La supervivencia de los organismos superiores depende de que sus células se organicen y actúen de manera sincronizada para cumplir funciones específicas, para lo cual es fundamental la comunicación intercelular. Este proceso es básico para la vida de todas las células, pero es la razón de ser en las neuronas que están especializadas en recibir información, procesarla y comunicarla a otras células. En el sistema nervioso, la principal forma de comunicación se realiza a través de la sinapsis química, en la que una neurona libera un mensajero químico, el neurotransmisor, que es reconocido por un receptor presente en otra célula permitiéndole responder al mensaje. La acetilcolina es uno de los principales neurotransmisores utilizados por las neuronas, y sus receptores, tanto metabotrópicos como ionotrópicos, están expresados en muchos tipos celulares. Los receptores ionotrópicos de acetilcolina, llamados receptores nicotínicos, son canales catiónicos pentaméricos que pertenecen a la familia de receptores Cys-loop. El receptor nicotínico de acetilcolina α7 es un homopentámero que exhibe propiedades funcionales particulares fundamentales para su rol neuromodulador, incluyendo la elevada permeabilidad al Ca2+ y la capacidad para transformar respuestas ionotrópicas transitorias en eventos más sostenidos de señalización metabotrópica. Es uno de los receptores nicotínicos más abundantes en el sistema nervioso, aunque también se encuentra presente en otros tejidos. En el sistema nervioso central cumple un rol importante en procesos de cognición, atención y memoria, al regular la liberación de neurotransmisores, mediar la transmisión sináptica rápida y modular la excitabilidad neuronal. Una disminución de su actividad se ha asociado con diversos desórdenes neurológicos y neurodegenerativos, incluyendo esquizofrenia, autismo y enfermedad de Alzheimer. El receptor α7 también se expresa en células no neuronales, tales como -entre otras-, los astrocitos, la microglía, los linfocitos B y T, las células epiteliales, los macrófagos, cumpliendo un rol importante en inmunidad, inflamación y neuroprotección. Las acciones neuromoduladoras, neuroprotectoras y antinflamatorias sistémicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 junto a sus propiedades únicas de activación, desensibilización, permeabilidad al Ca2+ y rol dual ionotrópico-metabotrópico, lo han convertido en un blanco farmacológico emergente muy importante en diversos desórdenes neurológicos, neurodegenerativos e inflamatorios. Este trabajo de tesis se basó en el estudio de los aspectos moleculares relacionados a diferentes tipos de modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 humano. Para ello se utilizaron principalmente técnicas electrofisiológicas a nivel de canal único y de corrientes macroscópicas, en conjunto con análisis de proteínas por western blot y ensayos de movimiento de Ca2+ intracelular. El capítulo I se centró en el estudio de la modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor α7 por eventos de fosforilación/desfosforilación. Se demostró que favorecer el estado desfosforilado de las tirosinas del dominio intracelular de α7 potencia la actividad ionotrópica del receptor. A nivel de corrientes unitarias, el efecto potenciador involucró un aumento en la frecuencia y duración de los episodios de activación, mientras que a nivel de corrientes macroscópicas se manifestó por una disminución en la velocidad de decaimiento de la corriente, y un aumento en la tasa de recuperación desde el estado desensibilizado. Por el contrario, la desfosforilación de las tirosinas tuvo un efecto negativo en la actividad metabotrópica del receptor, estudiada por western blot a partir de la vía de ERK 1/2. Además, a diferencia de lo observado para las tirosinas, las alteraciones en el estado de fosforilación de serinas y treoninas del dominio intracelular no ocasionaron cambios importantes en la actividad ionotrópica de α7 en las condiciones experimentales aquí utilizadas. En síntesis, los resultados presentados en este capítulo ponen en evidencia que la fosforilación de las tirosinas, si bien es absolutamente necesaria para la actividad metabotrópica de α7 mediada por la vía ERK 1/2, actúa como un modulador negativo de la actividad ionotrópica del receptor. El capítulo II abordó el estudio de la asociación funcional entre un fragmento peptídico de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 (Y674-R685) y el receptor nicotínico de acetilcolina α7 humano. La asociación entre SARS-CoV-2 y los receptores nicotínicos fue propuesta en forma de hipótesis al comienzo de la pandemia. Más adelante, simulaciones de dinámica molecular mostraron que el fragmento Y674-R685 no solo tiene afinidad por α7, sino que penetra profundamente en el bolsillo de unión a agonista del receptor. En este capítulo, en primer lugar, se demostró que el fragmento Y674-R685 actúa como un agonista silente de α7, ya que es capaz de provocar corrientes unitarias y macroscópicas del receptor, pero solo en presencia de un modulador alostérico positivo. Por otro lado, se demostró que Y674-R685 también ejerce una modulación negativa de α7, que se evidenció por una profunda disminución, dependiente de la concentración, en la duración de los episodios de activación de los canales potenciados y en la amplitud de las respuestas macroscópicas provocadas por la acetilcolina. De esta manera, utilizando distintos enfoques electrofisiológicos, se develó la existencia de una interacción funcional entre el fragmento Y674-R685 de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 y el receptor α7 que proporciona las bases moleculares para seguir explorando la participación de los receptores nicotínicos en la fisiopatología de la COVID-19. El capítulo III se basó en el estudio del receptor α7 como blanco del cannabidiol, lo cual resulta de gran interés debido al uso expandido de este fitocannabinoide para tratar diferentes condiciones patológicas gracias a sus propiedades terapéuticas y a la ausencia de efectos psicoactivos. Para ello se exploró el efecto del cannabidiol en las funciones ionotrópicas y metabotrópicas de α7 mediante técnicas electrofisiológicas y ensayos de movimiento de Ca2+ intracelular. En lo que respecta a las funciones ionotrópicas, se demostró que el cannabidiol produce una rápida disminución de la actividad del canal a nivel de corrientes unitarias evidenciada por la reducción en la frecuencia de los episodios de activación. Este efecto fue dependiente de la concentración y se dio con una CI50 en el rango submicromolar, lo que indica una potente modulación negativa. Por otra parte, el cannabidiol también produjo una modulación negativa en la función metabotrópica de α7 que se evidenció por una marcada disminución en las respuestas de Ca2+ intracelular tras la activación del receptor. Estos resultados demuestran que el cannabidiol ejerce una modulación negativa de α7 de relevancia farmacológica que debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar los posibles usos terapéuticos del fitocannabinoide. En conjunto, los resultados presentados en esta tesis amplían el entendimiento de los aspectos moleculares relacionados con la modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 en distintas condiciones, a saber, fisiológicas (eventos de fosforilación/desfosforilación), patológicas (fragmento peptídico derivado de la glicoproteína S del SARS-CoV-2) y terapéuticas (cannabidiol). / The survival of higher organisms depends on the ability of their cells to be well organized and to behave in a synchronized manner to fulfill specific functions for which intercellular communication is of pivotal importance. This process is basic for the life of all cells, but it is the raison d'être in neurons that are specialized in receiving information, processing it, and communicating it to other cells. In the nervous system, the main form of communication is carried out via the chemical synapse, in which a neuron releases a chemical messenger, the neurotransmitter, which is identified by a receptor present in another cell, allowing it to respond to the message. Acetylcholine is one of the main neurotransmitters used by neurons, and its receptors, both metabotropic and ionotropic, are expressed in many cell types. Ionotropic acetylcholine receptors, called nicotinic receptors, are pentameric cation channels belonging to the Cys-loop receptor family. The α7 nicotinic acetylcholine receptor is a homopentamer with particular functional properties critical to its neuromodulatory role, including high Ca2+ permeability and the ability to transform transient ionotropic responses into more sustained metabotropic signaling events. It is one of the most abundant nicotinic receptors in the nervous system, although it is also present in other tissues. In the central nervous system, it plays an important role in cognition, attention, and memory, by regulating the release of neurotransmitters, mediating rapid synaptic transmission, and modulating neuronal excitability. A decrease in α7 activity has been associated with various neurological and neurodegenerative disorders, such as schizophrenia, autism, and Alzheimer's disease. The α7 receptor is also expressed in non-neuronal cells; namely, astrocytes, microglia, B and T lymphocytes, epithelial cells, and macrophages, and plays an important role in immunity, inflammation, and neuroprotection. The neuromodulatory, neuroprotective, and systemic anti-inflammatory actions of α7, together with its unique activating, desensitizing, Ca2+ permeability, and dual ionotropic-metabotropic properties, have made the receptor a very important emerging drug target in various neurological, neurodegenerative, and inflammatory disorders. This P.D. thesis work was based on the study of molecular aspects related to different types of modulation of the ionotropic and metabotropic functions of the human α7 nicotinic acetylcholine receptor. To this end, electrophysiological techniques at the single channel and macroscopic current levels were mainly used, as well as protein analysis by western blot and intracellular Ca2+ movement assays. Chapter I focused on the study of α7 receptor ionotropic and metabotropic function modulation by phosphorylation/dephosphorylation events. It was shown that favoring the dephosphorylated state of α7 intracellular domain tyrosine residues potentiates its ionotropic activity. At the single-channel level, this potentiating effect involved an increase in the frequency and duration of activation episodes, while at the macroscopic level it was manifested by a decrease in the rate of current decay and by an increase in the rate of recovery from the desensitized state. In contrast, tyrosine dephosphorylation had a negative effect on receptor metabotropic activity, studied by western blot from ERK 1/2 pathway. In addition, unlike what was observed for tyrosine residues, alterations in the phosphorylation status of serine and threonine residues present in the intracellular domain did not cause any significant changes in α7 ionotropic activity under the experimental conditions used. Summing up, the results collected in this chapter show that tyrosine phosphorylation, although it is absolutely necessary for α7 metabotropic activity mediated by ERK 1/2 pathway, acts as a negative modulator of receptor ionotropic activity. Chapter II focused on the study of the functional association between a peptide fragment of SARS-CoV-2 S glycoprotein (Y674-R685) and human α7 nicotinic acetylcholine receptor. The association between SARS-CoV-2 and nicotinic receptors was hypothesized at the beginning of the pandemic. Later, molecular dynamics simulations showed that the Y674-R685 fragment not only has affinity for α7 but also penetrates deep into its agonist-binding pocket. In this chapter, it was firstly stated that the Y674-R685 fragment acts as a silent α7 agonist, since it is capable of triggering single-channel and macroscopic currents, but only in the presence of a positive allosteric modulator. On the other hand, it was shown that Y674-R685 also exerts α7 negative modulation, which was evidenced by a profound concentration-dependent decrease in the duration of acetylcholine-induced activation episodes from potentiated channels and macroscopic responses. In this way, using different electrophysiological approaches, the existence of functional interaction between SARS-CoV-2 S glycoprotein Y674-R685 fragment and α7 receptor was revealed, which provides the molecular bases to further explore nicotinic receptor participation in COVID-19 pathophysiology. Chapter III was based on the study of the α7 receptor as a target of cannabidiol, which is of great interest due to the expanded use of this phytocannabinoid to treat different pathological conditions thanks to its therapeutic properties and the absence of psychoactive effects. To this end, the effect of cannabidiol on α7 ionotropic and metabotropic functions was explored using electrophysiological techniques and intracellular Ca2+ movement assays. Regarding ionotropic functions, it was shown that cannabidiol produces a rapid decrease in single-channel activity evidenced by the reduction in activation episodes frequency. This concentration-dependent effect occurred with an IC50 in the submicromolar range, indicating a potent negative modulation. On the other hand, cannabidiol also produced a negative modulation in α7 metabotropic function that was evidenced by a marked decrease in intracellular Ca2+ responses after receptor activation. These results demonstrate that cannabidiol exerts α7 negative modulation of pharmacological relevance that must be taken into account when evaluating possible therapeutic uses of the phytocannabinoid. Taken together, the results presented in this thesis broaden the understanding of molecular aspects related to the modulation of α7 nicotinic acetylcholine receptor ionotropic and metabotropic functions under different conditions, namely physiological (phosphorylation/dephosphorylation events), pathological (SARS-CoV-2 S glycoprotein fragment) and therapeutic (cannabidiol).

No Brasil, populações ribeirinhas da Amazônia estão expostas ao metilmercúrio (MeHg) e ao chumbo (Pb) oriundos, respectivamente, de peixes e farinha de mandioca contaminados. Embora a toxicidade destes elementos químicos seja explorada há tempo, pouco se sabe sobre os efeitos decorrentes da exposição crônica a baixas doses destes toxicantes e, menos ainda, acerca da exposição simultânea a estes dois metais. Neste sentido, este trabalho foi desenvolvido objetivando avaliar a ocorrência de efeitos bioquímicos, genotóxicos e relacionados ao estresse oxidativo, decorrentes da exposição crônica de ratos a baixas doses de MeHg e Pb, associados ou não, bem como a distribuição tecidual destes metais. Adicionalmente, foram investigados os efeitos da administração da vitamina antioxidante niacina (NA) diante destas exposições. Para isto, ratos machos Wistar foram divididos em 8 grupos (n = 6): Grupo controle; Grupo MeHg, tratado com cloreto de MeHg (140 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo Pb, tratado com acetato de Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo MeHg + Pb, tratado com MeHg (140 ?g/Kg/dia) e Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem. Grupos paralelos (NA; NA + MeHg; NA + Pb e NA + MeHg + Pb) receberam o mesmo tratamento associado à suplementação de niacina (50 mg/Kg/dia) adicionada na água. O tratamento teve duração de 92 dias. Foram avaliados os parâmetros bioquímicos colesterol total e frações, glicose, atividade das enzimas hepáticas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), e hemoglobina. Os marcadores relacionados ao estresse oxidativo determinados foram tióis totais (GSH); lipoperoxidação, avaliada pela concentração de malondialdeído (MDA) e espécies reativas ao ácido barbitúrico (TBARS); além da atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT). Ainda, foi avaliada a concentração de óxido nítrico (NO) plasmático e a genotoxicidade por meio do Ensaio Cometa. As concentrações de mercúrio (Hg) e Pb foram determinadas em sangue total e tecidos dos animais por ICP-MS. A exposição a baixas doses de MeHg causou genotoxicidade, redução na atividade da CAT no cérebro e nas concentrações de GSH no sangue e fígado dos animais, além de peroxidação lipídica, evidenciada pelo aumento nas concentrações de MDA e TBARS no plasma e cérebro dos ratos. Os animais expostos exclusivamente ao MeHg apresentaram ainda atividade de ALT aumentada e concentração plasmática de NO reduzida. A distribuição do Hg no organismo foi maior no rim, seguido por sangue e, posteriormente, cérebro. A exposição exclusivamente ao Pb promoveu redução na concentração de GSH e na atividade de CAT, além de induzir peroxidação lipídica no cérebro dos ratos. A exposição ao Pb também resultou em genotoxicidade, além de redução na concentração de hemoglobina e NO. As maiores concentrações de Pb foram observadas no osso (fêmur) > rim > cérebro > sangue. A exposição simultânea ao MeHg e Pb não resultou em sinergismo de efeitos tóxicos em comparação ao tratamento com os metais individualmente. Considerando parâmetros como concentração plasmática de NO e GSH no sangue, fígado e cérebro, a exposição ii conjunta aos metais antagonizou os efeitos desencadeados por cada metal individualmente. Entretanto, a coexposição MeHg/Pb também promoveu genotoxicidade e lipoperoxidação. Já a administração de niacina apresentou efeitos protetores frente às alterações desencadeadas pela exposição aos metais, sem alterar a concentração e distribuição destes nos órgãos/tecidos. Em resumo, nossos resultados mostram que a exposição ao MeHg e Pb, até mesmo em doses baixas, induz toxicidade em roedores. Visto que a niacina apresentou efeitos antioxidantes e antigenotóxicos relevantes, a suplementação com esta vitamina pode ser uma alternativa para amenizar os efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao MeHg e/ou Pb. / In Brazil, riverside populations of the Amazon are exposed to methylmercury (MeHg) and lead (Pb) coming respectively from contaminated fish and cassava flour. Although the toxicity of these elements has been explored for some time, little is known about the effects of chronic exposure at low doses and even less about the simultaneous exposure. Thus, this work aimed to evaluate the occurrence of biochemical, genotoxic and oxidative stress related effects, resulting from chronic exposure of rats at low doses of MeHg and Pb, associated or not, as well as the tissue distribution of these elements. Additionally, the effects of co-administration of the antioxidant vitamin niacin (NA) on the toxic effects were investigated. For this, male Wistar rats were divided into 8 groups (n = 6): Control group; MeHg group, received MeHg chloride (140 ?g/Kg/day) by gavage; Pb group, received Pb acetate (648 ?g/Kg/day) by gavage; MeHg + Pb group, received MeHg (140 ?g/Kg/day) and Pb (648 ?g/Kg/day) by gavage. Parallel groups (NA; NA + MeHg; NA + Pb and NA + MeHg + Pb) received the same treatment associated with niacin supplementation (50 mg/kg/day) added to the water. The treatment lasted 92 days. Biochemical parameters such as total and fractions cholesterol, glucose, hepatic enzyme activity such as aspartate transaminase (AST) and alanine transaminase (ALT), and hemoglobin were determined. Oxidative stress markers such as total thiols (GSH); lipid peroxidation, measured by malondialdehyde (MDA) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations; besides the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) antioxidant enzymes were evaluated in treated and non-treated animals. Also, the concentration of plasmatic nitric oxide (NO) and genotoxicity by the Comet Assay was assessed. Levels of mercury (Hg) and Pb were determined in whole blood and tissues of animals by ICP-MS. Low doses of exposure to MeHg caused reduction of CAT activity in the brain and reduction of GSH concentrations in the blood and liver of animals, besides genotoxicity and lipid peroxidation, as evidenced by the increase levels of MDA and TBARS in plasma and brain of rats. Animals exposed to MeHg still had increased ALT activity and decreased plasmatic NO levels. Levels of Hg were found higher in kidney, followed by blood and brain. Pb exposure alone promoted reduction of GSH concentration and CAT activity, and induced lipid peroxidation in the brain of rats. Moreover, genotoxicity, and reduction of hemoglobin and plasmatic NO levels were also observed in the group of animals treated only with Pb. The highest Pb levels were observed in bone (femur) > kidney > brain > blood. Simultaneous exposure to MeHg and Pb did not result in synergistic toxic effects. Considering parameters such as plasmatic NO and GSH levels in blood, liver and brain, the joint exposure to metals antagonized the effects produced by each metal individually. However, the MeHg/Pb co-exposure also promoted genotoxicity and lipid peroxidation. On the other hand, administration of niacin exhibited protective effects under the changes triggered by exposure to metals without altering the concentration and distribution of these metals in the organs/tissues of animals. Taken together, our results demonstrated that exposure to MeHg and Pb, even at low doses, are toxic to iv rodents. Moreover, since niacin presented relevant antioxidant and antigenotoxic effects, supplementation with this vitamin can be an alternative to mitigate the toxic effects resulting from exposure to MeHg and/or Pb.

No Brasil, populações ribeirinhas da Amazônia estão expostas ao metilmercúrio (MeHg) e ao chumbo (Pb) oriundos, respectivamente, de peixes e farinha de mandioca contaminados. Embora a toxicidade destes elementos químicos seja explorada há tempo, pouco se sabe sobre os efeitos decorrentes da exposição crônica a baixas doses destes toxicantes e, menos ainda, acerca da exposição simultânea a estes dois metais. Neste sentido, este trabalho foi desenvolvido objetivando avaliar a ocorrência de efeitos bioquímicos, genotóxicos e relacionados ao estresse oxidativo, decorrentes da exposição crônica de ratos a baixas doses de MeHg e Pb, associados ou não, bem como a distribuição tecidual destes metais. Adicionalmente, foram investigados os efeitos da administração da vitamina antioxidante niacina (NA) diante destas exposições. Para isto, ratos machos Wistar foram divididos em 8 grupos (n = 6): Grupo controle; Grupo MeHg, tratado com cloreto de MeHg (140 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo Pb, tratado com acetato de Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo MeHg + Pb, tratado com MeHg (140 ?g/Kg/dia) e Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem. Grupos paralelos (NA; NA + MeHg; NA + Pb e NA + MeHg + Pb) receberam o mesmo tratamento associado à suplementação de niacina (50 mg/Kg/dia) adicionada na água. O tratamento teve duração de 92 dias. Foram avaliados os parâmetros bioquímicos colesterol total e frações, glicose, atividade das enzimas hepáticas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), e hemoglobina. Os marcadores relacionados ao estresse oxidativo determinados foram tióis totais (GSH); lipoperoxidação, avaliada pela concentração de malondialdeído (MDA) e espécies reativas ao ácido barbitúrico (TBARS); além da atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT). Ainda, foi avaliada a concentração de óxido nítrico (NO) plasmático e a genotoxicidade por meio do Ensaio Cometa. As concentrações de mercúrio (Hg) e Pb foram determinadas em sangue total e tecidos dos animais por ICP-MS. A exposição a baixas doses de MeHg causou genotoxicidade, redução na atividade da CAT no cérebro e nas concentrações de GSH no sangue e fígado dos animais, além de peroxidação lipídica, evidenciada pelo aumento nas concentrações de MDA e TBARS no plasma e cérebro dos ratos. Os animais expostos exclusivamente ao MeHg apresentaram ainda atividade de ALT aumentada e concentração plasmática de NO reduzida. A distribuição do Hg no organismo foi maior no rim, seguido por sangue e, posteriormente, cérebro. A exposição exclusivamente ao Pb promoveu redução na concentração de GSH e na atividade de CAT, além de induzir peroxidação lipídica no cérebro dos ratos. A exposição ao Pb também resultou em genotoxicidade, além de redução na concentração de hemoglobina e NO. As maiores concentrações de Pb foram observadas no osso (fêmur) > rim > cérebro > sangue. A exposição simultânea ao MeHg e Pb não resultou em sinergismo de efeitos tóxicos em comparação ao tratamento com os metais individualmente. Considerando parâmetros como concentração plasmática de NO e GSH no sangue, fígado e cérebro, a exposição ii conjunta aos metais antagonizou os efeitos desencadeados por cada metal individualmente. Entretanto, a coexposição MeHg/Pb também promoveu genotoxicidade e lipoperoxidação. Já a administração de niacina apresentou efeitos protetores frente às alterações desencadeadas pela exposição aos metais, sem alterar a concentração e distribuição destes nos órgãos/tecidos. Em resumo, nossos resultados mostram que a exposição ao MeHg e Pb, até mesmo em doses baixas, induz toxicidade em roedores. Visto que a niacina apresentou efeitos antioxidantes e antigenotóxicos relevantes, a suplementação com esta vitamina pode ser uma alternativa para amenizar os efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao MeHg e/ou Pb. / In Brazil, riverside populations of the Amazon are exposed to methylmercury (MeHg) and lead (Pb) coming respectively from contaminated fish and cassava flour. Although the toxicity of these elements has been explored for some time, little is known about the effects of chronic exposure at low doses and even less about the simultaneous exposure. Thus, this work aimed to evaluate the occurrence of biochemical, genotoxic and oxidative stress related effects, resulting from chronic exposure of rats at low doses of MeHg and Pb, associated or not, as well as the tissue distribution of these elements. Additionally, the effects of co-administration of the antioxidant vitamin niacin (NA) on the toxic effects were investigated. For this, male Wistar rats were divided into 8 groups (n = 6): Control group; MeHg group, received MeHg chloride (140 ?g/Kg/day) by gavage; Pb group, received Pb acetate (648 ?g/Kg/day) by gavage; MeHg + Pb group, received MeHg (140 ?g/Kg/day) and Pb (648 ?g/Kg/day) by gavage. Parallel groups (NA; NA + MeHg; NA + Pb and NA + MeHg + Pb) received the same treatment associated with niacin supplementation (50 mg/kg/day) added to the water. The treatment lasted 92 days. Biochemical parameters such as total and fractions cholesterol, glucose, hepatic enzyme activity such as aspartate transaminase (AST) and alanine transaminase (ALT), and hemoglobin were determined. Oxidative stress markers such as total thiols (GSH); lipid peroxidation, measured by malondialdehyde (MDA) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations; besides the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) antioxidant enzymes were evaluated in treated and non-treated animals. Also, the concentration of plasmatic nitric oxide (NO) and genotoxicity by the Comet Assay was assessed. Levels of mercury (Hg) and Pb were determined in whole blood and tissues of animals by ICP-MS. Low doses of exposure to MeHg caused reduction of CAT activity in the brain and reduction of GSH concentrations in the blood and liver of animals, besides genotoxicity and lipid peroxidation, as evidenced by the increase levels of MDA and TBARS in plasma and brain of rats. Animals exposed to MeHg still had increased ALT activity and decreased plasmatic NO levels. Levels of Hg were found higher in kidney, followed by blood and brain. Pb exposure alone promoted reduction of GSH concentration and CAT activity, and induced lipid peroxidation in the brain of rats. Moreover, genotoxicity, and reduction of hemoglobin and plasmatic NO levels were also observed in the group of animals treated only with Pb. The highest Pb levels were observed in bone (femur) > kidney > brain > blood. Simultaneous exposure to MeHg and Pb did not result in synergistic toxic effects. Considering parameters such as plasmatic NO and GSH levels in blood, liver and brain, the joint exposure to metals antagonized the effects produced by each metal individually. However, the MeHg/Pb co-exposure also promoted genotoxicity and lipid peroxidation. On the other hand, administration of niacin exhibited protective effects under the changes triggered by exposure to metals without altering the concentration and distribution of these metals in the organs/tissues of animals. Taken together, our results demonstrated that exposure to MeHg and Pb, even at low doses, are toxic to iv rodents. Moreover, since niacin presented relevant antioxidant and antigenotoxic effects, supplementation with this vitamin can be an alternative to mitigate the toxic effects resulting from exposure to MeHg and/or Pb.

Introdução: A identificação de variantes genéticas que predispõem a maior susceptibilidade à dependência à nicotina pode ser importante para a prevenção e o tratamento do tabagismo. No contexto de medicina personalizada, os principais objetivos do presente estudo foram avaliar se polimorfismos nos genes CHRNA2, CHRNA3, CHRNA5 e CHRNB3 estão associados com o nível de dependência em indivíduos fumantes e com o resultado do tratamento antitabágico. Métodos: Estudo de coorte com 1049 pacientes fumantes que receberam tratamento farmacológico (vareniclina, vareniclina e bupropiona, bupropiona e/ou terapia de reposição nicotínica). O sucesso na cessação tabágica foi considerado para os pacientes que completaram 6 meses de abstinência contínua. O teste de Fagerström para a dependência à nicotina (FTND) e o escore de consumo situacional Issa foram utilizados para avaliar a dependência à nicotina. A escala de conforto PAF foi utilizada para avaliar o conforto do paciente durante o tratamento. Os polimorfismos CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730, CHRNA5 rs16969968, CHRNA5 rs2036527 e CHRNB3 rs6474413 foram genotipados pela análise da curva de melting. Resultados: As mulheres portadoras dos genótipos GA e AA para os polimorfismos CHRNA5 rs16969968 e rs2036527 obtiveram maior taxa de sucesso no tratamento antitabagismo: 44,0% e 56,3% (rs16969968), 41,5% e 56,5% (rs2036527), respectivamente; em comparação com as mulheres portadoras do genótipo GG: 35,7% (rs16969968) e 34,8% (rs2036527), (P=0,03; n=389; P=0,01; n=391). Os genótipos GA ou AA para os rs16969968 e rs2036527 foram associados com maior OR para o sucesso em mulheres (OR=1,63; IC 95%=1,04-2,54; P=0,03 e OR=1,59; IC 95%=1,02-2,48; P=0,04; respectivamente), em um modelo multivariado. Não foi encontrada associação dos polimorfismos no gene CHRNA5 com o escore de FTND. Para os polimorfismos CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730 e CHRNB3 rs6474413 não foram encontradas associações significativas com os fenótipos estudados. Conclusão: Os polimorfismos rs16969968 e rs2036527 no gene CHRNA5 foram associados com maior taxa de sucesso no tratamento antitabagismo em mulheres. Estes resultados podem contribuir com avanços na terapêutica baseada em medicina personalizada / Background: The identification of genetic variants that predispose increased susceptibility to nicotine dependence becomes increasingly important for the prevention and smoking treatment. In the context of personalized medicine, the main aims of this study were to evaluate whether the CHRNA2, CHRNA3, CHRNA5 and CHRNB3 polymorphisms are associated with the level of dependence in smokers and the result of smoking treatment. Methods: This cohort study enrolled 1049 smoking patients who received pharmacological treatment (varenicline, varenicline plus bupropion, bupropion plus/or nicotine replacement therapy). Smoking cessation success was considered for patients who completed 6 months of continuous abstinence. Fagerström test for nicotine dependence (FTND) and Issa situational smoking scores were analyzed for nicotine dependence. PAF comfort scale was used to evaluate the comfort of the patient during treatment. The CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730, CHRNA5 rs16969968 and rs2036527 and CHRNB3 rs6474413 polymorphisms were genotyped by high resolution melting analysis. Results: Females with GA and AA genotypes for CHRNA5 rs16969968 and rs2036527polymorphisms had higher success rate in smoking cessation treatment: 44.0% and 56.3% (rs16969968), 41.5% and 56.5% (rs2036527), respectively; compared with carriers of the GG genotypes: 35.7% (rs16969968), 34.8% (rs2036527), (P=0.03, n=389; P=0.01, n=391). The GA or AA genotypes to the rs16969968 and rs2036527 were associated with higher odds ratio for success in women (OR=1.63; 95%CI=1.04 to 2.54; P=0.03 and OR=1.59, 95%CI=1.02 to 2.48; P=0.04; respectively), in a multivariate model. We found no association of these polymorphisms with FTND score for nicotine dependence. For the CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730 and CHRNB3 rs6474413 polymorphisms no significant associations were found with phenotypes studied. Conclusion: The CHRNA5 rs16969968 and rs2036527 were associated with higher success rate in the smoking cessation treatment in women. These results can contribute to major advances in personalized medicine based therapy

Introdução: A identificação de variantes genéticas que predispõem a maior susceptibilidade à dependência à nicotina pode ser importante para a prevenção e o tratamento do tabagismo. No contexto de medicina personalizada, os principais objetivos do presente estudo foram avaliar se polimorfismos nos genes CHRNA2, CHRNA3, CHRNA5 e CHRNB3 estão associados com o nível de dependência em indivíduos fumantes e com o resultado do tratamento antitabágico. Métodos: Estudo de coorte com 1049 pacientes fumantes que receberam tratamento farmacológico (vareniclina, vareniclina e bupropiona, bupropiona e/ou terapia de reposição nicotínica). O sucesso na cessação tabágica foi considerado para os pacientes que completaram 6 meses de abstinência contínua. O teste de Fagerström para a dependência à nicotina (FTND) e o escore de consumo situacional Issa foram utilizados para avaliar a dependência à nicotina. A escala de conforto PAF foi utilizada para avaliar o conforto do paciente durante o tratamento. Os polimorfismos CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730, CHRNA5 rs16969968, CHRNA5 rs2036527 e CHRNB3 rs6474413 foram genotipados pela análise da curva de melting. Resultados: As mulheres portadoras dos genótipos GA e AA para os polimorfismos CHRNA5 rs16969968 e rs2036527 obtiveram maior taxa de sucesso no tratamento antitabagismo: 44,0% e 56,3% (rs16969968), 41,5% e 56,5% (rs2036527), respectivamente; em comparação com as mulheres portadoras do genótipo GG: 35,7% (rs16969968) e 34,8% (rs2036527), (P=0,03; n=389; P=0,01; n=391). Os genótipos GA ou AA para os rs16969968 e rs2036527 foram associados com maior OR para o sucesso em mulheres (OR=1,63; IC 95%=1,04-2,54; P=0,03 e OR=1,59; IC 95%=1,02-2,48; P=0,04; respectivamente), em um modelo multivariado. Não foi encontrada associação dos polimorfismos no gene CHRNA5 com o escore de FTND. Para os polimorfismos CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730 e CHRNB3 rs6474413 não foram encontradas associações significativas com os fenótipos estudados. Conclusão: Os polimorfismos rs16969968 e rs2036527 no gene CHRNA5 foram associados com maior taxa de sucesso no tratamento antitabagismo em mulheres. Estes resultados podem contribuir com avanços na terapêutica baseada em medicina personalizada / Background: The identification of genetic variants that predispose increased susceptibility to nicotine dependence becomes increasingly important for the prevention and smoking treatment. In the context of personalized medicine, the main aims of this study were to evaluate whether the CHRNA2, CHRNA3, CHRNA5 and CHRNB3 polymorphisms are associated with the level of dependence in smokers and the result of smoking treatment. Methods: This cohort study enrolled 1049 smoking patients who received pharmacological treatment (varenicline, varenicline plus bupropion, bupropion plus/or nicotine replacement therapy). Smoking cessation success was considered for patients who completed 6 months of continuous abstinence. Fagerström test for nicotine dependence (FTND) and Issa situational smoking scores were analyzed for nicotine dependence. PAF comfort scale was used to evaluate the comfort of the patient during treatment. The CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730, CHRNA5 rs16969968 and rs2036527 and CHRNB3 rs6474413 polymorphisms were genotyped by high resolution melting analysis. Results: Females with GA and AA genotypes for CHRNA5 rs16969968 and rs2036527polymorphisms had higher success rate in smoking cessation treatment: 44.0% and 56.3% (rs16969968), 41.5% and 56.5% (rs2036527), respectively; compared with carriers of the GG genotypes: 35.7% (rs16969968), 34.8% (rs2036527), (P=0.03, n=389; P=0.01, n=391). The GA or AA genotypes to the rs16969968 and rs2036527 were associated with higher odds ratio for success in women (OR=1.63; 95%CI=1.04 to 2.54; P=0.03 and OR=1.59, 95%CI=1.02 to 2.48; P=0.04; respectively), in a multivariate model. We found no association of these polymorphisms with FTND score for nicotine dependence. For the CHRNA2 rs2472553, CHRNA3 rs1051730 and CHRNB3 rs6474413 polymorphisms no significant associations were found with phenotypes studied. Conclusion: The CHRNA5 rs16969968 and rs2036527 were associated with higher success rate in the smoking cessation treatment in women. These results can contribute to major advances in personalized medicine based therapy

Introdução: A inflamação constitui um dos fatores mais importantes da fisiopatologia da asma brônquica, caracterizada por uma resposta eosinofílica com produção de citocinas de perfil Th2. A persistência desta inflamação induz no pulmão um processo de reparo associado à redução progressiva da função pulmonar, que nem sempre é revertida pelos tratamentos disponíveis. O sistema colinérgico anti-inflamatório é descrito como um mecanismo neural que suprime a resposta imune e controla a inflamação principalmente pelo efeito da acetilcolina em receptores nicotínicos do tipo alfa7 (alfa7nAChR) encontrados em células do sistema imune. A acetilcolina (ACh) exerce um importante efeito na asma e recentemente demonstramos que a redução parcial da liberação da acetilcolina induz per se a inflamação pulmonar. Embora se saiba que os receptores muscarínicos (mAChRs) exercem um efeito pró-inflamatório e broncoconstritor na asma, a ativação de receptores nicotínicos (nAChRs) poderia ter um efeito benéfico reduzindo a inflamação pulmonar, fato demonstrado em modelos de inflamação sistêmica e aguda. O efeito da ativação do alfa7nAChR na fisiopatologia da asma ainda não está claramente elucidado. Objetivo: Investigar o efeito do tratamento com PNU-282987 (PNU), um agonista específico do alfa7nAChR, em um modelo murino de inflamação alérgica crônica das vias aéreas. Metodologia: Camundongos BALB/c foram submetidos ao protocolo de indução alérgica crônica das vias aéreas com ovoalbumina (OVA) ou salina intraperitoneal (i.p.) e posterior desafios inalatórios. A partir do 22° dia, os animais receberam diariamente tratamento com PNU ou veículo (Ve) até o 28° dia. Foram testadas três doses de PNU (0,5, 1,0 e 2,0 mg/Kg). A fim de evidenciar se o efeito obtido no tratamento com PNU era dependente do receptor alfa7nAChR, um grupo de animais foi tratado com MLA (antagonista do alfa7nAChR), previamente ao tratamento com PNU. No 29° dia do protocolo, os animais foram eutanasiados e foram avaliados o número de células inflamatórias no lavado broncoalveolar (LBA) e no sangue, os níveis de citocinas no LBA, a expressão do alfa7nAChR e mAchRs do tipo 3 (M3) e a ativação do fator de transcrição nuclear kB (NF-kB) no pulmão. O remodelamento brônquico foi avaliado por morfometria. As análises estatísticas foram realizadas por meio do programa SigmaStat (Jandel Scientific, San Rafael, CA), onde um P < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Resultados: Houve expressão do alfa7nAChR e M3 no homogenato de pulmão de animais controle e sensibilizados. Determinamos por meio da redução de eosinófilos que a dose de 0,5 mg/Kg do tratamento com PNU foi a mais efetiva. Assim, observamos que o tratamento com PNU0,5 nos animais sensibilizados reduziu o número de células totais, eosinófilos, neutrófilos, macrófagos e linfócitos no LBA, assim como número de eosinófilos no sangue periférico e ao redor das vias aéreas. O tratamento com PNU reduziu os níveis de IgE no sangue e as citocinas IL-4, IL-13 e IL-17 no LBA. Todos estes efeitos foram revertido com o pré-tratamento com MLA, exceto para a citocina IL-17. Alem disso, o tratamento com PNU reduziu o remodelamento brônquico (área de edema, de epitélio e de músculo liso e deposição de fibras colágenas) assim como o número de células positivas para MMP-9 e TIMP-1 ao redor das vias aéreas. No pulmão a expressão do p-65-NF-kB, STAT3 fosforilado e o SOCS3 foram inibidas pelo PNU. Conclusão: Estes dados claramente demonstram que o alfa7nAChR está envolvido no controle da resposta inflamatória pulmonar alérgica e de remodelamento brônquico em modelo experimental de asma alérgica e portanto é um novo alvo com potencial terapêutico a ser explorado na fisiopatologia da asma brônquica / Background: Inflammation is one of the most important features in asthma pathophysiology, characterized by eosinophilic response with production of Th2 cytokine profile. The persistence of this inflammation can induce a lung repair process associated with a progressive reduction in lung function, which is not always reversed by available treatments. The anti-inflammatory cholinergic system was described as a neural mechanism that suppresses the immune response and controls inflammation mainly by the activaction of acetylcholine alfa7 nicotinic receptors (alfa7nAChR) found on immune cells. Acetylcholine (ACh) is an important mediator in asthma and we recently demonstrated that partial reduction on ACh release induced lung inflammation per se. Although it is known that muscarinic receptors (mAChRs) has a pro-inflammatory action and causes bronchoconstriction in asthma, the activation of nicotinic receptors (nAChRs) could have a beneficial effect reducing pulmonary inflammation as demonstrated in models of acute and systemic inflammation. The effects of alfa7nAChR activation in the pathophysiology of asthma have not been clearly elucidated. Aim: To investigate the effects of PNU- 282987 (PNU) treatment, a specific alfa7nAChR agonist, in a murine model of chronic allergic airway inflammation. Methods: BALB/c mice were subjected to a protocol of chronic allergic inflammation induced by intraperitoneal ovalbumin (OVA) or saline and subsequent challenges with inhalation. From the 22th day, the animals daily received PNU or vehicle (Ve) until the 28th day. PNU were tested in three differents doses (0.5, 1.0 and 2.0 mg/kg). In order to demonstrate that the effects obtained by PNU treatment was dependent on alfa7nAChR, a group of animals was treated with MLA (antagonist of alfa7nAChR) prior to the PNU treatment. On the 29th day of the protocol, the animals were euthanised and the number of inflammatory cells in the bronchoalveolar lavage fluid(BALF) fluid and blood, cytokine levels in BALF, the expression of alfa7nAChR and mAChRs type 3 (M3), and activation of nuclear transcription factor kB (NF-kB) in the lung were evaluated. Bronchial remodeling was assessed by morfometric methods. Statistical analyses were performed using the SigmaStat (Jandel Scientific, San Rafael, CA) and P < 0.05 is considered statistically significant. Results: ?7nAChR and M3 expression was detected in control and sensitized lung homogenate. The most effective dose of PNU treatment was 0.5 mg/kg evaluated by the effects on eosinophil reduction. Thus, we observed that treatment with PNU0,5 reduced the number of total cells, eosinophils, neutrophils, macrophages and lymphocytes in BALF, as well as number of eosinophils in peripheral blood and around the airways of sensitized animals. The treatment with PNU also reduced IgE levels in the blood, and cytokines IL-4, IL-13 and IL-17 in BALF. All these effects were reversed by pretreatment with MLA, except for IL-17 cytokine. Furthermore, treatment with PNU reduced bronchial remodeling (edema, epithelium and smooth muscle area and airway collagen deposition) as well as the number of positive cells for MMP-9 and TIMP-1 around the airways. The lung p-65-NF-kB, phosphorylated STAT3 and the SOCS3 expression were inhibited by PNU-282987. Conclusion: These data clearly demonstrate that the alfa7nAChR is involved in the control of allergic pulmonary inflammatory response and in bronchial remodeling in an experimental model of allergic asthma and it can be a new target with therapeutic potential to be explored in the pathophysiology of asthma

Introdução: A inflamação constitui um dos fatores mais importantes da fisiopatologia da asma brônquica, caracterizada por uma resposta eosinofílica com produção de citocinas de perfil Th2. A persistência desta inflamação induz no pulmão um processo de reparo associado à redução progressiva da função pulmonar, que nem sempre é revertida pelos tratamentos disponíveis. O sistema colinérgico anti-inflamatório é descrito como um mecanismo neural que suprime a resposta imune e controla a inflamação principalmente pelo efeito da acetilcolina em receptores nicotínicos do tipo alfa7 (alfa7nAChR) encontrados em células do sistema imune. A acetilcolina (ACh) exerce um importante efeito na asma e recentemente demonstramos que a redução parcial da liberação da acetilcolina induz per se a inflamação pulmonar. Embora se saiba que os receptores muscarínicos (mAChRs) exercem um efeito pró-inflamatório e broncoconstritor na asma, a ativação de receptores nicotínicos (nAChRs) poderia ter um efeito benéfico reduzindo a inflamação pulmonar, fato demonstrado em modelos de inflamação sistêmica e aguda. O efeito da ativação do alfa7nAChR na fisiopatologia da asma ainda não está claramente elucidado. Objetivo: Investigar o efeito do tratamento com PNU-282987 (PNU), um agonista específico do alfa7nAChR, em um modelo murino de inflamação alérgica crônica das vias aéreas. Metodologia: Camundongos BALB/c foram submetidos ao protocolo de indução alérgica crônica das vias aéreas com ovoalbumina (OVA) ou salina intraperitoneal (i.p.) e posterior desafios inalatórios. A partir do 22° dia, os animais receberam diariamente tratamento com PNU ou veículo (Ve) até o 28° dia. Foram testadas três doses de PNU (0,5, 1,0 e 2,0 mg/Kg). A fim de evidenciar se o efeito obtido no tratamento com PNU era dependente do receptor alfa7nAChR, um grupo de animais foi tratado com MLA (antagonista do alfa7nAChR), previamente ao tratamento com PNU. No 29° dia do protocolo, os animais foram eutanasiados e foram avaliados o número de células inflamatórias no lavado broncoalveolar (LBA) e no sangue, os níveis de citocinas no LBA, a expressão do alfa7nAChR e mAchRs do tipo 3 (M3) e a ativação do fator de transcrição nuclear kB (NF-kB) no pulmão. O remodelamento brônquico foi avaliado por morfometria. As análises estatísticas foram realizadas por meio do programa SigmaStat (Jandel Scientific, San Rafael, CA), onde um P < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Resultados: Houve expressão do alfa7nAChR e M3 no homogenato de pulmão de animais controle e sensibilizados. Determinamos por meio da redução de eosinófilos que a dose de 0,5 mg/Kg do tratamento com PNU foi a mais efetiva. Assim, observamos que o tratamento com PNU0,5 nos animais sensibilizados reduziu o número de células totais, eosinófilos, neutrófilos, macrófagos e linfócitos no LBA, assim como número de eosinófilos no sangue periférico e ao redor das vias aéreas. O tratamento com PNU reduziu os níveis de IgE no sangue e as citocinas IL-4, IL-13 e IL-17 no LBA. Todos estes efeitos foram revertido com o pré-tratamento com MLA, exceto para a citocina IL-17. Alem disso, o tratamento com PNU reduziu o remodelamento brônquico (área de edema, de epitélio e de músculo liso e deposição de fibras colágenas) assim como o número de células positivas para MMP-9 e TIMP-1 ao redor das vias aéreas. No pulmão a expressão do p-65-NF-kB, STAT3 fosforilado e o SOCS3 foram inibidas pelo PNU. Conclusão: Estes dados claramente demonstram que o alfa7nAChR está envolvido no controle da resposta inflamatória pulmonar alérgica e de remodelamento brônquico em modelo experimental de asma alérgica e portanto é um novo alvo com potencial terapêutico a ser explorado na fisiopatologia da asma brônquica / Background: Inflammation is one of the most important features in asthma pathophysiology, characterized by eosinophilic response with production of Th2 cytokine profile. The persistence of this inflammation can induce a lung repair process associated with a progressive reduction in lung function, which is not always reversed by available treatments. The anti-inflammatory cholinergic system was described as a neural mechanism that suppresses the immune response and controls inflammation mainly by the activaction of acetylcholine alfa7 nicotinic receptors (alfa7nAChR) found on immune cells. Acetylcholine (ACh) is an important mediator in asthma and we recently demonstrated that partial reduction on ACh release induced lung inflammation per se. Although it is known that muscarinic receptors (mAChRs) has a pro-inflammatory action and causes bronchoconstriction in asthma, the activation of nicotinic receptors (nAChRs) could have a beneficial effect reducing pulmonary inflammation as demonstrated in models of acute and systemic inflammation. The effects of alfa7nAChR activation in the pathophysiology of asthma have not been clearly elucidated. Aim: To investigate the effects of PNU- 282987 (PNU) treatment, a specific alfa7nAChR agonist, in a murine model of chronic allergic airway inflammation. Methods: BALB/c mice were subjected to a protocol of chronic allergic inflammation induced by intraperitoneal ovalbumin (OVA) or saline and subsequent challenges with inhalation. From the 22th day, the animals daily received PNU or vehicle (Ve) until the 28th day. PNU were tested in three differents doses (0.5, 1.0 and 2.0 mg/kg). In order to demonstrate that the effects obtained by PNU treatment was dependent on alfa7nAChR, a group of animals was treated with MLA (antagonist of alfa7nAChR) prior to the PNU treatment. On the 29th day of the protocol, the animals were euthanised and the number of inflammatory cells in the bronchoalveolar lavage fluid(BALF) fluid and blood, cytokine levels in BALF, the expression of alfa7nAChR and mAChRs type 3 (M3), and activation of nuclear transcription factor kB (NF-kB) in the lung were evaluated. Bronchial remodeling was assessed by morfometric methods. Statistical analyses were performed using the SigmaStat (Jandel Scientific, San Rafael, CA) and P < 0.05 is considered statistically significant. Results: ?7nAChR and M3 expression was detected in control and sensitized lung homogenate. The most effective dose of PNU treatment was 0.5 mg/kg evaluated by the effects on eosinophil reduction. Thus, we observed that treatment with PNU0,5 reduced the number of total cells, eosinophils, neutrophils, macrophages and lymphocytes in BALF, as well as number of eosinophils in peripheral blood and around the airways of sensitized animals. The treatment with PNU also reduced IgE levels in the blood, and cytokines IL-4, IL-13 and IL-17 in BALF. All these effects were reversed by pretreatment with MLA, except for IL-17 cytokine. Furthermore, treatment with PNU reduced bronchial remodeling (edema, epithelium and smooth muscle area and airway collagen deposition) as well as the number of positive cells for MMP-9 and TIMP-1 around the airways. The lung p-65-NF-kB, phosphorylated STAT3 and the SOCS3 expression were inhibited by PNU-282987. Conclusion: These data clearly demonstrate that the alfa7nAChR is involved in the control of allergic pulmonary inflammatory response and in bronchial remodeling in an experimental model of allergic asthma and it can be a new target with therapeutic potential to be explored in the pathophysiology of asthma

La tetracaína (Ttc), cuyas moléculas en solución fisiológica se encuentran mayoritariamente (97 %) en forma protonada, bloquea la corriente (IACh) evocada por acetilcolina (ACh) en ovocitos a los que se ha microtrasplantado receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs) de la electroplaca de Torpedo marmorata. El bloqueo del nAChRm por Ttc fue muy potente, en el rango submicromolar (IC50= 0.5 μM) y reversible, recuperándose las respuestas a valores control tras un periodo de varios minutos. A concentraciones tan bajas como 0.1 μM, la Ttc ejerció un bloqueo que fue dependiente de voltaje, indicando que ejerce un bloqueo a canal abierto. El sitio de unión se pudo determinar en el interior del canal mediante técnicas de acoplamiento molecular. A concentraciones mayores (0.7 μM) se pudo observar un mecanismo de bloqueo distinto, a canal cerrado, que es independiente de voltaje y que se puede explicar por la unión de la Ttc a lugares situados en el ECD del nAChRm, que fueron determinados en los experimentos de docking virtual. Además, a esta concentración la Ttc aceleró la cinética de desensibilización de la IACh, cuando las células se mantuvieron en presencia sostenida del agonista. Esta se evocó cuando se co-aplicó la Ttc junto a la ACh a potenciales negativos. Por el contrario, cuando solamente se pre-aplicó la Ttc (aplicación previa a la de ACh), o cuando se co-aplicó a potenciales positivos, no se modificó la cinética de desensibilización, a pesar de que sí hubo una cierta inhibición de la IACh. Estos experimentos permitieron determinar que el sitio de unión de la Ttc que acelera la desensibilización se encuentra en el interior del canal. El ensayo de docking permitió localizar los residuos a los que su une la Ttc dentro del canal a altas concentraciones (con menor afinidad), que es más superficial que el implicado en el bloqueo a canal abierto. El lugar de unión determinado por anclaje virtual incluye la interacción de Ttc con αE262, γN224, γK271, y γE274, residuos que han sido previamente involucrados en el proceso de activación y desensibilización (Bouzat y cols., 2008; Forman y cols., 2007). El otro anestésico local (LA) estudiado, la benzocaína (Bzc), no posee carga al pH al que se efectúan los registros electrofisiológicos. La Bzc, al igual que la Ttc, inhibió la IACh, pero con una potencia menor, en el rango submilimolar y, a diferencia de la Ttc, su bloqueo fue independiente de voltaje. A pesar de mediar un bloqueo independiente de voltaje, la Bzc, evoca una corriente de rebote (IRb), similar a la que median moléculas que ejercen un bloqueo de canal abierto, sugiriendo que la Bzc podría estar uniéndose en el interior del canal. Otro efecto destacado de la Bzc sobre el nAChRms fue la aceleración de la desensibilización, haciéndola marcadamente más rápida incluso a potenciales positivos (a diferencia del efecto mediado por la Ttc). Además, se observó que, tras su pre-aplicación, la cinética de activación de la IACh se enlenteció y hubo un bloqueo de nAChRs, a canal cerrado, cuya recuperación fue especialmente lenta. Los efectos de ambos LAs fueron muy diferentes sobre los GABAAR. Así, la Ttc apenas tuvo efectos sobre este receptor, incluso a una concentración 10 veces superior a la IC50 determinada para el nAChRm. Por el contrario, la Bzc, aplicada a concentraciones similares a las que inhiben la IACh, aumentó la desensibilización y evocó una IRb similar a la observada en los nAChRs. Adicionalmente, la Bzc tuvo efectos sobre otros canales, como el ClC-0 y el CaCC. En relación con la Bzc, es interesante destacar que debido a su estructura química tiene una muy baja solubilidad al agua y, por tanto, debe solubilizarse en solventes como el etanol (EtOH) o el DMSO. Debido a que estos solventes pueden no ser totalmente inertes se probaron, en las mismas condiciones experimentales. No observándose efectos sobre los nAChRms.

Introdução: A grande variabilidade individual em resposta a fármacos antitabagismo sugere que tratamentos específicos podem ser mais efetivos em determinados subgrupos de fumantes. No contexto de medicina personalizada, o principal objetivo do presente estudo foi avaliar se polimorfismos nos genes CHRNA4, CHRNB2, CYP2B6 e ANKK1 estão associados com a resposta às terapias de cessação tabágica em pacientes provenientes de um programa de assistência ao fumante. Métodos: Estudo de coorte com 483 pacientes fumantes que receberam tratamento farmacológico (vareniclina, vareniclina e bupropiona, bupropiona em monoterapia ou coadministrada com terapia de reposição nicotínica). O sucesso na cessação tabágica foi considerado para os pacientes que completaram 6 meses de abstinência contínua. O teste de Fagerström para a dependência à nicotina (FTND) e o escore de consumo situacional Issa foram utilizados para avaliar a dependência à nicotina. Os polimorfismos CHRNA4 (rs1044396 e rs2236196), CHRNB2 (rs2072660 e rs2072661) e ANKK1 (rs1800497) foram genotipados pela análise da curva de melting e os polimorfismos CYP2B6 *9 (rs3745274), *4 (rs2279343), *5 (rs3211371) foram genotipados por restrição enzimática. Resultados: Os pacientes com o genótipo CC para o polimorfismo CHRNA4 (rs10443196) obtiveram menor taxa de sucesso no tratamento com vareniclina (29,5%) em comparação com os portadores dos genótipos CT ou TT (50,9%) (P=0,007; n=167). Os genótipos CT ou TT foram associados com maior odds ratio para o sucesso (OR=1,67; IC 95%=1,10-2,53; P=0,02), em um modelo multivariado. Os pacientes com o genótipo AA para o polimorfismo CYP2B6 (rs2279343) obtiveram maior taxa de sucesso no tratamento com bupropiona (48,0%) em comparação com portadores dos genótipos AG ou GG (35,5%) (P=0,05; n=237). O genótipo AA foi associado com maior odds ratio para o sucesso no tratamento (OR=1,92; IC 95%=1,08-3,42; P=0,03), em um modelo multivariado. Não foram observadas diferenças significativas nos escores FTND e Issa com relação aos polimorfismos estudados. Conclusão: Os polimorfismos CHRNA4 (rs1044396) e CYP2B6 (rs2279343) estão associados com a cessação tabágica em indivíduos tratados com vareniclina e bupropiona, respectivamente. Sugere-se que estes polimorfismos influenciam a resposta farmacológica e podem ser importantes para o desenho de uma farmacoterapia individualizada / Background: The large individual variability in response to drugs for smoking cessation suggests that specific treatments can be more effective in particular subgroups of smokers. In the context of personalized medicine, the main aim of the present study was to evaluate whether the CHRNA4, CHRNB2, CYP2B6 and ANKK1 polymorphisms are associated with response to smoking cessation therapies in patients from a smoker assistance program. Methods: This cohort study enrolled 483 smoking patients patients who received pharmacological treatment (varenicline, varenicline plus bupropion, bupropion in monoterapy or plus nicotine replacement therapy). Smoking cessation success was considered for patients who completed 6 months of continuous abstinence. Fagerström test for nicotine dependence (FTND) and Issa situational smoking scores were analyzed for nicotine dependence. The CHRNA4 (rs1044396 and rs2236196), CHRNB2 (rs2072660 and rs2072661) and ANKK1 rs1800497 polymorphisms were genotyped by high resolution melting analysis and the CYP2B6 *9 (rs3745274), *4 (rs2279343) and *5 (rs3211371) were genotyped by restriction fragment lenght polymorphisms. Results: Patients with CHRNA4 rs1044396 CC genotype had lower success rate in treatment with varenicline (29.5%) compared with carriers of CT or TT genotypes (50.9%) (P=0.007, n=167). The CT or TT genotypes were associated with higher odds ratio for success (OR=1.67, 95%CI=1.10-2.53, P=0.02), in a multivariate model. Patients with CYP2B6 rs2279343 AA genotype had higher success rate in treatment with bupropion (48.0%) compared with carriers of AG or GG genotypes (35.5%) (P=0.05, n=237). The AA genotype was associated with higher odds ratio for success (OR=1.92, 95%CI=1.08-3.42, P=0.03), in a multivariate model. We did not observe significant differences in the FTND and Issa scores according to the studied polymorphisms. Conclusion: The CHRNA4 rs1044396 and CYP2B6 rs2279343 are associated with smoking cessation in individuals on varenicline and bupropion terapies, respectively. We suggest that these polymorphisms influence the pharmacological response of these drugs and it might be important in the design of individualized pharmacotherapy

Introdução: A grande variabilidade individual em resposta a fármacos antitabagismo sugere que tratamentos específicos podem ser mais efetivos em determinados subgrupos de fumantes. No contexto de medicina personalizada, o principal objetivo do presente estudo foi avaliar se polimorfismos nos genes CHRNA4, CHRNB2, CYP2B6 e ANKK1 estão associados com a resposta às terapias de cessação tabágica em pacientes provenientes de um programa de assistência ao fumante. Métodos: Estudo de coorte com 483 pacientes fumantes que receberam tratamento farmacológico (vareniclina, vareniclina e bupropiona, bupropiona em monoterapia ou coadministrada com terapia de reposição nicotínica). O sucesso na cessação tabágica foi considerado para os pacientes que completaram 6 meses de abstinência contínua. O teste de Fagerström para a dependência à nicotina (FTND) e o escore de consumo situacional Issa foram utilizados para avaliar a dependência à nicotina. Os polimorfismos CHRNA4 (rs1044396 e rs2236196), CHRNB2 (rs2072660 e rs2072661) e ANKK1 (rs1800497) foram genotipados pela análise da curva de melting e os polimorfismos CYP2B6 *9 (rs3745274), *4 (rs2279343), *5 (rs3211371) foram genotipados por restrição enzimática. Resultados: Os pacientes com o genótipo CC para o polimorfismo CHRNA4 (rs10443196) obtiveram menor taxa de sucesso no tratamento com vareniclina (29,5%) em comparação com os portadores dos genótipos CT ou TT (50,9%) (P=0,007; n=167). Os genótipos CT ou TT foram associados com maior odds ratio para o sucesso (OR=1,67; IC 95%=1,10-2,53; P=0,02), em um modelo multivariado. Os pacientes com o genótipo AA para o polimorfismo CYP2B6 (rs2279343) obtiveram maior taxa de sucesso no tratamento com bupropiona (48,0%) em comparação com portadores dos genótipos AG ou GG (35,5%) (P=0,05; n=237). O genótipo AA foi associado com maior odds ratio para o sucesso no tratamento (OR=1,92; IC 95%=1,08-3,42; P=0,03), em um modelo multivariado. Não foram observadas diferenças significativas nos escores FTND e Issa com relação aos polimorfismos estudados. Conclusão: Os polimorfismos CHRNA4 (rs1044396) e CYP2B6 (rs2279343) estão associados com a cessação tabágica em indivíduos tratados com vareniclina e bupropiona, respectivamente. Sugere-se que estes polimorfismos influenciam a resposta farmacológica e podem ser importantes para o desenho de uma farmacoterapia individualizada / Background: The large individual variability in response to drugs for smoking cessation suggests that specific treatments can be more effective in particular subgroups of smokers. In the context of personalized medicine, the main aim of the present study was to evaluate whether the CHRNA4, CHRNB2, CYP2B6 and ANKK1 polymorphisms are associated with response to smoking cessation therapies in patients from a smoker assistance program. Methods: This cohort study enrolled 483 smoking patients patients who received pharmacological treatment (varenicline, varenicline plus bupropion, bupropion in monoterapy or plus nicotine replacement therapy). Smoking cessation success was considered for patients who completed 6 months of continuous abstinence. Fagerström test for nicotine dependence (FTND) and Issa situational smoking scores were analyzed for nicotine dependence. The CHRNA4 (rs1044396 and rs2236196), CHRNB2 (rs2072660 and rs2072661) and ANKK1 rs1800497 polymorphisms were genotyped by high resolution melting analysis and the CYP2B6 *9 (rs3745274), *4 (rs2279343) and *5 (rs3211371) were genotyped by restriction fragment lenght polymorphisms. Results: Patients with CHRNA4 rs1044396 CC genotype had lower success rate in treatment with varenicline (29.5%) compared with carriers of CT or TT genotypes (50.9%) (P=0.007, n=167). The CT or TT genotypes were associated with higher odds ratio for success (OR=1.67, 95%CI=1.10-2.53, P=0.02), in a multivariate model. Patients with CYP2B6 rs2279343 AA genotype had higher success rate in treatment with bupropion (48.0%) compared with carriers of AG or GG genotypes (35.5%) (P=0.05, n=237). The AA genotype was associated with higher odds ratio for success (OR=1.92, 95%CI=1.08-3.42, P=0.03), in a multivariate model. We did not observe significant differences in the FTND and Issa scores according to the studied polymorphisms. Conclusion: The CHRNA4 rs1044396 and CYP2B6 rs2279343 are associated with smoking cessation in individuals on varenicline and bupropion terapies, respectively. We suggest that these polymorphisms influence the pharmacological response of these drugs and it might be important in the design of individualized pharmacotherapy