Resumo: Este trabalho avaliou o efeito de dietas contendo probiótico e espirulina sobre a formação de macrófagos, variáveis hematológicas e bioquímicas em tambaqui Colossoma macropomum jovens mantidos em duas densidades de estocagem. Previamente foi conduzido por três meses com três dietas alimentares - grupo controle, probiótico e espirulina; utilizando três caixas de água com capacidade de 500 L em sistema aberto de produção com renovação de água e filtragem biológica. Posteriormente, o experimento teve a duração de 12 dias, utilizando 36 caixas plásticas com capacidade de 50 L, com aeração e renovação de água constantes. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em um esquema fatorial 3 x 2 x 2 (dietas x densidade de estocagem x lamínulas), totalizando em 12 tratamentos, onde cada tratamento apresentava um grupo com peixes implantados lamínulas (I) e outro grupo com peixes sem implantes de lamínulas (S), apresentando três repetições cada, sendo: T1 - ração controle com densidade 5 kg/m3 com (I) e (S); T2 - 1g probiótico/kg ração com densidade 5 kg/m3 com (I) e (S); T3 - 5g espirulina/kg ração com densidade 5 kg/m3 com (I) e (S); T4 - ração controle com densidade 20 kg/m3 com (I) e (S); T5 - 1g probiótico/kg ração com densidade 20 kg/m3 com (I) e (S); T6 - 5g espirulina/kg ração com densidade 20 kg/m3 com (I) e (S). Foram coletados dois indivíduos por tratamento, nos intervalos de 0, 3, 7, 10 e 12 dias experimentais para avaliação das variáveis hematológicas, bioquímicas e contagem dos núcleos das células gigantes. Os resultados mostraram que a suplementação da dieta de tambaqui com probiótico ou espirulina não causaram alterações nos valores hematológicos, bioquímicos e na formação de célula gigante. Contudo, ocorreu maior... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this experiment was to evaluate the effect of diets contend probiotic and spirulina on small glass blades implanted, hematological and biochemistry parameters of tambaqui, Colossoma macropomum, juveniles, submitted the two different stockage density. The pay-experimental period was lead by three months with three alimentary diets - control group I, group contend probiotic in diet and group contend spirulina in diet; three boxes were used in a 500 L water capacity, in open system of production with water renewal and biological filtering. After, the experiment had the duration of twelve days; thirty six plastic boxes were used in a 50 L, with aeration and constant water renewal. The experimental design was a factorial design - 3 x 2 x 2 (diets x stockage density x small glass blades), totalizing in twelve treatments, presented a group with small glass blades implanted fish (I) and another group with fish without implantations of small glass blades (S), with three repetitions each, being: T1 - ration has controlled in density 5 kg/m3 with (I) and (S); T2 - ration contend 1g probiotic/kg in density 5 kg/m3 with (I) and (S); T3 - ration contend 5g spirulina/kg in density 5 kg/m3 with (I) and (S); T4 - ration has controlled in density 20 kg/m3 with (I) and (S); T5 - ration contend 1g probiotic/kg in density 20 kg/m3 with (I) and (S); T6 - ration contend 5g spirulina/kg in density 20 kg/m3 with (I) and (S). Were collected two fish for treatment, in the intervals of 0, 3, 7, 10 and 12 experimental days for evaluation of the hematological and biochemistry parameters, and counting of giant cells nucleus. The results had shown that the diet supplemented of with probiotic and spirulina had not caused alterations in the hematological and biochemistry parameters and in the formation of giant cell o tambaqui. However... (Complete abstract click electronic access below) / Orientadora: Maria José Tavares Ranzani de Paiva / Coorientador: Adalberto Luiz Val / Banca: Flávio Ruas de Moraes / Banca: Paulo Sérgio Ceccarelli / Banca: Eduardo Makoto Onaka / Banca: Anna Eliza Bacarin / Doutor

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A obesidade associada às alterações metabólicas, tais como a resitência à insulina, provoca significativas modificações no decorrer do processo de cicatrização. O objetivo desse estudo foi inicialmente avaliar os efeitos da resistência à insulina induzida por uma dieta com elevado teor de gordura durante o reparo tecidual. E, em seguida, investigar o papel dos macrófagos neste processo. Observamos que os animais submetidos à dieta hiperlipídica (RHL) tornaram-se intolerantes à glicose e resistentes à insulina, além de aumentarem as taxas plasmáticas de colesterol e triglicerídeos em relação aos animais alimentados com ração padrão (RP). O grupo RHL apresentou uma menor taxa de contração da lesão e reepitelização em relação ao grupo RP. Observamos ainda maior quantidade de células inflamatórias (células NOS 2-positivas, macrófagos, e neutrófilos), menor densidade de fibras do sistema colágeno e maior densidade de miofibroblastos e vasos sanguíneos no grupo RHL. O dano oxidativo estava maior no grupo RHL bem como a expressão proteica do fator de crescimento transformante-β1 (TGF-β1) e α-actina de músculo liso (α-SMA). O grupo RHL apresentou altos níveis plasmáticos de TNF-α quando comparado com o grupo RP. Além disso, a proporção das células M1 (macrófagos ativados classicamente) e M2 (macrófagos ativados alternativamente) foi a mesma em ambos os grupos. Em relação a síntese e liberação de citocinas e fatores de crescimento avaliados através dos ensaios in vitro, observamos ainda que os níveis do fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e interleucina-1β (IL-1β) estavam maiores no meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RHL (MCRHL) em relacão ao meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RP (MCRP). Além disso, os nossos resultados demonstraram claramente que os fatores solúveis produzidos por macrófagos isolados a partir de animais resistentes à insulina inibem a proliferação e a migração de fibroblastos. Através desses resultados podemos mostrar que a resistência à insulina retarda o processo de cicatrização e sugerir os macrófagos participam deste retardo. / Obesity associated with with metabolic alterations such as insulin resistance causes significant modifications during the healing process. Our aim was initially to analyse the effects of insulin resistance induced by a high- significant changes in skin combined fat diet during cutaneous wound healing. And then investigate the role of macrophages in this process. We observed that animals subjected to a high-fat diet (HFC) became glucose intolerant and insulin resistant and increased plasma cholesterol and triglycerides levels when compared to animals fed with a standard chow (SC). The HFC group had a lower rate of wound contraction and re-epithelialization than the SC group. Besides, HFC group presented a greater number of inflammatory cells (NOS 2- and F4/80-positive cells, and neutrophils), lower density of collagen fibers and higher density of myofibroblasts and blood vessels. Oxidative damage was greater in the HFC group as well as the protein expression of TGF-β1 and α-smooth muscle actin (α- SMA). The HFC group presented higher levels of plasma TNF-α when compared to RP group. Furthermore, the proportion of M1 cells (classically activated macrophages) and M2 (alternatively activated macrophages) was the same in both groups. Regarding to the synthesis and release of cytokines and growth factors evaluated by in vitro assays, we also observed that the levels of TNF-α and IL-1β were higher in conditioned medium of macrophages isolated from animals of HFC (MCHFC) group when compared to the conditioned medium of macrophages isolated from animals in of RP (MCSC) group. Furthermore, our results clearly demonstrate that soluble factors produced by macrophages isolated from insulin resistant animals inhibit the proliferation and migration of fibroblasts. Thus, we can show that insulin resistance delays wound healing process and suggest that the macrophages are involved in this delay.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A doença de Chagas é endêmica na América Latina sendo considerada uma doença negligenciada com grande impacto socioeconômico. A infecção é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi que é transmitido pela forma vetorial, entre outros mecanismos. O tratamento consiste basicamente no uso de dois fármacos, o benznidazol e o Nifurtimox que apresentam uma série de efeitos colaterais e atuam muito pouco nas formas amastigotas intracelulares o que faz com que o tratamento atual seja restrito e insatisfatório.Várias atividades farmacológicas foram atribuídas ao lapachol e a pterocarpanos, tais como atividade antitumoral e antiparasitária. Devido a esse potencial foi sintetizado uma molécula híbrida, a pterocarpanoquinona LQB-118, e algumas moléculas derivadas. A LQB-118 mostrou anteriormente atividade antitumoral e anti-Leishmania. O objetivo do presente trabalho foi investigar a atividade in vitro da LQB-118 e suas moléculas derivadas sobre o Trypanosoma cruzi clone Dm28c. Para avaliação inicial do efeito anti-parasitário das moléculas, amastigotas intracelulares, tripomastigotas metacíclicos e epimastigotas foram incubados com 20 M das LQBs 118, 168, 187, 182 e 236. A LQB-118 demonstrou atividade antiparasitária nas três formas evolutivas (90% na forma amastigota, 44% na forma tripomastigota e 70% na forma epimastigota) do parasito, enquanto as moléculas derivadas não mostraram atividade significativa. Sendo assim os estudos foram continuados com a molécula LQB-118. A ação da LQB-118 sobre as amastigotas intracelulares foi dose dependente, com redução do índice de infecção em 81% e 88% nas concentrações de 20 e 30 M respectivamente. Já sobre tripomastigotas, a LQB-118 foi menos ativa reduzindo a mobilidade dessas formas em até 45% a 30 M. Sobre a forma epimastigota a ação foi dose-dependente chegando a inibir 96% o crescimento dos parasitos a 20 M, com alterações da morfologia tais como arrendondamento do corpo celular e perda do flagelo. A dose capaz de inibir 50% foi de 4,2 M para amastigota intracelular e 38,1 M para tripomastigotas. Para macrófagos, a LC50 ficou em 40 M, uma concentração quase dez vezes maior que a IC50 para amastigotas. A capacidade das formas amastigotas intracelulares se diferenciarem em tripomatigotas e lisar os macrófagos foi avaliada após o tratamento com a LQB-118 por 72h. Observou-se um atraso do ciclo intracelular do parasito de modo dose-dependente, onde na concentração de 30 M o surgimento de tripomastigota foi no 9 dia enquanto nos controles foi no 5 dia de cultura. Para delinear o mecanismo de ação, foi avaliado o efeito direto sobre o parasito como a indução da fragmentação de DNA. A análise de indução da fragmentação do DNA feita pela marcação pelo TUNEL mostrou que o tratamento com a LQB-118 induziu seletivamente a fragmentação do núcleo das amastigotas enquanto o núcleo dos macrófagos se mantiveram íntegros. Macrófagos peritoneais pré-tratados com LQB-118 por 24 horas foram capazes de reduzir o número de amastigotas após 72h de cultivo na ausência da molécula, mas sem alteração na produção de óxido nítrico. Esses resultados mostram que a LQB-118 é ativa contra o T. cruzi, principalmente sobre a forma amastigota intracelular, que é a forma presente na fase crônica da infecção. O mecanismo de ação sugere que a LQB-118 é capaz de ser seletivamente tóxica para o parasito e também ativar os mecanismos microbicidas dos macrófagos de modo independente da produção de óxido nítrico. / Chagas disease is endemic in Latin America being considered a neglected disease with high socioeconomic impact. The infection is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, which is transmitted by the vector form, among other mechanisms. The treatment basically consists of using two drugs, benznidazole and nifurtimox which presenting several side effects and acts very little on intracellular amastigotes what makes the current treatment is restricted and unsatisfactory. Several pharmacological activities have been attributed to lapachol and pterocarpans, such as antitumor and antiparasitic activity. Because of this therapeutic potential an hybrid molecule was synthesized, a pterocarpanquinone LQB-118, and some derived molecules. The LQB-118 previously showed antitumor and anti-Leishmania activity. The objective of this study was to investigate the in vitro activity of LQB-118 and its derived molecules on Trypanosoma cruzi Dm28c clone. For initial evaluation of the antiparasitic effect of the molecules, intracellular amastigotes, epimastigotes and metacyclic trypomastigotes were incubated with 20 M of LQBs 118, 168, 187, 182 and 236. The LQB-118 showed antiparasitic activity on the three evolutionary forms (90% on amastigote form, 44% on trypomastigote form and 70% on epimastigote form) of the parasite, while derived molecules showed no significant activity. Thus, studies were continued with the molecule LQB-118. The action of LQB-118 on intracellular amastigotes was dose dependent, with reduction of infection index into 81 and 88% at concentrations of 20 and 30 M respectively. In trypomastigotes, LQB-118 was less active reducing the mobility of these forms up to 45% at 30 M. In epimastigote form, the action was dose dependent reaching 96% to inhibit the growth of parasites at 20 M, with morphological changes such as rounding of the cell body and loss of the flagellum. The dose able to inhibit 50% was 4,2 M to intracellular amastigote and 38,1 M to trypomastigote. To macrophages, LC50 was 40 M, a concentration about ten times higher than the IC50 to amastigotes.The ability of intracellular amastigotes differentiate on trypomastigotes and break macrophages was evaluated after the treatment with LQB-118 for 72 hours. There was a delay on intracellular cycle of the parasite in a dose dependent way, where in the concentration of 30 M the trypomastigote emergence was on the 9th day while in controls was on the 5th day of culture. To delineate the mechanism of action, it was evaluated the direct effect on the parasite such as the induction of DNA fragmentation. Analysis of the induction of DNA fragmentation by TUNEL labeling showed that the treatment with LQB-118 induced selectively fragmentation of amastigotess nuclei while macrophagess nuclei remained without fragmentation. Peritoneal macrophages pretreated with LQB-118 for 24 hours were able to reduce the number of amastigotes after 72 hours of culture in absence of the molecule, but without alteration in nitric oxide production. These results show that LQB-118 is active against T. cruzi, mainly on intracellular amastigote form, which is present in the chronic phase of infection. The mechanism of action suggests that LQB-118 can be selectively toxic to parasite and also activate the microbicidal mechanisms of macrophages independently of nitric oxide production.

A expressão da HSP70 intracelular está associada a efeitos citoprotetores contra uma variada gama de estímulos estressores, tais como processos inflamatórios, estresse oxidativo, endotoxinas bacterianas, infecções e febre. Este efeito citoprotetor é principalmente atribuído à habilidade de as proteínas de choque térmico estabilizarem estruturas protéicas através de interações reversíveis. A HSP70 foi recentemente detectada no meio extracelular, e sua presença tem sido associada a situações patológicas, nas quais ela exerce efeitos modulatórios sobre células do sistema imunológico. Previamente, nós descrevemos a relação entre os níveis de HSP70 sérica, o estatus oxidante e o desfecho clínico de pacientes sépticos; o grupo de pacientes com maiores níveis pró-oxidantes e maiores níveis de HSP70 sérica também foi aquele que houve maior mortalidade. Afim de investigar a possível associação entre HSP70 oxidada e efeitos citoprotetores ou morte celular, macrófagos da linhagem RAW 264.7 foram incubados com HSP70 e HSP70 oxidada, e a produção de nitrito, proliferação celular, viabilidade celular, produção de espécies reativas de oxigênio, liberação de TNF-α e atividade fagocítica foram avaliadas. Também foram avaliadas as modificações estruturais causadas pela oxidação na HSP70 purificada. Observamos que a oxidação da HSP70 alterou a estrutura da proteína; e que os efeitos modulatórios da HSP70 oxidada sobre a linhagem de macrófagos RAW 264.7 foram diferentes dos efeitos modulatórios da HSP70 nativa. Os macrófagos tratados com HSP70 oxidada apresentaram menor proliferação, maior produção de espécies reativas de oxigênio, menor atividade fagocítica e menor liberação de TNF-α. Estes resultados indicam que a oxidação da HSP70 extracelular modifica suas propriedades sinalizadoras, causando alterações na modulação das funções e da viabilidade dos macrófagos. / Expression of intracellular HSP70 is associated to cytoprotective effects against a wide range extent of stressful stimuli, such as inflammation, oxidative stress, hypoxia, endotoxins, infections and fever. This cytoprotective effect is mainly attributed to their ability to stabilize protein structures through chaperon-like reversible interactions. HSP70 was recently detected in the extracellular medium and its presence in serum is commonly associated with pathological situations, where it exerts modulatory effects on cells of the immune system. Previously, we have described the relationship between serum HSP70 levels, oxidant status and clinical outcome of septic patients; the group of patients with higher pro-oxidant status and higher serum HSP70 had also higher mortality. To investigate the possible association between oxidized HSP70 and cytoprotection or cell death, we incubated RAW 264.7 macrophages with oxidized HSP70 and evaluated nitrite production, cell proliferation, cell viability, reactive oxygen species production, TNF-α release and phagocytic activity. We also evaluated structural modifications caused by oxidation in purified HSP70. Oxidation of HSP70 altered its protein structure; besides, the modulatory effect of oxidized HSP70 on RAW265.7 cells was different from native HSP70. Macrophages treated with oxidized HSP70 presented lower proliferation, higher reactive oxygen species production, lower phagocytic activity and TNF-α release. These results indicate that oxidation of extracellular HSP70 modify its signaling properties, causing alterations on its modulatory effects on macrophage function and viability.

Introdução: Macrófagos de fenótipo M1 (ativação clássica) e M2 (ativação alternativa) estão relacionados com diversos processos patológicos como o câncer, a aterosclerose e doenças neurodegenerativas. No microambiente tumoral, os macrófagos associados ao tumor (TAM) têm atuação controversa na progressão da doença. Um modelo in vitro pode servir para avaliar a influência dessa alteração fenotípica em diversas patologias. A linhagem celular monocítica humana U937, sob estímulo de PMA (do inglês, Phorbol 12-myristate 13-acetate), se diferencia em macrófagos típicos. Estes adquirem fenótipos M1 e M2 quando estimulados, respectivamente, por LPS/IFN- e IL-4. Objetivo: Estabelecer um modelo in vitro para o estudo do papel dos macrófagos e seu envolvimento na progressão de doenças, bem como, sua caracterização fenotípica nesses eventos. Para tal, utilizamos: a) meta-análise de dois conjuntos de dados de micro-arranjos para avaliar os genes relacionados e b) análise de marcadores de diferenciação celular, taxa de adesão, alterações morfológicas e níveis de espécies reativas. Métodos: Cultura Celular: Linhagem celular humana U937, cultivada com meio de cultura RPMI 1640 e tratada com 10nM de PMA, por 12, 24, 48 e 72 horas. Quantificação de Espécies Reativas de Oxigênio: Células U937 diferenciadas e indiferenciadas incubadas com a sonda DCF para avaliar a formação de espécies reativas, medida fluorescência por 1h. Ensaio de MTT e Adesão Celular: Células U937 diferenciadas e indiferenciadas foram incubadas com solução de MTT por 1h, para análise da viabilidade celular, foi medida absorbância em 560nm e índice de adesão por método de SRB. Produção de óxido Nítrico: Quantificado pelo método de Griess, a 540nm. Análise Morfológica por meio de Imagens das Células: Imagens obtidas após tempos de tratamento com PMA em 0, 12, 24, 48 e 72 horas. Bioinformática: a) obtidos dois conjuntos de dados de micro-arranjos do Gene Expression Omnibus (GEO) - GSE5099 e GSE15038; b) criamos redes de genes para o fenótipo M1 e M2, com ferramenta on-line STRING e software MEDUSA; c) rede de genes e informações dos micro-arranjos foram combinados e plotados em gráficos de acordo com a sua topologia, com software ViaComplex. Resultados: As imagens mostraram alteração morfológica característica da célula monocítica U937 (célula proliferativa) para macrófago (célula aderida na placa), quando tratadas com PMA. Quanto aos níveis de espécies reativas formadas e a taxa de aderência medida, foi maior nas células tratadas, no decorrer do tempo de tratamento. A taxa de proliferação da célula controle U937 aumentou com o tempo, enquanto que, observamos uma diminuição na proliferação das células tratadas com PMA. A análise bioinformática mostrou um aumento na expressão, tratadas x controle, de genes do fenótipo M1 e M2, nas células U937 diferenciadas por PMA e polarizadas com LPS/IFN gama e IL-4, respectivamente. O fenótipo M1 mostrou aumento na formação de ER e de NO quando tratado com LPS + IFN-gamacombinados. Houve uma diminuição de NO no fenótipo M2 quando ativadas por IL-4. Conclusão: Nosso trabalho descreve um método válido de diferenciação macrofágica da linhagem humana U937 e a possibilidade de sua polarização ao fenótipo M1 e M2 quando estimulada com PMA e posteriormente com LPS/IFN gama e IL-4, respectivamente. A compreensão das relações entre as alterações fenotípicas dos macrófagos e do microambiente gerado é importante para o desenvolvimento de pesquisas para combater/atenuar a agressividade das patologias. / Introduction: In vitro model of macrophages (MF) can be used to evaluate the influence of these cells in human pathologies. Objective: To establish an in vitro model to study macrophages and it’s evaluating M1/M2 polarization. Methods: The human U937 cell line was grown in medium RPMI 1640 and differentiated into functional macrophages by 10 nM phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-treatment, with M1 or M2 phenotypes with LPS/IFNg and IL-4, respectively. Reactive Oxigen Species (ROS) (time course of DCF oxidation), nitric oxide (NO) (Griess method), cell proliferation (MTT assay) and adherence (SRB method), and change in cellular morphology were determined. Moreover, two microarray data sets from Gene Expression Omnibus (GEO) (GSE5099 and GSE15038) were used to analyze differential M1/M2 gene expression with the online bioinformatics tools STRING, MEDUSA and Via Complex. Results: Time course experiments (0, 24, 48 and 72h) showed decreased cell proliferation with increase in morphological changes, cell adherence and ROS generation in PMA-treated U937 cells compatible with the acquisition of a macrophage-like phenotype. Bioinformatics approach showed increased expression in M1/M2 genes by PMA-treatment. 24h of LPS/IFNg- treatment induced increased NO, ROS, and the expression of M1 genes (classical activation MF), while 24h IL-4-treatment induced the expression of M2genes (alternative activation MF). Conclusion: This simple human macrophage-like differentiation and M1/M2 activation protocol could be used in vitro to establish the role of these cells in human pathologies.

Monócitos são células hematopoiéticas com função na imunidade inata e adquirida. De acordo com o estímulo que recebem, podem se diferenciar em macrófagos e potencializar suas funções efetoras, modulando a resposta imune e participando de vários processos fisiológicos e patológicos. Os macrófagos são muito heterogêneos e capazes de assumir diferentes fenótipos em resposta aos estímulos que recebem do microambiente. Em um ambiente gorvernado por interferon gama (IFN-γ), se diferenciam em células com aumentada capacidade de apresentação de antígenos e síntese de citocinas pró-inflamatórias (macrófagos M1). Por outro lado, quando são estimulados por interleucina-4 (IL-4), eles se diferenciam em um fenótipo antagonista com atividade de reparo (macrófagos M2). Dada a importância destas células no sistema imune, é necessário desenvolver e otimizar técnicas que sirvam de ferramentas para estudar a diferenciação de macrófagos em seus perfis fenotípicos bem como seu papel em doenças humanas. Assim, o objetivo deste estudo foi padronizar e comparar dois diferentes protocolos de isolamento de monócitos descritos na literatura e analisar seu impacto sobre a diferenciação de macrófagos. Isolamos monócitos do sangue periférico de cinco indivíduos saudáveis pelas técnicas de aderência e seleção positiva. Os monócitos foram diferenciados a macrófagos com suplementação de M-CSF. Depois da indução aos perfis M1 e M2, avaliamos marcadores de superfície celular, expressão de mRNA de citocinas, secreção de quimiocinas e fagocitose. Observamos que os métodos utilizados para isolar monócitos possuem diferentes purezas, mas que monócitos isolados por ambos métodos foram capazes de ser diferenciados a macrófagos em seus perfis M1 e M2. Análises de citometria de fluxo mostraram que há uma diminuição da expressão de CD14, principalmente em macrófagos M2, e manutenção (M2) ou aumento (m1) da expressão de HLA-DR. Monócitos (CD80-CD86high) induzidos aos fenótipo M1 são caracterizados pela regulação positiva de CD80 e regulação negativa de CD86 (CD80++CD86+). O perfil M2 foi caracterizado pela expressão de CD206high e ausência de CD163- (CD206highCD163-). A expressão do mRNA revelou que IL-1β e TNF-α foram marcadores de M1 e TGF-β e CCL18 foram marcadores de M2. Além disso, quimiocinas inflamatórias como CXCL9, CXCL10 e CCL5 foram significativamente aumentadas em macrophagos M1. Macrófagos M1 e M2 são ativos e funcionais como demonstrado no ensaio de fagocitose. Embora ambos métodos utilizados para isolar monócitos tiveram purezas diferentes, ambas técnicas forneceram monócitos capazes de serem diferenciados a macrófagos. / Monocytes are hematopoietic cells with a major role in innate and adaptative immunity. According to the stimulus they receive, they can differentiate into macrophages and enhance effector functions by modulating the immune response and participating in various physiological and pathophysiological processes. Macrophages are very heterogeneous and are able to assume different phenotypes in response to the different stimuli they receive from the microenvironment. In a proinflammatory milieu ruled by interferon gamma (IFN-γ), they differentiate into cells with increased capacity to present antigens and synthesis of proinflammatory cytokines (M1 macrophages). On the other hand, when they are stimulated with interleukin 4 (IL-4), they differentiate into an antagonist phenotype with repair activity (M2 macrophages). Given the importance of these cells in the immune system, it is necessary to develop and optimize techniques that serve as useful tools for studying the differentiation of macrophages in their different phenotypic profiles as well as their roles in human diseases. In this regard, the aim of this study was to standardize and compare two different human monocyte isolation protocols described in the literature and analyze their impact on macrophage differentiation. We isolated peripheral blood monocytes from five healthy subjects by the adherence technique and positive selection. Monocytes were differentiated into macrophages with M-CSF supplementation. After M1 or M2 induction, we evaluated cell surface markers, mRNA cytokine expression, chemokine secretion and phagocytosis. We found that the methods used to isolate monocytes have different purities, but monocytes isolated from both methods were able to differentiate into the M1 and M2 profile. The monocyte and macrophage flow cytometry analysis demonstrated that CD14 decreased expression, mainly in M2 macrophages, and maintained (M2) or increased (M1) the HLA-DR expression. Monocytes (CD80-CD86high) induced to an M1 phenotype were characterized by upregulation of CD80 and down regulation of CD86. (CD80++CD86+) The M2 profile was characterized by the expression of CD206high and absence of CD163- (CD206highCD163-). The mRNA expression revealed that IL-1β and TNF-α were M1 markers and TGF-β and CCL18 were M2 markers. Further more, inflammatory chemokines as CXCL9, CXCL10 and CCL5 were significantly increased in M1 macrophages. M1 and M2 macrophages were active and functional as shown in the phagocytic assay. Although methods used for the isolation of monocytes yielded different purities, both techniques provided monocytes able to differentiate to macrophages.

Glioblastoma multiforme é o tumor maligno mais comum do sistema nervoso central em adultos e a sobrevida média é de apenas 12 a 15 meses após o diagnóstico. Por isso, é extremamente importante desenvolver tratamentos mais eficazes e específicos contra essa neoplasia. A presença do sistema imune, incluindo macrófagos associados ao tumor, promove a proliferação tumoral e está associada com um pior prognóstico em pacientes com essa doença maligna. A sinalização purinérgica e o receptor purinérgico P2X7, um canal iônico, têm sido implicados na progressão de diferentes tipos de tumores tanto in vitro como in vivo. A ciclooxigenase 2 (COX-2) desempenha um papel importante na regulação da proliferação celular, diferenciação e na tumorigênese. O ácido ursólico é um triterpeno pentacíclico encontrado em uma variedade de plantas e exibe diversas atividades biológicas e farmacológicas. O objetivo dessa tese é verificar a participação do sistema purinérgico, sistema imune e COX-2 no desenvolvimento e progressão do glioblastoma multiforme, e também investigar os efeitos citotóxicos do ácido ursólico. Primeiramente, verificamos que macrófagos expostos ao meio condicionado de glioma (GL-CM) foram modulados para um fenótipo do tipo M2 e houve um aumento da liberação de IL-10, IL-6 e MCP-1. Esses efeitos foram diminuídos na presença de antagonistas dos receptores P2X7 e A2A. Portanto, os resultados apresentados contribuem para o melhor entendimento da interação entre inflamação e câncer e demonstram que os receptores purinérgicos são importantes para a progressão do glioma. Após, analisamos o papel do receptor P2X7 na proliferação de células de glioma. Surpreendentemente, in vitro, não se observou nenhuma diferença no crescimento das células quando houve a transfecção com o P2X7. Entretanto, in vivo, essas células geraram tumores maiores quando comparado com o controle. Os nossos resultados demonstram que, como em outros tipos de cânceres, o P2X7 tem um papel importante no desenvolvimento e progressão tumoral. Uma vez verificado o importante papel do receptor P2X7 nos macrófagos associados ao tumor e nas células de glioma, investigamos se esse receptor poderia interagir com a enzima COX-2 em células de glioma. Porém, não houve diferença na expressão do P2X7 ou da COX-2 tanto in vitro como in vivo. E também não houve nenhum efeito adicional entre o antagonista de P2X7 e o inibidor seletivo de COX-2. Esse trabalho fornece evidências de que não há relação entre o P2X7 e COX-2 em células de glioma. Em conclusão, todos esses resultados reforçam a hipótese do envolvimento da sinalização purinérgica na progressão do glioblastoma multiforme e tornam o P2X7 como um interessante alvo terapêutico. Finalmente, também investigamos a possível atividade anticâncer do ácido ursólico contra as células de glioma. Essa molécula foi capaz de diminuir o número de células e induziu parada no ciclo celular. In vivo, o ácido ursólico reduziu ligeiramente o tamanho do tumor, mas não alterou as características malignas. Em conclusão, o ácido ursólico pode ser um potencial candidato como adjuvante para o tratamento do glioblastoma multiforme. Em conjunto, todos os resultados apresentados nessa tese indicam possíveis novas abordagens terapêuticas no tratamento e novos conhecimentos em relação a esse maligno câncer cerebral. / Glioblastoma multiforme is the most common malignant tumor of central nervous system in adults and the median survival is only 12 to 15 months after diagnosis. Therefore, it is extremely important to develop more effective and specific treatments. The presence of an inflammatory environment, including tumor-associated macrophages, promotes tumor proliferation and is associated with a poor prognosis in patients with this malignancy. Disruption of purinergic signaling has also been implicated in cancer progression. P2X7R is an ion channel receptor, whose participation in tumor progression has been demonstrated in in vitro and in vivo studies. Cyclooxygenase 2 (COX-2) plays an important role in regulating cell proliferation, differentiation, and tumorigenesis. Ursolic acid is a pentacyclic triterpenoid found in a variety of plants that exhibits several biological and pharmacological activities. The aim of this study is to verify the participation of the purinergic system, immune system and COX-2 in the glioblastoma multiforme development and progression, and also to investigate the anti-proliferative effects of ursolic acid. We first verified that macrophages exposed to glioma conditioned medium (GL-CM) were modulated to an M2-like phenotype and there was an increased IL-10, IL-6 and MCP-1 secretion and these effects were diminished by P2X7 and A2A receptors antagonists. Therefore, the results presented contribute to advancing in the field of cancer-related inflammation and point specific purinergic receptors as targets for glioma progression. After that, we analyzed the role of P2X7 receptor in glioma cell proliferation. Surprisingly, in vitro, no difference in cell growth was observed when the cells were transfected with P2X7R but in vivo these cells generated larger tumors when compared to the control. Our data demonstrate that, as in other type of cancers, P2X7R has an important role in sustaining the development of glioma. Once verified the important role of P2X7 receptor in tumorassociated macrophages and glioma cells, we verified whether this receptor could interact with the COX-2 enzyme in glioma cells. No differences in mRNA expression of P2X7R or COX-2 were verified both in vitro and in vivo experiments. And any additional effect with selective P2X7R antagonist and COX-2 inhibitor were observed in in vitro and in vivo experiments. This work provides evidence that there is no relationship between the P2X7R and COX-2 in glioma. In conclusion, all these results reinforce the hypothesis of purinergic signaling involvement in glioma progression and point to P2X7R as an interesting target for glioma treatment. Finally, we also investigated the potential anticancer activity of ursolic acid against to glioma cells. Ursolic acid decreased the cell number and induced an arrest in the cell cycle in glioma cells. In vivo, ursolic acid slightly reduced the glioma tumor size but did not alter the malignant features. In conclusion, the ursolic acid may be a potential candidate as adjuvant for glioblastoma therapy. Taken together, the results presented herein indicate new adjuvant treatment approaches and new knowledge regarding to this deadliest brain tumor.

O câncer de pulmão é o tipo de câncer mais letal em todo o mundo, contabilizando 1.3 milhões de mortes anualmente. O câncer de pulmão de não-pequenas células (CPNPC) representa aproximadamente 85% dos casos diagnosticados. Apesar de o conhecimento da biologia molecular destes tumores ter aumentado muito, o prognóstico do CPNPC continua desfavorável, com uma sobrevida média de 10 meses. Um dos motivos deste mau prognóstico é a dificuldade relacionada à detecção precoce, de modo que a maioria dos pacientes diagnosticados apresenta estágios avançados. A falta de avanço clínico se dá muitas vezes pela dificuldade de compreender o microambiente que circunda o tumor, o qual está relacionado, entre outros fatores, à capacidade metastática e a resistência à quimioterapia. Nesse contexto, o estabelecimento e o avanço do processo neoplásico resultam em uma estimulação da resposta imunológica do hospedeiro contra o avanço tumoral. Uma das células recrutadas são os macrófagos, os quais desempenham um papel fundamental tanto na resistência tumoral, quanto na progressão da neoplasia. Essas células apresentam uma plasticidade celular de amplo espectro – a qual dificulta a análise da influência dessas células em relação a determinadas patologias - podendo, de acordo com o estímulo ambiental, apresentarem propriedades anti ou pró-inflamatórias. Essa plasticidade confere ao macrófago uma característica que o faz ser central no estabelecimento do microambiente tumoral. Nesse contexto, sabe-se que os agentes quimioterápicos, e outras moléculas, induzem a morte celular, principalmente, pelo processo apoptótico, sendo que a remoção dessas células e dos corpos apoptóticos é realizada pelos fagócitos, ocorrendo, assim, uma modulação do sistema imune, principalmente em relação aos macrófagos. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo analisar a influência dos macrófagos e da apoptose na sobrevida de pacientes com CPNPC, verificar se a fagocitose de células apoptóticas advindas de diferentes indutores apresentam diferentes capacidades imunomodulatórias sobre o macrófago e buscar ferramentas que auxiliem na caracterização dos fenótipos dos macrófagos. Para tanto, inicialmente, realizou-se uma meta-análise de dados clínicos correlacionando macrófagos e apoptose com o desfecho clínico de pacientes com CPNPC. Em seguida, induziu-se a apoptose na linhagem de CPNPC A549 com os indutores cisplatina (droga padrão-ouro na clínica), taurina cloramina (um oxidante biológico produzido por macrófagos e neutrófilos) e ácido bromopirúvico (um inibidor metabólico), sendo as células apoptóticas postas em contato com os macrófagos. Para verificar a modulação dos macrófagos, analisou-se as citocinas liberadas. Por fim, através de bioinformática e RT-PCR, criaram-se duas assinaturas gênicas de macrófagos. Nossos resultados mostraram que há discrepâncias quanto ao papel dos macrófagos e da apoptose no desfecho dos pacientes com CPNPC. Nas análises in vitro, observamos que existem diferenças entre a eficiência da fagocitose das células apoptóticas advindas do tratamento com taurina cloramina quando comparada aos demais tratamentos. Observou-se também que ocorre uma modulação diferencial nos macrófagos que fagocitaram as células apoptóticas advindas do tratamento com cisplatina e taurina cloramina. Por fim, as assinaturas gênicas criadas conseguiram caracterizar de forma robusta não somente os fenótipos dos macrófagos in vitro, mas também seus fenótipos em determinados contextos clínicos, além da capacidade de correlacionar genes com o desfecho de determinadas patologias. / Lung cancer is the most lethal type of cancer in the world, and is responsible for 1.3 million deaths annually. Non small cell lung cancer represents approximately 85% of all cases diagnosed. Even though the knowledge of the molecular biology of these tumors has increased, the prognosis of NSCLC continues to be unfavorable, with an overall survival of 10 months. One reason for this difficulty is the poor prognosis associated with early detection, since most of the patients diagnosed with this pathology have advanced stages. The lack of clinical progress occurs often due to the difficulty of understanding the microenvironment surrounding the tumor, which is related with metastatic capacity and resistance to chemotherapy. In this context, the establishment and advancement of the neoplastic process result in a stimulation of the host immune response against tumor. One of recruited immune cells are the, which plays a key role in tumor resistance or progression. These cells exhibit a broad spectrum of cellular plasticity (which results in the difficulty to correlate these cells in human pathologies) may, depending on the environmental stimulus, presenting anti or pro-inflammatory properties. This plasticity confers to macrophage a key role in the establishment of tumor microenvironment. It is known that chemotherapy agents, and other molecules induce cell death mainly by apoptosis, and the removal of these cells and apoptotic bodies by phagocytes modulates the immune system, especially macrophages. Therefore, this study aims to analyze the influence of macrophages and apoptosis in patients’ outcome and survival in NSCLC, to verify whether the phagocytosis of apoptotic cells obtained from different inducers had to capacity to modulate differently the macrophages and lastly found tools that can help in the characterization of macrophges’ phenotypes. For that, firstly was made a meta-analysis of clinical data correlating macrophages and apoptosis with clinical outcome of patients with NSCLC. Further, apoptosis was induced in NSCLC cell line A549 with the inducers Cisplatin (gold standard in clinic), Taurine Chloramine (physiological oxidant) and Bromopyruvic Acid (metabolic inhibitor), and the apoptotic cells were putted in contact with macrophages. To verify the macrophages’ modulation, we analyzed the cytokines released. Lastly, using bioinformartics and RT-PCR, we constructed two gene signatures of macrophages. Our results showed discrepancies concerning the role of macrophages and apoptosis in NSCLC patients’ outcome. In in vitro analysis, we observed that the phagocytosis efficiency of apoptotic cells induced by Taurine Chloramine was different when compared to the others treatments. We also observed a differential modulation of macrophages that phagocytosed the apoptotic cells obtained from the treatment of Cisplatin and Taurine Chloramine. Finally, the gene signatures created were capable to characterize robustly not only the macrophages’ phenotypes in vitro, but also the phenotypes in clinical contexts, predicting the correlation between genes expression and diseases outcomes.

A sepse é a Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica decorrente de uma infecção por gram positivos/negativos, fungos ou vírus. É caracterizada por alta liberação de mediadores inflamatórios podendo levar à morte. As células B-1 são encontradas em cavidades peritoneal e pleural de camundongos e sua origem e função ainda não são completamente conhecidas. Apresentam marcadores de superfície de linhagem mielóide e linfóide e migram para focos inflamatórios comportando-se como macrófagos. Objetivo: investigar o papel da célula B-1 na resposta inflamatória após estímulo com lipopolissacáride (LPS) in vitro e in vivo. Métodos: TNF-, IL-6, IL-10 (ELISA) e nitrito (Griess) foram dosados em sobrenadante de cultura celular (106 cel./ml). As células em cultura receberam por 24h de estímulo com 10 g/mL de LPS de Escherichia coli (026:B6 Sigma®). Foram realizados os seguintes grupos cultura de célula B-1 (Balb/c), cultura de macrófagos de linhagem (RAW 264.7) coculturas (macrófagos de linhagem RAW 264.7 e células B-1 (Balb/c, C57BL/6 e C57BL/6 IL-10 -/-), e células peritoneais de camundongos Balb/c e Balb/Xid (imunodeficiente em célula B-1) A endotoxemia foi induzida com injeção de LPS 15 mg/kg (i.p.) em camundongos Balb/c e Balb/Xid. Foram quantificados, TNF-, IL-6, IL-10 e nitrito em soro, pulmão e intestino dos animais após 1,5, 4 e 6 horas após a injeção de LPS. Ensaios de inoculação de células B-1 (Balb/c) em camundongos Balb/Xid foram realizados, e curva de sobrevida foi analisada após indução de endotoxemia. Resultados: Após o estímulo com LPS, células B-1 produziram IL-10 e a presença destas células em cocultura com macrófago promoveu a diminuição na produção de TNF-, IL-6, Nitrito e aumento de IL-10. Contudo, célula B-1 (IL-10 -/-) em cocultura com macrófagos, não inibem a produção de mediadores pro inflamatórios. Análise com macrófagos peritoneais de camundongo Balb/Xid e Balb/c após estímulo com LPS em cultura mostrou reprodução do fenômeno encontrado com os experimentos com cultura de célula imortalizada, isto é, maior produção de TNF-, IL-6 e NO em Balb/Xid (B-1 deficiente). Os estudos in vivo mostraram 60% de mortalidade em camundongo Balb/Xid comparando com Balb/c (0%) após 16 horas de injeção de LPS. Nos animais Balb/Xid encontramos padrão pro inflamatório exacerbado com maiores concentrações de TNF-, IL-6 e menores concentrações de IL-10 no plasma e tecidos quando comparamos com Balb/c. Conclusões: Nossos dados mostraram que a presença de células B-1 promoveram diminuição de mediadores pro inflamatórios e aumento de IL-10 em coculturas com macrófagos e que a modulação da resposta inflamatória pode ser devida a secreção de IL-10 pela célula B-1. Este padrão de resposta pro inflamatória se repete in vivo e é a possível causadora da maior taxa de mortalidade em camundongos da linhagem Balb/Xid. / Sepsis syndrome is caused by inappropriate immune activation due to bacteria and bacterial components released during infection. This syndrome is the leading cause of death in intensive care units. Specialized B-lymphocytes located in the peritoneal and pleural cavities are known as B-1 cells. These cells produce IgM and IL-10, both of which are potent regulators of cell-mediated immunity. It has been suggested that B-1 cells modulate the systemic inflammatory response in sepsis. In this study, we conducted in vitro and in vivo experiments in order to investigate a putative role of B-1 cells in a murine model of LPS-induced sepsis. Macrophages and B-1 cells were studied in monocultures and in co-cultures. The B-1 cells produced the anti-inflammatory cytokine IL-10 in response to LPS. In the B-1 cell-macrophage co-cultures, production of proinflammatory mediators (TNF-, IL-6 and nitrite) was lower than in the macrophage monocultures, whereas that of IL-10 was higher in the co-cultures. Co-culture of B-1 IL-10/ cells and macrophages did not reduce the production of the proinflammatory mediators (TNF-, IL-6 and nitrite). After LPS injection, the mortality rate was higher among Balb/Xid mice, which are B-1 cell deficient, than among wild-type mice (65.0% vs. 0.0%). The Balb/Xid mice also presented a proinflammatory profile of TNF-, IL-6 and nitrite, as well as lower levels of IL-10. In the early phase of LPS stimulation, B-1 cells modulate the macrophage inflammatory response, and the main molecular pathway of that modulation is based on IL-10-mediated intracellular signaling.

No diabete melito tipo (DM) 2, a glicoxidação da LDL favorece o acúmulo de colesterol nos macrófagos da parede arterial, enquanto que as modificações da HDL alteram o transporte reverso do colesterol e reduzem sua capacidade ateroprotetora. O objetivo deste estudo foi avaliar a concentração de colesterol livre (CL) e esterificado (CE) em macrófagos, resultante da incubação conjunta de LDL e HDL isoladas de indivíduos portadores de DM 2 (D) com controle glicêmico inadequado, ou de indivíduos controles não diabéticos (C). LDL e HDL isoladas do plasma por ultracentrifugação por gradiente descontínuo de densidade foram incubadas simultaneamente (100g proteína/mL de meio) em macrófagos de peritônio de camundongos, durante 48 h, a 37°C, de acordo com os seguintes esquemas: LDL(C); LDL(C)+HDL(C); LDL(C)+HDL(C) pool; LDL(D); LDL(D)+HDL(D) ou LDL(D)+ HDL(C) pool. O conteúdo celular de CL e CE (linoleato, oleato e palmitato) foi analisado por HPLC (g/mg de proteína celular). A idade, IMC e triglicérides plasmáticos, assim como a glicemia de jejum e HbA1c, eram maiores no grupo DM, em comparação com o grupo C. Nas incubações com LDL(D) + HDL(D), observou-se maior conteúdo celular de colesterol total (607 ± 99; p = 0,033) e esterificado (430 ± 86; p = 0,023) em comparação com LDL(D) (356 ± 73; 209 ± 51, respectivamente), e somente do colesterol esterificado comparado com LDL(D) + HDL(C) pool (208 ± 70; p = 0,023). Os macrófagos com LDL(D) + HDL(D) apresentaram maior conteúdo de colesterol total (607 ± 99; p = 0,01), CL (177 ± 21; p = 0,03) e CE (430 ± 86; p = 0,02) em comparação com LDL(C) + HDL(C) pool (266 ± 66, 89 ± 16 e 176 ± 53, respectivamente). O acúmulo de colesterol esterificado nos macrófagos foi decorrente da maior formação de colesterol linoleato e oleato. A análise da composição das HDL(D) mostrou menor conteúdo de apo A-I em relação aos lípides, comparada com HDL(C). Em conclusão, a incubação simultânea de LDL(D) + HDL(D) provocou maior acúmulo de colesterol em macrófagos, em comparação à incubação de LDL(D) isoladamente ou de LDL(C) + HDL(C) pool. Estes resultados sugerem que a HDL de portadores de DM 2 mal compensados favorece o maior acúmulo de colesterol em macrófagos. / The development of atherosclerosis in type 2 diabetes mellitus (DM2) is associated with lipoprotein (LP) modifications. Glycoxidized LDL increases macrophage cholesterol accumulation whereas HDL modifications impair the reverse cholesterol transport and atheroprotective properties. The objective of this study was to evaluate the cholesterol content of mouse peritoneal macrophage (MPM) after their simultaneous incubation with LDL+HDL or LDL alone from poorly controlled DM2 (D, n=11), and from non-diabetic control individuals (C, n=11). LP were isolated by discontinuous density gradient ultracentrifugation and incubated (100g protein/mL) with MPM (48h), according to the following protocol: LDL(C); LDL(C)+HDL(C); LDL(C)+HDL(C) pool; LDL(D); LDL(D)+HDL(D) or LDL(D)+ HDL(C) pool. The cellular contents of free (FC) and of esterified cholesterol (EC: linoleate, oleate and palmitate) were measured by HPLC (g/mg of cell protein). Age, BMI, fasting plasma glucose, HbA1c and triglycerides were higher in D as compared to C. The incubation with LDL(D)+HDL(D) increased MCM TC (mean ± SEM) (607 ± 99; p = 0,033) and EC (430 ± 86; p = 0,023) contents compared to LDL(D) alone (356 ± 73; 209 ± 51, respectively). Also, MPM EC content was higher compared to LDL(D)+HDL(C)pool (208 ± 70; p = 0,023). MPM incubated with LDL(D)+HDL(D) presented greater contents of TC (607 ± 99; p = 0,01), FC (177 ± 21; p = 0,03) and of EC (430 ± 86; p = 0,02) compared to the LDL(C)+HDL(C)pool (266 ± 66, 89 ± 16 e 176 ± 53, respectively). The cellular EC content was ascribed to accumulations of linoleate and oleate. Analysis of the HDL composition showed higher lipid/apo A-I ratio in HDL(D) compared to HDL(C). In conclusion, the simultaneous incubation of LDL(D)+HDL(D) induces greater cholesterol accumulation in macrophage compared to LDL(D) and LDL(C)+HDL(C)pool. These results suggest that uncontrolled DM2 HDL favours the cellular cholesterol accumulation.