Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-26T18:59:48Z No. of bitstreams: 1 EMANUELLE DAL PONTE.pdf: 853027 bytes, checksum: 3383ad493f7b637d87265a5e9064c8f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-26T19:00:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EMANUELLE DAL PONTE.pdf: 853027 bytes, checksum: 3383ad493f7b637d87265a5e9064c8f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T19:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EMANUELLE DAL PONTE.pdf: 853027 bytes, checksum: 3383ad493f7b637d87265a5e9064c8f0 (MD5) Previous issue date: 2017-07-03 / O traço falciforme (HbAS) é o heterozigoto da anemia falciforme, portador do gene S assintomático e considerado, ainda, clinicamente normal. Estudos epidemiológicos mostram sua alta prevalência na população brasileira sendo que, em determinadas cidades do Rio Grande do Sul, estima-se uma frequência de 1:75 habitantes. Novos estudos têm apontado que o portador do traço falciforme, por apresentar aproximadamente 40% de HbS, tem envolvimento com estresse oxidativo, o qual pode atuar na progressão da doença. A Superóxido Dismutase (SOD) é uma enzima antioxidante que pode ter sua atividade diminuída em algumas patologias. O polimorfismo mais comum da MnSOD é o Ala16Val, que é resultado de uma mutação que substitui o códon original GCT (alanina) para GTT (valina). O alelo valina (V) dificulta o transporte e a entrada da enzima para dentro da mitocôndria diminuindo, assim, a capacidade antioxidante do indivíduo e favorecendo as vias de estresse oxidativo. O objetivo deste trabalho foi analisar a presença do polimorfismo Ala16Val MnSOD em portadores do traço falciforme e associá-lo com biomarcadores de estresse oxidativo. Os participantes do estudo foram recrutados junto ao Banco de Sangue do Hospital da Santa Casa de Caridade de Uruguaiana. Ao total obteve-se 102 indivíduos, sendo 50 do grupo controle e 52 do grupo traço falciforme (HbAS). Após a assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido, foi realizada a coleta de sangue venoso. Dois tubos contendo EDTA foram coletados para as análises hematológicas, genômicas e de estresse oxidativo. Os resultados encontrados apontam que os portadores do traço falciforme apresentam as atividades da catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase significativamente diminuídas (p<0,001) em relação ao grupo controle. O mesmo também foi observado com os níveis de compostos antioxidantes como a glutationa, vitamina C e status antioxidante total (p<0,001). Entretanto, os portadores do traço falciforme apresentam aumento estatisticamente significativo (p<0,001) no dano oxidativo a biomoléculas como carbonilação de proteínas, lipídeos e o DNA. A análise do polimorfismo Ala16Val MnSOD mostrou 100% do genótipo AV no grupo controle e 21% do genótipo AA e 79% do genótipo AV no grupo HbAS. O presente estudo não conseguiu, todavia, associar o polimorfismo com os biomarcadores de estresse oxidativo. Sugere-se, dessa forma, que o portador do traço falciforme possui aumento do estresse oxidativo e o polimorfismo Ala16Val MnSOD parece não estar associado aos parâmetros analisados. Entretanto, por esse estudo ser o primeiro a ser relatado, espera-se que em uma população maior de HbAS seja possível ampliar o conhecimento acerca dessa alteração genética. / Sickle cell trait (SCT) is the heterozygote of sickle cell anemia (HbAS), which carries the asymptomatic S gene and is considered clinically normal. Epidemiological studies show its high prevalence in the overall Brazilian population, and in certain cities such as Rio Grande do Sul, where a frequency of 1:75 is estimated. Recent studies have pointed out that the SCT because it represents approximately 40% of hemoglobin S (HbS), is involved with oxidative stress, which can act in the progression of the disease. Superoxide dismutase (SOD) is an antioxidant enzyme that may have decreased activity in some pathologies. The most common MnSOD polymorphism is Ala16Val, which is the result of a mutation that replaces the original GCT (alanine) codon for GTT (valine). The valine allele (V) hinders the transport and entry of the enzyme into the mitochondria, thereby both reducing the antioxidant capacity of the individual and favoring oxidative stress pathways. The aim of this study is to analyze the presence of the Ala16Val MnSOD polymorphism in patients with SCT and to associate it with biomarkers of oxidative stress. The study participants were recruited from the Blood Bank of the Santa Casa de Caridade Hospital of Uruguaiana. A total of 102 individuals were enrolled, 50 in the control group and 52 in the SCT group. After obtaining written informed consent, venous blood was collected. For each one, two tubes containing EDTA were collected for hematological, genomic, and oxidative stress analyses. The results showed that sickle cell carriers exhibit significantly decreased (p < 0.001) catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase activities compared with the control group. The same was also observed for the levels of antioxidant compounds such as glutathione, vitamin C, and total antioxidant status (p < 0.001). However, patients with SCT presented a statistically significant increase (p < 0.001) in oxidative damage to biomolecules such as protein carbonylation, lipid peroxidation, and DNA. Analysis of the Ala16Val MnSOD polymorphism showed 100% of the AV genotype in the control group, and 21% of the AA genotype and 79% of the AV genotype in the HbAS group. Although the current study could not associate the polymorphism with oxidative stress biomarkers, it suggested the SCT increased oxidative stress, and the Ala16Val MnSOD polymorphism was not associated with the parameters analyzed. However, because this study is the first to report these findings regarding the Ala16Val MnSOD polymorphism, it is expected that in a larger HbAS population, it will be possible to gain a better understanding of this genetic alteration.

Le système nerveux consiste en plusieurs types cellulaires quels interagissent avec eux-mêmes pour conduire des potentiels d’action du soma au travers l’axone vers la synapse. Dans les nerfs périphériques, les cellules de Schwann interagissent avec les neurones par enrouler autour l’axone et créer une gaine de myéline. Cette gaine de myéline permit une conduction rapide des potentiels d’action de nœud de Ranvier vers nœud de Ranvier, quels sont petits régions non-myélinisés de l’axone. En plus, les cellules de Schwann transportent du lactate vers le neurone et le neurone utilise ce lactate pour la production d’énergie sous la forme d’ATP. Cette production est nécessaire, parce que beaucoup de processus dans des cellules, comme la conduction des potentiels d’action, ont besoin d’ATP. Trois mécanismes sont impliqués à la production d’ATP : la glycolyse dans le cytosol et le cycle de Krebs et la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries. Par contre, la production d’ATP par des mitochondries résulte en la production du dérivés réactifs de l'oxygène (DRO), quels provoquent du stress oxydative. DRO peuvent être présent en plusieurs formes et ces formes différentes ont des traits spécifiques, mais tous les formes peuvent endommager la cellule. Par exemple, l’ion superoxyde est très réactif donc ils agissent extrêmement vite avec les molécules dans son environnement. Par contre, peroxyde d'hydrogène est un type de DRO quel est moins réactif, mais peut diffuser à plus longue distances et peut oxyder des cibles plus distales. Heureusement, les cellules sont équipées avec un système antioxydant compétant en consistent une groupe d’enzymes antioxydant, quels réduisent du DRO à l’eau. Si les mitochondries dysfonctionnent ou si l’équilibre entre DRO et antioxydants devient en disbalance, des neuropathies pourraient se développer, comme sclérose latérale amyotrophique (SLA), sclérose en plaques (SEP), maladie d'Alzheimer et maladie de Parkinson. Au SNP, des neuropathies périphériques comme la maladie Charcot-Marie-Tooth (CMT) peuvent se développer en raison d’excès du DRODans cette thèse, je présente un modèle élaboré pour la production d’ATP et DRO par les mitochondries in vivo. Je montrerai comment les cellules de Schwann utilisent l’effet Warburg, la transition de métabolisme de phosphorylation oxydative à glycolyse, pour la production de lactate, quel est transporté vers le neurone pour la production d’énergie. Je montrerai aussi que sans l’effet Warburg dans des cellules de Schwann, le métabolisme neuronal est détérioré menant à la production d’ATP diminué, déficits neuronales et des problèmes moteurs. Suite à l’activité nerveuse, la production d’ATP par des mitochondries augmente, mais aussi la production de DRO. Pourtant les deux productions ne sont pas en parallèle. En plus, je montre que la physiologie mitochondriale est affectée par des neuropathies. Aux souris avec défectueux mitofusin2, un modèle pour CMT2A, le contact entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries est diminué, à côté d’un changement de morphologie et fonction mitochondriale. En plus, démyélinisation résulte dans des déficits de la production ATP et DRO, montrent une dissociation pathologique entre la production d’ATP et DRO.Pour obtenir ces résultats, des techniques d'imagerie avancées étaient utilisé pour imager les nerfs périphériques des souris transgéniques. Ces transgènes sont introduit dans les souris par injection des vecteurs virales, quels induisent l’expression des sondes fluorescents dans les cellules neuronales. Ces sondes fluorescentes étaient détectées par microscopie multiphotonique. En plus du modèle de la production d’ATP et DRO dans des nerfs périphériques, je présente un protocole pour introduire des vecteurs viraux dans le nerf sciatique. / The nervous system consists of several cell types that interact with each other in order to conduct action potentials from the neuronal soma through axons to the synapse. In peripheral nerves, Schwann cells interact with neurons by wrapping around the axon and creating a myelin sheath. This myelin sheath allows for fast conduction of action potentials from node of Ranvier to node of Ranvier, which are small unmyelinated areas of the axon. In addition, Schwann cells transfer lactate to the neuron, which the axonal mitochondria use to produce energy in the form of ATP. This is necessary, because many cellular processes, such as the conduction of action potentials use ATP. The production of ATP involves three mechanisms: anaerobic glycolysis in the cytosol and the Kreb’s cycle and electron transport chain within mitochondria. However, the production of ATP by mitochondria also results in the production of reactive oxygen species (ROS), which cause cell damage. ROS can be present in several different forms and these different forms have specific properties. For example, superoxide anions are highly reactive and subsequently react rapidly with the molecules in their environment. Hydrogen peroxide on the other hand is less reactive but hence can diffuse over longer distances and react with their targets more distally. Fortunately, the cell contains a competent antioxidant system, which can reduce ROS to water. When mitochondria malfunction or when the equilibrium between ROS and antioxidants becomes in disbalance, neuropathies can develop, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS), multiple sclerosis (MS), Alzheimer’s disease or Parkinson’s disease. In the PNS, peripheral neuropathies can develop such as Charcot-Marie-Tooth disease as a result from an excess of ROS.In this thesis, I will provide an elaborate model for ATP and ROS production by axonal mitochondria in vivo. I will show how Schwann cells use the Warburg effect, the shift in metabolism from oxidative phosphorylation to anaerobic glycolysis, to produce lactate, which is then transported to the neuron for energy production. I also demonstrate that without the Warburg effect in Schwann cells neuronal metabolism would be impaired, leading to impaired ATP production, neuronal deficits and motor problems. Following action potential firing, not only ATP is produced by mitochondria, but also ROS, although with independent dynamics. In addition, I show that mitochondrial physiology is affected by several neuropathologies. In mitofusin2 deficient mice, a model for CMT2A, contact between the endoplasmic reticulum and mitochondria is impaired next to affected mitochondrial morphology and function. Also demyelination causes deficits in mitochondrial ATP and ROS production, showing a pathologic decoupling between ATP and ROS.To obtain these results, advanced imaging techniques were used to image peripheral nerves of transgenic mice. These transgenes were introduced in mice via injection of viral vectors which induce expression of fluorescent probes in neuronal cells. These fluorescent probes were detected via multiphoton microscopy. Next to the model for ATP and ROS production in peripheral nerves, I provide a protocol for introducing viral vectors into mouse sciatic nerves.

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A incidência da fibromialgia na população é relativamente alta, cerca de 2%, o que implica em gastos públicos consideráveis principalmente devido a sua etiologia indefinida. Os sintomas mais comumente relatados são dor muscular, fadiga, estresse e distúrbios do sono. Considerando a escassez bibliográfica envolvendo o treinamento vibratório a pacientes com fibromialgia, bem como a possibilidade de ocorrência de lesão em grandes amplitudes de vibração e a necessidade de tratamento dessa população por toda a vida, a principal finalidade deste estudo foi avaliar a eficácia do treinamento vibratório em plataforma de baixa amplitude sobre a composição corporal, os sintomas, a qualidade de vida e o estresse oxidativo de mulheres com fibromialgia. Partiparam do estudo 38 mulheres, sendo 28 com diagnóstico de fibromialgia e 10 saudáveis. Elas foram divididas em 4 grupos: grupo controle (C), composto por pacientes com fibromialgia que não realizaram tratamento, grupo vibração e exercício I (VE I), composto por pacientes com fibromialgia que realizaram exercícios sobre a plataforma, grupo vibração e exercício II (VE II), composto por mulheres saudáveis que realizaram exercícios sobre a plataforma e grupo vibração (V), composto por mulheres com fibromialgia que não realizaram exercícios sobre a plataforma, sofrendo ação exclusiva da vibração. Foram avaliadas a qualidade de vida, a concentração de cortisol salivar, a atividade da enzima SOD, a massa muscular e a porcentagem de gordura das voluntárias. O grupo VE II teve uma queda na defesa antioxidante e um aumento na concentração de cortisol depois dos exercícios. Os grupos V e VE I apresentaram melhora nos sintomas e na qualidade de vida após o treinamento. Esses resultados confirmam que mesmo em uma amplitude de vibração mínima, a plataforma vibratória pode trazer benefícios a pacientes com fibromialgia e portanto, é uma alternativa eficaz no tratamento da doença. / The incidence of fibromyalgia in the population is relatively high, about 2%, which implies in considerable public expenditure mainly due to its unknown etiology. The most commonly reported symptoms are muscle pain, fatigue, stress and sleep disorders. Given the scarcity of the literature involving whole body vibration in patients with fibromyalgia, as well as the possibility of injury in large amplitudes of vibration and the treatment needs of this population for whole life, the main purpose of this study was to evaluate the effectiveness of whole body vibration platform of low amplitude on body composition, symptoms, quality of life and oxidative stress in women with fibromyalgia. In the study participated 38 women, 28 diagnosed with fibromyalgia and 10 healthy. They were divided into 4 groups: control (C), composed of patients with fibromyalgia who did not undergo treatment, vibration exercise group I (VE I), composed of patients with fibromyalgia who performed exercises on the platform, vibration exercise group II (VE II), composed of healthy women who performed exercises on the platform and group vibration (V), composed of women with fibromyalgia who did not perform exercises on the platform, suffering exclusive action of vibration. Were investigated the quality of life, the concentration of salivary cortisol, the activity of SOD, muscle mass and fat percentage of the volunteers. The VE II group had a decrease in antioxidant defense and an increase in cortisol concentration after exercise. The symptoms and the quality of life of the group V and VE I became better after training. These results confirm that even in a minimal amplitude of vibration, the platform can bring benefits to patients with fibromyalgia and therefore is an effective alternative in the treatment of the disease.

Os hormônios tireoidianos exercem um reconhecido e potente efeito lipolítico no Tecido Adiposo Branco (TAB); no entanto pouco se conhece acerca dos mecanismos moleculares envolvidos nessas ações. Sabe-se que os principais efetores da ação lipolítica nesse tecido são a lipase hormônio sensível (LHS) e a lipase dos triglicerídeos específica dos adipócitos (ATGL), as quais hidrolisam os triglicérides em ácidos graxos e glicerol. Outros componentes envolvidos na atividade lipolítica são os receptores beta adrenérgicos, que ao reconhecerem os seus ligantes, elevam o conteúdo de AMPc intracelular, com subseqüente aumento da atividade da PKA, e as perilipinas, proteínas que envolvem a gota de gordura, formando uma barreira protetora contra a ação da LHS e ATGL, de modo que precisa ser hidrolisada para que a LHS e ATGL possam exercer seu efeito lipolítico. Considerando a importância do tecido adiposo na homeostase energética e que as ações lipolíticas dos HT têm sido pouco exploradas, é objetivo deste estudo e investigar se os HT interferem com a expressão das mesmas. / Thyroid hormones exert a recognized and potent lipolytic effect in white adipose tissue (TAB), yet little is known about the molecular mechanisms involved in these actions. It is known that the main effectors of the lipolytic action in this tissue is hormone-sensitive lipase (HSL) and lipase specific adipocyte triglycerides (ATGL), which hydrolyze triglycerides into fatty acids and glycerol. Other components involved in the lipolytic activity are the beta adrenergic receptors, which recognize their ligands to elevate intracellular cAMP content, with subsequent increased activity of PKA, and perilipin, proteins involving the fat droplet, forming a protective barrier against the action of HSL and ATGL, so that must be hydrolyzed to the HSL and ATGL lipolytic may exert its effect. Considering the importance of body fat for energy homeostasis and that the lipolytic actions of HT have been little explored, and purpose of this study is to investigate whether HT interfere with the expression of the same.

A epilepsia é uma enfermidade, caracterizada por eventos cerebrais paroxísticos auto-sustentados e recorrentes, que apresenta manifestações eletro-clínicas e neuropatológicas únicas, que podem alterar a estrutura e funcionamento do encéfalo, cujas manifestações são diferentes entre si. Afeta cerca de 50 milhões de pessoas no mundo. Modelos animais e ferramentas biológicas são importantes para se entender lesões neuroniais. Sabe-se que logo depois da administração de Li-Pilo em ratos - status epilepticus (SE), inicia-se uma cadeia de eventos neuroquímicos, como a produção de radicais livres,dentre outros, que podem piorar ou perpetuar as crises posteriores. A utilização de agentes antioxidantes, com ação no Sistema Nervoso Central pode significar uma alternativa co-adjuvante na prevenção das epilepsias secundárias, de animais de laboratório e talvez em humanos. Neste trabalho avaliou-se a ação antioxidativa e neuroprotetora do ácido clorogênico (AC), in vivo, em ratos submetidos ao SE. Comparou-se ademais o efeito do AC com o efeito de um antioxidante, o acido ascórbico. Ao tratar os animais com AC (30 mg/kg), houve uma diminuição significativa (50%), [F (7, 40)= 14,42; P < 0,0001], da produção de MDA, importante produto da peroxidação lipídica; assim como uma diminuição significativa (72%), [F (7,40)= 11,26; P < 0,0001], na atividade da SOD, enzima que atua como agente antioxidante endógeno. A ação do AC, diminuindo a concentração de MDA (49%), que é um dos substratos da SOD, levaria a uma menor taxa de SOD (59%). Pensando no que acontece com um fármaco que iniba essa cascata de peroxidação, esses resultados estão de acordo com a literatura, na qual se ressalta que a ação da SOD pode estar diretamente relacionada com a presença do MDA. E o mais importante, constatou-se que o AC (30 mg/kg) protegeu as células hipocampais, ou seja, diminuiu significativamente a perda de células nas regiões CA3 [F (4,25)= 15,55; P < 0,0001] (48%), e no hilus do hipocampo [F (4,25)= 6,276, P<0,0001] (75%). Da mesma forma, houve uma diminuição significativa de neurônios em degeneração (Fluoro Jade C+) na CA3 [F(2,15)= 40,90; P<0,0001]. Podemos concluir que o AC é um eficiente inibidor da proliferaçãode agentes oxidantes, que levam à morte celular, quando comparado com o ácido ascórbico, no hipocampo de ratos Wistar, quando induzido o SE com Li-Pilo. Portanto, sendo neuroprotetor / Epilepsy is a disorder characterized by paroxysmal self-sustained and recurrent brain events, featuring electro-clinical and neuropathological phenomena unique, which may change the structure and functioning of the brain, whose manifestations are different. It affects about 50 million people worldwide. Animal models and are important biological tools for understanding neuronal injury. It is known that soon after the administration of Li-Pilo in rats - status epilepticus (SE), starts a chain of neurochemical events such as the production of free radicals, among others, that may worsen or perpetuate the subsequent seizures. The use of antioxidant agents acting on the central nervous system can alternatively mean a co-adjuvant in secondary preven-tion of epilepsy, laboratory animals and possibly humans. In our study we evaluated the antioxi-dative action and chlorogenic acid (CA) neuroprotective using Litio-Pilocarpine in vivo, in rats. It compared the effects of CA in addition to the effect of an antioxidant, ascorbic acid. By treating the animals with CA (30 mg / kg), a significant decrease in [F (7, 40) = 14.42; P <0.0001], the production of MDA, important product of lipid peroxidation; as well as a significant decrease in [F (7,40) = 11.26; P <0.0001] (50%), the activity of SOD, an enzyme that acts as an endogenous antioxidant. The action of CA, decreasing the concentration of MDA (49%), which is one of the SOD substrates, would lead to a lower rate of SOD (72%). Thinking about what happens to a drug that inhibits this peroxidation cascade, these results are consistent with the literature, in which it points out that the action of SOD can be directly related to the presence of MDA. Furthermore, it was found that the CA (30 mg / kg) protected the hippocampus cells, or significantly decreased cell loss in CA3 [F (4,25) = 15.55; P <0.0001] (59%), and hilus regions of the hippocampus [F (4,25) = 6.276, P <0.0001] (48%). Likewise, a significant reduction in neu-ronal degeneration (Fluoro Jade C +) in the CA3 [F (2,15) = 40.90; P <0.0001] (75%). We con-clude that the CA is an effective inhibitor of the proliferation of oxidizing agents, leading to cell death when compared to the ascorbic acid in the hippocampus of Wistar rats when induced SE with Li-Pilo. However, CA was neuroprotector in this model.

This thesis was performed in the scope of International Graduation Program in which Universidade de São Paulo and The Ohio State University are inserted. In the first year of Ph.D. work we aimed to understand the effect of aluminum (Al) in root growth of Eucalyptus spp. and the relationship with biochemical parameters and transcriptional responses since there is little information about these responses for tree species. Aluminum is found naturally in the Earth crust, but under acidic conditions Al3+ ion becomes available and toxic to the plants. United States and Brazil possess large areas with Al toxicity and great area of forests growing under these conditions. In order to perform the transcriptional analysis, Eucalyptus RNA was transported to United States, however, the method of transportation was not efficient to guarantee RNA integrity. Therefore we changed our objectives and we performed new experiments using maize as biological system because this species has economical importance to U.S. and Brazil. Furthermore, substantial area of this crop is growing in soils under these conditions. In these experiments, we aimed to verify if pre-treating maize seeds before germination could be efficient to induce Al-tolerance in Al-sensitive genotypes. This thesis was organized in order to build a story based on the sequences of the experiments. In general, we obtained interesting results for Al-sensitive maize that presented reduction in lignin content and gene expression in shoots, also for Al-tolerant variety that present increase in growth, productivity and improvement of nutritional quality of the kernels. / Esta tese foi realizada no âmbito do Programa Internacional de Pós-Graduação em que a Universidade de São Paulo e The Ohio State University estão inseridos. No primeiro ano do trabalho de doutorado, o objetivo foi de compreender o efeito do alumínio (Al) no crescimento de raízes de Eucalyptus spp. e a relação com parâmetros bioquímicos e respostas de transcrição já que há pouca informação sobre estas respostas para espécies arbóreas. O alumínio é encontrado naturalmente na crosta terrestre, porém sob condições ácidas o íon Al3+ torna-se disponível e tóxico para as plantas. Os Estados Unidos e o Brasil possuem grandes áreas com Al tóxico e grandes áreas de florestas crescem sob estas condições. A fim de executar a análise transcricional, o RNA dos materiais de eucalipto foi transportado para os Estados Unidos, entretanto, o método de transporte não foi eficiente para garantir a integridade do RNA. Assim sendo, mudamos nossos objetivos e realizamos novos experimentos utilizando milho como sistema biológico, porque esta espécie tem importância econômica para os EUA e também para o Brasil. Ademais, substanciais áreas de cultivo do milho se encontram em solos sob estas condições. Nos novos experimentos realizados, o objetivo foi de verificar se o pré-tratamento de sementes de milho antes da germinação poderia ser eficiente para induzir tolerância ao alumínio em genótipos Al-sensíveis. Esta tese foi organizada a fim de construir uma história com base nas sequencias dos experimentos. Em geral, resultados interessantes foram obtidos para a linhagem de milho sensível ao Al que apresentou redução no teor de lignina e na sua expressão gênica em parte aérea, também para a variedade tolerante ao Al que apresentou aumento no crescimento, produtividade e melhoria da qualidade nutricional dos grãos.

A cisplatina é um dos mais efetivos agentes antitumorais, porém seu uso clínico é limitado principalmente pela nefrotoxicidade. A terapia adjuvante com antioxidantes tem sido sugerida como estratégia de proteção contra a toxicidade induzida pela cisplatina nos tecidos saudáveis, e a eficácia de diferentes antioxidantes tem sido demonstrada em diversos modelos experimentais. Entretanto, a maioria dos compostos descritos como citoprotetores não foi ainda avaliada em modelos experimentais portadores de tumores e não há um consenso sobre o impacto da terapia antioxidante na atividade antitumoral da cisplatina. Além disso, há poucos dados sobre o efeito de muitos destes citoprotetores sobre a saúde humana, sendo que alguns podem apresentar atividade pró-oxidante sob determinadas condições. Nossos estudos anteriores demonstraram que o beta-bloqueador carvedilol protege eficazmente contra a nefrotoxicidade induzida pela cisplatina em ratos. No presente estudo foram explorados dois novos aspectos da proteção exercida pelo carvedilol: (a) o efeito da carvedilol na atividade antitumoral da cisplatina e (b) os mecanismos moleculares de proteção. O primeiro aspecto foi avaliado in vivo em camundongos portadores de Sarcoma 180. Neste modelo, quatro grupos (n=8) de camundongos Swiss, machos adultos, inoculados com uma suspensão de células de Sarcoma 180 (via subcutânea) foram submetidos aos seguintes tratamentos: (I) Grupo Controle: carboximetilcelulose 0,5% (0,10mL/ animal 30g, via oral ou v.o, 1 vez ao dia, por 3 dias) e solução salina (0,75mL/animal 30g, intraperitoneal ou i.p. no primeiro dia) ; (II) Grupo Cisplatina (Cisp): cisplatina (25 mg/kg, i.p., no primeiro dia); (III) Grupo Carvedilol+Cisplatina (CV+Cisp): carvedilol (10 mg/kg, v.o, 1 vez ao dia, por 3 dias) e cisplatina (25 mg/Kg, i.p., no primeiro dia); e (IV) Grupo Carvedilol (CV): carvedilol (10 mg/kg, v.o., 1 vez ao dia, por 3 dias). A função renal (uréia e creatinina plasmáticas), e a análise histopatológica do tecido renal comprovaram o dano renal induzido pela cisplatina e a nefroproteção exercida pelo carvedilol. A biodistribuição da platina (ICP-MS) e a atividade antitumoral da cisplatina (índice de remissão tumoral e curva de sobrevida) não foram alteradas pelo carvedilol. O carvedilol não protegeu contra a mutagenicidade (avaliada em sangue periférico) e contra a mielossupressão induzidas pela cisplatina. O ensaio de TUNEL e análise imuno-histoquímica da caspase-3 clivada e da proteína pró-apoptótica Bax comprovaram a proteção do carvedilol contra a apoptose que foi induzida pela cisplatina no tecido renal, porém a proteína anti-apoptótica Bcl-xL permaneceu inalterada nos quatro grupos. O envolvimento da atividade antioxidante do carvedilol no mecanismo de proteção foi demonstrado pelos ensaios de peroxidação lipídica e GSH no tecido renal. Os estudos mecanísticos foram realizados em modelo in vitro com células HK-2 (de rim humano normal) divididas em quatro grupos de tratamento: (I) Controle: salina tamponada com fosfato (PBS); (II) Cisp: 25?M de cisplatina; (III) CV+Cisp: 50?M de carvedilol e 25 ?M de cisplatina; (IV) CV: 50 ?M de carvedilol. Foi observada diminuição da morte celular por apoptose e da expressão das proteínas caspase-3, pro-caspase-9 e Bax no grupo CV+Cisp quando comparado ao grupo Cisp. Assim como nos estudos in vivo, não houve alteração na expressão da ii proteína Bcl-xL. A atividade da proteína SIRT-1 apresentou-se aumentada no grupo CV+Cisp e inalterada nos demais. Adicionalmente, o mecanismo antioxidante do carvedilol foi associado ao sequestro dos íons ferrosos, mas não ao sequestro de radicais livres. Em conclusão, a atividade nefroprotetora do carvedilol está associada a mecanismos antioxidantes provavelmente decorrentes do sequestro de íons ferrosos. O mecanismo nefroprotetor do carvedilol não diminui a atividade antitumoral da cisplatina, o que sugere que mecanismos distintos sejam responsáveis pela nefrotoxicidade e pela atividade antitumoral da cisplatina. Ainda, o estresse oxidativo parece desempenhar papel central na nefrotoxicidade, o que não acontece na atividade antitumoral, que tem sido associada principalmente a danos ao DNA nuclear. Estes resultados sugerem que a terapia antioxidante pode ser uma alternativa segura na proteção dos tecidos saudáveis durante a quimioterapia com cisplatina. / Cisplatin is one of the most effective anticancer agents; however, its clinical use is limited mainly by its nephrotoxicity. The adjuvant therapy with antioxidants has been suggested as a strategy of protection against the toxicity induced by cisplatin in healthy tissues and the efficacy of different antioxidants has been demonstrated in several experimental models. However, most of these compounds described as cytoprotectors have never been tested in tumor-bearing models, and there is not a consensus on the impact of the antioxidant therapy on the antitumor activity of cisplatin. Moreover, there are few data about the effect of many of these compounds on human health; some can even display pro-oxidant activity under certain conditions. Our previous studies have demonstrated that the beta-blocker carvedilol efficiently protects against the nephrotoxicity induced by cisplatin in rats. In the present study two new aspects of the protection of carvedilol were explored: (a) the effect of carvedilol on the antitumoral effect of cisplatin and (b) the molecular mechanisms of protection. The first aspect was evaluated in vivo in Sarcoma-180-tumor-bearing mice. In this model, four groups groups (n=8) of Swiss, adult mice, inoculated with Sarcoma-180 cells (subcutaneous via) were treated as follows: (I) Control group: carboxymethylcellulose 0.5% (0.10mL/ 30g animal, oral, once a day, 3 days) and saline solution (0.75mL/30g animal, intraperitoneal or ip, on the first day); (II) Cisplatin group (Cisp): cisplatin 25mg/kg, i.p., on the first day; (III) Carvedilol + Cisplatin group (CV+Cisp): carvedilol (10mg/kg, oral, once a day, 3 days) and cisplatin (25 mg/kg, i.p., on the first day); (IV) Carvedilol group (CV): carvedilol (10mg/kg, oral, once a day, 3 days). The renal function (plasmatic BUN and creatinine) and the renal histopathology, showed the renal damage induced by cisplatin and the nephroprotection of carvedilol. The biodistribution of platinum (ICP-MS) and the antitumor activity of cisplatin (tumor remission index and survival curve) were not altered by carvedilol. Carvedilol did not protect against the mutagenicity (evaluated in the peripheral blood) and the bone marrow suppression induced by cisplatin. TUNEL assay and the imunnohistochemical analyses of the cleaved caspase-3 and the proapoptotic protein Bax showed the protection of carvedilol against the apoptosis induced by cisplatin in the renal tissue; however, the anti-apoptotic protein Bcl-xL remained unaltered in the four groups. The involvement of the antioxidant activity of carvedilol in the protective mechanism was demonstrated by lipid peroxidation and GSH assays in the renal tissue. The mechanistic studies were performed in vitro in HK-2 cells (from normal human kidney) divided into four groups of treatment: (I) Control: phosphate buffered saline (PBS); (II) Cisp: 25?M cisplatin; (III) CV+Cisp: 50?M carvedilol and 25 ?M cisplatin; and (IV) CV: 50 ?M carvedilol. Reduced cell death by apoptosis and reduced expression of caspase-3, pro- caspase-9 and Bax were observed in CV+Cisp as compared to Cisp. Similarly to the in vivo studies, no alterations in the expression of Bcl-xL were observed. The activity of SIRT-1 was increased in the group CV+Cisp, but was unaltered in all the other groups. Additionally, the antioxidant mechanism of carvedilol was associated with the scavenging of ferrous ions but not with the scavenging of free radicals. In conclusion, the nephroprotective activity of carvedilol is associated with antioxidant iv mechanisms which probably results from the scavenging of ferrous ions. The nephroprotective mechanism of carvedilol does not reduce the antitumor activity of cisplatin, which suggests that distinct mechanisms are responsible for the nephrotoxicity and the antitumor activity of cisplatin. Moreover, the oxidative stress might play a central role in the nephrotoxicity, but this does not happen in the antitumor activity, which has been associated mainly with nuclear DNA damage. These findings suggest that the antioxidant therapy might be a safe alternative to protect healthy tissues during cisplatin chemotherapy.

A coenzima Q transporta elétrons das NADH e succinato desidrogenase para o complexo bc1 da cadeia respiratória mitocondrial. Há dez produtos gênicos conhecidos em seu metabolismo; este trabalho foca o último a ser descrito: COQ10. Considerando a presença de coenzima Q no interior de células contendo este gene inativo, verificamos a atividade respiratória da coenzima Q em mutantes coq10. Através de inibidores do ciclo da coenzima Q no interior do complexo III da cadeia respiratória mitocondrial (antimicina A e mixotiazol) na linhagem coq10, notou-se sua resposta a antimicina A, mas não a mixotiazol, sugerindo a existência de semiquinonas, que também foram confirmadas em testes de ressonância paramagnética eletrônica. O possível transporte e distribuição da coenzima Q por Coq10p foi estudado através de mutações sítio-dirigidas em posições críticas de um túnel de ligação existente em sua estrutura modelar, bem como por análise de super-expressão da proteína. Este trabalho confirma o papel central de Coq10p no metabolismo respiratório. / Coenzyme Q transports electrons from NADH and succinate dehydrogenase to the bc1 complex of the mitochondrial respiratory chain. Ten gene products are involved in coenzyme Q metabolism. This work focuses on the last gene to be described: COQ10. Considering the presence of coenzyme Q in the interior of cells containing this gene inactive, we analyzed the respiratory activity of coenzyme Q in coq10 mutants. By using Q cycle inhibitors, in the interior of the complex III of mitochondrial respiratory chain (antimycin A and mixotiazol), in coq10 lineage, it was noted the response to antimycin A, but not mixotiazol, suggesting the existence of semiquinones, which were also confirmed in tests of electron paramagnetic resonance. The possible transmission and distribution of coenzyme Q by Coq10p was studied by site-directed mutagenesis at critical positions of a tunnel present in the molecular model structure, as well as analysis of over-expression of the protein. This study confirms the central role of Coq10p in respiratory metabolism.

INTRODUÇÃO As taxas de sobrevida do enxerto em transplante renal de doador falecido são menores que aquelas de doadores vivos. Acredita-se que metabólitos de estresse oxidativo sejam importantes mediadores de varias formas de lesão renal aguda, como insuficiência renal isquêmica, nefrotoxicidade por contraste e obstrução ureteral. O objetivo deste estudo é investigar os efeitos terapêuticos do antioxidante N-acetilcisteína na evolução precoce de receptores de transplante renal de doador falecido quanto à função do enxerto e ao estresse oxidativo. MÉTODO Entre abril de 2005 e junho de 2008, 74 receptores adultos de primeiro transplante renal de doador falecido foram distribuídos aleatoriamente em grupo tratado com N-acetilcisteína (n=38) ou controle (n=36) e avaliados prospectivamente por 90 dias. O grupo tratado com N-acetilcisteína (NAC) recebeu 600 mg por via oral, em duas tomadas diárias, por 7 dias, iniciado no dia do trasplante. A rejeição aguda comprovada por biópsia foi avaliada em até 30 dias de pós-operatório (PO). A função renal foi determinada por dosagem de creatinina sérica, cálculo do clearance de creatinina pela fórmula de Cockroft-Gault no 7º, 15º, 30º, 60º e 90º PO e comparação de número de dias em diálise ao longo do tempo após o transplante através de estimativa de Kaplan-Meier. A dosagem de substâncias reativas de ácido tiobarbitúrico (TBARS), que são marcadores de peroxidação lipídica e estresse oxidativo, foi determinada do 0-7º PO. A análise estatística foi realizada com auxílio do SPSS 16.0 e Qui-quadrado, teste exato de Fisher, teste t de Student, teste Mann-Whitney, ANOVA e teste log rank foram aplicados conforme indicado. RESULTADOS A rejeição aguda comprovada por biópsia foi menos freqüente, embora não significativa (p=0,203), entre os pacientes tratados com NAC (3/38 7,9% vs. 7/36 19,4%). O grupo tratado com NAC apresentou uma menor creatinina média durante o seguimento (p=0,026). A depuração de creatinina calculada foi maior para o grupo NAC (p=0,029). O número de dias em diálise de receptores ao longo do tempo após o transplante foi menor no grupo tratado com NAC (p=0,008). O estresse oxidativo foi significantemente reduzido (p<0,001) com NAC até o 7º PO. CONCLUSÃO A N-acetilcisteína melhorou a evolução precoce dos pacientes submetidos a transplante renal de doador falecido pela recuperação mais rápida e mantida da função renal, através da atenuação do estresse oxidativo / INTRODUCTION Deceased renal transplant graft survival rates are worse than those from living donors. Reactive oxygen metabolites are believed to be important mediators of various forms of acute kidney injury, such as ischaemic renal failure, radiocontrast nephrotoxicity and ureteral obstruction. The aim of this study is to investigate the therapeutic effects of the antioxidant N-acetylcysteine (NAC) on early outcomes of deceased renal transplant patients regarding graft function and oxidative stress. METHOD Between April 2005 and June 2008, 74 adult primary graft recipients of deceased renal donors were randomly assigned to treatment (NAC) (n=38) or control (n=36) group and prospectively evaluated for 90 days. Treatment group received N-acetylcysteine 600 mg bid po from 0 to 7th postoperative day (PO). Renal function was determined by serum creatinine, Cockroft-Gault estimated GFR (eGFR) at 7th, 15th, 30th, 60th and 90th PO and dialysis free Kaplan-Meier estimate curve. Serum levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), which are markers of lipid peroxidation and oxidative stress, were determined using the thiobarbituric acid assay from 0-7th PO. Statistical analysis was performed using SPSS 16.0 and Chi-square test, Fisher´s exact test, Student t test, Mann-Whitney test, ANOVA and log rank test were applied as indicated. RESULTS Biopsy confirmed acute rejection was less frequent, albeit not significant, with NAC (3/38 7.9% vs. 7/36 19.4%, p=0.203). NAC group presented a lower mean serum creatinine during follow-up (p=0.026). NAC group presented a higher mean eGFR (p=0.029). Kaplan-Meier estimate for dialysis free recipients presented less days of dialysis for the NAC group (p=0.008). Oxidative stress was significantly attenuated with NAC (p<0.001). CONCLUSION Our results suggest that N-acetylcysteine enhance deceased renal transplant outcomes by attenuating oxidative stress