Chitosan is a biocompatible and biodegradable mucoadhesive polymer with unique advantages, such as the distinct trait of opening the junctions to allow paracellular transport of antigen and good tolerability. However, the poor solubility of chitosan in neutral or alkalinized media has restricted its applications in the pharmaceutical field. Chitosan can be easily carboxymethylated to improve its solubility in aqueous media, while its biodegradability and biocompatibility are preserved. Apart from this, carboxymethyl chitosan (CMCS) can be easily processed into nanoparticles which highlight its suitability and extensive usage for preparing different drug delivery formulations. The present study deals with the development and characterization of a delivery system based on CMCS nanoparticles using ovalbumin as model protein. We demonstrated that ovalbumin loaded nanoparticles were successfully synthetized using calcium chloride as a cross-linker by ionic gelation. The nanoparticles exhibited an average size of approximately 169 nm and presented a pseudo-spherical shape. The nanoparticles size increased according to the addition of CaCl2 due to the strong electrostatic attraction. During storage the nanoparticles size increased was attributed to swelling and aggregation. The loading efficiency of ovalbumin was found to be 17%. Confocal microscopy clearly showed the association between ovalbumin and CMCS chains into nanoparticles. Therefore, we suggest these nanoparticles can be considered as an attractive and promising carrier candidate for proteins and antigens. The major challenge that limits the use of such carriers is their instability in an aqueous medium. Thus, the next step of this work was to determine the robustness of several formulations using distinct freeze-drying protocols. This study demonstrated that mannitol in concentration of 10% (w/v) is well suited to preserve ovalbumin loaded CMCS nanocapsules from aggregation during lyophilization and subsequent reconstitution. Importantly, the results showed that an annealing step has a huge impact on porosity of freeze-dried cake by nearly complete crystallization of mannitol, once the crystalline matrix prevents the partial collapse and the formation of larger pores observed without annealing. Therefore, the usual observation that annealing increases the pore size due to growth of ice crystal size does not always apply, at least when crystallization of solute is involved. Since all characterizations and stability studies had been performed, the main purpose of this study was to develop a stable antigen delivery system for oral immunization using CMCS and inactivated rabies virus (RV) as the antigen. RV loaded nanoparticles was found to enhance both systemic (IgG) and local (IgA) immune responses against RV after oral delivery in mice. The effective doses 50% were 50-times higher than the negative controls, indicating that the immune response started only after the third boosting dose. Furthermore, enough neutralizing antibodies was produced to be protected against the harmful effects of the rabies virus. It is therefore concluded, that the CMCS nanoparticles formulated in this study, are suitable for oral vaccine delivery, and can be suggested as a promising delivery system for a diverse range of antigens as well as a gene/protein delivery system, especially for those positively charged. Since several approaches show that effective intervention in airway allergic inflammation can be achieved with allergen-activated interleukin-10-secreting cells, the final part of this work was dedicated to assessing whether IL-10 loaded chitosan nanoparticles (IL10-CSNPs) could be used as a possible inhalable therapeutic tool for preventing exacerbations in asthmatic patients. As positive controls, we also assess whether interleukin 17A and interleukin 9 have the ability to stimulate human airway smooth muscle (HASM) cell contractility using magnetic twisting cytometry (MTC). Significant decreased baseline cell stiffness was observed in HASM cells pre-treated with IL-10, but not with IL10-CSNPs, whereas treatment with IL-17A significantly enhanced baseline cell stiffening. Our findings reveal a previously unknown mechanism underlying immunotherapy for prevention and treatment of asthma. / A quitosana é um polímero mucoadesivo biocompatível e biodegradável, com vantagens únicas, tais como a característica distinta de abrir as junções que permitim o transporte paracelular de antígenos e boa tolerabilidade. No entanto, sua baixa solubilidade em meios neutros ou alcalinizados tem restringido suas aplicações no campo farmacêutico. A quitosana pode ser facilmente carboximetilada para melhorar de sua solubilidade em meios aquosos, enquanto sua biodegradabilidade e biocompatibilidade são preservadas. Além disso, a carboximetilquitosana (CMCS) pode ser facilmente processada na forma de nanopartículas, o que destaca sua adequabilidade para uso extensivo no preparo de sistemas de delivery de medicamentos. O presente estudo trata do desenvolvimento e caracterização de um sistema de delivery baseado em nanopartículas de CMCS utilizando ovalbumina como proteína modelo. Nós demonstramos que as nanopartículas carregadas com ovalbumina foram sintetizadas com sucesso utilizando cloreto de cálcio como agente de reticulação por gelificação iônica. As nanopartículas exibiram um tamanho médio de aproximadamente 169 nm e apresentaram uma forma pseudo-esférica. O tamanho das nanopartículas aumentou de acordo com a adição de CaCl2 devido à forte atração eletrostática. Durante o armazenamento, o tamanho aumentado das nanopartículas foi atribuído a incorporação de água e agregação. A eficiência de encapsulamento da ovalbumina foi de aproximadamente 17%. A microscopia confocal mostrou claramente a associação entre ovalbumina e a cadeias de CMCS nas nanopartículas. Sugerimos, portanto, que tal sistema pode ser considerado como candidato atraente e promissor para o carreamento de proteínas e antígenos. O principal desafio que limita o uso desses carreadores consiste na instabilidade em meio aquoso. Assim, o próximo passo deste trabalho foi determinar a robustez de várias formulações utilizandose diferentes protocolos de liofilização. Este estudo demonstrou que o manitol em uma concentração de 10% (p/v) é adequado para preservar da agregação as nanocápsulas de CMCS carregadas com ovalbumina durante a liofilização e subsequente reconstituição. Mais importante, os resultados mostraram que uma etapa de annealing tem um enorme impacto sobre a porosidade da amostra liofilizada devido a quase completa cristalização do manitol, uma vez que a matriz cristalina evita o colapso parcial e a formação de poros maiores observados na ausência do annealing. Portanto, a observação comum de que o annealing aumenta o tamanho doporos devido ao crescimento dos cristais de gelo nem sempre se aplica, pelo menos quando a cristalização de um soluto está envolvida. Uma vez que todas as caracterizações e estudos de estabilidade foram realizados, o principal objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema estável de delivery de antígeno para imunização oral utilizando CMCS e vírus rábico inativado (RV) como antígeno. Verificou-se que as nanopartículas carregadas com RV aumentam as respostas imune sistêmica (IgG) e local (IgA) contra o RV após administração oral em camundongos. As doses efetivas 50% foram 50 vezes maiores que os controles negativos, indicando que a resposta imune foi iniciada apenas após a terceira dose da vacina. Além disso, foram produzidos anticorpos neutralizantes suficientes para proteção contra os efeitos nocivos do vírus rábico. Conclui-se, portanto, que as nanopartículas de CMCS formuladas neste estudo, são adequadas para o delivery oral de vacinas, e podem ser sugeridas como um sistema promissor de delivery para uma gama diversa de antígenos, bem como para o delivery de genes/proteínas, especialmente para aqueles carregados positivamente. Uma vez que diversas abordagens mostram que uma intervenção efetiva em casos de inflamação alérgica de vias aéreas pode ser conseguida por meio de células secretoras de interleucina 10 (IL-10) mediante ativação por alergenos, a parte final deste trabalho esteve dedicada a avaliação de nanopartículas de quitosana carregadas com IL-10 (IL10-CSNPs) como possível ferramenta terapêutica inalável para prevenção de exacerbações em pacientes asmáticos. Como controles positivos, avaliou-se adicionalmente se as interleucinas 17A (IL-17A) e 9 (IL-9) possuem a capacidade de estimular a contratilidade de células humanas de músculo liso de vias aéreas humanas (HASM) por meio de citometria de torção magnética (MTC). Uma diminuição significativa da rigidez celular basal foi observada em células HASM pré-tratadas com IL-10, mas não com IL10-CSNPs, enquanto que o tratamento com IL-17A aumentou significativamente a magnitude rigidez celular basal. Nossos resultados revelam um mecanismo previamente desconhecido subjacente à imunoterapia para prevenção e tratamento da asma.

Diversos estudos têm demonstrado que a atividade coordenada das células epiteliais com o estroma é fundamental no crescimento e diferenciação em situações fisiológicas e patológicas, inclusive no câncer. Vários relatos acentuam a importância do compartimento estromal nos tumores malignos e indicam fortemente que interações contínuas entre o carcinoma e as células estromais (resultando em regulamento e modulação recíproca) são condições prévias para desenvolvimento e progressão de carcinomas. Comparativamente, pouca informação está disponível sobre as características e o papel do estroma durante o processo carcinogênico e a maioria dos dados são baseados em estudos isolados. Nos animais tratados com o carcinógeno Dimetilhidrazina foi identificado na mucosa colônica o aparececimento de “Focos de Estroma Ativado" (FEA) que diferem do foco inflamatório esporádico encontrado na mucosa normal dos animais controles devido à imuno-expressão aumentada de células CD34, CD68, α-actina de músculo liso (ASMA), COX-2 positivas e densidade microvascular. Além disso, o FEA cercou um número aumentado de criptas colônicas em fissão que freqüentemente apresentavam células epiteliais com núcleos hipercromáticos. Este último achado pode sugerir correlação entre as alterações estromais e epiteliais dentro dos FEA. Embora esses achados sejam novos, são consistentes com observações prévias que o estroma tem um papel significante na carcinogênese. Juntamente com dados da literatura, este trabalho sugere que, no cólon, a “field cancerization" epitelial pode ser acompanhada através de alterações estromais e isto pode apontar novos marcadores de transformação neoplásica. / There has been considerable that the activity of epithelial cells with their stroma is fundamental in controlling growth and differentiation in normal and pathological situations, including cancer. A number of reports stress the importance of the stromal compartment in malignant tumors and strongly indicate that continuous interactions between the carcinoma and stromal cells (resulting in their reciprocal regulation and modulation) are prerequisites for carcinoma development and progression. Comparatively, less information is available about the features and role of the stroma for the carcinogenic process. In animals treated with the carcinogen Dimethyl-hydrazine we identified the appearing of mucosal “Activated Stromal Foci" (ASF) that differ from the sporadic inflammatory foci found in the normal mucosa of the control animals because of the presence of increased immune-expression of CD34, CD68, α-smooth muscle actin (ASMA), COX-2 positive cells and microvessel density. Furthermore, the ASF surrounded a increased number of colonic crypts in fission when compared to areas of normal stroma. This last finding suggests that stromal activation and epithelial changes may be correlated. These findings are novel but expected and consistent with previous observations that the stroma has a significant role in carcinogenesis. Taken together with literature data, our findings suggest that in the colon, the epithelial field cancerization may be accompanied by stromal changes and this may point to the finding of new markers of neoplastic transformation.

Diversos estudos têm demonstrado que a atividade coordenada das células epiteliais com o estroma é fundamental no crescimento e diferenciação em situações fisiológicas e patológicas, inclusive no câncer. Vários relatos acentuam a importância do compartimento estromal nos tumores malignos e indicam fortemente que interações contínuas entre o carcinoma e as células estromais (resultando em regulamento e modulação recíproca) são condições prévias para desenvolvimento e progressão de carcinomas. Comparativamente, pouca informação está disponível sobre as características e o papel do estroma durante o processo carcinogênico e a maioria dos dados são baseados em estudos isolados. Nos animais tratados com o carcinógeno Dimetilhidrazina foi identificado na mucosa colônica o aparececimento de “Focos de Estroma Ativado” (FEA) que diferem do foco inflamatório esporádico encontrado na mucosa normal dos animais controles devido à imuno-expressão aumentada de células CD34, CD68, α-actina de músculo liso (ASMA), COX-2 positivas e densidade microvascular. Além disso, o FEA cercou um número aumentado de criptas colônicas em fissão que freqüentemente apresentavam células epiteliais com núcleos hipercromáticos. Este último achado pode sugerir correlação entre as alterações estromais e epiteliais dentro dos FEA. Embora esses achados sejam novos, são consistentes com observações prévias que o estroma tem um papel significante na carcinogênese. Juntamente com dados da literatura, este trabalho sugere que, no cólon, a “field cancerization” epitelial pode ser acompanhada através de alterações estromais e isto pode apontar novos marcadores de transformação neoplásica. / There has been considerable that the activity of epithelial cells with their stroma is fundamental in controlling growth and differentiation in normal and pathological situations, including cancer. A number of reports stress the importance of the stromal compartment in malignant tumors and strongly indicate that continuous interactions between the carcinoma and stromal cells (resulting in their reciprocal regulation and modulation) are prerequisites for carcinoma development and progression. Comparatively, less information is available about the features and role of the stroma for the carcinogenic process. In animals treated with the carcinogen Dimethyl-hydrazine we identified the appearing of mucosal “Activated Stromal Foci” (ASF) that differ from the sporadic inflammatory foci found in the normal mucosa of the control animals because of the presence of increased immune-expression of CD34, CD68, α-smooth muscle actin (ASMA), COX-2 positive cells and microvessel density. Furthermore, the ASF surrounded a increased number of colonic crypts in fission when compared to areas of normal stroma. This last finding suggests that stromal activation and epithelial changes may be correlated. These findings are novel but expected and consistent with previous observations that the stroma has a significant role in carcinogenesis. Taken together with literature data, our findings suggest that in the colon, the epithelial field cancerization may be accompanied by stromal changes and this may point to the finding of new markers of neoplastic transformation.

INTRODUÇÃO: O polimorfismo dentro do gene TCF7L2, rs7903146, é, até o momento, o marcador genético mais significantemente associado ao risco de diabetes mellitus tipo 2, sendo também associado à doença arterial coronariana. Contudo, pouco ainda se conhece sobre o papel funcional desse polimorfismo na patologia dessas doenças. O objetivo desse projeto foi investigar esse papel funcional, no fenótipo de células vasculares de músculo liso de 92 indivíduos, usando abordagens de comparação de níveis de expressão gênica e de comparação de correlações de expressão gênica, de modo que tais comparações fossem representadas visualmente como redes de interação gênica. MÉTODOS: Inicialmente, foram comparados os níveis de expressão de 41 genes (genes que possuem ou estão perto de variantes genéticas associadas ao diabetes mellitus tipo 2 e outros genes relacionados às vias de sinalização de diabetes mellitus tipo 2 ou às vias de proliferação celular) entre indivíduos com o alelo associado ao risco de diabetes mellitus tipo 2 (CT e TT) e indivíduos sem o alelo de risco (CC) do rs7903146. Com a finalidade de se observar se os genes estavam se relacionando de modo diferente entre os grupos genotípicos, foram comparados os padrões de correlação de expressão dos 41 genes. RESULTADOS: Quanto às comparações de níveis de expressão entre os grupos, cinco formas de splicing do gene TCF7L2 e os genes CDKAL1, IGF2BP2, JAZF1, CDKN2B, CAMK1D, JUN, CDK4, ATP2A2, e FKBP1A apresentaram níveis de expressão significativamente diferentes. Quanto às comparações de correlação de expressão entre os grupos, os genes RXR?, CALM1, CALR e IGF2BP2 foram os que mostraram os mais diferentes padrões de correlação com os outros genes. CONCLUSÃO: Deste modo, o alelo de risco analisado é apontado como tendo influência em cis na regulação da expressão de determinadas formas de splicing do gene TCF7L2 em células vasculares de músculo liso; além de parecer influenciar nas expressões e nas interações de genes relacionados à homeostase glicolítica e/ou proliferação celular. Sendo assim, através de nossas análises identificaram-se possíveis candidatos-alvos no tratamento de redução do risco em indivíduos com alto risco de desenvolvimento de diabetes mellitus tipo 2 e de doença arterial coronariana, especialmente os indivíduos que possuem os genótipos de risco analisados do gene TCF7L2 / INTRODUCTION: The SNP within the TCF7L2 gene, rs7903146, is, to date, the most significant genetic marker associated with type 2 diabetes mellitus risk, well as being associated with coronary artery disease. Nonetheless, its functional role in these diseases pathology is poorly understood. The aim of the present study was to investigate this role, in vascular smooth muscle cells from 92 patients undergoing aortocoronary bypass surgery, using expression levels and expression correlation comparison approaches, which were visually represented as gene interaction networks. METHODS: Initially, the expression levels of 41 genes (seven TCF7L2 splice forms and other 40 relevant genes) were compared between rs7903146 wild-type (CC) and type 2 diabetes mellitus risk (CT + TT) genotype groups. Next, the expression correlation patterns of the 41 genes were compared between genotypic groups in order to observe if the relationships between genes were different. RESULTS: Five TCF7L2 splice forms and CDKAL1, IGF2BP2, JAZF1, CDKN2B, CAMK1D, JUN, CDK4, ATP2A2 and FKBP1A genes showed significant expression differences between groups. RXR?, CALM1, CALR and IGF2BP2 genes were pinpointed as showing the most different expression correlation pattern with other genes. CONCLUSION: Therefore, type 2 diabetes mellitus risk alleles appear to be influencing TCF7L2 splice form\'s expression in vascular smooth muscle cells; besides it can be influencing expression and interactions of genes related to glucose homeostasis and/or cellular proliferation. Thereby, through our analysis were identified possible treatment target candidates for risk reduction in individuals with high-risk of developing type 2 diabetes mellitus and coronary artery disease, especially individuals harboring TCF7L2 risk genotypes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático. / Hepatic fibrosis is the result of a scarring response due to continued injury to the liver, and is featured by excessive accumulation of extracellular matrix (MEC) proteins in hepatic parenchyma. These proteins include collagen, fibronectin, elastin, laminin and proteoglicans, along with the participation of different cell populations within the liver. The main cells responsible for the synthesis of MEC proteins are activated hepatic stellate cells and myofibroblasts, which appear after inflammatory stimuli and are characterized by the expression of alpha-smooth muscle actin (α-SMA). It is known that hepatic fibrosis progression is accompanied by hepatocyte death and its substitution by α-SMA+ fibrogenic cells. Therefore, apoptosis of these fibrogenic cells is of main relevance to fibrosis regression and hepatic regeneration. In the later years, bone marrow stem cell therapy has been used to stimulate hepatic regeneration in different experimental models and clinical protocols. The adult bone marrow mononuclear fraction contains two stem cell populations particularly important in the treatment of diverse hepatic diseases: hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells. The aim of this study was to analyze α-SMA expression and the apoptotic process in hepatic cells during hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) and after bone marrow mononuclear cell (BMMC) transplantation. Livers were collect from rats of the following groups: normal, 14 days of BDL, 21 days of BDL and rats that received BMMC 14 days after BDL and were analyzed after 7 days (total of 21 days of BDL). To quantify α-SMA expression by fibrogenic cells in the experimental groups, immunoperoxidase to α-SMA followed by morphometry in the Image Pro Plus software was performed. To analyze apoptosis in hepatic cells, immunoperoxidase and western blotting (WB) against caspase-3 (apoptotic protein) were used, along with double immunofluorescence against caspase-3 and α-SMA to confocal microscopy analysis. Results of α-SMA quantification by morphometry showed that α-SMA expression increased significantly 14 and 21 days after BDL. However, this expression was significantly decreased in the BMMC treated group, which presented a more preserved hepatic parenchyma in relation to the group with 21 days of BDL. Immunoperoxidase, WB and confocal microscopy results showed that caspase-3 is decreased in fibrotic livers with 14 and 21 days of BDL in comparison to normal group, and was significantly augmented in the BMMC treated group. Confocal microscopy analysis showed that were cells coexpressing α-SMA and caspase-3 in rats treated with BMMC, suggesting fibrogenic cells death and hepatic remodeling.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático. / Hepatic fibrosis is the result of a scarring response due to continued injury to the liver, and is featured by excessive accumulation of extracellular matrix (MEC) proteins in hepatic parenchyma. These proteins include collagen, fibronectin, elastin, laminin and proteoglicans, along with the participation of different cell populations within the liver. The main cells responsible for the synthesis of MEC proteins are activated hepatic stellate cells and myofibroblasts, which appear after inflammatory stimuli and are characterized by the expression of alpha-smooth muscle actin (α-SMA). It is known that hepatic fibrosis progression is accompanied by hepatocyte death and its substitution by α-SMA+ fibrogenic cells. Therefore, apoptosis of these fibrogenic cells is of main relevance to fibrosis regression and hepatic regeneration. In the later years, bone marrow stem cell therapy has been used to stimulate hepatic regeneration in different experimental models and clinical protocols. The adult bone marrow mononuclear fraction contains two stem cell populations particularly important in the treatment of diverse hepatic diseases: hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells. The aim of this study was to analyze α-SMA expression and the apoptotic process in hepatic cells during hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) and after bone marrow mononuclear cell (BMMC) transplantation. Livers were collect from rats of the following groups: normal, 14 days of BDL, 21 days of BDL and rats that received BMMC 14 days after BDL and were analyzed after 7 days (total of 21 days of BDL). To quantify α-SMA expression by fibrogenic cells in the experimental groups, immunoperoxidase to α-SMA followed by morphometry in the Image Pro Plus software was performed. To analyze apoptosis in hepatic cells, immunoperoxidase and western blotting (WB) against caspase-3 (apoptotic protein) were used, along with double immunofluorescence against caspase-3 and α-SMA to confocal microscopy analysis. Results of α-SMA quantification by morphometry showed that α-SMA expression increased significantly 14 and 21 days after BDL. However, this expression was significantly decreased in the BMMC treated group, which presented a more preserved hepatic parenchyma in relation to the group with 21 days of BDL. Immunoperoxidase, WB and confocal microscopy results showed that caspase-3 is decreased in fibrotic livers with 14 and 21 days of BDL in comparison to normal group, and was significantly augmented in the BMMC treated group. Confocal microscopy analysis showed that were cells coexpressing α-SMA and caspase-3 in rats treated with BMMC, suggesting fibrogenic cells death and hepatic remodeling.

Toxinas que atuam em canais para Na+ operados por voltagem são as principais responsáveis pelos efeitos tóxicos do envenenamento escorpiônico e podem ser divididas em duas classes: a- e b-neurotoxinas. TsTX-V e TsTX-I da peçonha de Tityus serrulatus (TsV) são, respectivamente, exemplos destas toxinas. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos da TsV e destas toxinas sobre a pressão arterial média (PAM) e liberação de catecolaminas em ratos conscientes e não imobilizados, previamente cateterizados, bem como a captação de GABA, dopamina (DA) e glutamato (Glu) em sinaptosomas isolados de cérebro de ratos e a concentração citoplasmática de Ca+2 ([Ca+2 ]C) em células de músculo liso vascular de aorta de ratos. As toxinas foram isoladas por cromatografia de troca iônica (TsTX-I) seguida por CLAE de fase reversa (TsTX-V). As toxinas (15 e 30 g/kg) e TsV (50 e 100 g/kg) foram injetadas intravenosamente. A PAM foi monitorada continuamente através do cateter femoral. Os níveis plasmáticos de adrenalina (ADR) e noradrenalina (NA) foram determinados por CLAE de fase reversa com detector eletroquímico, em 10 min antes e 2,5, 30 e 90 min após os tratamentos. Efeitos pressores máximos foram observados em 2,5?3,5 min. TsV induziu um intenso aumento de longa duração na PAM, bem como a TsTX-I. A TsTX-V mostrou efeitos pressores menores. TsV mostrou os maiores efeitos sobre a liberação de catecolaminas, seguido pela TsTX-I e TsTX-V com um efeito máximo em 2,5 min, seguido por uma gradual redução, permanecendo, todavia, maior que os controles. Embora ambas as classes de toxinas atuem em canais para Na+, TsTX-I mostrou efeitos mais significantes e intensos sobre a liberação de catecolaminas e pressão arterial que a TsTX-V. Parece que a toxicidade da TsTX-V não está somente relacionada à sua capacidade de liberar catecolaminas, indicando que outros neutrotransmissores podem estar envolvidos em sua toxicidade. Nem a TsV ou suas toxinas foram capazes de afetar a captação de 3H-Glu. TsTXI inibiu somente a captação de 3H-DA (IC50 = 28,41 nM). Por outro lado, TsV (0,43ng/mL) inibiu a captação de 3H-GABA e 3H-DA (~50%). TsTX-V mostrou IC50 = 9,37 nM e 22,2 nM para a captação de 3H-GABA e 3HDA, respectivamente. Esses efeitos foram abolidos pelo pré-tratamento com TTX, indicando o envolvimento de canais para Na+ neste processo. Na ausência de Ca+2 e em baixas concentrações de toxinas, a redução não é tão singnificante como na presença de Ca+2. TsTX-V não reduziu a captação de 3H-GABA em células COS-7 expressando os transportadores de GABA, GAT-1 e GAT-3, sugerindo que esta toxina reduz indiretamente o transporte. A redução da captação de 3H-GABA pelos sinaptosomas pode ser devido a rápida e intensa despolarização celular, como revelado por microscopia confocal em células de glioma C6. Assim, TsTX-V causou redução da captação de 3H-GABA e 3H-DA de uma maneira independente de Ca+2, não afetando diretamente os transportadores de GABA, mas em consequencia da despolarização, envolvendo canais para Na+ operados por voltagem. TsV e suas toxinas foram capazes de aumentar a ([Ca2+ ]C , provavelmente por interargir com canais para Na+. Quando comparado aos efeitos despolarizantes do KCl 60 mM (100 %), TsV (100 e 500 g/mL) exibiu um aumento de 49,60 ± 2,58 % e 103,66 ± 5,17 %, respectivamente, enquanto que a TsTX-I e TsTX-V (50 e 100 g/mL de cada) exibiu 43,92 ± 3,06 % e 121,8 ± 8,9 %; 52,56 ± 8,33 % e 79,5 ± 6,1 % de aumento, respectivamente. TsTX-I (100 g/mL) mostrou-se mais potente nesta preparação, visto que uma dose de 100 g/mL causou efeito muito mais intenso do que a TsTX-V na mesma concentração. É possível que as diferenças observadas sobre os efeitos induzidos pela TsTX-I e TsTX-V sejam conseqüência de alterações estruturais entre canais para Na+ presentes em vários tipos de tecidos e inervações. / Voltage-gated Na+ channel toxins are mainly responsible for the toxic effects of scorpion envenoming and can be classified into two classes: a- and b-neurotoxins. TsTX-V and TsTX-I from Tityus serrulatus venom (TsV) are, respectively, examples of these toxins. In this work, were evaluate the effects of TsV and its toxins on mean arterial pressure (MAP) and catecholamines release in conscious unrestrained rats previously catheterized, as well as GABA, dopamine (DA) and glutamate (Glu) uptake in isolated rat brain synaptosomes and cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+ ]C) in vascular smooth muscle cells from rat aorta. Toxins were isolated by ion exchange chromatography (TsTX-I) followed by RP-HPLC (TsTX-V). The toxins (15 and 30 g/kg) and TsV (50 and 100 g/kg) were injected intravenously. MAP was continuously monitored through femoral catheter. Epinephrine (E) and norepinephrine (NE) plasma levels were determined by RP-HPLC with electrochemical detection, at 10 min before and 2.5, 30 and 90 min after treatments. Maximal pressor effects were observed at 2.5 3.5 min. TsV induced intense long lasting increase in MAP, as did TsTX-I. TsTX-V showed the lowest pressor effects. TsV showed the highest effects on catecholamines release, followed by TsTX-I and TsTX-V with maximal effect at 2.5 min, followed by a gradual reduction, however remaining higher than controls. Although both toxins act on Na+ channels, TsTX-I displayed significant and more intense effects on catecholamines release and blood pressure than TsTX-V. It seems that the toxicity of TsTX-V is not related only with its ability to release catecholamines, indicating that other neurotransmitters, may be involved in its toxicity. Neither the TsV or its toxins was capable to affect the 3H-Glu uptake. TsTX-I inhibited only 3H-DA uptake (IC50 = 28.41 nM). On the other hand, TsV (0.43ng/mL) inhibited both 3H-GABA and 3H-DA uptake (~50%). TsTX-V showed IC50 = 9.37 nM and 22.2 nM for 3H-GABA and 3H-DA uptake, respectively. These effects were abolished by pre-treatment with TTX, indicating the involvement of Na+ channels in this process. In the absence of Ca2+ and at low concentrations of toxin, the reduction is not as significant as in the presence of Ca2+. TsTX-V did not reduce 3H-GABA uptake in COS-7 cells expressing GABA transporters GAT-1 and GAT-3, suggesting that this toxin indirectly reduces the transport. The reduced 3H-GABA uptake by synaptosomes could be due to fast and intense cell depolarization as revealed by confocal microscopy of C6 glioma cells. Thus, TsTX-V causes reduction on 3H-GABA and 3H-DA uptake in a Ca2+-independent manner, not affecting directly GABA transporters, but, in consequence of depolarization, involving voltage-gated Na+ channels. TsV and its toxins were able to increase the ([Ca2+ ]C , probably by interact with Na+ channels. When compared to KCl 60 mM depolarizing effect (100 %), TsV (100 and 500 ?g/mL), showed an increase of 49.60 ± 2.58 % and 103.66 ± 5.17 %, respectively, whereas TsTX-I and TsTX-V (50 and 100?g/mL of each) showed 43.92 ± 3.06 % and 121.8 ± 8.9 %; 52.56 ± 8.33 % and 79.5 ± 6.1 %, respectively. TsTX-I (100 ?g/mL) showed most potent effects in this type of preparation, since induced most intense effect that TsTX-V in the same concentration. Thus, it is possible that the differences observed on the effects induced by both toxins are consequence of structural changes among Na+ channels present in several types of tissues and innervations .

Este estudo se propôs a avaliar o potencial inflamatório das partículas eliminadas na exaustão do diesel (PED) e 1,2-naftoquinona (1,2-NQ) sobre outros compartimentos, como o músculo liso vascular (aorta torácica; RTA) e do corpo cavernoso isolados de ratos (RCC) e os mecanismos envolvidos via ensaios funcionais e bioquímicos. A injeção i.tr. das PED e 1,2-NQ em ratos Wistar causou inflamação e hiporreatividade das vias aéreas associados ao aumento significativo do relaxamento evocado pela ACh na RTA. No RCC desses mesmos animais, tanto o GTN quanto o estímulo elétrico (EFS) causou maior relaxamento. O conteúdo basal de TBARs na RTA e pulmão foi reduzido, embora outros testes indicadores de estresse oxidativo e / ou atividade antioxidante não mostraram diferenças entre os grupos. As taxas de expressão gênica / protéica da nNOS no RCC de ratos não diferiram do grupo controle, mas a expressão da eNOS e iNOS foi reduzida na RTA e RCC. Não foram quantificadas concentrações séricas do TNF<font face=\"Symbol\">&#945 ou IL-1<font face=\"Symbol\">b, sugerindo que os efeitos sistêmicos ocorrem independentemente destas citocinas. Conclui-se que o tratamento agudo de ratos com a mistura de poluentes induziu inflamação das vias aéreas (e hiporreatividade), capaz de afetar outros compartimentos, como a musculatura lisa vascular (RTA) e do RCC. / We tested the hypothesis that local inflammation in the airways evoked by intra-tracheal instillation of the environmental chemical 1,2-naphthoquinone (1,2-NQ) and diesel exhaust particles (DEP) is capable of targeting other systemic compartments, such as vessels (rat thoracic aorta; RTA) and corpus cavernosum (RCC), and possible involved mechanisms. After 3h, this treatment induced airways hyporresponsiveness to ACh and local inflammation. This effect was associated with decreased numbers of leukocyte in the blood and spleen and increased number of leukocytes in the bone marrow. Pollutant treatment also markedly increased ACh-induced relaxation in RTA and by both GTN- and electrical stimulation-induced relaxation in RCC. Exposure to pollutants did not affect FE-induced contraction in RTA. Neither serum levels of cytokines (TNF<font face=\"Symbol\">&#945 e IL-1<font face=\"Symbol\">b) nor basal concentration of total nitrate were different amongst groups. No evidence of increased catalase activity in RTA, RCC and lung was found. The treatment reduced the eNOS e iNOS gene expression in RTA e RCC, without significantly affecting the nNOS gene expression in RCC. Our results are consistent with the hypothesis that DEP-induced airways hiporresponsiveness and inflammation can account to produce systemic changes, such as structural and functional changes in the RTA and RCC by means of substances derived from endothelium or due to the ability of these pollutants to act to stimulate the production of scavenger of free radical.

O remodelamento vascular é um determinante fundamental do lúmen em doenças vasculares, porém os mecanismos envolvidos não estão completamente elucidados. Nós investigamos o papel da chaperona redox residente do retículo endoplasmático Dissulfeto Isomerase Proteica (PDI) e sua fração localizada na superfície celular (peri/epicelular=pecPDI) no calibre e arquitetura vascular durante reparação à lesão. Em artérias ilíacas de coelho submetidas à lesão in vivo, houve importante aumento do mRNA e expressão proteica (~25x aumento 14 dias pós-lesão vs. controle) da PDI. O silenciamento da PDI por siRNA (cultura de órgãos) acentuou o estresse do retículo e apoptose, diferentemente da inibição da pecPDI com anticorpo neutralizante (PDI Ab). Bloqueio in vivo da pecPDI por aplicação de gel perivascular contendo PDI Ab no 12° dia após lesão, com análise após 48 h, promoveu ca.25% redução no calibre vascular analisado por arteriografia e diminuição similar na área total do vaso detectada por tomografia de coerência óptica. Neste processo, não ocorreu alteração no tamanho da neoíntima, indicando assim, que PDI Ab acentuou remodelamento constrictivo. Neutralização da pecPDI promoveu importantes alterações na arquitetura da matriz de colágeno e citoesqueleto, resultando em fibras com orientação invertida e desorganizadas. Diminuição na produção de espécies reativas de oxigênio e óxidos de nitrogênio também ocorreu. Análise de propriedades viscoelásticas nas artérias indicou redução na ductilidade vascular, evidenciada pela menor distância para ruptura. As alterações subcelulares no citoesqueleto observadas in vivo após PDI Ab foram recapituladas em um modelo de estiramento cíclico em células musculares lisas vasculares, com importante redução na formação das fibras de estresse. Em modelo de migração randômica de células musculares lisas, a exposição a PDI Ab reduziu a resiliência de regulação da polaridade. Embora a neutralização da pecPDI não tenha afetado a atividade global de RhoA, ela promoveu alterações no padrão de marcação em resposta ao estiramento, na redistribuição de RhoA na superfície celular e na associação com regiões contendo caveolina. Além disso, em aterosclerose nativa em humanos, a expressão da PDI correlacionou-se inversamente com remodelamento constrictivo. Dessa forma, PDI é fortemente expressa após a lesão e sua fração peri/epicelular remodela a arquitetura da matriz e citoesqueleto, promovendo um efeito anti-remodelamento constrictivo / Whole-vessel remodeling is a critical lumen caliber determinant in vascular disease, but underlying mechanisms are poorly understood. We investigated the role of endoplasmic reticulum chaperone Protein Disulfide Isomerase(PDI) and cell-surface PDI(peri/epicellular=pecPDI) pool in vascular caliber and architecture during vascular repair after injury(AI). After rabbit iliac artery balloon injury, there was marked increase in PDI mRNA and protein (25-fold vs. basal at day 14AI), with increase in both intracellular and pecPDI. Silencing PDI by siRNA (organ culture) induced ER stress augmentation and apoptosis, contrarily to pecPDI neutralization with PDI-antibody(PDI Ab). PecPDI neutralization in vivo with PDIAb-containing perivascular gel from days 12-14AI promoted ca.25% decrease in vascular caliber at arteriography and similar decreases in total vessel circumference at optical coherence tomography, without changing neointima, indicating increased constrictive remodeling. PecPDI neutralization promoted marked changes in collagen and cytoskeleton architecture, with inverted fiber orientation and disorganization. Decreased ROS and nitrogen oxide production also occurred. Viscoelastic artery properties assessment showed decreased ductility, evidenced by decreased distance to rupture. Subcellular cytoskeletal disruption by PDI Ab was recapitulated in vascular smooth muscle cell stretch model, with marked decrease in stress fiber buildup. Also, PDI Ab incubation promoted decreased regulation resilience of vascular smooth muscle migration properties. While pecPDI neutralization did not affect global RhoA activity, there was altered RhoA redistribution to the cell surface and association with caveolin-containing clusters, which mislocalized after stretch. In human coronary atheromas, PDI expression inversely correlated with constrictive remodeling. Thus, strongly-expressed PDI after injury reshapes matrix and cytoskeleton architecture to support an anticonstrictive remodeling effect

Durante o processo de reparação tecidual, o fator de transformação de crescimento <font face=\"symbol\">b1 (TGF-<font face=\"symbol\">b1) apresenta um importante papel na regulação da expressão da <font face=\"symbol\">a-actina de músculo liso (<font face=\"symbol\">a-AML) e portanto, na diferenciação miofibroblástica. Como os fibroblastos pulpares apresentam características peculiares, com a expressão de proteínas específicas que os diferem de fibroblastos de outros tecidos conjuntivos, o presente estudo avaliou in vitro se o TGF-<font face=\"symbol\">b1 aumenta a expressão de <font face=\"symbol\">a-AML em fibroblastos pulpares humanos comparando-os com fibroblastos de gengiva. Para tal, diferentes doses de TGF-<font face=\"symbol\">b1 (5 à 10 ng/ml) foram adicionadas às culturas de células, sendo a expressão da <font face=\"symbol\">a-AML analisada por imunofluorescência e western-blotting. Ambos os tipos celulares imunoexpressaram <font face=\"symbol\">a-AML mesmo sem o tratamento com o TGF-<font face=\"symbol\">b1, estando aumentada consideravelmente, quando o TGF-<font face=\"symbol\">b1 foi adicionado às culturas. Os resultados do presente estudo demonstraram que o TGF-<font face=\"symbol\">b1 induz a expressão de <font face=\"symbol\">a-AML, sugerindo a indução do fenótipo miofibroblástico em fibroblastos pulpares. / Transforming growth factor-beta 1 (TGF-<font face=\"symbol\">b1) has been related to induce the expression of <font face=\"symbol\">a-smooth muscle actin (<font face=\"symbol\">a-SMA) in fibroblasts during repair. Since pulpal fibroblasts seem to be somewhat different from other fibroblasts, the present study investigated in vitro whether TGF-<font face=\"symbol\">b1 enhances the expression of <font face=\"symbol\">a-SMA in human pulpal fibroblasts. TGF-<font face=\"symbol\">b1 was added in doses between 5-10 ng/ml to cultures of both dental pulp and gingiva human fibroblasts. The expression of <font face=\"symbol\">a-SMA was analyzed by immunofluorescence and western-blotting. Both cell types were immunoreactive for <font face=\"symbol\">a-SMA even without TGF-<font face=\"symbol\">b1. When TGF-<font face=\"symbol\">b1 was added to cell cultures, the expression of <font face=\"symbol\">a-SMA increased dramatically in pulpal fibroblasts, independent of the concentration used. It was confirmed by the western blot analysis. The present findings showed that TGF-<font face=\"symbol\">b1 up-regulated the expression of <font face=\"symbol\">a-SMA thus inducing pulpal fibroblasts to acquire the myofibroblast phenotype.