Submitted by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2014-08-01T12:58:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Izabela.pdf: 1302143 bytes, checksum: ab457123bfc94643d499a3062e8b2cc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-01T12:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Izabela.pdf: 1302143 bytes, checksum: ab457123bfc94643d499a3062e8b2cc2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / O teste de detecção de pirogênio é preconizado nas farmacopeias como teste de segurança imprescindível para a avaliação da qualidade de produtos injetáveis. Os métodos alternativos ao teste de pirogênio em coelhos são o Teste de Lisado de Amebócitos de Limulus (LAL) e o Teste de Ativação de Monócitos (MAT). Esses métodos ainda não podem substituir o teste em coelhos por completo, pois no caso do LAL os resultados podem não ser confiáveis quando a análise é realizada na presença de algumas substâncias interferentes com alto teor de lipídios e proteínas (encontrados nos medicamentos biológicos) e glucanas, além disso, o teste só detecta endotoxinas. Em relação ao MAT, já que o teste é sensível para todos os tipos de pirogênios e tem o mesmo mecanismo biológico responsável pela reação de febre em humanos, o Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods (ICCVAM) recomendou sua utilização desde que fique demonstrada a equivalência de seus resultados ao teste em coelhos, em conformidade com a regulamentação aplicável. Verifica-se assim, que a literatura carece de dados que envolvam a comparação entre a dose limite que causa febre em coelhos e a correspondência para o MAT relacionado ao ácido lipoteicóico (ALT), sendo assim, esse estudo tem como objetivo principal avaliar a utilização do MAT na detecção da contaminação de ALT de S. aureus em Cloreto de Sódio 0,9 % apirogênico artificialmente contaminado, através do estabelecimento de curva dose-resposta de ALT em coelhos; curva concentração-resposta de ALT para o MAT e avaliação em paralelo dos resultados obtidos utilizando ALT no teste em coelhos, LAL cromogênico e MAT. A resposta de febre foi observada a partir de 75.000 ng de ALT/Kg nos coelhos e no MAT para sangue criopreservado/IL-1β foi estabelecida em 50.000 ng/mL de ALT, ou 5,41 UEE/mL. O teste de LAL apresentou resultado falso-reativo a partir de 10.000 ng/mL de ALT. Os resultados apresentados neste estudo fornecem informações importantes sobre a comparação entre o teste de pirogênio em coelhos, MAT e LAL, contribuindo com dados para a validação do MAT, envolvendo outros pirogênios que não a endotoxina, e também para a aceitação deste teste pelos órgãos regulatórios no Brasil visando uma possível substituição do uso de animais, garantindo, assim, a segurança da saúde da população. / The pyrogenic test is preconized in the Pharmacopeias as a safety test indispensable for the quality of evaluation of injectable products. The alternative methods to the rabbit pyrogen test are the Limulus Amebocite Lysate (LAL) Test and the Monocyte Activation Test (MAT). These methods cannot replace the rabbit test completely yet, for in the case of LAL the results may not be reliable when the analysis is carried out in the presence of some interfering substances with high content of lipids and proteins (found in biological medicines) and glucans, moreover, the test only detects endotoxins. Concerning the MAT, since the test is sensitive to all types of pyrogens and has the same biological mechanism responsible for the fever reaction in humans, the Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods (Comitê de Coordenação Interagências sobre Validação de Métodos Alternativos - ICCVAM) have recommended its utilization provided that the equivalence of its results from the rabbit test, in conformity with the applicable regulation. It can be verified, then, that the literature lacks the data which involves the comparison between the limit dose that causes fever in rabbits and the consequence for the MAT related to the lipoteichoic acid (LTA), that being so, the aim of this study is mainly the utilization of MAT in the detection of the contamination of LTA of S. aureus in apyrogenic 0.9 % Sodium Chloride artificially contaminated, through the establishment of the dose-response curve of LTA in rabbits; concentration-response curve of LTA for the MAT and parallel evaluation of the results obtained by utilizing LTA in the test in rabbits, chromogenic LAL and MAT. The fever response was observed from 75.000 ng of LTA/Kg in rabbits and in MAT and for cryopreserved blood/IL-1β was established in 50.000 ng/mL of LTA, or 5,41 UEE/mL. The LAL test presented a false-positive result from 10.000 ng/mL of ALT. The results presented in this study provide important information on the comparison between the rabbit pyrogen test, MAT and LAL, contributing with data to the evaluation of MAT, involving pyrogens other than endotoxin, and also to the acceptance of this test by the regulatory organs in Brazil aiming at a possible animal substitution, and guaranteeing, then, the health security of the population.

Abstract Toll-like receptors (TLRs) are transmembrane proteins involved in the recognition of specific microbial structures and thus the activation of signaling cascades of innate immunity. Regulation of the innate immune response is a complex biological process involving the combined synergistic and antagonistic effects of distinct signaling mediators. Although TLR signaling has been widely studied in recent years, there remain many unexplored unique features of each TLR signaling pathway. The present study evaluated the activation and regulation of TLR4 and TLR2 signaling with the aim of better understanding the molecular mechanisms that control these inflammatory signaling pathways. In the present study, the signal transduction mechanisms of TLR4 and TLR2 in response to Escherichia coli LPS and Staphylococcus aureus LTA were evaluated in mouse macrophages. The inductions, interactions, and activations of the signaling molecules and mediators in the TLR pathways were studied by using several molecular biology and protein chemistry methods. In addition, the role of TLR4 and TLR2 in the regulation of the hepatic inflammatory reaction during endotoxemia was studied. Mouse macrophages were found to induce central proinflammatory mediators in response to LPS and LTA stimulation. Specific roles for PI 3-kinase and Btk were described. These kinases were found to be activated by LPS and LTA; moreover, PI 3-kinase and Btk were found to form specific interactions with TLRs and their intracellular signaling mediators. In addition, a unique IRF2 signaling pathway for LTA-induced TLR2 was found, resulting in the activation of signal transducers and activators of transcription (Stats) and IFN-α secretion. The secreted IFN-α was shown to regulate the LTA-induced inflammatory responses, thereby combining the LTA-induced IRF proteins into NF-κB pathway. The present study provides insight into the signal transduction mechanisms of TLRs. The understanding of these molecular mechanisms that control the activation of TLR signaling cascades will in the future help to predict predisposition and outcome in infectious diseases, and to control the course of disease at an earlier stage. / Tiivistelmä Toll:n kaltaiset reseptorit (TLR) ovat solukalvon proteiineja, jotka tunnistavat taudinaiheuttajien eli patogeenien spesifisiä rakenteita johtaen elimistön puolustusjärjestelmän, immuniteetin, aktivoitumiseen. Immuniteetin säätely on monimutkainen biologinen prosessi, joka tapahtuu kudosten, solujen ja erilaisten synnynnäiseen immuniteettiin liittyvien molekyylien vuorovaikutuksina. Tulehdusvasteen säätelyssä tasapaino positiivisten ja negatiivisten säätelysignaalien välillä on erittäin tärkeää, jotta autoimmuunisairauksien, akuuttien tai kroonisten tulehdusten sekä infektiosairauksien synty voitaisiin välttää. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli saada lisätietoa TLR2 ja TLR4 proteiinien säätelemistä signaalireiteistä, niiden vasteista tiettyjä patogeenirakenteita vastaan ja ymmärtää paremmin synnynnäisen immuniteetin puolustusmekanismeja. Patogeenirakenteiden aiheuttamaa tulehdusvastetta tutkittiin pääosin soluviljelymallissa. Lisäksi selvitettiin immuunivasteen luonnetta fysiologisessa kokonaisuudessa ja sen korrelaatiota solutasolla nähtyihin vasteisiin käyttäen in vivo hiirimallia. Tutkimus tehtiin käyttäen useita molekyylibiologian ja proteiinikemian menetelmiä proteiini- ja mRNA-ekspressioiden sekä proteiini-interaktioiden tutkimiseen ja erilaisten aktiivisuuksien määrityksiin. Tulehdusvastetta tutkittiin etenkin sytokiinivastetta määrittämällä ja signaaliketjujen toimintaa analysoitiin estämällä spesifisesti niiden toimintaa. Tarkoituksena oli selvittää, mitkä tekijät ovat välttämättömiä kyseisten tulehdusta aiheuttavien bakteerien tunnistuksessa ja puolustusreaktiossa niitä vastaan. Tutkimuksessa havaittiin kahden kinaasin, PI 3-kinaasin ja Brutonin tyrosiinikinaasin, liittyvän oleellisesti TLR signaalireitteihin. Nämä TLR:ien stimulaation seurauksena aktivoituneet kinaasit muodostivat spesifisiä sidoksia TLR:ien ja niiden signaaliketjuihin liittyvien solunsisäisten signaalivälittäjien kanssa. Lisäksi TLR2 signaalireitillä havaittiin aktivoituvan tekijöitä, jotka johtivat interferoni-α välitteiseen tulehdusvasteen säätelyyn. TLR signaalireittien selvittäminen auttaa ymmärtämään tulehdussairauksien patofysiologiaa ja voi siten tulevaisuudessa johtaa parempien hoitomenetelmien kehittämiseen.

Introdução: O tratamento da Rinossinusite Crônica (RSC) tem sofrido poucos avanços nas últimas décadas. Uma das barreiras na aquisição de novas terapias é a falta de conhecimento pleno sobre sua fisiopatogenia. A carência de avanço decorre principalmente da complexa e provável multifatorialidade da RSC, associada à inexistência de um bom modelo animal que possa mimetizar os fenômenos biológicos que ocorrem em humanos. A maioria dos modelos animais de RSC descrita na literatura mimetiza uma infecção aguda ou promove bloqueio das vias de drenagem que, na maioria das vezes, não corresponde aos mecanismos encontrados nas RSC em humanos. Por outro lado, diversas evidências indicam que as bactérias exercem importante papel na fisiopatogenia da RSC, possivelmente pela presença de biofilmes ou indução de inflamação crônica promovida por endo e exotoxinas. Objetivo: Neste estudo avaliou-se a viabilidade de um modelo experimental de RSC em coelhos, utilizando-se a exposição crônica de toxinas bacterianas em animais previamente sensibilizados à ovalbumina (OVA), analisando seus efeitos histopatológicos sobre a mucosa nasossinusal. Material e Métodos: Após indução de sensibilização com injeção subcutânea de OVA 2,5% e 0,4% de hidróxido de alumínio por duas semanas, os coelhos foram submetidos à implantação de cateter de longa duração em seio maxilar direito. Após, foram submetidos à irrigação nasossinusal com OVA 2,5% três vezes por semana, por duas semanas, e em seguida, irrigação de soluções contendo diferentes toxinas bacterianas (enterotoxina estaflocócica B (SEB) 1 ?g/mL, lipopolissacáride (LPS) 100 ng/mL e ácido lipotecóico (LTA) 100 ng/mL) por quatro semanas. Os animais foram sacrificados 24 horas após a última irrigação e a mucosa do seio maxilar direito (teste) e esquerdo (controle interno) foi coletada para avaliação histopatológica. Resultados: A exposição nasossinusal ao SEB causou espessamento epitelial, infiltração celular, eosinofilia e neutrofilia tecidual, além de redução do epitélio ciliado. A exposição ao LPS causou espessamento epitelial e subepitelial, infiltração celular, eosinofilia epitelial e subepitelial e aumento da fibrose subepitelial. O LTA causou espessamento epitelial e subepitelial, infiltração celular e eosinofílica subepitelial e aumento da fibrose subepitelial. Conclusão: A exposição crônica de toxinas bacterianas na mucosa nasossinusal promoveu alterações histológicas, como espessamento da mucosa e infiltração celular, semelhantes às encontradas em pacientes com RSC. O presente estudo demonstrou que este é um modelo animal viável de RSC. Mais estudos serão necessários para elucidar se os mecanismos patogênicos deste modelo são semelhantes aos observados em humanos. / Background: The treatment of chronic rhinosinusitis (CRS) has had little evolvement in the last decades. One of the barriers to the development of new therapies is the lack of knowledge about CRS pathophysiology. The complexity and multifactoriality of this disease, together with the inexistence of a proper animal model of CRS, are probably the causes for the few advances in CRS therapy. Most of the animal models of CRS resemble acute infection or promote sinonasal obstructions, which are not a very common etiologies in CRS patients. However, there has been a lot of evidence that bacteria play an important role in the pathophysiology of CRS, probably due to the presence of biofilms, or the chronic inflammation induced by endo e exotoxins. Objective: This study aims to evaluate the viability of an experimental model of CRS in rabbits through the use of bacterial toxins in previously sensitized animals with ovalbumin, analyzing its histopathological effects onto the sinonasal mucosa. Materials and Methods: After inducing ovalbumin (OVA) sensitization by intradermic injection of OVA 2,5% and 0,4% aluminum hydroxide for 2 weeks, rabbits underwent maxillary sinus instillation of OVA 2,5% three times a week for 2 weeks followed by sinus lavage with either one bacterial toxin (Staphylococcus aureus enterotoxin B (SEB) 1 ?g/mL, lipopolysaccharide (LPS) 100 ng/mL, lipoteichoic acid (LTA), 100 ng/mL) for 4 weeks. Rabbits were euthanised 24 hours after the last sinus lavage and the mucosa of right maxillary sinus (tested side) and left side (control) were collected for histopathological evaluation. Results: The sinonasal exposure to SEB resulted in epithelial thickening, inflammatory cells infiltration (tissue eosinophilia and neutrophilia) and reduction of ciliated cells. The exposure to LPS resulted in epithelial and subepithelial thickening, inflammatory cells infiltration, epithelial and subepithelial eosinophilia and increased subepithelial fibrosis. The exposure to LTA resulted in epithelial and subepithelial thickening, subepithelial inflammatory cells infiltration and eosinophilia and increased subepithelial fibrosis. Conclusion: This study reported the effects of bacterial toxins on the the sinonasal mucosa of ovalbumin-sensitized rabbits, demonstrating similar changes that are observed in CRS patients. Our results show that this is a viable animal model of CRS. Further studies are need to elucidate whether the pathomechanisms in this model are similar to what are observed in humans.