento da biogênese de corpúsculos lipídicos (CL) \2013 organelas citoplasmáticas dinâmicas ricas em lipídios relacionadas a processos inflamatórios e infecciosos. Nossos estudos prévios demonstraram um aumento da biogênese de CL tanto em leucócitos isolados de pacientes com a forma grave da doença quanto em células infectadas com o vírus dengue (DENV) in vitro, com participação na localização da proteína do capsídeo viral e na produção de partículas virais infecciosas. Entretanto, os mecanismos que regulam a biogênese e a função destas organelas durante a infecção pelo DENV precisam ser melhor caracterizados. Assim, pretende-se com este trabalho (i) analisar os mecanismos que levam à biogênese de CL em distintos tipos celulares infectados com o DENV in vitro; (ii) estudar os efeitos de plaquetas ativadas com o DENV in vitro sobre a imunomodulação dos monócitos, no que diz respeito, principalmente, à formação de CL; (iii) investigar o efeito de drogas que atuam na gênese de CL e o seu impacto na replicação viral e na secreção de mediadores inflamatórios Inicialmente, nossos resultados demonstram um aumento na formação e/ou tamanho de CL em distintos tipos celulares infectados in vitro, de uma maneira dependente da integridade viral, visto que o vírus inativado por aquecimento falhou em induzir a biogênese destas organelas. Observamos que a modulação da lipogênese e da formação de CL afetam a capacidade replicativa do vírus. Além disso, constatamos que o DENV é capaz de modular positivamente a expressão de genes envolvidos no metabolismo de lipídios, de forma independente do MIF \2013 citocina que induz a gênese de CL em monócitos \2013 secretado durante a infecção. Na segunda parte deste estudo, observamos que plaquetas ativadas com o DENV in vitro rapidamente formam agregados com monócitos quando comparado com plaquetas estimuladas com mock. Adicionalmente, plaquetas ativadas com o DENV sinalizam para que monócitos aumentem a expressão de COX-2 e a secreção de PGE2 e CXCL8/IL-8. De forma recíproca, observamos que estas células contribuem para uma maior ativação das plaquetas, que então secretam níveis elevados de CCL5/RANTES e CXCL4/PF4. Em seguida, constatamos que plaquetas ativadas com o DENV in vitro são capazes de promover a biogênese de CL em monócitos, de uma maneira dependente da enzima ácido graxo sintase Ao utilizarmos o C75, inibidor desta enzima, também observamos uma redução nos níveis de PGE2, mas não de CXCL-8/IL-8, sugerindo um papel dos CL na produção deste mediador lipídico. O MIF, secretado durante a ativação de plaquetas pelo DENV in vitro, também está envolvido na sinalização que culmina na formação de CL em monócitos expostos a plaquetas ativadas. De forma surpreendente, o sobrenadante de plaquetas ativadas com o DENV não induz a biogênese de CL em monócitos, sugerindo a importância do contato direto entre essas células. De fato, a interação com plaquetas ativadas mostrou-se crucial para que os monócitos respondam funcionalmente, incluindo a secreção de mediadores inflamatórios e o aumento da formação de CL. Por fim, a biogênese destas organelas é maior nos agregados formados com plaquetas ativadas com o DENV, corroborando esta hipótese. Sendo assim, esses dados fortemente sugerem que a interação direta com plaquetas ativadas com o DENV seja crucial para que os monócitos respondam com funções específicas e contribuam para a patogênese da doença. Portanto, o conjunto dos resultados obtidos nos revela a importância em estabelecer estratégias terapêuticas adequadas para controlar a resposta do hospedeiro frente à infecção, onde a própria modulação dos CL possa vir a representar um potencial alvo terapêutico para o tratamento da dengue / Dengue is characterized as the most important arthropod-borne human viral disease worldwide, representing a public health problem. Increased activation of immune cells could be involved in the progression of disease to severe forms. Although monocytes have been recognized as important sources of cytokines, the role of platelets in dengue pathogenesis remains understood. Recently our group showed the contribution of platelet-monocyte interaction to inflammatory responses observed in dengue. In fact, it is becoming increasingly clear that platelets have inflammatory functions and can influence innate response. Evidences suggest that specific stimuli-activated platelets can promote phenotypic changes in monocytes, including enhanced foam cell formation, that is characterized by an increase in lipid droplets (LD) \2013 dynamic cytoplasmic lipid-rich organelles, associated to inflammatory and infectious conditions \2013 biogenesis. Our previous works showed a significant increase in LD accumulation in leukocytes from dengue hemorrhagic fever patients, as well as in different cell types infected in vitro. Besides, these organelles were involved in capsid protein localization and virus particle morphogenesis. However, the mechanisms involved in LD biogenesis and function during dengue virus (DENV) infection still unclear. Therefore, this study aim to (i) investigate the mechanisms related to LD formation in distinct cell types during DENV infection; (ii) evaluate the roles of DENV-activated platelets on monocytes immunomodulation in vitro, focusing on LD biogenesis; (iii) analyze the effects of drugs that abrogate LD formation and your impact on viral replication and secretion of inflammatory mediators Our results demonstrate a significant increase in LD number and/or area in distinct cell types infected in vitro. Importantly, heat inactivated DENV failed to induce LD biogenesis in vitro. Besides, modulation of lipogenesis and LD formation, by C75- or triacsin C-treated cells, impair DENV replication. We also observe that DENV is able to modulate genes involved in lipid metabolism, in a MIF \2013 cytokine that induces LD genesis in monocytes \2013 independent fashion. In the second part of this study, we show that platelets exposed to DENV in vitro form aggregates with monocytes and activate signaling cascade in these cells, which culminates in CXCL8/IL-8 secretion. In addition, platelet-monocyte aggregates formation reciprocally increase platelet activation, observed by an enhanced production of CCL5/RANTES and CXCL4/PF4. DENV-activated platelets increase LD formation and COX-2 activation in monocytes, leading to secretion of PGE2. Damping LD biogenesis through treatment with the fatty acid synthase (FAS) inhibitor C75 prevents PGE2, but not CXCL8/IL-8, secretion by platelet-monocyte aggregates. We also demonstrate that DENV-activated platelets secrete high levels of MIF. LD formation in monocytes exposed to DENV-activated platelets is partially dependent on platelet-derived MIF However, the supernatant from DENV-activated platelets is not sufficient to induce LD biogenesis in monocytes. Finally, LD formation is higher in monocytes which have platelets adhered on surface compared to monocytes that do not contact platelets, suggesting that beyond soluble mediators, platelet adhesion is a major event in platelet-mediated modulation of lipid metabolism in monocytes. Thus, our results indicate that DENV infection promotes LD biogenesis and that this event seems to be dependent of host lipid metabolism, since specific inhibition of enzymes involved in lipogenesis blocks the formation of these organelles. This inhibition also leads to decreased DENV replication, suggesting a role of LD in this process. Moreover, our data provide new evidence that DENV-activated platelets modulate LD formation as well as cytokine signaling in monocytes, during cellular aggregates formation, and these events may contribute to dengue pathogenesis. Therefore, the modulation of LD formation might represent an attractive therapeutic target for dengue