A manipulação cirúrgica do fígado com esteato-hepatite pode levar a complicações pós-operatórias importantes. A N-acetilcisteína (NAC) apresenta efeito protetor em modelos de I/R hepática, bem como na doença hepática gordurosa não alcoólica. Porém, há carência de estudos relacionados a seu efeito em lesões de I/R em fígado com esteato-hepatite. Portanto, esse estudo teve como objetivo avaliar o efeito da NAC sobre a reação inflamatória, estresse oxidativo e morte celular induzidos pela I/R hepática associada à esteato-hepatite. Foram utilizados camundongos C57BL/6J, machos, com oito semanas e peso entre 25 e 30 gramas, que receberam ração normal AIN-93M ou deficiente em Metionina e Colina (DMC) de acordo com o grupo de estudo. A NAC (150mg/kg) foi administrada 15 minutos antes da isquemia (DMC-I/R+NAC). Nos grupos DMC-I/R e DMC-I/R+NAC, os animais foram submetidos a 30 minutos de isquemia e 24 horas de reperfusão. Após esse período, o sangue foi coletado, para análise bioquímica das transaminases, e o fígado, removido cirurgicamente para avaliação histopatológica, dosagem das citocinas IL-1beta, TGF-beta1 e IFN-y, nitrito e Substâncias Reativas ao Ácido Tiobarbitúrico (TBARS), análise da expressão celular de Bcl-2 e apoptose (TUNEL). A histopatologia mostrou redução de focos inflamatórios no grupo DMC-I/R+NAC. Os níveis AST foram elevados no grupo DMC-I/R enquanto que os de ALT diminuíram em relação ao controle. No grupo DMC-I/R+NAC houve redução em ambas as transaminases, sendo significante apenas para a avaliação de AST. A produção das citocinas IL-1beta e TGF-beta1 foi elevada no fígado esteatótico de camundongos submetidos à I/R em comparação aos animais com fígado normal; porém, o tratamento com NAC promoveu uma redução significante dessas citocinas. A análise do estresse oxidativo mostrou que os animais com esteato-hepatite submetido à I/R tiveram as concentrações de TBARS e de nitrito elevadas em relação aos camundongos com fígado normal. No entanto, ao receberem o tratamento com NAC, esses animais apresentaram uma redução de ambos. A análise da expressão de Bcl-2 mostrou que essa proteína estava elevada em camundongos com fígado normal, e reduzida na presença de esteato-hepatite ou quando esta afecção está associada à I/R. A NAC, nesse caso, promoveu o aumento da expressão de Bcl-2 em camundongos com esteato-hepatite submetido à I/R. Esse resultado estava associado aos dados de apoptose, nos quais foi observado aumento do número de células apoptóticas no fígado esteatótico de camundongos em que a I/R foi induzida e redução nos animais tratados com NAC. Desta forma, conclui-se que o uso da NAC promove efeitos benéficos sobre o fígado de camundongos com esteato-hepatite associada à lesão de I/R por meio da redução do infiltrado inflamatório, das concentrações de IL-1beta e TGF-beta1, do estresse oxidativo e da morte celular / The surgical manipulation of the liver with steatohepatitis may lead to important postoperative complications. The N-acetylcysteine (NAC) has a protective effect in hepatic I/R models, as well as in non-alcoholic fatty liver disease. However, there is a lack of studies related to its effect inI/R injury to liver with steatohepatitis. Therefore, the purpose of this study was to assess the effect of NAC over inflammatory, oxidative stress and cell death induced by hepatic I/R associated to steatohepatitis. The mice used were C57BL/6J, male, eight weeks old and weighing between 25 and 30 grams, which received normal diet AIN-93M or Methionine and Choline-deficient diet (DMC) according to their study group. The NAC (150mg/kg) was administered 15 minutes before the ischemia (DMC-I/R+NAC). In groups DMC-I/R and DMC-I/R+NAC, the animals were submitted to 30 minutes of ischemia and 24 hours of reperfusion. After this period, blood was collected, for biochemical analysisof transaminases, and the liver, surgically removed for histopathological assessment, dosage of cytokines levels IL-1beta, TGF-beta1 and IFN-y, nitrite and Reactive Substances to Thiobarbituric Acid (TBARS), analysis of cell expression of Bcl-2 and apoptosis (TUNEL). The histopathology showed a reduction of inflammatory foci in DMC-I/R+NAC group. The AST levels were elevated in DMC-I/R group while the ALT reduced in comparing to control. In the DMC-I/R+NAC group there was a reduction in both transaminases, being significant only for AST assessment. The production of cytokines IL-1beta and TGF-beta1 was elevated in the liver with steatosis of mice submitted to I/R when compared to the animals with normal liver; however, the treatment with NAC provided a significant reduction of these cytokines. The oxidative stress analysis showed that the animals with steatohepatitis submitted to I/R had the concentrations of TBARS and nitrite elevated when compared to the mice with normal liver. However, when they received treatment with NAC, these animals presented a reduction in both. The analysis of the Bcl-2 expression showed that this protein was high in mice with normal liver, and reduced in the presence of steatohepatitis or when this affection is associated to I/R. A NAC, in this case, lead to an increase of Bcl-2 expression in mice with steatohepatitis submitted to I/R. This result was associated to data of apoptosis, where increase in the number of apoptotic cells in liver with steatosis of mice in which theI/R was induced and reduction in animals treated with NAC was observed. Therefore, the conclusion is that the use of NAC promotes beneficial effects on the liver of mice with steatohepatitis associated to I/R injury through the reduction of inflammatory infiltrate, of concentrations of IL-1beta and TGF-beta1, of oxidative stress and cell death

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-16T11:36:08Z No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T16:13:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T16:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) Previous issue date: 2009-06-29 / A radiação solar é essencial para a vida na Terra, fornecendo energia para a fotossíntese e calor. Do total da radiação que tinge o planeta, 9% é representada pela a radiação ultravioleta (UV). Estudos com grupos de cianobactérias mostram efeitos negativos de radiação UV em processos fisiológicos, como crescimento e sobrevivência e alterações de enzimas relacionadas ao metabolismo de nitrogênio e fixação de CO2. Cylindrospermopsis raciborskii é uma cianobactéria filamentosa fixadora de nitrogênio que vem se tornando uma das espécies de cianobactérias de maior interesse de pesquisadores devido a sua potencial toxicidade e sua elevada adaptabilidade ecofisiológica. Neste trabalho, investigou-se o efeito da radiação UV A, UV-B e UV (A+B) na densidade, viabilidade celular e ocorrência de alterações morfológicas por microscopia eletrônica de transmissão. Foram usadas intensidades naturais sobre a cepa de C. racirborskii no período de 6 horas de tratamento. Os tratamentos UV-A e UV (A+B) apresentaram efeitos negativos significativos na densidade e integridade de membrana (99,3 e 95% de células mortas, respectivamente), enquanto UV-B não apresentou diferença significativa na densidade, mas induziu alteração de integridade da membrana em 57% das células no final do tratamento. Análises ultraestruturais demonstraram modificações morfológicas em todos os tratamentos caracterizadas principalmente por redução da proporção de tilacóides e estruturas de armazenamento de pigmentos acessórios. Nossos resultados demonstram a indução de morte celular significativa em cepa de C. racirborskii pelos tratamentos UV-A e UV (A+B). Entretanto, o tratamento UV-B parece ser menos letal para esta cepa na intensidade usada. O entendimento de processos de morte celular em populações fitoplactônicas induzida por radiação UV (A+B) abre novas perspectivas sobre a influência deste tipo de radiação em ecossistemas aquáticos e suas conseqüências na persistência de espécies, fluxo energético e ciclos biogeoquímicos. / Solar radiation is essential for life on Earth, providing energy for photosynthesis and heat. The total radiation that reaches the Earth surface, 9% is represented by the ultraviolet radiation (UV). Studies with cyanobacterial groups show negative effects of UV radiation on physiological processes such as growth, survival and enzymes of nitrogen metabolism and CO2 fixation. Cylindrospermopsis raciborskii is a filamentous nitrogen fixing cyanobacteria that has become one of the species of cyanobacteria of interest to researchers because of its potential toxicity and its high ecophysiological adaptability. In this work, we investigated the effect of UV-A, UV-B and UV (A + B) on the density, cell viability and occurrence of morphological changes by transmission electron microscopy. Natural intensities were used on strain of C. racirborskii in a period of 6 hours of treatment. The treatments UV-A and UV had significant negative effects on the density and integrity of membrane (99.3 and 95% of dead cells, respectively), while UV-B showed no significant difference in density, but induced alteration of membrane integrity in 57% of the cells at the end of treatment. Ultrastructural analysis showed morphological changes in all treatments characterized mainly by reducing the proportion of thylakoid structures and pigments accessories storage. Our results demonstrate the induction of cell death in strains of C. racirborskii treatments by UV-A and UV. However, the UV-B treatment seems to be less lethal to this strain in the intensity used. The understanding of processes of cell death in phytoplanktoic populations induced by UV radiation opens new perspectives on the influence of such radiation on aquatic ecosystems and its consequences on the persistence of species, energy flow and biogeochemical cycles.

Orientadores: Carmen Veríssima Ferreira Halder, Ronaldo Aloise Pilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelizzaro-Rocha_KarinJuliane_D.pdf: 18909118 bytes, checksum: fa9cec97e3d81e8fb670dab95bc1bc4d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital quando liberada / Abstract: The abstract is available with the full electronic document when available / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337736.pdf: 2749407 bytes, checksum: 83fc4df7953d4ab58a50f4b11d22723d (MD5) Previous issue date: 2015 / Os efeitos neurotóxicos do metilmercúrio (MeHg) são bem conhecidos, mas informações mais detalhadas sobre a sua ação durante o desenvolvimento embrionário ainda são escassas. Este estudo teve como objetivo caracterizar os efeitos do MeHg sobre a organização ultraestrutural e sobre os mecanismos celulares e moleculares envolvidos no desenvolvimento das camadas da medula espinhal, utilizando embriões de Gallus domesticus como modelo. No terceiro dia embrionário (E3), os embriões foram tratados in ovo com uma única dose de cloreto de metilmercúrio (ClMeHg) (0,1 µg diluído em 50 µL de salina) e avaliados no décimo dia embrionário (E10). As análises morfológicas e morfométricas da medula espinhal foram realizadas a partir de secções histológicas coradas com HE. A localização e quantificação dos marcadores relacionados ao ciclo celular e dano ao DNA foram obtidos a partir de técnicas de imunohistoquímica e citometria de fluxo. Adicionalmente, foram realizados o ensaio de TUNEL, para a identificação de células em apoptose e análise por microscopia eletrônica de transmissão, para investigar possíveis danos ultraestruturais. Nossos resultados mostraram significativa deposição de mercúrio nas três camadas da medula espinhal, as quais apresentaram alteração na expressão de marcadores relacionados ao controle do ciclo celular, proliferação e morte celular. O aumentado número de células ?H2A.X-positivas observado na camada de manto indica dano ao DNA, o qual pode ser a causa do aumento na expressão de p21 e consequente retenção do ciclo celular na fase G1. A exposição ao MeHg também causou alterações nos componentes subcelulares das células da medula espinhal, principalmente nas mitocôndrias que apresentaram edemas e rupturas de membranas, além do aparecimento de formas mitocondriais incomuns cup-like (em cálice) e donut-like (em anel). Esses danos podem estar associados com o aumento da morte celular na camada do manto, a qual parece ser mais afetada após a exposição ao MeHg. A redução da proliferação associada a aumento da morte celular, mostraram que uma única dose de MeHg foi capaz de perturbar mecanismos celulares essenciais causando redução na espessura das camadas da medula espinhal. Do ponto de vista toxicológico, estes resultados são importantes porque mostram que a exposição ao MeHg, in ovo, altera a medula espinhal em desenvolvimento e pode levar a possíveis comprometimentos neuromotores na vida pós-natal.<br> / Abstract : The neurotoxic effects of methylmercury (MeHg) are well known, but more detailed information on its action during embryonic development are still scarce. This study aimed to characterize the effects of MeHg on the ultrastructural organization and on the molecular and cellular mechanisms involved in the development of spinal cord layers, using Gallus domesticus embryos as a model. At third embryonic day (E3), the embryos were treated in ovo with a single dose of methylmercury chloride (ClMeHg) (0.1 µg diluted in 50 µL saline) and evaluated at the tenth embryonic day (E10). The morphological and morphometric analyses of the spinal cord were taken from histological sections stained with HE. The localization and quantification of the cell cycle related and DNA damage markers were performed by immunohistochemistry and flow cytometry techniques. Additionally, TUNEL assay was used to apoptosis identification and transmission electron microscopy was conducted to investigate ultrastructural damage. Our results showed significant mercury deposition in the three spinal cord layers, which had alterations in expression of markers related to cell cycle control, proliferation and cell death. The increased number of ?H2A.X-positive cells observed in the mantle layer indicates DNA damage, which may be the cause of the p21 expression increased and consequent cell cycle arrest in G1 phase. The MeHg exposure also caused changes on subcellular components of spinal cord cells, mainly in mitochondria that showed swelling and membrane disruptions, beyond the appearance of unusual cup-like and donut-like shapes. These damage may be associated with increased cell death in the mantle layer, which appears to be the most affected layer after the MeHg exposure. The decreased cell proliferation associated to the increased cell death showed that a single dose of MeHg was able to disrupt essential cellular mechanisms, causing reduction in thickness of the spinal cord layers. From a toxicological point of view, these results are important because showed that in ovo MeHg exposure changes the developing spinal cord and can leads to potential neuromotor impairments in the postnatal life.

Mitocôndrias desempenham um papel central na homeostase celular. Estas organelas se diferem das demais não só por suas múltiplas funções, mas por terem seu próprio genoma, distinto do genoma nuclear. Estas organelas também participam de mecanismos de morte celular de forma central nos três mecanismos mais conhecidos: apoptose, necrose e autofagia. O mtDNA está localizado na face interna da membrana mitocondrial, onde são geradas grandes quantidades de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs). Em consequência, o mtDNA acumula modificações oxidativas, mesmo em condições normais de metabolismo. Entretanto as respostas celulares ao acúmulo de lesões no mtDNA ainda não são claras. Para investigarmos se lesões oxidativas no mtDNA causam morte celular, propomos um modelo no qual oxigênio singlete é gerado especificamente na mitocôndria, pela ação de fotossensibilizadores com diferentes localizações celulares (azul de metileno, AM, e cristal violeta, CV, citosólicos; Ro 19-8022, Ro, citosólico e nuclear). Mostramos, por microscopia confocal, que os corantes tem a localização esperada em células HeLa. Além disso, observamos que o AM gera oxigênio singlete proporcionalmente a concentração do corante e dose de fotoativação. Mostramos que células tratadas com os corantes diminuem a velocidade de duplicação 24 h após o tratamento, que resulta em morte celular. Para AM e Ro, estes efeitos foram proporcionais à concentração de corante e da dose de fotoativação. Por outro lado, CV apresentou uma alta toxicidade mesmo no escuro. Mostramos que as células tratadas com AM não apresentam fragmentação internucleossômica de DNA, típica de apoptose após 24 h e não apresentam quebras de fita e formação de sítios abásicos logo após o tratamento. Finalmente mostramos que células com depleção do número de cópias de mtDNA são menos sensíveis ao tratamento com AM e igualmente sensíveis ao tratamento com Ro que células HeLa normais, indicando que lesões oxidativas ao mtDNA determinam a sensibilidade celular ao AM. / Mitochondria play a central role in cell homeostasis. They differ from other subcellular structures not only due to their many functions but also because they have their own genome. Moreover, mitochondria also play a central role in cell death, in apoptosis, necrosis as well as autophagy. The mitochondrial DNA sits at the inner side of the inner mitochondrial membrane, where most of reactive oxygen species are generated, and in fact, mtDNA accumulates oxidative damage under normal physiological conditions. However, cellular responses to mtDNA damage are not clearly understood. In order to ascertain whether mtDNA damage induces cell death, we established a cellular model in which oxidative stress is induced exclusively in mitochondria, by using two photosensitizers that localize in the cytosol (methylene blue, MB and crystal violet, CV) and comparing to another one with diffuse distribution (Ro 19-8022, Ro). These molecules generate singlet oxygen locally upon photoactivation. Using confocal fluorescence microscopy we confirmed the cellular localization of the dyes, and found that. MB generates singlet oxygen in cells in a dose- and light-dependent fashion. Treatment with the dyes induced dose-dependent cell proliferation inhibition and cell death. The cytotoxic effects of MB and Ro were completely dependent on light-activation whereas CV induced cell death in the dark. We found that under these conditions, MB treatment did not induce internucleosomal DNA fragmentation or non-nucleosomic fragmentation, as we did not observe comet formation. These results indicate absence of nuclear DNA damage. On the other hand, cells depleted of mtDNA showed decreased sensitivity to MB but not to RO, indicating that mtDNA damage plays a key role in inducing cell death under these experimental conditions.

A resistência das paredes celulares vegetais à hidrólise enzimática é um dos grandes gargalos tecnológicos para a obtenção do etanol celulósico. Acredita-se que as modificações nas paredes celulares em processos como a mobilização de reservas, formação de aerênquima, amadurecimento de frutos e senescência, por exemplo, envolvam a ativação de módulos funcionais que culminam em alterações nas paredes celulares. Estes módulos são: 1) recepção de um sinal para início do processo; 2) Morte Celular Programada (PCD); 3) separação celular; 4) expansão celular; 5) hidrólise de hemiceluloses e 6) hidrólise de celulose. No caso da formação de aerênquimas lisígenos o processo que se inicia com a PCD e é seguido pela liberação de glicosil hidrolases que atuam a na degradação e/ou modificação da parede celular, formando espaços de ar no córtex radicular. A formação de aerênquima nas raízes de cana de açúcar é constitutiva e pouco se sabe sobre os mecanismos de modificação que ocorrem na parede celular durante este processo. Este estudo buscou compreender os padrões de variação expressão gênica, proteínas e de atividades enzimáticas associados à formação do aerênquima em raízes de cana de açúcar, com ênfase no papel das hidrolases de parede celular e em algumas proteínas relacionadas à PCD. Foram utilizados 5 segmentos de raízes de 1 cm cada, a partir do ápice radicular. No material coletado observou-se a formação gradual de aerênquima. Foram realizadas análises transcricional, proteômica e atividade enzimática das glicosil hidrolases e outras proteínas que atuam na modificação da parede celular, os quais foram identificados e quantificados ao longo da formação do aerênquima. As glicosil hidrolases pertencentes às famílias Cazy GH1, GH3, GH17, GH18 bem como expansinas, celulose sintase, lacase, calreticulina, calmodulina e proteínas relacionadas a degradação de pectinas, foram encontradas ao longo dos segmentos, principalmente após o segmento 2. De acordo com a atividade transcricional e dados da proteômica, sugere-se que os polissacarídeos seriam atacados por enzimas nos estágios iniciais da formação do aerênquima (seg 2 e 3). O ataque ocorre principalmente sobre as pectinas e o &beta;-glucano. Contudo, os dados apontam para a deposição de xiloglucano, xilanos e celulose (após seg 3), que formam um compósito ao redor dos espaços de ar. Isto sugere que parte dos polissacarídeos das paredes não sejam degradados ao longo do processo, embora enzimas específicas detectadas possam atuar na modificação dos mesmos, como verificado para algumas pectinases e membros de GH17. Além disso, nos pré-tratamentos com água foi possível observar que há maior sacarificação da parede nos seg. 1 e 2. Contudo quando retira-se a maior parte das pectinas e hemiceluloses após pré-tratamento com NaOH, a sacarificação é maior nos segmentos 2, 3 e 4, devido ao maior acesso e a maior quantidade de celulose. As glicosil hidrolases encontradas neste trabalho sugerem que estas atacam a parede de um específico conjunto de células do córtex que dá origem ao aerênquima. Já no fim do processo, quando há lise celular, algumas paredes de células remanescentes são recalcitrante à hidrólise, provavelmente devido a sua arquitetura e composição. Este trabalho traz informações para o desenvolvimento de futuras tecnologias para a produção do etanol do etanol celulósico de cana-de-açúcar / The resistance of plant cell walls to enzymatic hydrolysis is one of the main bottlenecks of the development of technology of production of cellulosic ethanol. It is believed that the modifications in cell walls related to processes of storage mobilization, aerenchyma formation, fruit ripening and senescence, for instance, involve the activation of functional moduli that culminate in alterations of cell walls. These moduli are: 1) signal perception to start the process; 2) Programmed Cell Death (PCD); 3) cell separation; 4) cell expansion; 5) hydrolysis of hemicelluloses and 6) hydrolysis of cellulose. In the case of the formation of lysigenous aerenchyma, the process starts with PCD and is followed by the release of glycosil hydrolases that act on the degradation and/or cell wall modifications, forming air spaces in the cortex of the root. The formation of aerenchyma in the roots of sugarcane is a constitutive phenomenon and little is known about the mechanisms of modification that occur in cell walls during its development. Thus, the present study focused on the visualization of the patterns of variation of gene expression, proteins and enzyme activities associated to the formation of aerenchyma in roots of sugarcane in order to understand the role of the cell wall hydrolases and some proteins related to PCD in cell wall modifications along the process. Five root segments of 1cm each, starting from root apex, were used. A gradual centripetal formation of aerenchyma was recorded in the cortex of developing roots. Analyses of the transcriptional, proteomic and enzyme activity profiles during the process revealed that several enzymes act on cell wall modifications. The glycosil hydrolases belonging to the Cazy families GH1. GH3, GH17, GH18, as well as expansins, cellulose synthase, laccase, calreticulin, calmodulin and other proteins related to pectin degradation have been found along the segments, mainly after segment 2. According to the data on transcriptomics and proteomics, it is suggested that enzymes attack polysaccharides during the initial stages of aerenchyma formation (seg. 2 and 3). The attack of the enzymes occurs mainly on pectins and &beta;-glucan. Conversely, the data point out to the deposition (or maintenance) of xyloglucan, xylan and cellulose (after seg. 3), which form a composite that surrounds the air spaces. This suggests that part of the polysaccharides present in cell walls are not degraded during the process, although specific enzymes have been detected that could act on polysaccharide mobilization, such as the GH17 family. Further, under pretreatment with water, it has been observed that cell wall saccharification was higher at segments 1 and 2. On the other hand, when most of the pectins and hemicelluloses are retrieved by pretreatment with NaOH, saccharification is higher of segments 2, 3 and 4, probably due to the higher access to the wall and also to the higher proportion of cellulose. The profiles related to the glycosil hydrolases found in this work, suggest that these enzymes attack the cell wall. Initially, they are probably kept within a group of cells that will originate the aerenchyma. At the end of the process, when there is cell lysis, the remaining walls of some cells are recalcitrant to hydrolysis probably due to changes in their architecture and composition. Our findings bring promising information that could be used in the future to improve efficiency of hydrolysis for cellulosic ethanol production from sugarcane

Orientador: Osmar Malaspina / Resumo: As abelhas Apis mellifera africanizadas são consideradas importantes polinizadores no Brasil, uma vez que muitas culturas de alimentos dependem da polinização promovida por esses insetos. No entanto, com o crescimento da produtividade agrícola houve aumento do uso de agrotóxicos para o controle de pragas, os quais podem atingir também insetos não-alvo. Com a ação dos inseticidas como uma das possíveis causadoras da morte massiva desses polinizadores, pesquisas sobre o impacto dos agrotóxicos em abelhas receberam destaque. Diante do exposto, o presente estudo propôs investigar os efeitos de uma dose subletal de tiametoxam (TMX) (0,0227 ng de ingrediente ativo/μl de alimento), importante inseticida da classe dos neonicotinóides, no cérebro e no intestino de Apis mellifera africanizadas, por meio da avaliação da atividade de biomarcadores enzimáticos de exposição e de estresse oxidativo e pela ocorrência de peroxidação lipídica. O nível de estresse celular também foi investigado pela imunomarcação das proteínas de choque térmico HSP70 e HSP90 em conjunto com a detecção de morte celular pelo ensaio de TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling). Os dados mostraram que, no cérebro, o TMX aumentou a atividade de acetilcolinesterase (AChE) em 1, 3 e 5 dias de exposição, enquanto a carboxilesterase (CaE) diminuiu no primeiro dia e a glutationa s-transferase (GST) aumentou no quinto dia. Por sua vez, as enzimas antioxidantes foram menos atuantes no cérebro, se... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Africanized Apis mellifera bees are considered important pollinators in Brazil, since many food crops depend on the pollination by these insects. However, with the growth of agricultural productivity there has been an increase in the use of insecticides for pest control, which also can reach non-target insects. With the action of insecticides as one of the possible causes of the massive death of these pollinators, the studies of the effects of pesticides on bees were highlighted. Given the context, the present study aimed to investigate the effects of a sub lethal dose of thiamethoxam - TMX (0.0227 ng of active ingredient / μl of food), a insecticide of the class of neonicotinoids, in the brain and intestine of Africanized Apis mellifera, through the evaluation of the activity of enzymatic biomarkers of exposure and of oxidative stress and by the occurrence of lipid peroxidation. The level of cell stress was also investigated by the immunostaining of the HSP70 and HSP90 proteins together with the detection of cell death by the TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) assay. The data showed that, in the brain, TMX increased acetylcholinesterase activity (AChE) at 1, 3 and 5 days of exposure, while carboxylesterase (CaE) decreased on the first day and glutathione s-transferase (GST) increased in the fifth day. On the other hand, antioxidant enzymes were less active in the brain, and only glutathione peroxidase (GPX) showed increased activity on the f... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O reparo cardíaco pós-infarto do miocárdio (IM) continua sendo um desafio, apesar do grande progresso no tratamento clínico e na redução da mortalidade. Nesse sentido, estudos com modelos pré-clínicos têm demonstrado que o transplante de células-tronco adultas, como as células-tronco derivadas de tecido adiposo (ASCs), preserva a função ventricular após IM. Esta melhora não está relacionada à mecanismos de substituição tecidual, mas a ação parácrina através da liberação de moléculas bioativas pleiotrópicas. No presente estudo, nós procuramos identificar proteínas-alvo importantes relacionadas com a resposta pleiotrópica benéfica associada ao uso de ASC pós-IM. Foram realizadas análises de bioinformática do secretoma de mASC submetida à hipóxia e stretch, mimetizando o microambiente do IM, para encontrar novos alvos. Uma rede de interações incluindo três candidatos que interagem entre si: SPARC, MMP-3 e Osteopontina, foi gerada. Padronizamos o modelo de morte celular por H2O2 em cardiomiócitos, fibroblastos cardíacos e células endoteliais, os três tipos celulares principalmente encontrados no coração, e avaliamos a expressão desses fatores nessas células. Os dados mostram que o peróxido de hidrogênio altera a expressão desses fatores de forma heterogênea nessas células e induz a produção e secreção de colágeno em fibroblastos. Entretanto, o tratamento com SPARC, Osteopontina e MMP-3 não melhorou a viabilidade das células tratadas com H2O2 e nem modulou a resposta antigênica. No que se refere à produção de colágeno, a proteína SPARC conseguiu reduzir esta a níveis basais, semelhante ao que ocorreu com as células tratadas com o meio condicionado de ASC. Em conjunto, os resultados mostram que a proteína SPARC reduz a produção de colágeno assim como o meio condicionado, consistente com a ideia de que a SPARC participa, pelo menos em parte, da resposta benéfica associada ao transplante de ASC pós-infarto do miocárdio / Cardiac repair post-myocardial infarction (MI) remains a challenge despite great progress in clinical management and mortality reduction. In this sense, studies with pre-clinical models have shown that the transplantation of adult stem cells, such as stem cells derived from adipose tissue (ASCs), preserves ventricular function after MI. This improvement is not related to mechanisms of tissue replacement and cell transdifferentiation, but the paracrine action through the release of pleiotropic bioactive molecules. In the present study we tried to identify key proteins related with the beneficial pleiotropic response associated with ASC transplantation post-MI. We perform bioinformatic analyses of the proteins released by mASC subjected to stretch and hypoxia, mimmiking the MI microenvironment, to find novel targets. The network of interactions includes three candidates that interact with each other: SPARC, MMP-3 and Osteopontin. We standardized the model of cell death by H2O2 in cardiomyocytes, cardiac fibroblasts and endothelial cells, the three major cell types that form the heart, and evaluate the expression of these factors. The data show that hydrogen peroxide alters the expression of these factors heterogeneously in these cells and induces collagen production and secretion in fibroblasts. However, treatment with SPARC, Osteopontin and MMP-3 did not improve the viability of cells treated with H2O2 and does not influence the angiogenic response. Concerning to the production of collagen, SPARC protein could reduce this to basal levels, similar to what happened with the cells treated with conditioned medium of ASC. Together, these results showed that SPARC protein reduces collagen production similarly to the conditioned medium treatment, which is consistent with the idea that SPARC is responsible, at least in part, for the beneficial effects associated with the transplanted ASC post-MI

Os corantes ciânicos com dois cromóforos possuem características espectrais e energéticas vantajosas para aplicação em Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer. Entretanto, sua fotoatividade contra neoplasias não foi ainda estudada nem in vivo nem in vitro. Nesta tese apresentamos os resultados dos estudos in vitro dos mecanismos da fotocitotoxicidade dos corantes ciânicos com dois cromóforos (BCD) com ângulos entre os cromóforos = 1800, 1500 e 900 contra células neoplásicas, com a finalidade de avaliar a potencialidade da aplicação dos BCD como fotossensibilizadores (FS) em TFD. Os estudos foram realizados em comparação com o fotossensibilizador Photogem®,que já está sendo aplicado em TFD. Foram estudados o efeito fototóxico, a distribuição intracelular do BCD e a contribuição de apoptose e necrose na morte celular induzida por ele. Além disso, foi realizada a busca da formulação farmacêutica adequada para aplicação tópica do BCD180. Nos estudos da fotocitotoxicidade foram utilizadas as células neoplásicas de melanoma murino B16F10, melanoma humano C8161, adenocarcinoma de colo retal humano HT29, leucemia T humano (Jurkat) e leucemia mielóde aguda humana Hl-60. A citotoxicidade foi estudada em função da dose da irradiação, da concentração do FS e do tempo de incubação das células com FS. Todos os compostos testados apresentaram baixa citotoxicidade no escuro, quando sob irradiação com luz visível (? > 600 nm) sua citotoxicidade aumentou consideravelmente. Observamos que para todos os tipos de células neoplásicas a fotocitotoxicidade dos BCD, depois de atingir seu máximo na variação do tempo de incubação, é igual ou ultrapassa a fotocitotoxicidade do Photogem® nas mesmas condições experimentais. O estudo comparativo do BCD180 e dos BCD150 e BCD90 mostrou que nas mesmas condições experimentais os dois últimos possuem fotocitotoxicidade maior do que o BCD180. O conjunto dos resultados obtidos mostra que os BCD? podem ser considerados promissores FS para TFD do câncer. Os estudos através de microscopia de fluorescência da distribuição intracelular do BCD180 e dos marcadores fluorescentes das mitocôndrias Mitotracker GreenTM e Rodamina 123 e do núcleo 4\',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) mostraram que o BCD180 se localiza preferencialmente na região das mitocôndrias. Os mecanismos da morte celular induzida pelo BCD180 foram analisados através do estudo da morfologia das células Jurkat, liberação da fosfatidilserina, liberação do citocromo c, ativação da caspase-3 e do efeito na citotoxicidade do BCD180 da proteína Bcl-2 (inibidor do citocromo c). A análise mostrou que a apoptose é a principal responsável pela morte celular induzida pelo BCD180 no escuro, enquanto que, sob irradiação luminosa, tanto a apoptose quando a necrose contribuem para a morte celular, e a contribuição da necrose aumenta com o aumento da concentração do BCD180 e do tempo de pós-irradiação. A apoptose ocorre, provavelmente, pela via intrínseca ou mitocondrial. Além disso, foram realizados os testes de permeação cutânea do BCD180 utilizando várias formulações farmacológicas e foi determinado que a mistura de 10% de monoleína em propilenoglicol possui melhores características entre todas as formulações testadas. / Cyanine dyes with two chromophores possess vantage spectral and energetic characteristics for application in Photodynamic Therapy (PDT) of cancer. At the same time, their photoactivity against neoplasias was not yet studied neither in vivo, nor in vitro. In this thesis, we present the results of in vitro studies of photocytotoxicity mechanisms of cyanine dyes with two chromophores (BCD) with angles = 180,150 and 90 between chromophores against neoplasic cells, with the objective to evaluate BCD potentiality to be applied as photosensitizers (PS) to Photodynamic Therapy (PDT). The studies were realized in comparison with photosensitizer Photogem®, which is already applied to PDT. The BCD? phototoxic effect, their intracellular distribution and contribution of the apoptosis and necrosis in the cell death induced by BCD were studied. Besides, the search of adequate pharmaceutical formulation for BCD180 topic application was realized. The neoplasic cell lines of melanoma B16F10 in mice, human melanoma C8161, human colon adenocarcinoma HT29, human T-cell leukemia (Jurkat) and human leukemia Hl-60, were used in the study of photocytotoxicity, which was studied as a function of irradiation dose, PS concentration and incubation time of cells with PS. All tested compounds demonstrated low cytotoxicity in the darkness, while under irradiation by visible light (? > 600 nm) their cytotoxicity considerably increased. It was observed that for all types of neoplasic cells BCD photocytotoxicity under the same experimental conditions is equal or exceeds that of Photogem® when reaches the maximum with the incubation time variation. The comparative study of BCD180 with BCD150 and BCD90 demonstrated that under the same experimental conditions two latter compounds possess photocytotoxicity exceeding that of BCD180. A set of the results obtained demonstrates that BCD can be considered as promising PS for PDT of cancer. The study of intracellular distribution of BCD180, and of mitochondria and nucleus fluorescence selective probes Mitotracker GreenTM, Rhodamine 123 and 4\',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) show that BCD180 is mostly localized in the region of mitochondria. The mechanisms of the cell death induced by BCD180 were analyzed in the study of Jurkat cells morphology, phosphatidyl serine and cytochrome c liberation, caspase-3 activation, and by protein Bcl-2 (cytochrome c inhibitor) effect on BCD180 cytotoxicity. The analysis demonstrated that apoptosis is the main responsible for the cell death induced by BCD180 in darkness, while under light irradiation both apoptosis and necrosis contribute to the cell death, and necrosis contribution increases with BCD180 concentration and post-irradiation time.The apoptosis is probably realized by an intrinsic or mitochondrial way. Besides, the tests of BCD180 cutaneum permeation were realized using various pharmacological formulations. It was determined that among all formulations tested, the mixture of 10% of monoleine in propylene glycol possesses the best characteristics.

Eventos isquêmicos seguidos por reperfusão levam ao dano celular e mitocondrial devido à abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (TPM). Todavia, o pré-condicionamento evita o dano celular por isquemia e reperfusão. Esse efeito protetor é semelhante ao obtido pela abertura do canal mitocondrial de potássio sensível a ATP (mitoKATP). Aqui, nós mostramos os mecanismos de sinalização que ativam o mitoKATP durante o pré-condicionamento, o papel redox destes canais e seu conseqüente mecanismo protetor. Usando células cardíacas HL-1, nós demonstramos que aumentos em espécies reativas de oxigênio (EROs) observadas durante o pré-condicionamento não foram revertidos por antagonistas do mitoKATP, que significativamente evitaram a proteção pelo pré-condicionamento. Isso sugere que essas espécies são formadas anteriormente à abertura do canal. Consistente com essa hipótese, a adição de catalase a corações perfundidos de rato e a células HL-1 promove reversão dos efeitos benéficos do pré-condicionamento, mas não do diazóxido (um agonista do mitoKATP). Por outro lado, 2-mercaptopropionil glicina preveniu a cardioproteção em ambos os casos, sugerindo que este composto deve apresentar outros efeitos além de antioxidante. De fato, verificamos que agentes redutores tiólicos interferem na ativação do mitoKATP mediada pelo diazóxido em mitocôndrias isoladas de coração de rato. Examinando como o mitoKATP pode ser ativado durante o pré-condicionamento, constatamos que EROs endógenas e exógenas fortemente ativaram o mitoKATP, sugerindo que o moderado aumento nas EROs durante o pré-condicionamento pode ativar esse canal. Uma vez ativado, o canal preveniu as condições (captação de Ca2+ e formação de EROs) que favorecem a ocorrência de TPM em situação de isquemia. A atividade deste canal também leva à diminuição de EROs gerados fisiologicamente ou durante períodos de isquemia e reperfusão, evitando o dano celular conseqüente. Este fato não envolveu nenhum aumento nos sistemas de remoção de oxidantes. Por outro lado, a inibição da TPM, usando ciclosporina A, preveniu o estresse oxidativo somente durante a reperfusão, mas protegeu as células de maneira indistinguível da abertura do mitoKATP. Juntos, nossos resultados sugerem que o mitoKATP age como um sensor para as EROs que diminui a sua geração em resposta a níveis aumentados de oxidantes. Em conseqüência, estes canais regulam o balanço redox em condições fisiológicas e previnem o estresse oxidativo em condições patológicas, inibindo com isso a ocorrência de TPM e morte celular isquêmica. / Ischemia followed by reperfusion results in impairment of cellular and mitochondrial functionality due to opening of mitochondrial permeability transition (MPT) pores. Nevertheless, preconditioning rescues cells from ischemic damage. Mitochondrial ATP-sensitive K+ channel (mitoKATP) opening also prevents cardiac ischemic cell death. Here we show the signaling mechanisms that activate mitoKATP during preconditioning, the redox role of these channels and consequent protective mechanisms. Using cardiac HL-1 cells, we found that increases in reactive oxygen species (ROS) observed during preconditioning were not inhibited by mitoKATP antagonists, although these drugs significantly avoided the protection afforded by preconditioning, suggesting their activation occurrs upstream of channel activity. Consistent with this, catalase addition to perfused rat hearts and HL-1 cells reversed the beneficial effects of preconditioning, but not of diazoxide (a mitoKATP agonist). On the other hand, 2-mercaptopropionylglycine prevented cardioprotection in both cases, suggesting this compound may present effects other than scavenging ROS. Indeed, thiol reducing agents impaired diazoxide-mediated activation of mitoKATP in isolated rat heart mitochondria. We found that endogenous or exogenous ROS strongly enhanced mitoKATP activity, suggesting that moderate increments in ROS release during preconditioning may activate mitoKATP. Furthermore, mitoKATP prevented conditions (Ca2+ uptake and ROS formation) that favor the opening of MPT pores under ischemic conditions. MitoKATP opening decreased ROS generation physiologically and during both ischemia and reperfusion, consequently avoiding cellular damage. This prevention does not involve an increase in oxidant removal systems. On the other hand, the inhibition of MPT, using cyclosporin A, prevented oxidative stress only during simulated reperfusion, but protected cells in a manner indistinguishable from mitoKATP opening. Collectively, our results suggest that mitoKATP acts as a ROS sensor that decreases mitochondrial ROS generation in response to enhanced local levels of oxidants. As a result, these channels regulate mitochondrial redox state under physiological conditions and prevent oxidative stress under pathological conditions, inhibiting MPT opening and ischemic cardiac damage.