Orientador: Kleber Gomes Franchini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torsoni_AdrianaSouza_D.pdf: 11780689 bytes, checksum: df0db8e2a1746ca552768be3fb477c68 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Uma variedade de estímulos, como a sobrecarga hemodinâmica, pode levar a um aumento de tensão mecânica em cardiomiócitos, que normalmente é compensado pelo desenvolvimento de um fenótipo hipertrófico. A resposta inicial à sobrecarga é caracterizada por uma rápida e coordenada ativação de vias de sinalização intracelulares que regulam a expressão gênica e culminam com o crescimento hipertrófico de cada cardiomiócito. A importância relativa de cada elemento que participa das vias de sinalização e sua contribuição para as alterações adaptativas observadas nos miócitos cardíacos em resposta à sobrecarga pressora têm sido o foco de diversas pesquisas. No presente estudo, investigamos a ativação e localização subcelular da FAK em miócitos ventriculares de ratos neonatos (MVRN) submetidos a ciclos de estiramento, além da sua participação na ativação do gene do fator natriurético atrial (ANF). O estiramento pulsátil dos cardiomiócitos, de 5 a 20%, por períodos de 10 a 120 minutos, levou a um aumento da fosforilação da FAK no seu resíduo de tirosina 397, conforme detectado pelo anticorpo fosfoespecífico. Tal ativação foi paralela com uma alteração na localização da Fak em MVRN que, da região perinuclear em miócitos não estirados, passou a distribuir-se ao longo dos miofilamentos, como agregados protéicos, em células estiradas. Além disso, 4 horas de estiramento pulsátil aumentou a atividade do gene repórter da luciferase contendo o promotor do ANF. A interrupção da sinalização pelo complexo endógeno Fak/Src, seja pela expressão de um mutante negativo de Fak, onde a tirosina foi substituída por fenilalanina no resíduo 397, ou pelo tratamento com um inibidor farmacológico da c-Src, diminuiu severamente a ativação da Fak e sua redistribuição ao longo dos miofilamentos, mediados pelo estiramento, além de inibir a ativação do gene do ANF. No entanto, a expressão de um mutante selvagem de Fak potencializou a fosforilação dessa quinase, induzida por estiramento, sem alterar a expressão gênica do ANF, em comparação aos MVRN não transfectados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A variety of stimuli, such as hemodynamic overload, can lead to an increase in mechanical stress on cardiomyocytes that can be compensed by the development of a hypertrophyc phenotype. The hypertrophyc response is characterized by a rapid and coordinate activation of intracellular signaling pathways that regulate gene expression and results in a hypertrophyc growth of cardiac myocyte. The relative importance of each element that participate of signaling pathway and its contribution for the adaptative changes observed in cardiac myocyte in response to pressure overload, has been the focus of diverse researches. In the present study we investigated the Fak activation and subcellular localization in neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs) submitted to pulsatile stretch, instead its participation in the atrial natriuretic factor (ANF) gene activation 5% to 20% (10-120 minute) pulsatile stretch of NRVMs lead to an increase of Fak phosphorylation at Tyr-397, as detected by phosphospecific antibody. This activation was accompanied by a change in Fak localization in NRVMs that, of the perinuclear regions in nonstretched cells change to aggregates regularly distributed along the myofilaments in stretched cells. Furthermore, a 4-hour cyclic stretch enhanced the activity of the ANF promoter-luciferase reporter gene. Disrupting endogenous FaklSrc signaling either by expression of a dominant-negative Fak mutant with phenylalanine substituted for Tyr-397 or by treatment with a c-Src pharmacological inhibitor markedly attenuated stretchinduced Fak activation and its redistribution at myofilaments and inhibited stretch-induced ANF gene activation...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Ciencias Basicas / Doutor em Clínica Médica

Alterações genéticas nos genes RET, RAS e BRAF resultam na ativação constitutiva da sinalização MAPK e estão presentes em aproximadamente 70% dos carcinomas papilífero de tiroide, a forma mais prevalente de câncer de tiroide. Múltiplas vias de sinalização podem atuar em conjunto com a via MAPK na oncogênese tiroidiana. Nesse estudo, testamos a hipótese que a via MAPK regula a sinalização Notch e que o crosstalk entre as vias de sinalizações são importantes na regulação da diferenciação e proliferação celular no câncer de tiroide. A ativação condicional dos oncogenes RET/PTC3 e BRAFT1799A em linhagem de célula folicular normal de tiroide aumentou a atividade da via de sinalização Notch. Por outro lado, o bloqueio farmacológico da sinalização MAPK reduziu a sinalização Notch na linhagem celular TPC-1 derivada de carcinoma papilífero de tiroide. Glândulas tiroide de animais transgênicos expressando BRAFT1799A e amostras de carcinoma papilífero de tiroide apresentaram elevados níveis de NOTCH1. A superexpressão de NOTCH1 em célula folicular normal de tiroide aumentou a expressão proteica de NIS. A inibição farmacológica e por RNA de interferência da sinalização Notch apresentou um efeito anti-proliferativo em linhagem de CPT. Além disso, a combinação do inibidor farmacológico de Notch e MAPK diminuiu a proliferação de células de carcinoma papilífero de tiroide. Esses dados sugerem um importante papel da sinalização Notch na oncogênese do carcinoma papilífero de tiroide induzida pela sinalização MAPK e que a via Notch pode ser uma potencial terapia adjuvante no câncer de tiroide. / Genetic alterations in RET, RAS and BRAF result in constitutive activation of the MAPK signaling and are present in approximately 70% of papillary thyroid carcinomas, the most prevalent form of thyroid cancer. Multiple signaling pathways can act with MAPK pathway in thyroid oncogenesis. In this study, we tested the hypothesis that MAPK pathway control Notch signaling and that the crosstalk between these pathways plays an important role in thyroid cancer cell differentiation and proliferation. The conditional activation of RET/PTC3 and BRAFT1799A enhanced Notch signaling pathway in normal follicular thyroid cell. By contrast, pharmacological inhibition of MAPK reduced Notch signaling in TPC-1 cell line derived from papillary thyroid carcinoma. Transgenic mice expressing BRAFT1799A restrict in thyroid gland and human papillary thyroid carcinoma samples showed higher Notch1 expression. NOTCH1 overexpression in normal thyroid follicular cell increased NIS protein expression. Pharmacological inhibition and RNA interference of Notch signaling showed an anti-proliferative effect in papillary thyroid carcinoma cells. Furthermore, the combination of MAPK and Notch signaling inhibitors reduced papillary thyroid carcinoma proliferation. These data suggest an important role of Notch signaling in papillary thyroid carcinoma induced by MAPK-related oncogenes and that Notch signaling pathway could be a potential adjuvant therapy in thyroid cancer.

O parasita da malária Plasmodium falciparum percebe o ambiente em que se encontra, elaborando respostas celulares adequadas, que envolvem secreção de proteínas, crescimento e diferenciação celular. Fatores relacionados com a geração de segundos-mensageiros e proteínas efetoras da sinalização celular estão descritos na literatura. Porém, a função de receptores responsáveis pela percepção de estímulos extracelulares no parasita é um tema pouco explorado. A identificação in silico de receptores de sete domínios transmembrânicos putativos no genoma de P. falciparum possibilitou a exploração da função dos mesmos. A tese caracteriza funcionalmente dois receptores, PFSR10 e PFSR25. A expressão proteica dos receptores foi demonstrada em fases eritrocíticas de P. falciparum. Os receptores possuem candidatos a parceiros moleculares que executam diversas funções celulares, entre elas invasão do eritrócito, endocitose e exocitose. Os receptores foram transfectados em células de mamíferos e, através de ensaios de dinâmica de cálcio de high-throughput, sugere-se que PFSR10 codifique um receptor que participa na percepção de ATP extracelular e que PFSR25 codifique um sensor de KCl. O trabalho também sugere que KCl modula cálcio citosólico em P. falciparum e que parasitas nocaute para PFSR25 são incapazes de modular cálcio citosólico em resposta a KCl. / The malaria parasite P. falciparum perceives its milieu and elaborates adequate intracellular responses, that involve protein secretion, growth and cell differentiation. Factors related to second messengers generation and effectors of cell signaling are described in the literature. However, the function of receptors responsible for stimulus perception remains elusive. The in silico identification of putative seven transmembrane receptors in the Plasmodium falciparum genome allowed the exploration of their function. In the thesis, two putative receptors were characterized, PFSR10 and PFSR25. The proteic expression of the receptors was demonstrated in erythrocytic stages of P. falciparum. The receptors have putative interaction partners that participate in cellular functions such as invasion, exocytosis and endocytosis.The receptors were transfected in mammalian cells and, through high-throughput calcium dynamics assays, it is suggested that PFSR10 codes for a receptor that participates in extracellular ATP perception and that PFSR25 codes for a KCl sensor. It is also suggested that KCl modulates cytosolic calcium in response to KCl and that knockout parasites for PFSR25 are incapable of modulating cytosolic calcium in response to KCl.

O estudo da dor abrange diferentes modelos e abordagens. A lesão de um nervo periférico esta relacionada a ocorrência de dor neuropática e a uma serie de alterações neuroquímicas e neuroanatômicas importantes, que se estendem desde o local da injúria nervosa ate os territórios de projeção central dos neurônios sensoriais. A medula espinal constitui um dos primeiros centros de processamento da informação nociceptiva, sendo de grande interesse o estudo dos possíveis moduladores neuroquímicos envolvidos neste processo. Dentre estes merecem destaque as espécies reativas de oxigênio (ROS), formadas durante o metabolismo energético celular e que em condições fisiológicas estão em equilíbrio com atividade de sistemas de defesa antioxidante. Em condições de dor neuropática tem se evidenciado um aumento na produção das ROS na medula espinal, decorrentes da diminuição de importantes sistemas antioxidantes e/ou de alterações no metabolismo energético deste tecido nervosa. Também a participag5o de vias de sinalização celular nos eventos que se seguem a lesão nervosa periférica tem sido descrita. Dentre estes, a ativação de vias de sobrevivência neuronal e também de moléculas pró-apoptóticas. Neste contexto, o presente estudo analisou os efeitos temporais da secc5o do nervo isquiático sobre as atividades das enzimas tiorredoxina redutase (TrxR) e glicose-6- fostato-desidrogenase (G6PDH), quantificação do antioxidante ácido ascórbico (AA), e determinação da expressão do fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2 (NrF2) e do fator de indução de apoptose (AIF) em medula espinal, nos intervalos de 3, 7 e 15 dias após a lesão periférica. Para isso, foram utilizados ratos Wistar, machos e adultos, subdivididos nos grupos controle (sem manipulação experimental), sham (sofreram apenas isolamento e manipulação do nervo isquiático) e denervado (submetidos à seção unilateral completa do nervo isquiático), com n=6 para cada grupo. Estes animais foram testados quanta a ocorrência de hipersensibilidade mecânica, pelo teste de Von Frey, e pelo teste da marca das patas, a fim de se obter o índice funcional do isquiático (IFI). Aos 3, 7 e 15 dias foi realizada a decapitag5o dos animais sham e denervado, e paralelamente do grupo controle, para remoção da medula espinal lombossacral que foi submetida as analises bioquímicas e de express5o protéica. Foi demonstrado que aos 3 e 7 dias os animais denervados apresentaram hipersensibilidade ao estimulo mecânico e que a secção do nervo ciático resultou na diminuição do IFI nestes animais em todos os períodos estudados. Já as alterações na atividade das enzimas TrxR e G6PDH ocorreram tanto nos animais denervados coma nos sham; a TrxR mostrou-se reduzida em todos os períodos experimentais, com uma leve restauração da atividade aos 15 dias nos animais sham, mesmo período em que a G6PDH apresentou redução na atividade nos grupos sham e denervado. O AA também diminuiu na medula espinal destes animais, nos períodos de 7 e 15 dias. Quanta a expressão protéica, observou-se um aumento na expressão do NrF2 aos 15 dias da secção do nervo isquiático na fração, citoplasmática do tecido nervosa espinal, enquanto o AIF não apresentou variag5o entre os grupos e períodos experimentais analisados. Estes resultados evidenciam que tanto a secção do nervo isquiático como a manipulação deste nervo constituem importantes estímulos para a modulação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos na medula espinal, os quais podem estar intimamente relacionados as alterações no metabolismo da glicose e ativação de vias de sinalização celular. Neste contexto, o NrF2 parece estar sendo mobilizado para a recuperação da proteção antioxidante da medula espinal. No entanto, são necessárias análises complementares para melhor avaliar a participação deste fator de transcrição em períodos mais recentes, já que não foi evidenciada a indução de apoptose pela via do AIF neste tecido.

Alterações genéticas nos genes RET, RAS e BRAF resultam na ativação constitutiva da sinalização MAPK e estão presentes em aproximadamente 70% dos carcinomas papilífero de tiroide, a forma mais prevalente de câncer de tiroide. Múltiplas vias de sinalização podem atuar em conjunto com a via MAPK na oncogênese tiroidiana. Nesse estudo, testamos a hipótese que a via MAPK regula a sinalização Notch e que o crosstalk entre as vias de sinalizações são importantes na regulação da diferenciação e proliferação celular no câncer de tiroide. A ativação condicional dos oncogenes RET/PTC3 e BRAFT1799A em linhagem de célula folicular normal de tiroide aumentou a atividade da via de sinalização Notch. Por outro lado, o bloqueio farmacológico da sinalização MAPK reduziu a sinalização Notch na linhagem celular TPC-1 derivada de carcinoma papilífero de tiroide. Glândulas tiroide de animais transgênicos expressando BRAFT1799A e amostras de carcinoma papilífero de tiroide apresentaram elevados níveis de NOTCH1. A superexpressão de NOTCH1 em célula folicular normal de tiroide aumentou a expressão proteica de NIS. A inibição farmacológica e por RNA de interferência da sinalização Notch apresentou um efeito anti-proliferativo em linhagem de CPT. Além disso, a combinação do inibidor farmacológico de Notch e MAPK diminuiu a proliferação de células de carcinoma papilífero de tiroide. Esses dados sugerem um importante papel da sinalização Notch na oncogênese do carcinoma papilífero de tiroide induzida pela sinalização MAPK e que a via Notch pode ser uma potencial terapia adjuvante no câncer de tiroide. / Genetic alterations in RET, RAS and BRAF result in constitutive activation of the MAPK signaling and are present in approximately 70% of papillary thyroid carcinomas, the most prevalent form of thyroid cancer. Multiple signaling pathways can act with MAPK pathway in thyroid oncogenesis. In this study, we tested the hypothesis that MAPK pathway control Notch signaling and that the crosstalk between these pathways plays an important role in thyroid cancer cell differentiation and proliferation. The conditional activation of RET/PTC3 and BRAFT1799A enhanced Notch signaling pathway in normal follicular thyroid cell. By contrast, pharmacological inhibition of MAPK reduced Notch signaling in TPC-1 cell line derived from papillary thyroid carcinoma. Transgenic mice expressing BRAFT1799A restrict in thyroid gland and human papillary thyroid carcinoma samples showed higher Notch1 expression. NOTCH1 overexpression in normal thyroid follicular cell increased NIS protein expression. Pharmacological inhibition and RNA interference of Notch signaling showed an anti-proliferative effect in papillary thyroid carcinoma cells. Furthermore, the combination of MAPK and Notch signaling inhibitors reduced papillary thyroid carcinoma proliferation. These data suggest an important role of Notch signaling in papillary thyroid carcinoma induced by MAPK-related oncogenes and that Notch signaling pathway could be a potential adjuvant therapy in thyroid cancer.

O estudo da dor abrange diferentes modelos e abordagens. A lesão de um nervo periférico esta relacionada a ocorrência de dor neuropática e a uma serie de alterações neuroquímicas e neuroanatômicas importantes, que se estendem desde o local da injúria nervosa ate os territórios de projeção central dos neurônios sensoriais. A medula espinal constitui um dos primeiros centros de processamento da informação nociceptiva, sendo de grande interesse o estudo dos possíveis moduladores neuroquímicos envolvidos neste processo. Dentre estes merecem destaque as espécies reativas de oxigênio (ROS), formadas durante o metabolismo energético celular e que em condições fisiológicas estão em equilíbrio com atividade de sistemas de defesa antioxidante. Em condições de dor neuropática tem se evidenciado um aumento na produção das ROS na medula espinal, decorrentes da diminuição de importantes sistemas antioxidantes e/ou de alterações no metabolismo energético deste tecido nervosa. Também a participag5o de vias de sinalização celular nos eventos que se seguem a lesão nervosa periférica tem sido descrita. Dentre estes, a ativação de vias de sobrevivência neuronal e também de moléculas pró-apoptóticas. Neste contexto, o presente estudo analisou os efeitos temporais da secc5o do nervo isquiático sobre as atividades das enzimas tiorredoxina redutase (TrxR) e glicose-6- fostato-desidrogenase (G6PDH), quantificação do antioxidante ácido ascórbico (AA), e determinação da expressão do fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2 (NrF2) e do fator de indução de apoptose (AIF) em medula espinal, nos intervalos de 3, 7 e 15 dias após a lesão periférica. Para isso, foram utilizados ratos Wistar, machos e adultos, subdivididos nos grupos controle (sem manipulação experimental), sham (sofreram apenas isolamento e manipulação do nervo isquiático) e denervado (submetidos à seção unilateral completa do nervo isquiático), com n=6 para cada grupo. Estes animais foram testados quanta a ocorrência de hipersensibilidade mecânica, pelo teste de Von Frey, e pelo teste da marca das patas, a fim de se obter o índice funcional do isquiático (IFI). Aos 3, 7 e 15 dias foi realizada a decapitag5o dos animais sham e denervado, e paralelamente do grupo controle, para remoção da medula espinal lombossacral que foi submetida as analises bioquímicas e de express5o protéica. Foi demonstrado que aos 3 e 7 dias os animais denervados apresentaram hipersensibilidade ao estimulo mecânico e que a secção do nervo ciático resultou na diminuição do IFI nestes animais em todos os períodos estudados. Já as alterações na atividade das enzimas TrxR e G6PDH ocorreram tanto nos animais denervados coma nos sham; a TrxR mostrou-se reduzida em todos os períodos experimentais, com uma leve restauração da atividade aos 15 dias nos animais sham, mesmo período em que a G6PDH apresentou redução na atividade nos grupos sham e denervado. O AA também diminuiu na medula espinal destes animais, nos períodos de 7 e 15 dias. Quanta a expressão protéica, observou-se um aumento na expressão do NrF2 aos 15 dias da secção do nervo isquiático na fração, citoplasmática do tecido nervosa espinal, enquanto o AIF não apresentou variag5o entre os grupos e períodos experimentais analisados. Estes resultados evidenciam que tanto a secção do nervo isquiático como a manipulação deste nervo constituem importantes estímulos para a modulação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos na medula espinal, os quais podem estar intimamente relacionados as alterações no metabolismo da glicose e ativação de vias de sinalização celular. Neste contexto, o NrF2 parece estar sendo mobilizado para a recuperação da proteção antioxidante da medula espinal. No entanto, são necessárias análises complementares para melhor avaliar a participação deste fator de transcrição em períodos mais recentes, já que não foi evidenciada a indução de apoptose pela via do AIF neste tecido.

O Cor pulmonale induzido pela administração intraperitoneal de monocrotalina é um dos modelos mais utilizados para estudar os efeitos dessa síndrome sobre o sistema cardiovascular. Essa síndrome é caracterizada por um desequilíbrio no estado redox celular e uma consequente alteração no imunoconteúdo de proteínas sinalizadoras para a hipertrofia e insuficiência cardíaca. Normalmente, o peróxido de hidrogênio caracteriza-se como a espécie reativa do oxigênio mais estável, e por isso, a molécula mais envolvida com a modulação dessa sinalização. O exercício físico aeróbio tem sido extensamente estudado devido ao fato de ser uma prática que altera o estado redox celular e, consequentemente, a sinalização nos cardiomiócitos. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o exercício físico poderia modular o estado redox no ventrículo direito em animais tratados com monocrotalina e, ao mesmo tempo, provocar alterações na sinalização celular, estrutura e função cardíaca. Ratos Wistar machos com aproximadamente 180 gramas de massa corporal foram treinados por quatro semanas após a injeção de monocrotalina ou solução salina. Os grupos experimentais (n=6-9 animais/grupo) foram: controle sedentário (CS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de solução salina (i.p), monocrotalina sedentário (MS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p), controle treinado (CT) - ratos treinados que receberam uma dose única de solução salina (i.p) e monocrotalina treinado (MT) - ratos treinados que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p). As medidas hemodinâmicas foram realizadas após 24 horas da última sessão de exercício físico aeróbio. Os dados de pressão diastólica final do ventrículo direito (PDFVD), pressão sistólica do ventrículo direito (PSVD), derivada pressão/tempo máxima (dP/dtmax) e derivada pressão/tempo mínima (dP/dtmin) foram analisados. Após a análise hemodinâmica, os ratos foram mortos por deslocamento cervical e seus órgãos (coração, pulmão e fígado) foram coletados para análises morfométricas, bioquímicas e moleculares. As concentrações de peróxido de hidrogênio e a relação GSH/GSSG foram medidas obtidas com o objetivo de verificar o estado redox nos diferentes grupos experimentais. A massa dos órgãos foi utilizada para analisar a hipertrofia cardíaca, congestão pulmonar e hepática. A massa ventricular direita foi utlizada em cortes histológicos e para a análise de proteínas relacionadas com o remodelamento cardíaco pela técnica de Western Blot. A administração de monocrotalina provocou hipertrofia do ventrículo direito, congestão pulmonar, aumento da PDFVD, da PSVD, da dP/dtmax e da dP/dtmin nos animais MS e MT. Além disso, nos animais MS e CT, notamos uma redução nas concentrações de peróxido de hidrogênio, sugerindo uma modificação do sistema de defesa antioxidante provocada pela monocrotalina e pelo exercício físico. Já quanto ao volume de vasos, no grupo MS tivemos uma diminuição dessa variável em relação ao seu controle (CS), sendo que, o exercício físico preveniu este efeito nos animais MT em relação ao grupo MS. O exercício físico aeróbio promoveu uma redução no volume intersticial e na espessura da túnica média da artéria pulmonar nos animais MT. A monocrotalina provocou uma redução na relação p-GSK-3β/GSK-3β no grupo MT, sendo que que o exercício físico foi capaz de provocar um aumento nessa relação. Dessa forma, acreditamos que o exercício físico aeróbio possa alterar a função de proteínas redox-sensíveis e, dessa forma, modular a hipertrofia cardíaca nos animais que receberam a monocrotalina. / The Cor pulmonale induced by monocrotaline intraperitoneal administration is one of the most widel used models to study the effects of this syndrome on the cardiovascular system. This syndrome is characterized by an imbalance in cellular redox state and a consequent change in immunocontent of signaling proteins for hypertrophy and heart failure. Mostly, hydrogen peroxide is characterized as the most stable reactive oxygen species, and therefore the most involved molecule in the modulation of these signaling pathways. The aerobic exercise has been extensively studied due to the fact that it is a practice that alters the cellular redox state and thus signaling in cardiomyocytes. Thus, the aim of this study was to test the hypothesis that exercise could modulate the redox state of the right ventricle in animals treated with monocrotaline and, at the same time, cause changes in cell signaling, structure and cardiac function. Male Wistar rats approximately 180 grams of body mass were trained for four weeks after injection of monocrotaline or saline. The experimental groups (n = 6-9 animals / group) were: sedentary control (SC) - sedentary rats that received a single dose of saline (ip), sedentary monocrotaline (SM) - sedentary rats that received a single dose of monocrotaline (ip), trained control (TC) - trained rats that received a single dose of saline (ip) and trained monocrotaline (TM) - trained rats that received a single dose of monocrotaline (ip). Hemodynamic measurements were performed 24 hours after the last session of aerobic exercise. Data for end-diastolic pressure of the right ventricle (EDPRV), right ventricular systolic pressure (RVSP), maximum derived from pressure/time (dP/ dtmax) and minimum derived pressure/time (dP/dtmin) were analyzed. After hemodynamic analysis, mice were killed by cervical dislocation and their organs (heart, lung and liver) were colected. The hydrogen peroxide concentrations and GSH/GSSG are measurements with the aim of verifying the redox state in different experimental groups. The organ weights was used to analyze cardiac hypertrophy, pulmonary and hepatic congestion. A portion of the right ventricular mass was utilized for histological examination and other part fot analyze proteins related to cardiac remodeling, by Western blot. Morphometric analysis were performed after the removal of organs. Administration of monocrotaline caused right ventricular hypertrophy, pulmonary congestion, increased EDPRV, RVSP, dP/dtmax and dP/dtmin in SM and TM animals. Furthermore, in animals and SM and TC, we visualized a reduction in the concentrations of hydrogen peroxide, suggesting a change in the antioxidant defense system caused by monocrotaline and by exercise. Already for the volume of vessels in the SM group, we note a decrease of this variable in relation to its control (SC). At the same time, TM animals had an increase in the volume of vessels in relation to the SM group, showing that exercise promotes an increase in this item. The aerobic exercise promoted a decrease in interstitial volume and thickness of the muscle layer of the pulmonary artery in animals TM. The monocrotaline caused a decrease in the p-GSK-3β/GSK-3β in the TM group, showed that exercise was able to cause an increase in this ratio. Thus, we believe that aerobic exercise can alter the function of signaling proteins and thereby modulate cardiac hypertrophy in animals that received monocrotaline.

Este estudo foi delineado com o objetivo de investigar o envolvimento de vias de sinalização redox-sensíveis e a modulação destas pelo tratamento com suco de uva preta na progressão da hipertrofia ventricular compensatória à insuficiência cardíaca (IC) direita em resposta a sobrecarga de pressão crônica em modelo de hipertensão arterial pulmonar (HAP) induzida por monocrotalina (MCT). Para avaliarmos esta hipótese, utilizamos ratos Wistar machos recém desmamados, divididos quatro grupos experimentais, controle água; MCT água; controle suco; e MCT suco; tratados por seis semanas com água ou suco (10ml/kg/dia) através de sonda intragástrica. Na terceira semana, uma dose única de MCT (60mg/kg) foi administrada i.p. Ao final do protocolo, foram realizadas as avaliações ecocardiográficas e hemodinâmicas. Após os animais foram mortos por deslocamento cervical, o coração foi retirado e as câmaras separadas para as avaliações morfométricas. Todas as análises foram realizadas no tecido ventricular direito e constaram da determinação das concentrações de H2O2 e imunodetecção do conteúdo de Trx1, p-ERK1/2, p-Akt, p-JNK e caspase-3, através da técnica de Western blot. A indução de HAP por MCT após três semanas resultou em aumento na resistência vascular pulmonar, pressão sistólica e diastólica final do ventrículo direito, sem alterações na função ventricular esquerda. A presença de hipertrofia ventricular direita foi constatada, e acompanhada da ativação de p-ERK1/2 mediada pelo sistema H2O2-Trx1, associada ao aumento da expressão de caspase-3, mas não p-JNK ou p-Akt. O pré-tratamento com suco de uva resultou em melhora da resistência vascular pulmonar e parâmetros hemodinâmicos. Apesar de não reduzir a hipertrofia ventricular direita, resultou em inibição da sinalização mediada pelo H2O2 através do aumento da imunodetecção de Trx1 e redução de caspase-3. A indução de adaptação através de uma ação pró-oxidante do suco de uva pode ser um dos fatores envolvidos na melhora das respostas cardíacas. / This study was designed with the aim of investigate the involvement of redox-sensitive pathways and the role of purple grape juice treatment in the progression of compensatory ventricular hypertrophy to right heart failure in response to chronic pressure overload in monocrotaline (MCT)-induced pulmonary arterial hypertension (PAH). To test this hypothesis, we used just-weaned male Wistar rats separated in four groups: water control; water MCT; juice control; and juice MCT, treated for 6 weeks with water or purple grape juice (10ml/kg) by gavage. On the third week, a single injection of MCT (60 mg/kg body weight i.p.) or equal volume of saline was administrated. At the end of the protocol animals were assessed echocardiographycally and hemodynamically. After that, animals were killed by cervical dislocation, the heart was removed and chambers separated to morphological evaluations. All analysis was performed in the right ventricle tissue and consisted to the determination of H2O2 concentration, and protein expression of Trx1, p-ERK1/2, p-JNK and cleaved caspase-3, through Western blot technique. MCT-induced PAH resulted, after three weeks, in increased pulmonary vascular resistance, right ventricle systolic and final diastolic pressure, without any change in the left ventricular function. The right ventricle hypertrophy was evidenced and followed by H2O2-Trx1 system activation of ERK1/2 related to increased cleaved caspase-3 expression, but not p-JNK or p-Akt. The pre-treatment with purple grape juice decreased pulmonary vascular resistance and hemodynamic parameters. Despite that no changes in ventricular hypertrophy were seen, purple grape juice was capable to inhibit H2O2 signaling through a potentiaded imunodetection of Trx1 and reduced cleaved caspase-3 expression. Purple grape juice induced an adaptation process acting as a pro-oxidant agent wich may be one of the factors involved in the improvement of cardiac performance.

O infarto do miocárdio (IM) é definido como um processo de necrose dos cardiomiócitos por inadequado suprimento sanguíneo às suas demandas. Visando a manutenção das funções cardiovasculares, devido à perda de massa ventricular contrátil, modificações estruturais, elétricas e bioquímicas têm sido observadas com o passar do tempo pós-IM. Quando estas se associam com a preservação da função cardíaca, são definidas como remodelamento cardíaco (RC) bem adaptado. Por outro lado, quando associadas com a disfunção ventricular e insuficiência cardíaca, define-se como RC mal adaptado. Apesar destes RC já estarem bem caracterizados, maiores investigações são necessárias para o entendimento de seus mecanismos. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo principal avaliar o perfil da concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e o estado redox celular, além de suas associações com algumas vias de sinalização no RC após o IM. Para isso, ratos Wistar machos com aproximadamente 60 dias de vida, sob anestesia profunda, foram submetidos à oclusão da artéria coronária descendente anterior para indução do IM ou simulação deste. Feito isso, estes animais foram divididos em 6 grupos experimentais: 3 sham-operated (Sham) e 3 infartados (MI), subdivididos de acordo com o tempo em que foram eutanaziados: 2 dias, 7 dias e 28 dias após o procedimento cirúrgico. A função cardíaca foi avaliada pela ecocardiografia e pelo cateterismo do ventrículo esquerdo. Em seguida, ainda sob plano anestésico, os animais foram eutanaziados e o coração preparado para análise da concentração de H2O2, da razão GSH/GSSG e do imunoconteúdo das proteínas Akt, mTOR, GSK3 , ERK, JNK, AngII, AT1, AT2, AIF, Trx-1 e GAPDH. Confirmamos uma disfunção cardíaca associada ao desbalanço redox 28 dias pós-IM. Junto a isso, observamos uma correlação positiva entre a concentração de H2O2 e proteínas pro-apoptóticas neste tempo. Uma vez caracterizadas estas associações 28 dias pós-IM, período em que conhecidamente são observados sinais de disfunção ventricular em ratos com moderados e grandes infartos, passamos para a avaliação do perfil temporal. Neste caso, observamos um aumento da Trx-1, associado com baixas concentrações de H2O2 e menor ativação da JNK, uma conhecida proteína próapoptótica, no homogeneizado cardíaco de ratos eutanaziados 2 dias após o procedimento cirúrgico. Além do mais, demonstramos um pronunciado aumento na concentração de H2O2, assim como na ativação da JNK, nos animais infartados, entre o segundo e o sétimo dia. Justamente nesta janela temporal, pudemos observar uma queda brusca na função cardíaca e um pico do imunoconteúdo de angiotensina II. Em conjunto, estes achados sugerem uma incapacidade da Trx-1 em neutralizar a formação adicional de espécies ativas de oxigênio promovida pela maior ativação do sistema renina angiotensina. Este cenário parece ser propício para a transição do remodelamento cardíaco bem adaptado para o mal adaptado após o IM. Portanto, com o entendimento deste perfil temporal, novas estratégias terapêuticas podem ser sugeridas. / Myocardial infarction (MI) is defined as a process of cardiomyocyte necrosis due to inadequate blood supply to their demands. For the maintenance of cardiovascular function after to loss of ventricular contractile mass, structural, electrical and biochemical changes have been observed over time after MI. When these are associated with the preservation of cardiac function, are defined as adaptative cardiac remodeling (CR). Moreover, when associated with ventricular dysfunction and heart failure is defined as maladaptative CR. Despite these CR are already well characterized, further investigations are necessary to understand its mechanisms. Thus, in the present study, we investigated the profile of the concentration of hydrogen peroxide (H2O2) and cellular redox state, as well as their associations with some signaling pathways in CR post-MI. For this purpose, male Wistar rats (±60 days), under deep anesthesia, were submitted to occlusion of the left anterior descending coronary artery to induce MI or sham-operation. The animals were divided into six groups: three sham-operated (Sham) and 3 infarcted (MI), subdivided in 2 days, 7 days and 28 days after surgery. Cardiac function was assessed by echocardiography and catheterization of the left ventricle. Then, still under anesthesia, the animals were euthanized and the heart prepared for analysis of the concentration of H2O2, the GSH/GSSG and immunocontent protein Akt, mTOR, GSK-3 , ERK, JNK, AngII, AT1, AT2, AIF, Trx-1 and GAPDH. We confirm a cardiac dysfunction associated with redox imbalance 28 days post-MI. Moreover, we observed a positive correlation between the concentration of H2O2 and pro-apoptotic proteins at this time. Once characterized these associations 28 days post-MI, period which notoriously are observed signs of ventricular dysfunction in rats with moderate and large infarcts, we to evaluate the temporal profile. In this case, we observed an increase of Trx-1 that was associated with low concentrations of H2O2 as well as with a decreased activation of JNK, a known pro-apoptotic protein, in heart homogenates of rats euthanized 2 days after surgery. Furthermore, we demonstrate a pronounced increase in the concentration of H2O2, as well as in the activation of JNK in infarcted animals, between the second and seventh days. In this period, we also could see a sharp decline in cardiac function and a peak immunocontent of angiotensin II. Taken together, our results suggest an inability of Trx-1 in counterregulated the formation of additional reactive oxygen species promoted by increased activation of the renin angiotensin system. This scenario seems to be favorable to the transition of adaptative to maladaptative CR post-MI. Therefore, with the understanding of this temporal profile, new therapeutic strategies can be suggested.

O Cor pulmonale induzido pela administração intraperitoneal de monocrotalina é um dos modelos mais utilizados para estudar os efeitos dessa síndrome sobre o sistema cardiovascular. Essa síndrome é caracterizada por um desequilíbrio no estado redox celular e uma consequente alteração no imunoconteúdo de proteínas sinalizadoras para a hipertrofia e insuficiência cardíaca. Normalmente, o peróxido de hidrogênio caracteriza-se como a espécie reativa do oxigênio mais estável, e por isso, a molécula mais envolvida com a modulação dessa sinalização. O exercício físico aeróbio tem sido extensamente estudado devido ao fato de ser uma prática que altera o estado redox celular e, consequentemente, a sinalização nos cardiomiócitos. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o exercício físico poderia modular o estado redox no ventrículo direito em animais tratados com monocrotalina e, ao mesmo tempo, provocar alterações na sinalização celular, estrutura e função cardíaca. Ratos Wistar machos com aproximadamente 180 gramas de massa corporal foram treinados por quatro semanas após a injeção de monocrotalina ou solução salina. Os grupos experimentais (n=6-9 animais/grupo) foram: controle sedentário (CS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de solução salina (i.p), monocrotalina sedentário (MS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p), controle treinado (CT) - ratos treinados que receberam uma dose única de solução salina (i.p) e monocrotalina treinado (MT) - ratos treinados que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p). As medidas hemodinâmicas foram realizadas após 24 horas da última sessão de exercício físico aeróbio. Os dados de pressão diastólica final do ventrículo direito (PDFVD), pressão sistólica do ventrículo direito (PSVD), derivada pressão/tempo máxima (dP/dtmax) e derivada pressão/tempo mínima (dP/dtmin) foram analisados. Após a análise hemodinâmica, os ratos foram mortos por deslocamento cervical e seus órgãos (coração, pulmão e fígado) foram coletados para análises morfométricas, bioquímicas e moleculares. As concentrações de peróxido de hidrogênio e a relação GSH/GSSG foram medidas obtidas com o objetivo de verificar o estado redox nos diferentes grupos experimentais. A massa dos órgãos foi utilizada para analisar a hipertrofia cardíaca, congestão pulmonar e hepática. A massa ventricular direita foi utlizada em cortes histológicos e para a análise de proteínas relacionadas com o remodelamento cardíaco pela técnica de Western Blot. A administração de monocrotalina provocou hipertrofia do ventrículo direito, congestão pulmonar, aumento da PDFVD, da PSVD, da dP/dtmax e da dP/dtmin nos animais MS e MT. Além disso, nos animais MS e CT, notamos uma redução nas concentrações de peróxido de hidrogênio, sugerindo uma modificação do sistema de defesa antioxidante provocada pela monocrotalina e pelo exercício físico. Já quanto ao volume de vasos, no grupo MS tivemos uma diminuição dessa variável em relação ao seu controle (CS), sendo que, o exercício físico preveniu este efeito nos animais MT em relação ao grupo MS. O exercício físico aeróbio promoveu uma redução no volume intersticial e na espessura da túnica média da artéria pulmonar nos animais MT. A monocrotalina provocou uma redução na relação p-GSK-3β/GSK-3β no grupo MT, sendo que que o exercício físico foi capaz de provocar um aumento nessa relação. Dessa forma, acreditamos que o exercício físico aeróbio possa alterar a função de proteínas redox-sensíveis e, dessa forma, modular a hipertrofia cardíaca nos animais que receberam a monocrotalina. / The Cor pulmonale induced by monocrotaline intraperitoneal administration is one of the most widel used models to study the effects of this syndrome on the cardiovascular system. This syndrome is characterized by an imbalance in cellular redox state and a consequent change in immunocontent of signaling proteins for hypertrophy and heart failure. Mostly, hydrogen peroxide is characterized as the most stable reactive oxygen species, and therefore the most involved molecule in the modulation of these signaling pathways. The aerobic exercise has been extensively studied due to the fact that it is a practice that alters the cellular redox state and thus signaling in cardiomyocytes. Thus, the aim of this study was to test the hypothesis that exercise could modulate the redox state of the right ventricle in animals treated with monocrotaline and, at the same time, cause changes in cell signaling, structure and cardiac function. Male Wistar rats approximately 180 grams of body mass were trained for four weeks after injection of monocrotaline or saline. The experimental groups (n = 6-9 animals / group) were: sedentary control (SC) - sedentary rats that received a single dose of saline (ip), sedentary monocrotaline (SM) - sedentary rats that received a single dose of monocrotaline (ip), trained control (TC) - trained rats that received a single dose of saline (ip) and trained monocrotaline (TM) - trained rats that received a single dose of monocrotaline (ip). Hemodynamic measurements were performed 24 hours after the last session of aerobic exercise. Data for end-diastolic pressure of the right ventricle (EDPRV), right ventricular systolic pressure (RVSP), maximum derived from pressure/time (dP/ dtmax) and minimum derived pressure/time (dP/dtmin) were analyzed. After hemodynamic analysis, mice were killed by cervical dislocation and their organs (heart, lung and liver) were colected. The hydrogen peroxide concentrations and GSH/GSSG are measurements with the aim of verifying the redox state in different experimental groups. The organ weights was used to analyze cardiac hypertrophy, pulmonary and hepatic congestion. A portion of the right ventricular mass was utilized for histological examination and other part fot analyze proteins related to cardiac remodeling, by Western blot. Morphometric analysis were performed after the removal of organs. Administration of monocrotaline caused right ventricular hypertrophy, pulmonary congestion, increased EDPRV, RVSP, dP/dtmax and dP/dtmin in SM and TM animals. Furthermore, in animals and SM and TC, we visualized a reduction in the concentrations of hydrogen peroxide, suggesting a change in the antioxidant defense system caused by monocrotaline and by exercise. Already for the volume of vessels in the SM group, we note a decrease of this variable in relation to its control (SC). At the same time, TM animals had an increase in the volume of vessels in relation to the SM group, showing that exercise promotes an increase in this item. The aerobic exercise promoted a decrease in interstitial volume and thickness of the muscle layer of the pulmonary artery in animals TM. The monocrotaline caused a decrease in the p-GSK-3β/GSK-3β in the TM group, showed that exercise was able to cause an increase in this ratio. Thus, we believe that aerobic exercise can alter the function of signaling proteins and thereby modulate cardiac hypertrophy in animals that received monocrotaline.