O hepatoblastoma é uma neoplasia embrionária hepática que ocorre na faixa pediátrica, rara, sendo bastante heterogênea devido aos seus diferentes componentes epiteliais e mesenquimais. Pouco ainda se sabe a respeito de sua patogênese. Utilizando um microscópio de captura a laser foram dissecadas áreas de componente epitelial do hepatoblastoma e áreas de tecido hepático adjacente não acometido. Destas amostras obtidas de pacientes não submetidos ao tratamento prévio, foram extraídos RNA e confeccionados cDNA microarrays, para análise comparativa da expressão gênica, seguida de validação por método imunohistoquímico de alguns genes selecionados. Comparando neoplasia e tecido hepático em duas amostras criopreservadas foram identificados 70 genes diferencialmente expressos, sendo 19 hiperexpressos e 51 hipoexpressos no tumor. A maioria dos genes encontrados foi mapeada nos cromossomos 1 e 2. Dos genes selecionados para validação por método imuno-histoquímico, destacaram-se o receptor de Insulina e o TFE3 (genes hipoexpressos no cDNA microarray). A imunomarcação para o receptor de insulina foi positiva tanto no tecido hepático não acometido quanto no componente epitelial fetal do hepatoblastoma , mas foi consistentemente negativa nas amostras de componente embrionário (9/9). A imunomarcação para o TFE3 foi positiva no tecido hepático não acometido, e nos componentes epitelial fetal e embrionário, em proporção variável das células com expressão mais intensa no componente embrionário. As reações imuno-histoquímicas para os outros genes selecionados não permitiram interpretação conclusiva. A alta proporção dos genes diferencialmente expressos localizados nos cromossomos 1 e 2 reflete os achados citogenéticos relatados na literatura relacionada ao hepatoblastoma . Achados de imunoexpressão de proteínas relacionadas aos genes TFE3 e receptor de insulina no tecido hepático e nos diferentes componentes do hepatoblastoma são inéditos e sugerem participação da via sinalizadora da insulina na patogênese destes tumores / Hepatoblastoma is a rare tumor, and little is known about its pathogenesis and genetic alterations. Using a laser capture microdissection microscope we sampled areas of epithelial component of hepatoblastoma prior chemotherapy and their normal liver counterpart in order to perform the comparative gene expression analysis followed by the validation of selected genes by immunohistochemistry. Comparing tumor and non-diseased liver in two frozen samples, 70 differentially expressed genes were found, 19 overexpressed and 51 underexpressed in the tumor. Most of the genes were located at chromosomes 1 and 2. Of the genes selected for validation by immunohistochemistry, the most interesting findings came from Insulin receptor and TFE3 (both underexpressed genes). Insulin receptor was positive in non diseased liver and in the fetal component of the Hepatoblastoma but was consistently negative in the embryonal component (9/9 cases). The TFE3 staining was positive in the normal liver and fetal and embryonal components of the tumor in variable proportion of the cells, more marked in the embryonal component. The higher proportion of genes located at chromosomes 1 and 2 corroborates the cytogenetics findings reported in the literature related to Hepatoblastoma . The immunohistochemistry findings of different expression of insulin receptor in the fetal and embryonal components of Hepatoblastoma and the positivity of TFE3 in normal liver and in the tumors epithelial components deserves further investigation regarding the role of these genes to the pathogenesis of Hepatoblastoma

Leucemia mieloide crônica (LMC) é uma neoplasia hematológica maligna associada à atividade tirosinoquinase da oncoproteína BCR-ABL1. A maioria dos casos de LMC é tratada com sucesso com inibidores tirosinoquinase de BCR-ABL1, mas uma porcentagem significativa de pacientes desenvolve resistência ao fármaco. Estudos recentes indicam que a célula-tronco leucêmica é resistente ao tratamento com imatinibe. A identificação de outras proteínas que cooperam com as vias de sinalização BCR-ABL1 podem indicar novos alvos terapêuticos. Os substratos do receptor de insulina (IRS) têm emergido como proteínas importantes na fisiopatologia de neoplasias sólidas e hematológicas. Um inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, foi desenvolvido e mostrou resultados promissores em estudos pré-clínicos com tumores sólidos. A associação constitutiva de IRS1 com BCRABL1 e o efeito antineoplásico resultante do silenciamento espefício de IRS1 em células K562 BCR-ABL1+ suportam a hipótese deste trabalho. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da inibição farmacológica de IGF1R-IRS1/2 no fenótipo de células hematopoéticas leucêmicas BCR-ABL1+ utilizando células primárias, células K562 e modelos murinos. IRS1, mas não IRS2, apresentou-se menos expresso em amostras de medula óssea de pacientes com diagnóstico de LMC quando comparadas às amostras de células hematopoéticas normais (p<0,0001). NT157 reduziu a formação de colônias de células primárias de pacientes com LMC, mas não de células hematopoéticas de indivíduos saudáveis. Em células K562, o tratamento com o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, reduziu a viabilidade e proliferação celular e induziu apoptose (p<0,05), inibiu a fosforilação de IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K e ERK1/2, aumentou a expressão dos genes supressores de tumor CDKN1A, FOS e JUN e reduziu a expressão dos oncogenes MYC e BCL2 (p<0,05); a inibição específica de IRS1 através de lentivírus, mas não de IRS2, reduziu a viabilidade celular (p<0,05). Em células murinas Ba/F3 BCR-ABL1 e BCRABL1T315I, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, induziu apoptose e reduziu ativação de ERK1/2 in vitro. Na dose de 50mg/kg/dia, NT157 intraperitoneal e/ou imatinibe por gavagem falharam em reduzir o crescimento tumoral in vivo em modelo de tumor alográfico induzido por células Ba/F3 BCR-ABL1 e BCR-ABL1T315I. Em modelo animal de leucemia induzido por transplante de células hematopoéticas transduzidas com BCR-ABL1: (i) o tratamento com NT157 100mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, combinado com imatinibe 100mg/kg/dia por gavagem, reduziu significativamente o peso do baço, e preveniu a perda de peso comparado com veículo (p<0,05); apenas a monoterapia com imatinibe prolongou a sobrevida dos animais, (ii) o tratamento com NT157 70mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, e/ou imatinibe 70mg/kg/dia por gavagem não teve impacto no peso do baço e na variação do peso corporal; o tratamento com imatinibe em monoterapia ou combinado com NT157 prolongou a sobrevida dos animais (p<0,05). Em conclusão, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2 representa uma droga potencialmente eficaz no tratamento da LMC, especialmente em casos de resistência com mutação BCR-ABL1 T315I. A avaliação da eficácia do inibidor farmacológico NT157 em modelos animais de LMC exige ajustes nos modelos murinos utilizados no presente estudo, melhor entendimento da farmacodinâmica e farmacocinética do composto e ajustes no esquema terapêutico utilizado. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a hematological malignancy associated with the tyrosine kinase activity of the BCR-ABL1 oncoprotein. Most cases of CML are successfully treated with BCR-ABL1 tyrosine kinase inhibitors, but a significant percentage of patients develop resistance. Recent studies indicate that leukemic stem cell is resistant to imatinib treatment. The identification of other proteins that cooperate with the BCR-ABL1 signaling pathway may indicate novel therapeutic targets. Insulin receptor substrates (IRS) have emerged as important proteins in the pathophysiology of solid and hematological neoplasms. A pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, has been developed and shown promising results in preclinical studies with solid tumors. The constitutive association of IRS1 with BCR-ABL1, and the antineoplastic effects resulting from IRS1-specific silencing in K562 BCR-ABL1+ cells, support the hypothesis of this work. The aim of the present study was to investigate the effect of pharmacological inhibition of IGF1R-IRS1/2 on the phenotype of BCR-ABL1+ leukemia cells, using primary cells, K562 cell line and murine models. IRS1, but not IRS2, was downregulated in bone marrow samples from CML patients compared to bone marrow cells from healthy donors (p<0.0001). NT157 reduced colony formation of primary cells from CML patients but not from healthy donors. In K562 cells, treatment with the pharmacological inhibitor IGF1R-IRS1/2, NT157, reduced cell viability and proliferation, induced apoptosis (p<0.05), inhibited the phosphorylation of IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K and ERK1/2, increased expression of tumor suppressor genes CDKN1A, FOS and JUN, and reduced expression of oncogenes MYC and BCL2 (p<0.05); IRS1 silencing mediated by lentivirus, but not IRS2, reduced cell viability (p<0.05). In murine Ba/F3 BCRABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, induced apoptosis and reduced ERK1/2 activation in vitro. At 50mg/kg/day, NT157 intraperitoneally and/or imatinib orally, failed to reduce tumor burden in vivo in an allographic tumor model induced by Ba/F3 BCR-ABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells . In an animal leukemia model induced by transplantation of BCR-ABL1-transduced hematopoietic cells : (i) treatment with NT157 100mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, combined with imatinib 100mg/kg/day per gavage, significantly reduced spleen weight, and prevented weight loss compared to vehicle (p<0.05); only imatinib monotherapy prolonged survival (p<0.05), (ii) treatment with NT157 70 mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, and/or imatinib 70 mg/kg/day per gavage had no impact on spleen weight and body weight; treatment with imatinib alone or combined with NT157 prolonged survival (p<0.05). In conclusion, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2 represents a potential effective drug in CML therapy, especially in cases of resistant BCR-ABL1 T315I mutation. The evaluation of the NT157 pharmacological efficacy in CML animal models requires adjustments in the murine models used in the present study, better understanding of the pharmacodynamics and pharmacokinetics of the compound and adjustments in the therapeutic scheme used.

Leucemia mieloide crônica (LMC) é uma neoplasia hematológica maligna associada à atividade tirosinoquinase da oncoproteína BCR-ABL1. A maioria dos casos de LMC é tratada com sucesso com inibidores tirosinoquinase de BCR-ABL1, mas uma porcentagem significativa de pacientes desenvolve resistência ao fármaco. Estudos recentes indicam que a célula-tronco leucêmica é resistente ao tratamento com imatinibe. A identificação de outras proteínas que cooperam com as vias de sinalização BCR-ABL1 podem indicar novos alvos terapêuticos. Os substratos do receptor de insulina (IRS) têm emergido como proteínas importantes na fisiopatologia de neoplasias sólidas e hematológicas. Um inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, foi desenvolvido e mostrou resultados promissores em estudos pré-clínicos com tumores sólidos. A associação constitutiva de IRS1 com BCRABL1 e o efeito antineoplásico resultante do silenciamento espefício de IRS1 em células K562 BCR-ABL1+ suportam a hipótese deste trabalho. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da inibição farmacológica de IGF1R-IRS1/2 no fenótipo de células hematopoéticas leucêmicas BCR-ABL1+ utilizando células primárias, células K562 e modelos murinos. IRS1, mas não IRS2, apresentou-se menos expresso em amostras de medula óssea de pacientes com diagnóstico de LMC quando comparadas às amostras de células hematopoéticas normais (p<0,0001). NT157 reduziu a formação de colônias de células primárias de pacientes com LMC, mas não de células hematopoéticas de indivíduos saudáveis. Em células K562, o tratamento com o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, reduziu a viabilidade e proliferação celular e induziu apoptose (p<0,05), inibiu a fosforilação de IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K e ERK1/2, aumentou a expressão dos genes supressores de tumor CDKN1A, FOS e JUN e reduziu a expressão dos oncogenes MYC e BCL2 (p<0,05); a inibição específica de IRS1 através de lentivírus, mas não de IRS2, reduziu a viabilidade celular (p<0,05). Em células murinas Ba/F3 BCR-ABL1 e BCRABL1T315I, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, induziu apoptose e reduziu ativação de ERK1/2 in vitro. Na dose de 50mg/kg/dia, NT157 intraperitoneal e/ou imatinibe por gavagem falharam em reduzir o crescimento tumoral in vivo em modelo de tumor alográfico induzido por células Ba/F3 BCR-ABL1 e BCR-ABL1T315I. Em modelo animal de leucemia induzido por transplante de células hematopoéticas transduzidas com BCR-ABL1: (i) o tratamento com NT157 100mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, combinado com imatinibe 100mg/kg/dia por gavagem, reduziu significativamente o peso do baço, e preveniu a perda de peso comparado com veículo (p<0,05); apenas a monoterapia com imatinibe prolongou a sobrevida dos animais, (ii) o tratamento com NT157 70mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, e/ou imatinibe 70mg/kg/dia por gavagem não teve impacto no peso do baço e na variação do peso corporal; o tratamento com imatinibe em monoterapia ou combinado com NT157 prolongou a sobrevida dos animais (p<0,05). Em conclusão, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2 representa uma droga potencialmente eficaz no tratamento da LMC, especialmente em casos de resistência com mutação BCR-ABL1 T315I. A avaliação da eficácia do inibidor farmacológico NT157 em modelos animais de LMC exige ajustes nos modelos murinos utilizados no presente estudo, melhor entendimento da farmacodinâmica e farmacocinética do composto e ajustes no esquema terapêutico utilizado. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a hematological malignancy associated with the tyrosine kinase activity of the BCR-ABL1 oncoprotein. Most cases of CML are successfully treated with BCR-ABL1 tyrosine kinase inhibitors, but a significant percentage of patients develop resistance. Recent studies indicate that leukemic stem cell is resistant to imatinib treatment. The identification of other proteins that cooperate with the BCR-ABL1 signaling pathway may indicate novel therapeutic targets. Insulin receptor substrates (IRS) have emerged as important proteins in the pathophysiology of solid and hematological neoplasms. A pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, has been developed and shown promising results in preclinical studies with solid tumors. The constitutive association of IRS1 with BCR-ABL1, and the antineoplastic effects resulting from IRS1-specific silencing in K562 BCR-ABL1+ cells, support the hypothesis of this work. The aim of the present study was to investigate the effect of pharmacological inhibition of IGF1R-IRS1/2 on the phenotype of BCR-ABL1+ leukemia cells, using primary cells, K562 cell line and murine models. IRS1, but not IRS2, was downregulated in bone marrow samples from CML patients compared to bone marrow cells from healthy donors (p<0.0001). NT157 reduced colony formation of primary cells from CML patients but not from healthy donors. In K562 cells, treatment with the pharmacological inhibitor IGF1R-IRS1/2, NT157, reduced cell viability and proliferation, induced apoptosis (p<0.05), inhibited the phosphorylation of IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K and ERK1/2, increased expression of tumor suppressor genes CDKN1A, FOS and JUN, and reduced expression of oncogenes MYC and BCL2 (p<0.05); IRS1 silencing mediated by lentivirus, but not IRS2, reduced cell viability (p<0.05). In murine Ba/F3 BCRABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, induced apoptosis and reduced ERK1/2 activation in vitro. At 50mg/kg/day, NT157 intraperitoneally and/or imatinib orally, failed to reduce tumor burden in vivo in an allographic tumor model induced by Ba/F3 BCR-ABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells . In an animal leukemia model induced by transplantation of BCR-ABL1-transduced hematopoietic cells : (i) treatment with NT157 100mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, combined with imatinib 100mg/kg/day per gavage, significantly reduced spleen weight, and prevented weight loss compared to vehicle (p<0.05); only imatinib monotherapy prolonged survival (p<0.05), (ii) treatment with NT157 70 mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, and/or imatinib 70 mg/kg/day per gavage had no impact on spleen weight and body weight; treatment with imatinib alone or combined with NT157 prolonged survival (p<0.05). In conclusion, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2 represents a potential effective drug in CML therapy, especially in cases of resistant BCR-ABL1 T315I mutation. The evaluation of the NT157 pharmacological efficacy in CML animal models requires adjustments in the murine models used in the present study, better understanding of the pharmacodynamics and pharmacokinetics of the compound and adjustments in the therapeutic scheme used.

A suplementação dietética com AGCM induz resistência à insulina, redução de peso ponderal e aumento da adiposidade em ratos Wistar. Adipócitos isolados apresentam reduzidas captação de glicose estimulada por insulina e atividade/fosforilação da proteína AMPK. A expressão protéica do IR no tecido hepático está aumentada em animais tratados com AGCM com redução do grau de fosforilação, enquanto que o grau de fosforilação da proteína AKT permaneceu semelhante entre os grupos. Ilhotas pancreáticas isoladas apresentam redução na secreção de insulina quando incubadas com altas concentrações de glicose, diminuição do conteúdo total de insulina, hipersensibilidade a leucina e/ou arginina e aumento do percentual de morte celular com diminuída expressão da proteína AKT_1 . Desta forma, utilização em longo prazo dessa estratégia nutricional pode interferir no crescimento normal do indivíduo, na sensibilidade à insulina e possívelmente, desenvolvimento e instalação do diabetes. / The introduction of MCFA into diet induces insulin resistance, reduced body weight gain, and increased adiposity in Wistar rats. Isolated adipocytes have reduced insulin induced glucose uptake and phosphorylation/activation of AMPK protein. The insulin receptor protein expression is increased in liver of MCFA fed rats accompanied by reduced tyrosine phosphorylation, with similar AKT serine phosphorylation. Isolated pancreatic islets had reduced glucose stimulated insulin secretion due to high glucose exposure and reduced insulin content; higher insulin secretion induced by leucine and arginine, and increased apoptosis with reduced AKT protein level. In these regard, the chronic ingestion of MCFA may interfere with normal body growth, with the insulin sensitivity and may participate with the development of diabetes.

O polifenismo facultativo, observado entre rainhas e operárias em insetos altamente eussociais tem como estímulo inicial uma alimentação diferencial na fase larval que afeta tanto o desenvolvimento geral das larvas quanto a diferenciação de órgãos e sistemas, principalmente o sistema reprodutor das fêmeas. A via de sinalização por insulina (IIS) é uma das principais vias que integra o desenvolvimento geral de animais com as suas condições nutricionais. O objetivo desse trabalho foi verificar possíveis relações entre a via de sinalização por insulina e a diferenciação das castas em abelhas Apis mellifera. A partir de análises do genoma de Apis mellifera anotamos genes integrantes desta via e verificamos que há dois genes codificadores para receptores de insulina, InR1 e InR2. Os perfis de transcrição desses dois genes obtidos por RT-PCR quantitativa, em larvas de rainhas e operárias durante o período de troca de alimentação, demonstraram que há diferenças consideráveis nos padrões temporais e nos níveis dos transcritos para os receptores de insulina, InR1 (GB15492) e InR2 (GB18331), dentro de cada casta, como também entre as duas castas. Em rainhas verificamos uma interessante variação na transcrição de InR1, que no terceiro instar larval foi cerca de cinco vezes maior que a transcrição de InR2 e no quarto instar seguiu em níveis semelhantes ao de InR2. Essa variação de InR1 pode estar relacionada ao teor de proteínas da geléia real oferecida às larvas de rainhas no terceiro instar, que é maior do que teor de proteínas da geléia real oferecida a partir do quarto instar larval. Para as amostras de larvas de operárias observamos que os níveis dos transcritos dos dois receptores, InR1 e InR2, foram baixos no terceiro estágio larval e aumentaram, de maneira semelhante, até o início do quinto estágio larval, o que pode ter sido devido a algum composto existente na geléia de operária que estimule a transcrição dos genes para os receptores de insulina. Foram feitas análises complementares dos níveis de transcrição dos genes InR1 e InR2, em amostras de ovários, tanto de operárias quanto de rainhas, e em amostras de operárias adultas cultivadas em diferentes tipos de alimentações. Essas análises complementares evidenciaram que a transcrição dos genes para os receptores de insulina em Apis mellifera foi diferente nos ovários de ambas as castas, quando comparada às amostras de corpo inteiro, e que em operárias o transcrito do InR1 foi dominante ao longo de quase toda a vida adulta, sendo superado pelo transcrito InR2 apenas por volta de 13 e 15 dias.. Além disso, uma relação positiva entre o conteúdo de proteína e a transcrição de InR1 foi observada quando analisamos a sua transcrição em amostras de operárias adultas alimentadas com bee bread, uma dieta rica em proteína. Os resultados obtidos nesse trabalho, juntamente com os de Wheeler e colaboradores (2006), Seehus e colaboradores (2006), e Patel e colaboradores (2007), constituem as primeiras informações da via IIS em Apis mellifera, e servirão de base na busca da relação entre a dieta e os sinais downstream envolvidos na determinação de casta e diferenciação. / The initial stimulus that generates the facultative queen/worker polyphenism in highly social insects is a differential alimentation in the larval stages. It affects the general development of the larvae, as well as the differentiation of organs and systems, especially of the female reproductive system. The insulin signaling pathway (IIS) is one of the main pathways that integrates the general development of animals with their respective nutritional conditions. The aim of this work was to investigate the relationship between IIS and caste differentiation in the honey bee Apis mellifera. Using the available Apis mellifera genome information we annotated genes belonging to this pathway. We noted that there are two genes encoding putative insulin receptors, InR1 and InR2. The transcriptional profiles of these genes were obtained by quantitative RT-PCR of queen and workers larvae, giving special attention the period during which the larval diet changes. These results revealed considerable differences in the temporal patterns and levels of the transcripts of two the insulin receptor genes, InR1 (GB15492) and InR2 (GB18331) between the two castes and during their respective larval development. For queens we noted an interesting modulation in InR1 transcription: in the third larval instar it was about five fold higher than the transcription of InR2, but in the fourth instar both receptors were transcribed at similar levels. This variation in InR1 expression may be related to the protein content of royal jelly offered to the queen larvae in third instar, that is higher than the protein content of the royal jelly offered to fourth larvae instar. For the worker larvae samples we observed that transcripts levels of the two receptors, InR1 and InR2, were low in the third larval stage and increased in parallel until the onset of the fifth larval stage. This may have been due to some compound in the worker jelly which stimulates the transcription of both genes coding for insulin receptors. Complementary analysis of transcription levels of InR1 and InR2 were performed on ovaries of queen and worker larvae, and on adult workers maintained on different diets. These complementary analyses highlighted that transcription of the InR genes in the larval ovaries of Apis mellifera was differed from the whole body samples. In adult workers the expression of InR1 was dominant over InR2 during most of the adult life cycle, an inversion was only seen in 13 to 15 days old bees. Furthermore, a positive relationship between protein content and InR1 transcription was observed when analyzing its transcription in adult workers fed with bee bread, a protein-rich diet. The results of this work, in conjunction with those of Wheeler et al. (2007), Seehus et al. (2006) and Patel et al. (2007), are the first information on the IIS pathway in honey bees and they represent the basis for an in-depth pursuit on the relationship between diet and downstream signallng envolved in caste determination and differentiation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-05Bitstream added on 2014-06-13T20:17:06Z : No. of bitstreams: 1 chiba_fy_me_araca.pdf: 754628 bytes, checksum: 34bc263d9874acda6daffee82f61b8b5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos, tem havido uma redução acentuada nos índices de cárie dentária em diversas regiões do mundo, fato que tem sido atribuído à exposição às substâncias fluoretadas, principalmente na forma de água de abastecimento público e dentifrício. Simultaneamente, nota-se a ocorrência do aumento da prevalência de fluorose dentária. Estudo realizado em 25 pacientes (15 a 30 anos de idade) com fluorose endêmica mostrou que 40% destes tinham a tolerância à glicose prejudicada, porém esta anomalia foi revertida com a remoção do excesso do flúor na água consumida. O NaF ocasiona inibição da glicólise, diminuição da secreção de insulina e hiperglicemia. Muitas destas respostas sugerem que o NaF pode ocasionar resistência à insulina. Se isto for confirmado, é recomendável diminuir a concentração de fluoreto nos dentifrícios utilizados principalmente por crianças diabéticas, pois a ingestão de pasta dental contendo flúor pode levar à piora na situação de saúde destas crianças. Sabendo-se que o fluoreto pode alterar o metabolismo de carboidratos, tornou-se fundamental caracterizar o efeito do NaF sobre: 1) a sensibilidade à insulina; 2) o grau de fosforilação em tirosina do substrato do receptor de insulina - pp185 (IRS-1/IRS-2); 3) a fluoremia, glicemia e insulinemia. Para tanto, foram utilizados ratos Wistar machos (1 mês de idade) castrados. Após 30 dias da castração, os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos: 1) grupo controle (CN), o qual foi submetido ao tratamento sem NaF, mas com uma solução de NaCl (9,54 mg/kg p.c.) que contém a mesma quantidade de sódio em relação à do grupo fluoreto de sódio; 2) grupo NaF (FN) que será submetido ao tratamento com NaF (4,0 mg de flúor/kg p.c.) na água de beber e na ração durante 42... / Over the last years, there has been a significant reduction in the incidence of dental caries in several regions of the world. This has been attributed to ingestion of fluoridated products, especially in the form of public water supplies and toothpaste. Simultaneously, there has been an increase in the prevalence of dental fluorosis. A study conducted in 25 patients (15 to 30 years of age) with endemic fluorosis showed that 40% of these had to impaired glucose tolerance, but this anomaly was reversed by removing the excess of fluoride from drinking water. NaF causes glycolysis inhibition, decrease on insulin secretion and hyperglycemia. These responses suggest that NaF can cause insulin resistance. If this is confirmed, the use of dentifrices with lower fluoride content is recommended, especially for diabetic children, for whom excessive F consumption may lead to worsening the condition of these children’s health. Knowing that F can interfere with carbohydrate metabolism, we felt it was important and fundamental to undertake a study to examine the chronic effect of NaF on: 1) insulin sensitivity; 2) pp185 (IRS-1/IRS-2) tyrosine phosphorylation in gastrocnemius muscle and liver of rats; 3) fluoremia, glycemia and insulinemia. For this study, castrated Wistar male rats (1 month of age) were used. Thirty days after castration, the animals were randomly divided in two groups: 1) control group (CN) which was subjected to treatment without NaF, but with a solution of NaCl (9.54 mg / kg bw) which contains the same amount of sodium in relation to the group NaF; 2) group NaF (FN) that was submitted to treatment with NaF administered in the drinking water and F contained in food pellets (F total inferred: 4.0 mg F / Kg bw / day in the form of NaF) during 42 days. After 6 weeks, the following experiments were conducted: 1) assessment... (Complete abstract, click electronic address below)

A suplementação dietética com AGCM induz resistência à insulina, redução de peso ponderal e aumento da adiposidade em ratos Wistar. Adipócitos isolados apresentam reduzidas captação de glicose estimulada por insulina e atividade/fosforilação da proteína AMPK. A expressão protéica do IR no tecido hepático está aumentada em animais tratados com AGCM com redução do grau de fosforilação, enquanto que o grau de fosforilação da proteína AKT permaneceu semelhante entre os grupos. Ilhotas pancreáticas isoladas apresentam redução na secreção de insulina quando incubadas com altas concentrações de glicose, diminuição do conteúdo total de insulina, hipersensibilidade a leucina e/ou arginina e aumento do percentual de morte celular com diminuída expressão da proteína AKT_1 . Desta forma, utilização em longo prazo dessa estratégia nutricional pode interferir no crescimento normal do indivíduo, na sensibilidade à insulina e possívelmente, desenvolvimento e instalação do diabetes. / The introduction of MCFA into diet induces insulin resistance, reduced body weight gain, and increased adiposity in Wistar rats. Isolated adipocytes have reduced insulin induced glucose uptake and phosphorylation/activation of AMPK protein. The insulin receptor protein expression is increased in liver of MCFA fed rats accompanied by reduced tyrosine phosphorylation, with similar AKT serine phosphorylation. Isolated pancreatic islets had reduced glucose stimulated insulin secretion due to high glucose exposure and reduced insulin content; higher insulin secretion induced by leucine and arginine, and increased apoptosis with reduced AKT protein level. In these regard, the chronic ingestion of MCFA may interfere with normal body growth, with the insulin sensitivity and may participate with the development of diabetes.

O polifenismo facultativo, observado entre rainhas e operárias em insetos altamente eussociais tem como estímulo inicial uma alimentação diferencial na fase larval que afeta tanto o desenvolvimento geral das larvas quanto a diferenciação de órgãos e sistemas, principalmente o sistema reprodutor das fêmeas. A via de sinalização por insulina (IIS) é uma das principais vias que integra o desenvolvimento geral de animais com as suas condições nutricionais. O objetivo desse trabalho foi verificar possíveis relações entre a via de sinalização por insulina e a diferenciação das castas em abelhas Apis mellifera. A partir de análises do genoma de Apis mellifera anotamos genes integrantes desta via e verificamos que há dois genes codificadores para receptores de insulina, InR1 e InR2. Os perfis de transcrição desses dois genes obtidos por RT-PCR quantitativa, em larvas de rainhas e operárias durante o período de troca de alimentação, demonstraram que há diferenças consideráveis nos padrões temporais e nos níveis dos transcritos para os receptores de insulina, InR1 (GB15492) e InR2 (GB18331), dentro de cada casta, como também entre as duas castas. Em rainhas verificamos uma interessante variação na transcrição de InR1, que no terceiro instar larval foi cerca de cinco vezes maior que a transcrição de InR2 e no quarto instar seguiu em níveis semelhantes ao de InR2. Essa variação de InR1 pode estar relacionada ao teor de proteínas da geléia real oferecida às larvas de rainhas no terceiro instar, que é maior do que teor de proteínas da geléia real oferecida a partir do quarto instar larval. Para as amostras de larvas de operárias observamos que os níveis dos transcritos dos dois receptores, InR1 e InR2, foram baixos no terceiro estágio larval e aumentaram, de maneira semelhante, até o início do quinto estágio larval, o que pode ter sido devido a algum composto existente na geléia de operária que estimule a transcrição dos genes para os receptores de insulina. Foram feitas análises complementares dos níveis de transcrição dos genes InR1 e InR2, em amostras de ovários, tanto de operárias quanto de rainhas, e em amostras de operárias adultas cultivadas em diferentes tipos de alimentações. Essas análises complementares evidenciaram que a transcrição dos genes para os receptores de insulina em Apis mellifera foi diferente nos ovários de ambas as castas, quando comparada às amostras de corpo inteiro, e que em operárias o transcrito do InR1 foi dominante ao longo de quase toda a vida adulta, sendo superado pelo transcrito InR2 apenas por volta de 13 e 15 dias.. Além disso, uma relação positiva entre o conteúdo de proteína e a transcrição de InR1 foi observada quando analisamos a sua transcrição em amostras de operárias adultas alimentadas com bee bread, uma dieta rica em proteína. Os resultados obtidos nesse trabalho, juntamente com os de Wheeler e colaboradores (2006), Seehus e colaboradores (2006), e Patel e colaboradores (2007), constituem as primeiras informações da via IIS em Apis mellifera, e servirão de base na busca da relação entre a dieta e os sinais downstream envolvidos na determinação de casta e diferenciação. / The initial stimulus that generates the facultative queen/worker polyphenism in highly social insects is a differential alimentation in the larval stages. It affects the general development of the larvae, as well as the differentiation of organs and systems, especially of the female reproductive system. The insulin signaling pathway (IIS) is one of the main pathways that integrates the general development of animals with their respective nutritional conditions. The aim of this work was to investigate the relationship between IIS and caste differentiation in the honey bee Apis mellifera. Using the available Apis mellifera genome information we annotated genes belonging to this pathway. We noted that there are two genes encoding putative insulin receptors, InR1 and InR2. The transcriptional profiles of these genes were obtained by quantitative RT-PCR of queen and workers larvae, giving special attention the period during which the larval diet changes. These results revealed considerable differences in the temporal patterns and levels of the transcripts of two the insulin receptor genes, InR1 (GB15492) and InR2 (GB18331) between the two castes and during their respective larval development. For queens we noted an interesting modulation in InR1 transcription: in the third larval instar it was about five fold higher than the transcription of InR2, but in the fourth instar both receptors were transcribed at similar levels. This variation in InR1 expression may be related to the protein content of royal jelly offered to the queen larvae in third instar, that is higher than the protein content of the royal jelly offered to fourth larvae instar. For the worker larvae samples we observed that transcripts levels of the two receptors, InR1 and InR2, were low in the third larval stage and increased in parallel until the onset of the fifth larval stage. This may have been due to some compound in the worker jelly which stimulates the transcription of both genes coding for insulin receptors. Complementary analysis of transcription levels of InR1 and InR2 were performed on ovaries of queen and worker larvae, and on adult workers maintained on different diets. These complementary analyses highlighted that transcription of the InR genes in the larval ovaries of Apis mellifera was differed from the whole body samples. In adult workers the expression of InR1 was dominant over InR2 during most of the adult life cycle, an inversion was only seen in 13 to 15 days old bees. Furthermore, a positive relationship between protein content and InR1 transcription was observed when analyzing its transcription in adult workers fed with bee bread, a protein-rich diet. The results of this work, in conjunction with those of Wheeler et al. (2007), Seehus et al. (2006) and Patel et al. (2007), are the first information on the IIS pathway in honey bees and they represent the basis for an in-depth pursuit on the relationship between diet and downstream signallng envolved in caste determination and differentiation.

Numa primeira etapa, estudamos as conexões da VTA para o complexo VTA-substância negra (SN) utilizando a leucoaglutinina do Phaseolus vulgaris (PHA-L). Estas conexões são substanciais, topograficamente organizadas, com destaque para o pólo caudal da VTA que inerva bilateralmente toda a extensão deste complexo. Numa segunda etapa, estudamos as projeções da VTA para o hipotálamo. A VTA se projeta principalmente para a área pré-óptica lateral e área hipotalâmica lateral, a região subfornical posterior e o núcleo dorsomedial. Foram vistas poucas aposições entre varicosidades PHA-L+ e neurônios imunorreativos para orexina ou para hormônio concentrador de melanina. Por fim, estudamos a colocalização do substrato do receptor de insulina (IRS-1), IRS-1 fosforilado e fosfatidilinositol-3 quinase (PI3K) com tirosina hidroxilase (TH) ou com a subunidade B da toxina colérica (CTb) injetada no estriado. A maioria dos neurônios TH+ da VTA-SN expressa IRS-1; injeções de CTb no estriado resultaram em células duplamente marcadas para CTb/IRS-1, CTb/PI3K e CTb/IRS-1 fosforilado. / In a first step, we studied the connections of the VTA to the complex VTA-substantia nigra (SN) using the Phaseolus vulgaris leucoagglutinin (PHA-L). These connections are substantial, topographically organized, especially the caudal pole of the VTA, which innervates bilaterally throughout the length of this complex. In a second step, we studied the projections of the VTA to the hypothalamus. The VTA projected mainly to the lateral preoptic area, lateral hypothalamic area, posterior subfornical region and dorsomedial nucleus. Were observed few appositions between PHA-L+ varicosities and neurons immunoreactive for orexin or melanin-concentrating hormone. Finally, we studied the co-localization of the insulin receptor substrate-1 (IRS-1), IRS-1-phosphorylated and phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) with tyrosine hydroxylase (TH) or cholera toxin B subunit (CTb) injected into the striatum. Most TH+ neurons of the VTA-SN expressed IRS-1; CTb injections in the striatum resulted in cells double-labeled for CTb/IRS-1, CTb/PI3K and CTb/IRS-1 phosphorylated.

O comportamento alimentar de uma espécie é determinado por um conjunto de características filogenéticas, ontogenéticas, e epigenéticas, e regulado por fatores internos e externos ao organismo. Os fenômenos naturais que regem a vida no nosso planeta são periódicos em sua maioria, e a oferta de alimentos não é exceção. Cada safra é seguida de uma entressafra, e este ritmo sincroniza diversos outros ritmos, exógenos e endógenos, capazes de determinar a sobrevivência de espécies. Uma das estratégias adaptativas mais primitivas e bem sucedidas na dinâmica oscilatória da natureza é o acúmulo de reservas. Nossa espécie, nos últimos 50 anos, vive uma situação de grande oferta de alimentos, período este extremamente pequeno, se visto sob a ordem de grandeza da evolução humana. Este fenômeno tem sido determinante na prevalência do depósito de energia e em decorrência, do surgimento da obesidade e suas consequentes patologias. O hipotálamo está intimamente associado à homeostase energética e ao comportamento alimentar. No núcleo arqueado hipotalâmico encontram-se populações neuronais orexigênicas e anorexigênicas, dentre as quais, as que expressam os neuroreceptores POMC, NPY e o substrato de receptor de insulina IRS2. A modificação da expressão destas proteínas tem sido associada à alterações do comportamento alimentar, bem como à impressão e programação metabólica, capazes de induzir obesidade em ratos adultos. A correlação desta circuitaria neuronal com o comportamento alimentar, porém, ainda não está suficientemente compreendida. A detecção do estado de fome-saciedade nos ratos, fundamental no estudo da neurofisiologia relacionada ao comportamento alimentar, vem sendo obtida via de regra, por meio de procedimentos complexos de observação comportamental. O presente estudo contribui para o conhecimento de padrões de alimentação determinados por condições nutricionais, e sua relação com a expressão neurofisiológica hipotalâmica dos neurônios POMC, NPY e IRS2. Utilizando o modelo de programação metabólica de Plagemann (1999) obtivemos animais com 25% de sobrepeso em relação aos animais controle, hiperfágicos, e com padrões de tamanho e ritmo circadiano de refeição, distintos. Apesar dos níveis hormonais elevados de leptina (>100%, p<0,001) e insulina (>90%, p<0,05) em relação ao grupo controle, estes animais apresentaram baixa expressão no estado de fome, e alta expressão, na saciedade, de NPY hipotalâmico, sugerindo que o POMC estaria mais comprometido, a longo prazo, com a regulação do ritmo alimentar. A hiperinsulinemia e hiperleptinemia plasmática associada à reduzida expressão de POMC e IRS2 no ARC, corroboraram esta conclusão. Demonstramos também padrões de alimentação distintos. O método de registro da alimentação, baseado no som da roída foi validado como excelente, pelos registros obtidos nos vídeos, e mostrou-se eficiente. Quando os estados de fome-saciedade foram discriminados nos grupos controle e sobrepeso, os resultados da expressão hipotalâmica dos neuroreceptores estudados se mostraram associados aos particulares padrões de alimentação. / The feeding behavior of a specie is determined by a group of phylogenetic, ontogenetic, and epigenetic features, and regulated by internal and external factors to the organism. The natural phenomena that govern life in our planet are mainly periodic, and the food stocks is not an exception. Each harvest is followed by a time between harvests, and this rhythm synchronizes other several exogenous and endogenous rhythms, capable of determining the survival of species. One of the most primitive strategies of adaptative evolution of species, and what usually happens regarding the oscillatory dynamics of nature, is the reserve accumulation. Our species, in the last 50 years, has been living a situation of great food offer, such period is extremely small if analysed under the greatness order of the human evolution. This phenomenon has been decisive in the prevalence of the energy deposit and, in consequence, determining the appearance of obesity and its consequent pathologies. The hypothalamus is intimately associated to the energy homeostasis and the feeding behavior. In the arcuate nucleous are orexigenic and anorexigenic neuronal populations, that express the neuroreceptors POMC, NPY and insulin receptor substratum IRS2. The modification of these proteins expression, has been associated to alterations of the feeding behavior, as well as to the metabolic imprinting and programming, capable to induce obesity in adult rats. The correlation of this neuronal circuits with the alimentary behavior, however, it is not yet sufficiently understood. The detection of the hunger-satiation state in the rat, crucial in the neurophysiology studies related to the alimentary behavior, has been obtained through complex procedures of behavioral observation. The present study contributed to the knowledge of certain feeding patterns for nutritional conditions, and its relationship with the neurophysiological expression of POMC, NPY and IRS2 neurons. Using the metabolic programming model of Plagemann (1999) animals with 25% of overweight in relation to the control animals were obtained, hyperphagics, and with different size patterns and meal circadian rhythm. In spite of the high hormonal levels of leptin (>100%, p < 0,001) and insulin (>90%, p < 0,05) in relation to the control groups, these animals presented low expression in the hunger state, and high expression in the satiation of hypothalamic NPY, suggesting that POMC would be more committed, in the long term, with the regulation of the feeding rhythm. The hyperinsulinemia and plasmatic hyperleptinemia associated to the reduced POMC and IRS2 expression in the ARC, corroborated this conclusion. We also demonstrated different feeding patterns. The feeding registration method, based on the gnaw sound was validated as excellent, when comparedto a gold pattern, the registrations obtained in the videos, and it were considered efficient. When the hunger-satiation states were discriminated in the control and overweight groups, the results of the hypothalamic neuroreceptors expression studied showed association to the feeding patterns.