O adenocarcinoma de ducto pancreático é reconhecido mundialmente como uma doença extremamente agressiva a qual apresenta um prognóstico desfavorável para pacientes sem cirurgia de ressecção. Portanto, é fundamental ampliar o conhecimento sobre os mecanismos biológicos envolvidos no câncer pancreático a fim de permitir a identificação de marcadores moleculares e alvos terapêuticos com o intuito de melhorar o diagnóstico precoce e tratamento. Os fatores de transcrição, reconhecidos por serem os efetores finais de vias de sinalização, regulam diversas funções celulares e, alterações na expressão transcricional destes podem contribuir para a transformação celular bem como para a progressão tumoral. Assim, o objetivo do presente estudo foi identificar os reguladores mestres da transcrição, possivelmente envolvidos no câncer pancreático. Para tanto, utilizamos dados de microarranjos para associar os reguladores mestres com o fenótipo tumoral. As análises foram realizadas no ambiente estatístico R utilizando os pacotes RTN, Limma e Survival. O gene TULP3 foi identificado como um regulador mestre da transcrição em amostras de câncer pancreático. O valor prognóstico de TULP3 foi verificado através de análises de sobrevivência em três coortes independentes. Estas análises revelaram que pacientes com adenocarcinoma pancreático, exibindo altos níveis de expressão do gene TULP3, apresentam uma sobrevida global desfavorável. Os altos níveis transcricionais de TULP3 podem desempenhar um papel fundamental na progressão do adenocarcinoma pancreático e conduzir a um resultado clínico desfavorável. Contudo, este estudo destaca a potencial aplicação de TULP3 como um biomarcador de prognóstico clínico para pacientes com adenocarcinoma pancreático. / Pancreatic ductal adenocarcinoma is world-wide recognized as an aggressive disease with poor prognosis in patients who did not undergo resection. Efforts to better comprehend the biological mechanisms of pancreatic cancer are needed to enable the identification of novel molecular markers and therapeutic targets for improving early diagnosis and treatment. Transcription factors are the final effectors of signaling pathways and regulate a number of cellular functions. Changes in expression of transcription factors may contribute to cellular transformation and tumor progression. Thus, the aim of the present study was to identify transcriptional master regulators potentially involved in pancreatic cancer disease. To achieve this goal, we utilized microarray data to associate master regulators with tumor phenotype. Analyses were performed with RTN, Limma, and Survival packages at R environment. We identified TULP3 as a master regulator of transcription in pancreatic cancer samples. TULP3 prognostic value was accessed in three independent cohort analyses. Our data demonstrate that patients with pancreatic cancer, exhibiting high TULP3 transcriptional levels, show a poor overall survival. High levels of TULP3 expression may play an essential role in pancreatic cancer progression and lead to poor clinical outcome. Our results highlight the potential use of TULP3 as a clinical prognostic biomarker for pancreatic adenocarcinoma.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome autoimune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β que leva à morte celular. A DM1 é a causa de mais de 5% do total de mortes na população por ano e são poucas as estratégias de tratamento disponíveis. As linhagens celulares, são amplamente utilizadas nos estudos da DM1 como um modelo in vitro. A linhagem celular derivada de insulinoma murino, chamada de MIN6, assemelha-se as ilhotas de camundongo. Sendo assim, pesquisadores comprovaram que estas células apresentam características funcionais semelhantes às células β-pancreáticas em resposta a glicose e a outros secretagogos. Através de agregação espontânea e crescimento tridimensional, estas células formam as pseudoilhotas (PIs). A frutose-1,6-bisfosfato (FBP) é um açúcar bifosforilado, que apresenta duas estruturas anoméricas denominadas α e β furanose. Já são conhecidas algumas ações importantes da FBP, como: ação citoprotetora, antioxidante e anti-inflamatória. Com base no descrito, o objetivo deste estudo foi avaliar a possível ação citoprotetora da FBP sobre células MIN6, cultivadas em monocadas e como pseudoilhotas. Para tal, foram avaliados os efeitos do tratamento com diferentes concentrações (0,30 mM, 0,62 mM e 1,25 mM) de FBP sobre a viabilidade, proliferação e síntese de insulina em células MIN6. Também foram determinados os efeitos da FBP na formação, crescimento e viabilidade das PIs. MIN6 Os resultados mostraram, que em qualquer das doses testadas, a FBP aumentou a adesão das células MIN6. No entanto, os tratamentos com 0,62 e 1,25 mM de FBP provocaram uma inibição significativa da proliferação. A sintese de insulina foi detectada por imunocitoquímica e sua secreção basal estimulada por glicose determinada por ELISA. Como esperado, a formação e o crescimento de PIs é tempo dependente, tanto nas culturas controle como nas tratadas com FBP. Nas culturas tratadas com FBP, a formação de PIs maiores (150-300 μm) foi menor que nas culturas controle. A incorporação de iodeto de propídeo mostrou um aumento da porcentagem de células inviáveis nas culturas de PIs tratadas com 1,25 mM de FBP, sendo citotóxica nessa concentração. Embora ainda sejam necessários mais estudos para aprofundar o conhecimento da atividade citoprotetora da FBP em outros modelos celulares e em ilhotas pancreáticas, nossos resultados mostram que em monocamadas e PIs, da linhagem celular MIN6 utilizadas nos experimentos, que a FBP não apresentou atividade citoprotetora. / Diabetes mellitus type 1 (DM 1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of β cells that leads to cell death.The DM1 is the cause of more than 5% of all deaths in the population per year and there are few treatment strategies available. Cell lines are widely used in studies of DM1 in vitro model. The cell line derived from a mouse β insulinoma MIN6 is similar to the mouse islets. Studies of these cells exhibit functional characteristic similar to pancreatic β-cells in response to glucose and other secretagogues. Spontaneous aggregation and tridimensional growth those cells form the pseudoislets (PIs). Fructose-1,6-bisphosphate (FBP) is a biphosphorylated sugar with two anomeric forms designated α and β furanoses. Important actions of FBP as antioxidant, cytoprotective and anti-inflammatory. Based on the described, in this work, our objective is evaluate the cytoprotective effect of FBP on MIN6 cells in monolayer and pseudoislets agregate cells. The effects of FBP with different concentrations (0.30 mM, 0.62 mM and 1.25 mM) in MIN6 cells on the proliferation, viability and insulin synthesis. We also determined the effects of FBP in the formation, growth and viability of PIs. The results showed that all doses of FBP tested increased adhesion on MIN6 cells. However, the treatment with 0.62 and 1.25 mM of FBP causes a significant decrease in cell proliferation. Insulin synthesis detected by immunocytochemistry, basal and glucose-stimulated insulin secretion was determined by ELISA. As expected, PIs formation and growth is time dependent in the control cultures and treated with FBP. In cultures treated with FBP the formation of larger (150-300 μm) PIs was lower than in control cultures. Propidium iodide incorporation showed an increasing percentage of nonviable PIs cells in cultures treated with 1.25 mM of FBP, including cytotoxic. More studies are required to deepen understanding of the role of cytoprotective activity of FBP in other cell types and in pseudoislets, but our results indicate in cell line MIN6, monolayers and pseudoislets, that FBP did not show cytoprotective activity.

Contexto: A neoplasia endócrina múltipla tipo 1 (NEM1) é uma doença familiar com padrão de herança autossômica dominante, caracterizada por uma susceptibilidade genética aumentada ao desenvolvimento de tumores nas paratireóides (HPT), hipófise (PIT) e células endócrinas do pâncreas e do duodeno (PET). A descoberta do gene MEN1 propiciou a identificação de mutação nos casos- índices e nos familiares sob-risco. O Consenso Internacional de NEM1 (2001) sugeriu a realização periódica de exames hormonais e radiológicos em portadores de mutação germinativa MEN1, visando o diagnóstico precoce de tumores. As idades de início do rastreamento se basearam na descrição do caso mais jovem para cada tipo tumoral. O novo Consenso internacional de NEM1 (2012), mantendo este critério, sugeriu antecipar o início do rastreamento de tumores endócrinos pancreáticos não funcionantes (NF-PET) dos 20 para os 10 anos de idade, baseando-se no relato de dois casos jovens. A penetrância, a prevalência e o fenótipo dos tumores NEM1 em jovens com idade <21 anos ainda não foram satisfatoriamente determinados Objetivo: Avaliar a penetrância, a prevalência e o impacto clínico de tumores diagnosticados na 2ª década de vida em portadores de mutação germinativa MEN1 Casuística: É constituída por 113 portadores de mutação MEN1. Dois subgrupos foram selecionados para avaliar a penetrância e a prevalência na 2ª década: 27, avaliados durante a 2ª década e; 24, com início de sintomas relacionados à NEM1 nesta faixa etária (< 21anos) e diagnóstico após esta idade. Resultados: Considerando os 113 casos com NEM1, a distribuição percentual de casos diagnosticados ou com sintomas relacionados que se iniciaram na 2ª década de vida com HPT, PET, insulinoma, gastrinoma, NF-PET, PIT, prolactinoma e NF-PIT foi respectivamente: 29,5; 10,5; 25; 0; 10; 33,9; 48,5, e; 15,8%. Na segunda década, a penetrância de HPT, PET e PIT foi 66,7%, 42,1 % e 54,5% enquanto que a prevalência destes tumores foi de 76,2% %, 50% e 60%. A metade dos casos deste grupo jovem, com presença de tumores na 2ª década, era sintomática (52.4%; 11/21) sendo que os sintomas relacionados ao prolactinoma eram os mais prevalentes na admissão (81,8%) seguidos dos relacionados ao insulinoma (18,2%) e HPT (9%). Prolactinoma foi o tumor hipofisário mais prevalente (75%) e clinicamente relevante, sendo que 55,6% deles eram macroadenomas (>= 10 mm). PITs não funcionantes (NF-PIT) foram menos frequentes (3/12; 25%) e se apresentaram como microadenomas incipientes. NF-PETs foram frequentes na segunda década (8/16; 50%) e clinicamente relevantes uma vez que 62,5% dos casos tinha indicação cirúrgica. Insulinomas basicamente representaram os PETs funcionantes nesta faixa etária. Apesar da maioria dos casos com HPT serem assintomáticos ao diagnóstico (15/16; 93.8%), um quarto deles (25%) apresentaram nefrolitíase antes dos 20 anos. Conclusões: HPT, prolactinomas, insulinomas e NF-PETs representam os tumores relacionados à NEM1 de maior relevância clínica durante a 2ª década de vida. Nossos dados indicam que um rastreamento clínico/hormonal e radiológico ostensivo deve ser conduzido direcionado ao diagnóstico destes tumores em jovens portadores de mutação germinativa MEN1 / Context: Multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) is an autosomal dominant inherited disorder with high susceptibility to developing endocrine tumors in pituitary (PIT) and parathyroids glands (HPT) and endocrine cells from duodenum and pancreatic islets (PET). Genetic status of index cases and at-risk familial members was possible after MEN1 gene discovery. Genetic screening of MEN1 families has substantially improved the clinical management of MEN1. In order to reach an early diagnosis, the Consensus on MEN1 (2001) established periodic hormonal/radiological exams in MEN1 carriers with beginning to each tumor type based on younger case age reported so far. Recently, non-functioning PETs (NF- PET) were described in two cases in younger ages (2nd decade) than that defined by Consensus (20 y-old or more). Recently, the 2012 clinical practice guideline on MEN1 suggested the anticipation of the screening for NF-PETs from 20 to 10 years of age. However, data on the penetrance of MEN1-related tumors in young MEN1 patients (<21y-old) are scarce. Objective: Estimate the penetrance, prevalence and clinical impact resultant of the early diagnosis of MEN1-related tumors in young MEN1 carriers. Design: Data obtained from a MEN1 screening program (1996- 2012). Setting: Tertiary academic reference center. Patients: 27 young MEN1 cases prospectively followed during the first two decades of life, belonging to an overall casuistic of 113 MEN1 cases harboring MEN1 germline mutations; Methods: Appropriate biochemical and imaging studies. Results: In the present setting, the percentage values of the each one of the MEN1-related tumors recognized during 2nd decade in our 113 MEN1 cases were: HPT (29.5%); PET (10.5%); insulinoma (25%); gastrinoma (0%), non-functioning PET (10%); PIT (33.9%), prolactinoma (48.5%); and NF-PIT (15.8%). In 27 MEN1-mutation positive patients younger than 21y-old, the penetrance and prevalence of HPT, PET and PIT were, respectively, 66.7%, 42.1%, 54.5% and 76.2%, 50%, 60%. Half of young cases were asymptomatic. Symptoms were mostly related with prolactinoma (81.8%), insulinoma (18.2%) and HPT (9%). Prolactinoma was highly prevalent (75%) and most (55.5%) were macroadenoma. NF-PITs (25%) had no clinical relevance. Asymptomatic NF-PETs were frequent (50%) and relevant clinically (62.5%). Considering the functioning PETs, only insulinoma was present in young MEN1 subset. One quarter of all HPT patients exhibited MEN1-related urolithiasis in the second decade. Conclusions: Our MEN1 series documented a high prevalence of clinically relevant HPT, prolactinoma, insulinoma and NF-PETs and its comorbidities during the second decade of life. These data suggest the need for strict surveillance of these tumors in MEN1 mutation carriers during late childhood and adolescence

O Diabetes Mellitus tipo 2 (DM 2) é uma doença crônica na qual os pacientes apresentam capacidade secretória de insulina inadequada para suplantar a resistência insulínica concomitante e, como resultado, advém a hiperglicemia. Os mecanismos que explicam a diminuição da secreção insulínica não são completamente conhecidos e acredita-se que o depósito de amilina, um achado histopatológico freqüente nesses pacientes, esteja envolvido. A amilina humana é uma proteína co-secretada com a insulina capaz de se agregar e se depositar nas ilhotas pancreáticas. Ainda não está totalmente estabelecido se a toxicidade da amilina humana é mediada pelas fibrilas maduras, conforme demonstrado em trabalhos mais antigos, ou por oligômeros de tamanho intermediário, como tem sido aventado nos trabalhos mais recentes. O objetivo deste estudo foi avaliar o perfil de genes modulados por oligômeros, bem como por fibrilas maduras de amilina, em ilhotas pancreáticas de rato. As ilhotas foram isoladas a partir de ratos Wistar, mantidas em cultura por 24 horas e a seguir tratadas com 10 M de oligômeros ou de fibrilas maduras de amilina por 24 horas adicionais em concentração fisiológica ou suprafisiológica de glicose. O RNA total foi extraído e utilizado para análise da expressão gênica por microarranjos de DNA. O conteúdo de RNA de alguns genes modulados nas condições experimentais estudadas também foi avaliado por RT-qPCR, a fim de validar os resultados obtidos pela análise de microarranjos. A análise das vias significativamente afetadas pelas preparações de amilina demonstrou que, em ilhotas mantidas em concentração fisiológica de glicose, os oligômeros de amilina modularam, entre outros, processos relacionados à Resposta ao Estresse e à Apoptose, processos não modulados pelas fibrilas maduras de amilina. Em concentração suprafisiológica de glicose, o tratamento com oligômeros de amilina deixou de modular as vias relacionadas a Estresse e Apoptose, surgindo como moduladas vias relacionadas aos processos de Regulação da endocitose e Biossíntese de óxido nítrico. Os resultados do RT-qPCR sugeriram que somente os oligômeros (e não as fibrilas maduras) de amilina modulam genes relacionados a apoptose (Anxa1, Rab5a) e ao estresse oxidativo (Nos2 e Xdh), o que vai ao encontro dos estudos mais recentes que atribuem às fibrilas intermediárias um papel na citotoxicidade das células . Um achado novo do presente estudo foi a identificação do mRNA do Gipr (receptor de polipeptídeo inibitório gástrico) como alvo de regulação negativa pelos oligômeros de amilina, o que sugere que esse possa ser um mecanismo adicional pelo qual essas fibrilas intermediárias de amilina sejam deletérias para a célula pancreática. / Type 2 diabetes mellitus is a chronic disease in which there is inability of pancreatic cells to secrete sufficient insulin to overcome the insulin resistance in the peripheral tissues with resultant hyperglycemia. Mechanisms leading to diminished insulin secretion are not completely known and the amyloid deposit, a frequent histopathological finding in patients with type 2 diabetes, is believed to be involved. Human amylin, a protein co-secreted with insulin, is capable of aggregating and forming deposits in the pancreatic islets. It is not fully established whether amylin cytotoxicity is mediated by mature amylin fibrils or by soluble oligomers. The objective of this study was to evaluate the gene profiling modulated by oligomers as well as by mature amylin fibrils in rat pancreatic islets. The islets were isolated from Wistar rats, maintained in culture for 24 hours and then treated with 10 M of oligomers or mature amylin fibrils for additional 24 hour in physiologic and supraphysiologic glucose concentrations. Total RNA was extracted and used for gene expression analysis by microarray. RNA content of some modulated genes was evaluated by RT-qPCR in order to validate the results obtained from the microarray analysis. The analysis of the pathways significantly affected by the two amylin preparations demonstrated that, in islets maintained in physiological glucose concentration, amylin oligomers modulated, among others, processes related to Response to stress and to Apoptosis, which were not modulated by mature amylin fibrils. In supraphysiological glucose concentration, treatment with oligomers did not modulate the pathways related to Stress and Apoptosis, which were replaced by processes related to Endocytosis regulation and Nitric oxide biosynthesis. RT-qPCR results suggested that only amylin oligomers modulate genes related to apoptosis (Anxa1, Rab5a) and oxidative stress (Nos2 e Xdh), which is in agreement with studies indicating a role for oligomers in the cytotoxicity of cells. A new finding of the present study was the identification of the Gipr (gastric inhibitory polypeptide receptor) mRNA as a target for downregulation by amylin oligomers, which suggests that this might be an additional mechanism by which these oligomers are deleterious to the pancreatic cells.

Na gestação há aumento da proliferação e redução da apoptose das células b pancreáticas. Prolactina (PRL) desencadeia estas mudanças, que são revertidas após o parto mesmo na presença de PRL. In vitro, dexametasona (DEX) se contrapõe a PRL. Avaliamos se o estresse do retículo endoplasmático (ERE) está envolvido na apoptose do pós-parto e se os glicocorticóides (GC) participam deste mecanismo. A fragmentação do DNA aumenta no 3° dia pós-parto (L3), em paralelo com a diminuição de pAKT e aumento do TRB3, indutor da apoptose por ERE. BiP, ATF4, CHOP, e a ligação de CHOP e CHOP-ATF4 no promotor do TRB3 aumentam em L3. O inibidor do ERE PBA restaurou os níveis de pAKT e CHOP e inibiu a apoptose. Células RINm5F tratadas com DEX (24h) têm aumento de BiP e ATF4, de p-eIF2 e do XBP-1 ativo. DEX também induz TRB3, mas inibe a ligação de CHOP ao TRB3. O tratamento por 72h não altera p-eIF2a, diminui XBP-1 ativo e promove apoptose, único evento revertido pela PRL. Concluímos que a apoptose das ilhotas em L3 é desencadeada por ERE, mas os GC não induzem este mecanismo. / During gestation occurs increase on the proliferation and apoptosis reduction of pancreatic b cells. Prolactin (PRL) promotes these changes which are reverted after delivery. Dexametasone (DEX) in vitro opposed to PRL. We evaluate whether endoplasmatic reticulum stress (ERS) was involved on post-delivery apoptosis and glycocorticoids (GC) participate on this mechanism. DNA fragmentation increased on the 3rd day post-delivery (L3), in parallel with pAKT diminution and inductor of apoptosis-TRB3 augment by ERS. BiP, ATF4, CHOP along with binding of CHOP and CHOP-ATF4 to the TRB3 promoter increased in L3. ERS inhibitor-PBA restored pAKT, CHOP levels and inhibited apoptosis. RINm5F cells with DEX (24h) showed increase in BiP, ATF4, p-eIF2 and in active XBP-1. DEX induced TRB3, but inhibited the binding of CHOP to TRB3. The 72h treatment did not alter p-eIF2a, diminished active XBP-1 and promoted apoptosis; the unique event reverted by PRL. We concluded that apoptosis of islets in L3 is generated by ERS; nevertheless this mechanism is not induced by GC.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome autoimune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β que leva à morte celular. A DM1 é a causa de mais de 5% do total de mortes na população por ano e são poucas as estratégias de tratamento disponíveis. As linhagens celulares, são amplamente utilizadas nos estudos da DM1 como um modelo in vitro. A linhagem celular derivada de insulinoma murino, chamada de MIN6, assemelha-se as ilhotas de camundongo. Sendo assim, pesquisadores comprovaram que estas células apresentam características funcionais semelhantes às células β-pancreáticas em resposta a glicose e a outros secretagogos. Através de agregação espontânea e crescimento tridimensional, estas células formam as pseudoilhotas (PIs). A frutose-1,6-bisfosfato (FBP) é um açúcar bifosforilado, que apresenta duas estruturas anoméricas denominadas α e β furanose. Já são conhecidas algumas ações importantes da FBP, como: ação citoprotetora, antioxidante e anti-inflamatória. Com base no descrito, o objetivo deste estudo foi avaliar a possível ação citoprotetora da FBP sobre células MIN6, cultivadas em monocadas e como pseudoilhotas. Para tal, foram avaliados os efeitos do tratamento com diferentes concentrações (0,30 mM, 0,62 mM e 1,25 mM) de FBP sobre a viabilidade, proliferação e síntese de insulina em células MIN6. Também foram determinados os efeitos da FBP na formação, crescimento e viabilidade das PIs. MIN6 Os resultados mostraram, que em qualquer das doses testadas, a FBP aumentou a adesão das células MIN6. No entanto, os tratamentos com 0,62 e 1,25 mM de FBP provocaram uma inibição significativa da proliferação. A sintese de insulina foi detectada por imunocitoquímica e sua secreção basal estimulada por glicose determinada por ELISA. Como esperado, a formação e o crescimento de PIs é tempo dependente, tanto nas culturas controle como nas tratadas com FBP. Nas culturas tratadas com FBP, a formação de PIs maiores (150-300 μm) foi menor que nas culturas controle. A incorporação de iodeto de propídeo mostrou um aumento da porcentagem de células inviáveis nas culturas de PIs tratadas com 1,25 mM de FBP, sendo citotóxica nessa concentração. Embora ainda sejam necessários mais estudos para aprofundar o conhecimento da atividade citoprotetora da FBP em outros modelos celulares e em ilhotas pancreáticas, nossos resultados mostram que em monocamadas e PIs, da linhagem celular MIN6 utilizadas nos experimentos, que a FBP não apresentou atividade citoprotetora. / Diabetes mellitus type 1 (DM 1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of β cells that leads to cell death.The DM1 is the cause of more than 5% of all deaths in the population per year and there are few treatment strategies available. Cell lines are widely used in studies of DM1 in vitro model. The cell line derived from a mouse β insulinoma MIN6 is similar to the mouse islets. Studies of these cells exhibit functional characteristic similar to pancreatic β-cells in response to glucose and other secretagogues. Spontaneous aggregation and tridimensional growth those cells form the pseudoislets (PIs). Fructose-1,6-bisphosphate (FBP) is a biphosphorylated sugar with two anomeric forms designated α and β furanoses. Important actions of FBP as antioxidant, cytoprotective and anti-inflammatory. Based on the described, in this work, our objective is evaluate the cytoprotective effect of FBP on MIN6 cells in monolayer and pseudoislets agregate cells. The effects of FBP with different concentrations (0.30 mM, 0.62 mM and 1.25 mM) in MIN6 cells on the proliferation, viability and insulin synthesis. We also determined the effects of FBP in the formation, growth and viability of PIs. The results showed that all doses of FBP tested increased adhesion on MIN6 cells. However, the treatment with 0.62 and 1.25 mM of FBP causes a significant decrease in cell proliferation. Insulin synthesis detected by immunocytochemistry, basal and glucose-stimulated insulin secretion was determined by ELISA. As expected, PIs formation and growth is time dependent in the control cultures and treated with FBP. In cultures treated with FBP the formation of larger (150-300 μm) PIs was lower than in control cultures. Propidium iodide incorporation showed an increasing percentage of nonviable PIs cells in cultures treated with 1.25 mM of FBP, including cytotoxic. More studies are required to deepen understanding of the role of cytoprotective activity of FBP in other cell types and in pseudoislets, but our results indicate in cell line MIN6, monolayers and pseudoislets, that FBP did not show cytoprotective activity.

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stoppiglia_LuizFabrizio_D.pdf: 2405428 bytes, checksum: 6387a533bea2ca65f3826092e2220b39 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No diabetes mellitus, radicais de oxigênio estão associados com perda de sensibilidade à glicose ou destruição das células b. Nesse trabalho, investigamos a tolerância de ilhotas de Langerhans de ratos neonatos ao estresse provocado por H2O2, seus mecanismos antioxidantes de defesa e os fatores que promovem manutenção da sensibilidade à glicose. Cultivadas com 1 mM de H2O2, as ilhotas aumentaram até 6' seu consumo de glicose e resistiram ao estresse induzido por H2O2 quando em meio contendo 20 mM de glicose. A expressão da enzima catalase em resposta à glicose se mostrou necessária a essa resistência, mas não suficiente. Em concentrações baixas de H2O2, quando a catalase tem sua atividade modulada por NADPH, observamos que mesmo proteínas sem atividade catalítica adquiriam capacidade antioxidante e eram regeneradas por NADPH. Mapeando a distribuição de atividade peroxidase na ilhota, observamos sensibilidade ao NADPH nas frações nuclear e citossólica. As ilhotas cultivadas em 20 mM de glicose e as que resistem ao H2O2 possuem em comum uma maior atividade da via das pentoses, que gera NADPH citossólico. Nessas ilhotas, verificamos que a produção citossólica de NAD(P)H limita a secreção de insulina. Tais ilhotas produzem NAD(P)H principalmente da oxidação de substratos endógenos no citossol e nas mitocôndrias, ao invés de localizarem seu uso somente no citossol, como se dá nas ilhotas mais sensíveis ao H2O2. A cultura com 20 mM de glicose produziu ilhotas com alta expressão da lançadeira de NADH glicerol-fosfato, enquanto o H2O2 selecionou ilhotas com alta expressão da lançadeira mal/asp. Como ambas as lançadeiras promovem a comunicação entre citossol e mitocôndrias, concluímos que o sistema de lançadeiras e a geração de NADPH sejam fatores críticos para a manutenção da sensibilidade à glicose nas ilhotas / Abstract: In diabetes mellitus, oxygen radicals are associated with loss of glucose-sensibility and destruction of b-cells. In this work, we investigated the tolerance of neonatal rat islets to stress induced by H2O2, the islets antioxidant defense mechanism and factors maintaining islet glucoseresponsiveness. Islets cultured with 1 mM of H2O2 increased 6 fold the glucose uptake and resisted H2O2-induced stress when cultured in media containing 20 mM of glucose. Glucose-induced catalase expression was shown to be necessary to islet cell-survival, although not sufficient. In low H2O2 concentrations, the activity of catalase is dependent on NADPH and we observed that even proteins with no catalytic activity could be antioxidants regenerated by NADPH. Mapping the peroxidase activity in islets, we observed sensibility to NADPH in nuclear and cytossolic fractions. Islets cultured with 20 mM of glucose and islets that survived after culture with H2O2 both showed increased activity of the pentose phosphate pathway, which generate cytossolic NADPH. Is theses islets, we verified that cytossolic production of NAD(P)H limits insulin secretion. Such islets generate NAD(P)H principally from oxidation of endogenous fuels in cytossol and mitochondria, in contrary of the most H2O2-sensible islets which use endogenous fuels exclusively in cytossol. Culture with 20 mM of glucose produced islets with high expression of the glycerol-phosphate NADH shuttle, where as culture with H2O2 selected islets with high expression of the mal/asp shuttle. Since both shuttles promote interchange between cytossol and mitochondria, we have concluded that the shuttle system together with NAD(P)H generation ability are critical factors in maintaining islet glucoseresponsiveness / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafacho_Alex_D.pdf: 17852608 bytes, checksum: ee7b970220681b508fc5519d53e49655 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A resistência à insulina (RI) é uma condição que exige maiores níveis de insulina circulante e que normalmente são providenciados pelo aumento da função e população de células ß. A RI pode ser observada a partir de diversos modelos experimentais em roedores tais como os modelos transgênicos, de gravidez, submetidos às dietas hiperlipídicas e hipercalóricas e a partir de infusão venosa de glicose. Estes modelos têm sido úteis para a compreensão dos mecanismos compensatórios observados durante a RI. Os glicocorticóides são amplamente utilizados na indução farmacológica da RI em modelos animais e em seres humanos, com fins científicos. A ativação da sinalização da insulina e das proteínas reguladoras do ciclo celular é crucial para a função e crescimento das células ß adultas. No presente trabalho, apresentamos modelos para investigação da função e crescimento de células ß pancreáticas in vivo a partir da administração diária de três concentrações distintas de dexametasona (DEX) (0,1, 0,5 e 1,0 mg/kg, peso corpóreo, intraperitoneal - DEX 0.1, DEX 0.5 e DEX 1.0, respectivamente) por 5 dias consecutivos. A sensibilidade periférica à glicose e à insulina, parâmetros de secreção de insulina e histomorfométricos foram investigados. A análise dos níveis de proteínas relacionados à função e crescimento de células ß foi realizada por Western blotting. O tratamento com DEX induziu RI de maneira dose- dependente. Aumento da secreção de insulina em resposta à glicose foi observado tanto in vivo quanto ex vivo nos três grupos tratados com DEX. Ratos DEX 1.0, que apresentam hiperglicemia moderada e marcante hiperinsulinemia, exibiram aumento de 5,1 vezes na proliferação além de hipertrofia de células ß, com aumento significativo na massa de células ß comparado aos ratos CTL. Os ratos DEX 0.5, hiperinsulinêmicos, porém normoglicêmicos, também apresentaram aumento significante de 3,6 vezes na proliferação e modesta hipertrofia de células ß. Entretanto, os ratos DEX 0.1, que desenvolveram o menor grau de RI, compensaram à demanda de insulina apenas com aumento da função de células ß. Nenhuma alteração da freqüência de morte celular foi observada nas células ß dos três grupos DEX comparados ao grupo CTL. Foi observada ativação da via IRS-2/PI3- K/Akt/p70S6K, bem como da proteína retinoblastoma nas ilhotas do grupo DEX 1.0 e, em menor grau, no grupo DEX 0.5 quando comparados com as ilhotas do grupo CTL. Assim, aumentando a concentração de dexametasona induzem-se três graus de requerimento de insulina in vivo, servindo como modelo para investigação de alterações compensatórias em células ß. O aumento da demanda de insulina é compensado por aumento da função das células ß (em todos os GRUPOS DEX) e por hiperplasia e hipertrofia de células ß nos GRUPOS DEX 1.0 e DEX 0.5. Baseado nos presentes resultados concluímos que o aumento dos níveis circulantes de insulina parece ser o maior estímulo para proliferação e hipertrofia das células de células ß observado na RI induzida pela dexametasona. / Abstract: Insulin resistance (IR) is a condition that demand increased levels of circulating insulin that are normally provided by increase of ß-cell function and mass. The IR can be observed in several experimental rodent models such as transgenic, pregnancy, high-fat or high-caloric diet and from glucose infusion model. These models have aided in elucidating the compensatory mechanisms observed during the IR. The glucocorticoids are widely used to induce the pharmacological IR in animal models and in humans, with scientific purpose. Activation of insulin signaling and cell cycle proteins are crucial to the function and growth of adult ß-cells. At the present study, we showed models to investigation of pancreatic ß-cell function and growth in vivo from the daily administration of three different dexamethasone (DEX) concentration (0.1, 0.5 e 1.0 mg/kg, body weight, intraperitoneal - DEX 0.1, DEX 0.5 and DEX 1.0, respectively) for 5 consecutive days. The peripheral sensibility to glucose and insulin, insulin secretion and histomorphometrical parameters were investigated. The analyses of proteins related to ß -cell function and growth were done by Western blotting. DEX treatment induced IR in a dose-dependent manner. Incease of glucose-stimulated insulin secretion was observed in vivo as well as ex vivo in the three DEX groups. DEX 1.0 rats, that present moderate hyperglicemya and marked hyperinsulinemia, ehibited a 5.1-fold increase in ß-cell proliferation besides hypertrophy, with significant increase of ß -cell mass compared to CTL rats. DEX 0.5 rats, that are hiperinsulinemic and normoglicemic, also exhibited a significant 3.6-fold increase in ß-cell proliferation as well as ß -cell hypertophy. However, DEX 0.1 rats, which exhibited the lowest degree of insulin resistance, compensate for insulin demand by improving only ß -cell function. No alteration in cell death frequency was noted in ß -cells from the three DEX groups compared to CTL group. Activation of IRS-2/PI3-K/Akt/p70S6K pathway as well as the retinoblastoma protein in islets from DEX 1.0 and, in lesser extend, in DEX 0.5 group was observed compared to islets from CTL group. Therefore, increasing doses of dexamethasone induce three different degrees of insulin requirement in living rats, serving as a model to investigate compensatory beta-cell alterations. The increased insulin demand is compensated by increase of ß-cell function (in all DEX groups) and ß -cell hyperplasia and hypertrophy in DEX 0.5 and DEX 1.0 groups. Based on the present results we concluded that the augmented levels of circulating insulin seem to be the major stimulus for ß-cell proliferation and hypertrophy observed in dexamethasone-induced insulin resistance. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_ThiagoMartins_M.pdf: 1168177 bytes, checksum: 6c327ab4c396fab9844364b47f69ad79 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A desnutrição ainda é um problema de saúde pública que afeta principalmente países em desenvolvimento e sua prevalência chega a ser crescente em algumas áreas. Vários estudos obtiveram êxito em correlacionar a má nutrição em estágios iniciais de vida com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 na vida adulta. No modelo de desnutrição pós desmame verifica-se menor secreção de insulina estimulada por glicose e outros agentes insulinotrópicos bem como menor expressão de várias proteínas envolvidas com a funcionalidade da célula b. Estudos realizados por nosso grupo e outros laboratórios mostram que a suplementação de camundongos com taurina aumenta a secreção de insulina além de regular o influxo de íons Ca2+ para as células b, etapa crucial para o processo secretório. Para avaliar os efeitos da taurina sobre animais desnutridos, utilizamos ratos wistar, machos com 21 dias de vida. Os animais receberam dieta contendo 17% de proteína (normoprotéica) (C) ou 6% de proteína (hipoprotéica) (D). Animais C e D receberam suplementação com taurina a 2,5% na água de beber por 30 dias (CT30 e DT30) ou 90 dias (CT90 e DT90). Em seguida avaliamos parâmetros biométricos e bioquímicos, tolerância à glicose, secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol, expressão de proteínas envolvidas no controle da secreção de insulina e, finalmente, registramos os movimentos citoplasmáticos de íons Ca2+ após estímulo com glicose e carbacol. Verificamos que a restrição protéica retardou o crescimento dos animais além de reduzir a concentração plasmática de proteínas totais (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5) e albumina (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) sem efeito da suplementação com taurina. Os animais D se mostraram mais tolerantes à glicose e a suplementação com taurina por 90 dias restaurou parcialmente a tolerância desses animais (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AAC; n = 5-9). Nesse trabalho mostramos que a suplementação com taurina corrige a hipoinsulinemia verificada em animais desnutridos alimentados (C = 4,97±0,34; CT90 = 3,56±0,52; D = 1,39±0,10; DT90 = 3,31±0,70 ng/ml; n = 5-8) bem como a responsividade de ilhotas isoladas a concentrações crescentes de glicose. Verificamos também que a taurina normaliza a secreção de insulina potencializada pelo carbacol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). As respostas secretórias foram observadas em conjunto com a regulação da expressão das proteínas SERCA3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % do C; n = 6), receptor muscarínico M3 (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % do C; n = 5) e sintaxina 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % do C; n = 5) que participam do controle de diferentes etapas do processo de secreção de insulina. Por fim, verificamos que a suplementação com taurina melhorou o padrão de oscilação de íons Ca2+ após estímulo com glicose. Concluímos então que a suplementação com taurina por 90 dias restaura a sensibilidade das ilhotas à glicose e ao carbacol possivelmente pela regulação do fluxo de cálcio para as células b bem como pela modulação da expressão de proteínas que controlam o processo de secreção de insulina. / Abstract: Malnutrition still is a public health issue, especially in developing countries. Many studies correlate malnourishment during early life and the development of cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of malnutrition reveal impaired insulin secretion stimulated by glucose and other insulinotropic agents as well as lower expression of key proteins for b cell function. The literature shows that taurine supplementation increases insulin secretion and regulates calcium dynamics on b cells. Male, 21 days old, wistar rats received diet containing 17% (C) or 6% (D) of protein. Both groups received taurine supplementation on the drinking water for 30 (CT 30 and DT 30) and 90 (CT90 and DT 30) days. Next we assessed biometric and biochemical parameters, glucose tolerance, glucose and carbacholstimulated insulin secretion, protein expression of muscarinic M3 receptor, Phospholipase C b2, SERCA3, Syntaxin 1 and, finally, we registered cytoplasmic Ca2+ after stimulus with glucose and carbachol. Protein restricted rats showed lower body weight, plasma proteins (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5), albumin (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) and increased glucose tolerance (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AUC; n = 5-9). Taurine supplementation had no effect upon nutritional status parameters and partially restored glucose tolerance and insulinemia to C levels. Taurine increased secretory response to glucose and carbachol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). It also increased protein expression of M3 receptor (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % of C; n = 5), SERCA 3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % of C; n = 6) and syntaxin 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % of C; n = 5). Finally, taurine supplementation for 90 days improved Ca2+ dynamics when the islets were stimulated with glucose. In conclusion, these data show that taurine supplementation restores secretory responsiveness to glucose and carbachol possibly through Ca2+ dynamics modulation and increased expression of key proteins for insulin secretion. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abrantes_JuliaLauraFernandes_M.pdf: 1271639 bytes, checksum: 76791cec4029d58aa9205ace9ab4b491 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Quando em excesso, a administração de glicocorticóides pode induzir hiperglicemia, fator que tem sido associado ao aumento do estresse oxidativo em diversos tecidos. No pâncreas endócrino, o estresse oxidativo tem sido relacionado à perda de função e massa de células P pancreáticas, contribuindo para o desenvolvimento do diabetes tipo 2. Por melhorar a sensibilidade à insulina e a capacidade antioxidante em diversos tecidos, o treinamento físico moderado poderia ser uma importante ferramenta na prevenção do estresse oxidativo em pâncreas endócrino. Para testar essa hipótese, o presente trabalho investigou o efeito do treinamento físico de intensidade moderada, realizado previamente a administração de dexametasona (DEX - 1mg/kg dep.c., durante 5 dias), sobre vários parâmetros metabólicos e sobre o estado redox de ilhotas pancreáticas de ratos. Quatro grupos experimentais foram utilizados: sedentário controle (SC), sedentário tratado com DEX (SD), treinado controle (TC) e treinado tratado com DEX (TD). O tratamento com DEX induziu hiperglicemia (níveis glicêmicos: 90.8 ± 3.9, 299.2 ± 24.3, 84.3 ± 2.9, 229.9 ± 19.2 mg/dL para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 10; P < 0.05), hipertrigliceridemia (níveis de triglicerídeos: 94.2 ± 4.3, 416.6 ± 54.3, 92.7 ± 6.0, 322.5 ± 48.7 mg/dL para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 5; P < 0.05) e hiperinsulinemia (níveis insulinêmicos: 1.10 ± 0.2, 23.01 ± 0.8, 1.21 ± 0.2, 21.66 ± 0.6 ng/mL para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 5; P < 0.05) de jejum em ratos SD e TD e resistência à insulina (RI) apenas em ratos SD (Taxa de decaimento da glicose - Kitt: 3 ± 0.2, 1.8 ± 0.1, 3.6 ± 0.2, 3.2 ± 0.4 para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 5; P < 0.05). Além disso, reduziu o conteúdo total de insulina (CT: 191.6 ± 21.5, 97.1 ± 17.1, 370.3 ± 46.5, 185.6 ± 16.3 ng/ilhota para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 10; P < 0.05) e aumentou os níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs) em ilhotas pancreáticas de ratos SD e TD vs respectivos controles (EROs: 2.8 mM de glicose: 41.3 ± 2.6, 54 ± 1.3, 23.4 ± 1.5, 38.9 ± 4 UF/ug proteína; 22 mM de glicose: 33.3 ± 1.7, 38.4 ± 0.5, 10.1 ± 1.6, 28 ± 1.2 UF/ug proteína para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 10; P < 0.05). Já o treinamento físico foi capaz de prevenir a RI e reduzir em 23% os níveis glicêmicos de jejum dos ratos TD vs SD. Foi observado, ainda, aumento no CT e na secreção de insulina estimulada por glicose (11.1mM) em ilhotas isoladas de ratos TC e TD (Secreção em 11.1 mM de glicose: 1.4 ± 0.2, 4.2 ± 0.2, 3.3 ± 0.2, 5.6 ± 0.5 ng/mL por ilhota por hora, para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 12; P < 0.05). Além disso, o treinamento físico induziu aumento no nível protéico da enzima antioxidante catalase (CAT: 100 ± 14.1, 113.8 ± 14.2, 151.6 ± 10.2, 183.2 ± 11.2, expresso como % SC, para SC, SD, TC, TD, respectivamente; n = 6; P < 0.05), bem como redução nos níveis de EROs em ilhotas de ratos TC e TD. Baseados nesses dados, nós sugerimos que o treinamento físico deva contribuir para melhora na homeostase glicêmica, além de aumentar a resistência de ilhotas pancreáticas ao estresse oxidativo. / Abstract: When in excess, glucocorticoid administration can induce hyperglycemia, which has been associated to increased oxidative stress in numerous tissues. In endocrine pancreas, the oxidative stress has been related to the loss of pancreatic P-cell function and mass, contributing to the development of type 2 diabetes. By improving the insulin sensitivity and the antioxidative capability in several tissues, moderate exercise training could be an important tool in the prevention of oxidative stress. To test this hypothesis, the present study aimed to investigate the effect of a moderate exercise training plan, executed previous to dexamethasone challenge (DEX - lmg/kg per b.w., for 5 days), on numerous metabolical parameters, as well as on the redox state of the pancreatic islets in rats. For this, four experimental groups were designed: sedentary control (SC), sedentary treated with DEX (SD); trained control (TC) and trained treated with DEX (TD). DEX treatment induced fasting hyperglycemia (blood glucose levels: 90.8 ± 3.9, 299.2 ± 24.3, 84.3 ± 2.9, 229.9 ± 19.2 mg/dL for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 10; P < 0.05), hypertriglyceridemia (blood triglyceride levels: 94.2 ± 4.3, 416.6 ± 54.3, 92.7 ± 6.0, 322.5 ± 48.7 mg/dL for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 5; P < 0.05) and hyperinsulinemia (blood insulin levels: 1.10 ± 0.2, 23.01 ± 0.8, 1.21 ± 0.2, 21.66 ± 0.6 ng/mL for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 5; P < 0.05) in SD and TD rats and insulin resistance (IR) only in SD rats (Rate for glucose disappearance - Kitt: 3 ± 0.2, 1.8 ± 0.1, 3.6 ± 0.2, 3.2 ± 0.4 for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 5; P < 0.05). Additionally, it reduced total insulin content (CT: 191.6 ± 21.5, 97.1 ± 17.1, 370.3 ± 46.5, 185.6 ± 16.3 ng/islet for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 10; P < 0.05) and increased reactive oxygen species levels (ROS) in pancreatic islets from SD and TD rats vs respective controls (ROS: 2.8 mMof glucose: 41.3 ± 2.6, 54 ± 1.3, 23.4 ± 1.5, 38.9 ± 4 UF/ug proteína; 22 mM of glucose: 33.3 ± 1.7, 38.4 ± 0.5, 10.1 ± 1.6, 28 ± 1.2 UF/ug protein for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 10; P < 0.05). Of note, the exercise training was able to prevent IR and to reduce by 23% the fasting blood glucose levels in TD vs. SD rats. Exercise training also induced an augmentation in CT and in insulin response to stimulating glucose concentration (11.1mM) in isolated islets from TC and TD rats (Insulin secretion in 11.1 mM of glucose: 1.4 ± 0.2, 4.2 ± 0.2, 3.3 ± 0.2, 5.6 ± 0.5 ng/mL per islet per hour, for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 12; P < 0.05).. Still, exercise training induced an increase in the catalase protein levels, an antioxidant enzyme (CAT: 100 ± 14.1, 113.8 ± 14.2, 151.6 ± 10.2, 183.2 ± 11.2, expressed as % SC, for SC, SD, TC, TD, respectively; n = 6; P < 0.05), as well as reduction in ROS levels in TC and TD islets. Based on these data, we suggest that the moderate exercise training may improve glucose homeostasis and prevent oxidative stress in pancreatic islets. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular