Objetivamos investigar o papel da quinase ativada por adenosina monofosfato (AMPK) na doença renal crônica. Induzimos nefrite túbulo-intersticial (NTI) em camundongos C57BL/6 e LyzM-cre AMPKflox/flox através de ração com adenina, e tratamos com metformina (Met) 200 mg/kg/dia. Avaliamos ainda o efeito da Met sobre a transição epitélio-mesenquimal (TEM) em células tubulares epiteliais renais murinas (linhagem MM55.K). Os C57BL/6 tratados apresentaram preservação da função renal; maior frequência de macrófagos (MØ) M1, em detrimento dos M2; e redução de marcadores de fibrose. Os LyzM-cre AMPK-/- não diferiram dos LyzM-cre AMPK+/+ quanto à intensidade da lesão, por a molécula já se encontrar infrarregulada na NTI. Contudo, ao serem tratados com Met, os LyzM-cre AMPK+/+ evoluíram melhor do que os não tratados, o mesmo não se verificando nos LyzM-cre AMPK-/-, sugerindo que a ação da Met nos MØ é dependente de AMPK. As MM55.K, após estímulo com Met, exibiram maior captação de glicose, expressão do transportador Glut-2, ativação da glicólise, e resistência à TEM. / We aimed to investigate the role of adenosine monophosphate activated kinase (AMPK) on chronic kidney disease. We induced tubulointerstitial nephritis (TIN) in C57BL/6 and LyzM-cre AMPKflox/flox mice by feeding them adenine diet, and then treating with metformin (Met) 200 mg/kg/day. We also evaluated the effect of Met on epithelium-to-mesenchyma transition (EMT) of murine epithelial renal tubular cells (lineage MM55.K). Met-treated C57BL/6 mice presented preserved kidney function, greater frequency of M1 macrophages (MØ) compared to M2 ones, and reduced markers of fibrosis. Disease severity on LyzM-cre AMPK-/- and AMPK+/+ mice did not differ, since the molecule was already downregulated on TIN. However, by treating them with Met, LyzM-cre AMPK+/+ improved in comparison to the non-treated mice. The same did not happen with LyzM-cre AMPK-/- mice, suggesting that Met effect on MØ is AMPK-dependent. MM55.K cells, after stimulus with Met, showed increased glucose uptake, greater expression of the transporter Glut-2, activation of glycolysis, and resistance to EMT.

Made available in DSpace on 2016-03-15T14:17:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 7.pdf: 1019934 bytes, checksum: df1b248bb9c258918248c73b73272de2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Fármacos/Farmanguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Uridina 5'-trifosfato trissódica (UTPt) e citidina 5'-monofosfato dissódica (CMPd) são nucleotídeos pirimidínicos do ácido nucleico. Eficácia e segurança de fármacos baseados na UTPt e CMPd, usados no tratamento para neuropatias periféricas já foram estudadas, no entanto informações sobre farmacocinética desses fármacos ainda não são conhecidas. O objetivo deste estudo foi propor metodologias para quantificar UTPt e CMPd em matrizes biológicas, baseando-se numa revisão sistemática da literatura. Levando em consideração que a biodisponibilidade das pirimidinas, durante as neuropatias periféricas é diferente da observada em voluntários sadios, os dados disponíveis acerca das concentrações plasmáticas do UTPt e CMPd não devem ser usados para estimar a dose de fármacos baseados nessas pirimidinas. Para diferenciar pirimidinas endógenas e exógenas em matrizes biológicas, estas últimas devem ser marcadas, antes da administração, com material radioativo tais como trício [3H] ou carbono 14 [14C]. Além disso, a cromatografia líquida de alta performance é a técnica mais aplicada para identificação e quantificação de pirimidinas radioativas. Nós concluímos que a radiomarcação de UTPt e CMPd, seguida de separação cromatográfica e detecção por UV e cintilografia líquida, seria uma metodologia factível para estudos de detecção e quantificação de derivados de UTPt e CMPd em matriz biológica / Pyrimidines uridine 5'-triphosphate trisodium (UTPt) and cytidine 5'-monophosphate disodium (CMPd) are standard nucleosides which make up nucleic acids. Efficacy and safety from UTPt and CMPd based drugs on peripheral neuropathies has already been studied. However, information regarding pharmacokinetics of UTPt and CMPd based drugs during pathological condition remains unknown. The aim of this study was to propose methodologies to quantify UTPt and CMPd in biological matrices, based on a systematic literature review. Concerning that the bioavailability of pyrimidines during peripheral neuropathies is different of observed in healthy volunteers, the available data regarding plasmatic levels of UTPt and CMPd should not be used to estimate the dose of UTPt and CMPd based drugs. Furthermore, to differentiate endogenous and exogenous pyrimidines in biological matrices the exogenous pyrimidines must be labeled with [3H] or [14C] before administration. Next, high-performance liquid chromatography (HPLC) has been the most applied technique for identification and quantitation of radiolabeled pyrimidines. We concluded that UTPt and CMPd radiolabelling, followed by chromatographic separation and detection by UV and liquid scintigraphy, is a feasible methodology for detection and quantitation of UTPt and CMPd derivatives in biological matrices.

A persistência bacteriana correlacionada à formação de biofilmes bacterianos é, há algum tempo, fonte de grande preocupação médica em virtude de sua ampla associação com a dificuldade de tratamento de infecções crônicas. Por outro lado, as perspectivas de utilização de biofilmes bacterianos em novas aplicações biotecnológicas e até mesmo para fins terapêuticos são promissoras. Há, portanto, grande interesse em compreender os mecanismos que levam as células bacterianas a deixar o estado planctônico, de vida livre, e associarem-se nesses conglomerados celulares altamente complexos. Ao longo das últimas décadas, o segundo mensageiro c-di-GMP – em conjunto com as moléculas que catalisam sua síntese (diguanilato ciclases) e sua degradação (fosfodiesterases) e seus receptores – estabeleceu-se como um elemento central de regulação de uma série de respostas celulares que determinam a formação ou a dispersão de biofilmes. Curiosamente, as proteínas que participam do metabolismo deste segundo mensageiro estão, frequentemente, codificadas múltiplas vezes em um mesmo genoma bacteriano. Em vista dessa observação, estudos mais recentes apontam que, para reger paralelamente uma variedade tão ampla de fenótipos, este sistema opera em modo de alta especificidade de sinalização e que, portanto, o sinal metabolizado por determinados conjuntos de diguanilato ciclases e fosfodiesterases tem alvos celulares específicos. Evidências robustas, porém isoladas até o momento, apontaram que um dos meios pelo qual ocorre a segregação entre sinal produzido e alvo específico é a interação direta entre as proteínas componentes das vias de sinalização. Mais, demonstrou-se que, em algumas vias, a transmissão de sinal ocorre exclusivamente via interação proteica, dispensando a intermediação do sinalizador em si. Para avaliar a validade e relevância global deste mecanismo, propôs-se, neste estudo, a investigação da rede total de interações entre as proteínas tipicamente associadas às vias de sinalização por c-di-GMP em Pseudomonas aeruginosa, utilizando ensaios de duplo-hibrido bacteriano. Para tanto, foram construídas duas bibliotecas de DNA direcionadas e foram feitos testes de interação de forma estratégica para possibilitar o esgotamento e averiguação de todas as possíveis interações entre as proteínas alvo identificadas. O resultado obtido, um mapa inicial, porém abrangente, da rede de interações proteicas em P. aeruginosa, indica uma grande probabilidade de que os mecanismos previamente descritos sejam realmente recorrentes e relevantes para o intermédio da sinalização nesse organismo. Algumas das interações mais robustas encontradas são bastante interessantes e serão, em estudos futuros, mais extensivamente estudadas. / Persister bacteria are correlated to biofilm formation and have been a source of great medical concern due to its close association with the impairment of traditional treatment in combating chronic infections. On the other hand, using bacterial biofilms to create original biotechnological applications or even as a means of therapeutic treatment in medical settings constitutes a promising prospect. There is, therefore, a great interest in understanding the mechanisms that allow bacteria to leave the free-living planktonic lifestyle and associate in these highly complex cellular aggregates. Over the last decades, the second messenger c-di-GMP – and also the molecules involved in its synthesis (diguanylate ciclases) and degradation (phosphodiesterases) along with its receptors – has been established as a key element implicated in regulation of a series of cellular responses that determine biofilm formation or dispersion. Curiously, the proteins that play a part in the metabolism of this second messenger are frequently coded multiple times in single bacterial genomes. Taking this into account, recent studies indicate that, in order to control such a wide range of phenotypes, this system operates via high specificity of signaling – which means that the signal metabolized by a certain set of diguanylate ciclases and phosphodiesterases has specific cellular targets. Robust but yet isolated evidence indicate that a means by which a signal is segregated with its correlated phenotypic response is through direct protein-protein interaction involving the components of these signaling pathways. Even more, there has been strikingly evidence that, in some of these pathways, signal transduction occurs exclusively through protein-protein interaction, entirely dismissing any mediation by the signal molecule. In order to validate and evaluate the global relevance of this type of mechanism, this study proposed the investigation of the entire network of interactions between proteins typically associated with c-di-GMP signaling pathways of Pseudomonas aeruginosa by employing bacterial two-hybrid system assays. To make that possible, two DNA libraries were constructed and interaction essays were performed in a strategic way so that all possibilities of interaction between target proteins were explored. The results obtained from these experiments allowed the construction of a broad map of interactions that, although still primitive, indicates that, chances are, the mechanisms previously described are both recurrent and relevant to signaling regulation in this organism. Some of the interaction partners found are particularly interesting and will be further investigated in future studies.

Orientador: Marcelo Palma Sircili / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:41:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Higa_JulianaSuyama_M.pdf: 2740628 bytes, checksum: 20ced0f2848628f2541d4313632cfc0b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Escherichia coli (E.coli) enteropatogênica (EPEC), é um dos agentes causadores de diarreia em crianças, principalmente em países em desenvolvimento. EPEC pode ser dividida em típica (tEPEC) ou atípica (aEPEC) pela presença ou ausência do plasmídeo EAF, respectivamente e, mais precisamente pela expressão da fímbria Bfp. Uma característica de EPEC é a capacidade de causar uma lesão histopatológica denominada "attaching and effacing" (lesão A/E) no epitélio intestinal e os genes responsáveis pela formação da lesão A/E estão localizados na ilha de patogenicidade LEE (locus of enterocyte effacement). Outra característica de EPEC é a formação de microcolônias que possibilitam a formação de biofilme. Um dos mecanismos de regulação da formação de biofilme envolve a molécula sinalizadora Bis-(3'-5')-monofosfato de guanosina cíclico (c-di-GMP), um mensageiro secundário universal em bactérias que está envolvido na regulação de uma grande variedade de processos celulares. Para exercer sua função, c-di-GMP precisa se ligar e alterar alostericamente a estrutura de uma molécula efetora. Um dos receptores conhecidos para c-di-GMP é YcgR, uma proteína de domínio PilZ que possui um sítio de ligação para c-di-GMP e está envolvida diretamente na regulação do movimento flagelar através da ligação do complexo YcgR-c-di-GMP às proteínas da base do motor flagelar. Existem poucos dados na literatura sobre as funções de YcgR, todos focados apenas no seu papel na regulação da motilidade. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de YcgR na motilidade, formação de biofilme, adesão e formação de lesão A/E em um amostra de aEPEC do sorotipo O55:H7. O gene ycgR foi deletado da amostra selvagem através da técnica de recombinação homóloga proposta por Datsenko e Wanner (2000). A complementação da amostra mutante foi realizada através da clonagem do gene ycgR no plasmídeo de expressão pBAD Myc HisA. Os resultados obtidos indicam que a deleção do gene ycgR reduz a motilidade e aumenta a formação do biofilme inicial na amostra O55:H7. Além disso, a adesão em células epiteliais e a formação da lesão A/E também foram reduzidas em comparação à amostra selvagem. Os resultados fenotípicos corroboram os observados na análise transcricional dos genes eae, ler e espA, que participam da formação da lesão A/E, e dos genes bscA, fimA e csgD, envolvidos na formação do biofilme inicial. Com exceção do gene csgD que apresentou um aumento na transcrição na amostra mutante, todos os outros genes avaliados apresentaram uma menor transcrição em relação à amostra selvagem. Poucos trabalhos na literatura demonstram o papel do mensageiro secundário em amostras de E. coli patogênicas, assim, estes resultados são os primeiros descritos para uma amostra de aEPEC e possibilitam que no futuro novos estudos possam analisar com mais detalhes a participação de c-di-GMP na regulação de fatores de virulência não só de aEPEC mas também de outras E.coli patogênicas / Abstract: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a causative agent of diarrhea in children, especially in developing countries. EPEC can be categorized in 2 subgroups termed typical (tEPEC) or atypical (aEPEC) by the presence or absence of the EAF plasmid respectively, and more precisely by the expression of the Bfp fimbriae. One characteristic of EPEC is the ability to cause a histopathological lesion on epithelial cells called "attaching and effacing" (A/E lesion). The genes responsible for the production of the A/E lesion are encoded in a pathogenicity island named "locus of enterocyte effacement" (LEE). Another feature of EPEC is the formation of microcolonies, which allow biofilm formation. One of the regulation mechanisms of biofilm formation involves the signaling molecule bis- (3'-5') cyclic guanosine monophosphate (c-di-GMP), a ubiquitous second messenger in bacteria that participates in the regulation of a wide variety of cellular processes. To perform its function, c-di-GMP needs to bind and alter allosterically the structure of an effector molecule. One of the known (many?) receptors for c-di-GMP is YcgR, a Pilz domain protein that has a c-di-GMP binding site and is involved directly in the regulation of flagellar movement through the binding of the YcgR-c-di-GMP complex to flagellar motor proteins. There are few published data on the YcgR functions and they focus mainly on the role of the YcgR in motility regulation. The aim of this study was to evaluate the influence of YcgR in motility, biofilm formation, adhesion and A/E lesion formation in an aEPEC strain serotype O55:H7. ycgR gene deletion was performed by homologous recombination as proposed by Datsenko and Wanner (2000). Complementation of O55:H7 mutant strain was achieved by cloning ycgR in pBAD/Myc-HisA plasmid. The results indicate that the deletion of ycgR gene decreases the motility and increases the formation of initial biofilm on O55:H7 strain. Moreover, the adhesion on epithelial cells and the A/E lesion formation were also diminished in comparision to the wild type strain. The phenotypic results are consistent with the transcriptional analysis of eae, ler and espA genes involved in A/E lesion formation, and of bcsA, fimA and csgD genes involved in the initial steps of biofilm formation. With the exception of csgD gene that showed an increased transcription level in the mutant strain, all other analysed genes showed a decrease in transcription when compared to the wild type strain. Few studies demonstrate the role of a second messenger molecule in Escherichia coli pathogenic samples, and therefore, these results are the first report in this regard for an aEPEC strain. This work should encourage further studies in order to analyze in more detail the involvement of c-di GMP in the regulation of virulence factors not only in aEPEC, but also in other pathogenic Escherichia coli pathotypes / Mestrado / Microbiologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular