Glioblastomas são a forma mais comum de tumores cerebrais primários e, apesar do tratamento, os pacientes com estes tumores têm um prognóstico muito ruim. Os nucleotídeos da adenina (ATP, ADP e AMP) e também a adenosina possuem muitas funções importantes em condições fisiológicas e patológicas em vários organismos. O ATP é uma importante molécula sinalizadora no SNC, e os nucleotídeos e nucleosídeos podem induzir a proliferação de linhagens celulares de gliomas. Na invasão dos gliomas dois mecanismos podem liberar ATP: a morte excitotóxica do tecido adjacente e a lesão causada pela ressecção do tumor, que é o tratamento de primeira linha nestes casos. Neste estudo foram observados os efeitos do ATP extracelular na citotoxicidade em linhagens celulares de glioma humano U138 e na linhagem C6 de ratos, comparado com culturas organotícias de hipocampo. A citotoxicidade do ATP (0.1mM, 0.5mM, 5mM) foi medida usando os ensaios de incorporação de iodeto de propídeo e ensaio da lactato desidrogenase. O ensaio de caspases foi realizado para identificar à morte apoptótica. Os resultados mostraram que as células de gliomas apresentam resistência a morte induzida pelo ATP quando comparados com o tecido normal. Altas concentrações de ATP (5mM) induziram à morte celular após 24 h de tratamento em culturas organotípicas, mas não nas linhagens de gliomas estudados. Os nucleotídeos são hidrolisados muito lentamente pelas linhagens de gliomas, o que foi confirmado pela baixa expressão das enzimas NTPDases quando comparado com astrócitos. Portanto, para testar o papel do ATP extracelular no mecanismo de implante e crescimento dos gliomas, um milhão destas células de gliomas foram injetadas em 3µl de DMEM no estriado direito de ratos Wistar, e foi testada a co-injeção da enzima apirase no tratamento dos gliomas implantados. Após 20 dias, os ratos foram mortos e o cérebro foi seccionado e corado com hematoxilina e eosina. Nossos resultados mostraram que os ratos que sofreram co-injeção de apirase tiveram uma redução significativa no tamanho do tumor e menor índice mitótico (p<0,05), bem como menor imunodetecção para Ki67, VEGF e CD31 quando comparado com os grupos controle e controle apirase. A medida da hidrólise enzimática dos nucleotídeos no soro pode contribuir no diagnóstico de lesão celular em muitas condições patológicas. Com o objetivo de avaliar a atividade enzimática da ATPase, ADPase e AMPase in vivo, amostras de soro foram coletadas vinte dias após o implante dos gliomas em ratos. Os ratos com indução de gliomas mostraram um aumento significativo na hidrólise de ATP, ADP e AMP quando comparado com os respectivos controles. O tratamento com o fármaco temozolomida e com 10% dimetil sulfoxida diminuiu a hidrólise dos nucleotídeos. Nenhum dos animais incluídos neste trabalho apresentaram alterações significativas na atividade das enzimas alanina aminotransferase, aspartato aminotransferase e fosfatase alcalina. Nossos dados indicam que o ATP pode ter uma função importante no crescimento do glioma, pois quando liberado pode induzir a morte celular do tecido normal ao redor do tumor, abrindo espaço para o rápido crescimento e invasão do tumor. As avaliações da hidrólise dos nucleotídeos da adenina no soro podem ajudar no acompanhamento da progressão dos tumores cerebrais.

A asfixia perinatal está entre as principais causas diretas de óbito neonatal, sendo um grande determinante de morbidade e comprometimento neurológicos. Sua origem é associada à inadequada perfusão e oxigenação tecidual. Assim, o tipo de dano causado pela asfixia tem relação com o tempo de duração e com a fase do desenvolvimento fetal. Respostas fisiológicas adaptativas, tais como o direcionamento do fluxo sanguíneo para órgãos vitais e o aumento do metabolismo anaeróbico, nem sempre são suficientes para evitar a ocorrência de alterações significativas nas reservas energéticas, na atividade da enzima Na+/K+-ATPase e na concentração de glutamato extracelular. Fêmeas de ratos Wistar, no 22° dia de prenhes foram submetidas à cesariana para a remoção dos dois cornos uterinos. Naquele com menor número de fetos foi realizada a incisão imediata para obtenção dos animais controles. O outro corno uterino foi isolado e mantido em solução salina a 37°C por 15 min para ocasionar a asfixia intra-uterina. Alguns controles foram decapitados imediatamente (controle agudo) enquanto outros foram estimulados a respirar e mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (controle com recuperação). Ao término da asfixia, alguns neonatos foram imediatamente decapitados (asfixiado agudo) e os restantes foram mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (asfixiado com recuperação). No presente estudo, foram determinados os níveis de lactato plasmático, de glicemia, a quantidade de glicogênio no fígado, no músculo esquelético, no córtex cerebral e no hipocampo. Também foram avaliados os níveis de ATP no córtex cerebral e a captação de glutamato no córtex cerebral. A avaliação da atividade da Na+/K+-ATPase foi realizada somente no córtex cerebral, nos sinaptossomas obtidos deste tecido e no hipocampo dos grupos agudo. Os resultados indicam que a asfixia perinatal causou aumento significativo na lactacidemia e na glicemia dos animais asfixiados do grupo agudo e do grupo asfixiado com recuperação. Houve redução significativa na quantidade de glicogênio do fígado e do músculo esquelético dos demais grupos em relação ao grupo controle agudo. No córtex cerebral, foi identificada redução significativa de glicogênio no grupo asfixiado agudo e no grupo asfixiado com recuperação em relação aos respectivos grupos controle. Não foi encontrada redução significativa nos níveis de glicogênio do hipocampo nos grupos asfixiado agudo e com recuperação, em relação aos grupos controle. A concentração de ATP diminuiu significativamente no grupo asfixiado e no grupo asfixiado com recuperação em relação ao controle agudo. Não houve diferença significativa na captação de glutamato, no córtex cerebral dos asfixiados agudo e com recuperação. A atividade da enzima Na+/K+-ATPase não foi alterada significativamente nos grupos asfixiado agudo. Conclui-se que a asfixia perinatal causou alterações no metabolismo dos animais, as quais perduraram após 60 min de recuperação. Os resultados sugerem que o córtex cerebral possui uma grande capacidade adaptativa frente à asfixia, o que poderia explicar a manutenção do transporte de glutamato mesmo com uma redução significativa nos níveis de ATP neste tecido. Estudos adicionais serão necessários para identificar estes mecanismos adaptativos que parecem causar diferentes efeitos após a asfixia no córtex cerebral e no hipocampo. / Perinatal asphyxia is among the major direct causes of neonatal death, being a great determinant of morbidity and neurological impairment. Its origin is associated with inadequate tissue oxygenation and perfusion. Thus, the type of damage caused by asphyxia is related to its duration and stage of fetal development. Physiological responses promote adaptation across the perinatal asphyxia, such as the blood flow’s shunting to vital organs and anaerobic metabolism increasing. However, sometimes adaptive responses are not enough to compensate effects of asphyxia, causing significant changes in energy reserves, Na+/K+-ATPase enzyme activity and glutamate extracellular concentration. Female Wistar rats on day 22° of pregnant were subjected to cesarean section and both uterine horns were removed. Control animals fetuses were obtained through immediate incision of one uterine horn. The other one was isolated and maintained in 0.9 % saline solution at 37°C, for 15 min, to obtain asphyxiated neonates. Some controls were immediately decapitated (acute control), while others were stimulated to breathe and kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (control with recovery). At the end of asphyxia, some neonates were immediately decapitated (acute asphyxia) and the remaining were kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (asphyxia with recovery). In this study, the levels of lactate, glucose, the amount of glycogen in the liver, skeletal muscle, cerebral cortex and hippocampus were determined. ATP levels so as glutamate uptake in the cerebral cortex were also evaluated. Then, the Na+/K+-ATPase activity assay from acute groups was performed in hippocampal tissue, cerebral cortex and synaptosomes obtained from cerebral cortex. These results indicate that perinatal asphyxia caused in acute asphyxia group and asphyxia with recovery group significant increases plasmatic lactate and glucose. In cerebral cortex, acute asphyxia and asphyxia with recovery group showed significant glycogen reduction compared to respective control groups. Differently, it was not observed in hippocampus. ATP concentrations decreased in acute asphyxia and asphyxia with recovery group compared to acute control. There was no significant difference in glutamate uptake of cerebral cortex in acute asphyxia and asphyxia with recovery. Na+/ K+-ATPase enzyme activity was not altered in acute asphyxia related to acute control group. In conclusion, perinatal asphyxia caused changes in animal metabolism, which persisted after 60 min of recovery. Moreover, cerebral cortex after asphyxia, even with a significant reduction in ATP levels, is more capable to maintain glutamate transport compared to hippocampus. More studies are necessary to identify mechanisms that cause different effects in cerebral cortex and hippocampus.

Doctor en Bioquímica / Herp es una proteína residente de la membrana del retículo endoplásmico que regula la degradación de proteínas a través del proteosoma. Este efecto lo ejerce principalmente regulando la formación del complejo de degradación de proteínas asociado al retículo endoplásmico (ERAD). Además, Herp se ha vinculado con la regulación del Ca2+ intracelular y citoprotección frente al estrés de retículo. Se desconoce si Herp tiene un efecto citoprotector frente al estrés oxidativo y los mecanismos por los cuales podría ejercer esta función. En esta tesis se planteó como hipótesis de trabajo que “Herp es una proteína inducida por H2O2 que regula la sobrevida celular, modulando la degradación del receptor de IP3 y la transferencia de Ca2+ a la mitocondria”. Para probar esta hipótesis se establecieron los siguientes objetivos específicos: -Establecer si el H2O2 estimula la expresión de Herp en células Hela. -Determinar si Herp regula los niveles intracelulares de Ca2+ dependientes de H2O2 -Determinar si Herp regula el traspaso de Ca+2 del retículo endoplásmico a la mitocondria por modulación del IP3R, en células Hela expuestas a H2O2. -Establecer si Herp tiene un papel citoprotector frente al H2O2 por regulación del Ca2+ intracelular. Los resultados mostraron que Herp aumenta sus niveles frente a el tratamiento con H2O2 en forma rápida, antes de los 30 min post estimulo, por un mecanismo transcripcional y traduccional. Esta respuesta es importante para la sobrevida celular frente a agentes que producen estrés oxidativo. Las células que poseen bajos niveles de la proteína Herp son más sensibles a la muerte producida por H2O2 que las células controles. También las células con menores niveles de Herp presentaron cinéticas de Ca2+ intracelular y mitocondrial diferentes en respuesta al H2O2, comparado con los controles. Estos cambios se debieron a una desregulación en los niveles del IP3R dado que Herp reguló su degradación a través de la vía proteosomal. Nuestros resultados sugieren que Herp mantiene los niveles normales de IP3R, regulando así la entrada de Ca2+ a la mitocondria. De este modo, Herp evita la sobrecarga de Ca2+ mitocondrial, apertura del poro de transición mitocondrial y posterior apoptosis en respuesta a estímulos nocivos como el H2O2. Junto con lo anterior, nuestros estudios mostraron que Herp regula el metabolismo mitocondrial, lo cual tienen repercusiones en la proliferación celular y la sensibilidad de las células a antineoplásicos. Las células HeLa con bajos niveles de Herp mostraron un metabolismo mitocondrial aumentado por un mayor influjo de Ca2+ mitocondrial vía IP3R. Estas células basalmente presentaron mayores niveles del IP3R. Tanto células Hela como células U2OS con bajos niveles de la proteína Herp presentaron una mayor sensibilidad a la muerte frente a una batería de antineoplásicos, probablemente producto de los cambios metabólicos anteriormente mencionados. Estos resultados sugieren que la proteína Herp podría ser un posible blanco terapéutico contra el cáncer. En resumen, Herp regula los niveles del IP3R de forma basal en las células Hela, de esta manera mantiene la homeostasis del Ca2+ mitocondrial, regulando la apertura del poro de transición mitocondrial y la función mitocondrial. En ausencia de la proteína ocurre una desregulación en la homeostasis del Ca2+ intracelular y mitocondrial, lo que produce aumentos de la actividad mitocondrial y mayor sensibilidad de las células a agentes nocivos como el H2O2 y quimioterapéuticos / Herp is a resident membrane protein of the endoplasmic reticulum (ER) that regulates protein degradation via proteasome. This effect is primarily done by regulating the formation of the ER-associated protein degradation (ERAD) complex. In addition, Herp regulates intracellular Ca2+ levels and stimulates cytoprotection against ER stress. It is unknown whether Herp protects against oxidative stress and the molecular mechanisms involved in this action. Our working hypothesis was "Herp is a H2O2-inducible protein that regulates cell survival by modulating IP3 receptor degradation and transfer of Ca2+ into mitochondria". To test this, the following specific objectives were established: -To assess whether H2O2 stimulates Herp expression in Hela cells. -To determine if Herp regulates H2O2-dependent intracellular Ca2+ levels. -To evaluate whether Herp regulates Ca2+ transfer from the ER to mitochondria by modulating IP3R in Hela cells exposed to H2O2. -To assess if Herp has a cytoprotective role against H2O2 by regulating intracellular Ca2+ levels. The results showed that the Herp levels rapidly increase in response to exogenous H2O2 by a mechanism involving transcriptional and translational regulation. This response was important for cell survival against agents producing oxidative stress. Cells with low levels of protein Herp exposed to H2O2 were more sensitive to die than controls, showing a different intracellular and mitochondrial Ca2+ kinetics and desregulation of IP3 receptor levels. Our results suggest that Herp maintains normal levels of IP3R, thus regulating Ca2+ entry to the mitochondria. Thus Herp seems to prevent mitochondrial Ca2+ overload, mitochondrial transition pore opening and apoptosis in response to H2O2. HeLa cells with low mitochondrial metabolism Herp depicted increased mitochondrial Ca2+ influx via IP3 receptors. These cells had higher baseline levels of IP3R. Both Hela and U2OS cells with low Herp levels depicted a higher sensitivity to antineoplasic drugs due to the aforementioned metabolic changes. These results suggest that the Herp protein could be a potential therapeutic target for cancer. In summary, Herp regulates IP3 receptor basal levels in HeLa cells maintaining mitochondrial Ca2+ homeostasis and thereby regulating mitochondrial transition pore opening and cell survival / Conicyt; Fondap

Made available in DSpace on 2016-03-15T14:17:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 7.pdf: 1019934 bytes, checksum: df1b248bb9c258918248c73b73272de2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Fármacos/Farmanguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Uridina 5'-trifosfato trissódica (UTPt) e citidina 5'-monofosfato dissódica (CMPd) são nucleotídeos pirimidínicos do ácido nucleico. Eficácia e segurança de fármacos baseados na UTPt e CMPd, usados no tratamento para neuropatias periféricas já foram estudadas, no entanto informações sobre farmacocinética desses fármacos ainda não são conhecidas. O objetivo deste estudo foi propor metodologias para quantificar UTPt e CMPd em matrizes biológicas, baseando-se numa revisão sistemática da literatura. Levando em consideração que a biodisponibilidade das pirimidinas, durante as neuropatias periféricas é diferente da observada em voluntários sadios, os dados disponíveis acerca das concentrações plasmáticas do UTPt e CMPd não devem ser usados para estimar a dose de fármacos baseados nessas pirimidinas. Para diferenciar pirimidinas endógenas e exógenas em matrizes biológicas, estas últimas devem ser marcadas, antes da administração, com material radioativo tais como trício [3H] ou carbono 14 [14C]. Além disso, a cromatografia líquida de alta performance é a técnica mais aplicada para identificação e quantificação de pirimidinas radioativas. Nós concluímos que a radiomarcação de UTPt e CMPd, seguida de separação cromatográfica e detecção por UV e cintilografia líquida, seria uma metodologia factível para estudos de detecção e quantificação de derivados de UTPt e CMPd em matriz biológica / Pyrimidines uridine 5'-triphosphate trisodium (UTPt) and cytidine 5'-monophosphate disodium (CMPd) are standard nucleosides which make up nucleic acids. Efficacy and safety from UTPt and CMPd based drugs on peripheral neuropathies has already been studied. However, information regarding pharmacokinetics of UTPt and CMPd based drugs during pathological condition remains unknown. The aim of this study was to propose methodologies to quantify UTPt and CMPd in biological matrices, based on a systematic literature review. Concerning that the bioavailability of pyrimidines during peripheral neuropathies is different of observed in healthy volunteers, the available data regarding plasmatic levels of UTPt and CMPd should not be used to estimate the dose of UTPt and CMPd based drugs. Furthermore, to differentiate endogenous and exogenous pyrimidines in biological matrices the exogenous pyrimidines must be labeled with [3H] or [14C] before administration. Next, high-performance liquid chromatography (HPLC) has been the most applied technique for identification and quantitation of radiolabeled pyrimidines. We concluded that UTPt and CMPd radiolabelling, followed by chromatographic separation and detection by UV and liquid scintigraphy, is a feasible methodology for detection and quantitation of UTPt and CMPd derivatives in biological matrices.

O núcleo do trato solitário rostral (NTSr), localizado no bulbo, é considerado a primeira estação sináptica para a integração da informação sensorial ao sódio e envia e recebe projeções de diferentes áreas encefálicas envolvidas com o controle do equilíbrio hidroleletrolítico, incluindo o núcleo parabraquial lateral (NPBL) na ponte. A ativação de receptores adrenérgicos alfa2, purinérgicos ou GABAérgicos do NPBL promove uma facilitação da ingestão de sódio hipertonico. Portanto, os objetivos do presente estudo foram: a) testar se o bloqueio do NTSr altera o comportamento de ingestão de sódio hipertônico; b) testar se a ativação de receptores GABAérgicos do NPBL altera a palatabilidade ao sódio; e c) investigar se há uma interação entre o mecanismo adrenérgico e purinérgico do NPBL para o controle da ingestão de sódio. Foram utilizados ratos Wistar ou Holtzman (290-320g) com cânulas implantadas bilateralmente em direção ao NPBL ou NTSr. Em ratos depletados de sódio (tratamento com furosemida 20 mg/kg s.c. seguido de dieta deficiente de sódio por 24 h), a administração bilateral de cloreto de cobalto (bloqueador da transmissão sináptica, 1 mM/0,1 μl) no NTSr promoveu um discreto aumento da ingestão de sódio (16,81,9 ml/60 min), enquanto que não houve alteração da ingestão de sódio após as injeções de muscimol (agonista de receptores GABAA, 120 pmol/0,1 μl) (11,52,7 ml/60 min) em relação ao tratamento controle (salina: 11,11,4 ml/60 min). Em ratos saciados, administração de muscimol no NPBL não alterou o número de respostas hedônicas (8918) ou aversivas (2416) em resposta a infusão intra-oral de NaCl 0,3 M em comparação ao controle (salina: 11715 e 2310, respectivamente). Por último, em animais depletados de sódio, injeções bilaterais de moxonidina (agonista de receptores adrenérgicos alfa2/imidazólicos, 0,5 nmol/0,2 μl) no NPBL aumentaram a ingestão de NaCl 0,3 M (29,27,6, vs. veículo: 16,32,6 ml/120 min) e de água (5,11,4, vs. veículo: 1,60,8 ml/120 min). A prévia administração bilateral de suramin (antagonista purinérgico P2 não seletivo, 2 nmol/0,2 μl) no NPBL reduziu os efeitos da moxonidina sobre a ingestão de NaCl 0,3 M (14,06,9 ml/120 min) e de água (1,6 0,5 ml/120 min). Porém, apenas a injeção de suramin no NPBL quase aboliu a ingestão de NaCl 0,3 M (2,52,4 ml/120 min) e aboliu a ingestão de água (0,10,1 ml/120 min). Em outro grupo de ratos, moxonidina injetada no NPBL aumentou a ingestão de NaCl 0,3 M (29,7±4,2, vs. veículo: 18,9±0,7 ml/120 min). Apenas a administração bilateral de PPADS (antagonista de receptores purinérgicos P2X, 4,0 nmol/0,2 μl) no NPBL não alterou a ingestão de NaCl 0,3 M (18,5±4,6 ml/120 min). O pré-tratamento com PPADS no NPBL bloqueou os efeitos da moxonidina sobre a ingestão de NaCl 0,3 M (14,3±4,1 ml/120 min). Em suma, os presentes resultados sugerem que: a) o bloqueio da transmissão sináptica do NTSr pode facilitar a ingestão de sódio; b) o bloqueio de receptores GABAérgicos do NPBL parece não alterar as respostas comportamentais oro-faciais de percepção ao sabor ao sódio hipertônico; e c) há uma importante interação entre o mecanismo purinérgico e adrenérgico alfa2 do NPBL para o controle da ingestão de sódio hipertônico induzida por depleção de sódio / The rostral portion of the nucleus of the solitary tract (rNTS), located in the medulla oblongata, is considered the first synaptic relay for integration of sodium taste sensorial information. The rNTS receives and send projections to different forebrain and hindbrain areas related to hydroeletrolitic balance control, including the lateral parabrachial nucleus (LPBN) in the pons. Separate activation of alpha2-adrenergic and P2 purinergic receptor, as well as GABAergic receptor activation, in LPBN facilitates hypertonic NaCl intake. Therefore, the aims of the present study were: a) to test if the inhibition of rNTS would change sodium-depletion induced sodium intake; b) to test if the LPBN GABAergic mechanism interfere with sodium palatability; and c) to investigate the effects of the blockage of purinergic receptors of the LPBN on the facilitation of 0.3 M NaCl intake induced by alpha2-adrenoceptor activation into the LPBN. Thus, male Wistar or Holtzman rats received bilateral LPBN or rNTS cannulas. In sodium-depleted (furosemide, 20 mg/kg b. wt. subcutaneously combined with sodium deficient diet for 24 h) male rats, bilateral injections of cobalt chloride (synaptic blocker, 1 mM/0.1 μl) caused a small increase (16.81.9 ml/60 min), while muscimol (GABAA receptor agonist, 120 pmol/0.1 μl) injections did not change sodium-depletion induced sodium intake (11.52.7 ml/60 min) in comparison to control treatment (11.11.4 ml/60 min). In satiated rats treated with muscimol (0.5 nmol/0.2 μl) injections into the LPBN, the number of hedonic (89 18) and aversive (2416) responses to intra-oral infusion of 0.3 M NaCl were not different from those observed after LPBN saline injections (11715 e 2310, respectively). Finally, in sodium-depleted rats bilateral LPBN injections of moxonidine (alpha2 adrenergic/imidalozine receptor agonist, 0.5 nmol/0.2 μl) into the LPBN increased sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake (29.27.6, vs. vehicle: 16.32.6 ml/120 min) and water intake (5.11.4, vs. vehicle: 1.60.8 ml/120 min). Pretreatment with suramim (non-selective P2 purinergic antagonist, 2 nmol/0.2 μl) abolished the effects of moxonidine on 0.3 M NaCl intake (14.06.9 ml/120 min) and water intake (1.60.5 ml/120 min). However, suramim alone into the LPBN almost abolished 0.3 NaCl intake (2.52.4 ml/120 min) and abolished water intake (0.10.1 ml/120 min) by sodium depleted rats. In another group of rats, bilateral injections of moxonidine (0.5 nmol/0.2 μl) into the LPBN increased sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake (29.7±4.2, vs. vehicle: 18.9±0.7 ml/120 min). The P2X purinergic antagonist PPADS (pyridoxalphosphate-6-azophenyl-2',4'-disulfonic acid, 4 nmol/0.2 μl) alone into the LPBN did not change 0.3 NaCl intake (18.5±4.6 ml/120 min).Therefore pretreatment with PPADS into the LPBN abolished the effects of moxonidine on 0.3 M NaCl intake (14.3±4.1 ml/120 min). In summary, present results suggest that a) synaptic blockade into rNTS might facilitate sodium intake; b) GABAergic mechanisms into the LPBN are not involved with sodium palatability in satiated ratsand c) α2-adrenergic and P2X purinergic receptors interact in the LPBN to facilitate sodium intake. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-05-10T11:19:25Z No. of bitstreams: 1 TES_MARINA_PETERSEN_GEHRING_COMPLETO.pdf: 5818535 bytes, checksum: 5b089589ca820b17117fd0c8e9d1cc90 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T11:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_MARINA_PETERSEN_GEHRING_COMPLETO.pdf: 5818535 bytes, checksum: 5b089589ca820b17117fd0c8e9d1cc90 (MD5) Previous issue date: 2016-01-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Gliomas represent the most common class of malignant tumors of the central nervous system being the most aggressive, and lethal brain tumors in primary brain tumors. Among the treatments, radiation is one of the most used therapies, but the intrinsic radioresistance of these tumors remains a critical problem in the management of these patients. Currently it is known that the effect of radiation extends beyond the directly cytotoxicity caused in tumor cells. Radiation therapy appears to induce an immunogenic cell death that among the features is ATP release. The ATP can cause cytotoxicity via P2X7 receptor and also acts as a sign of damage activating the immune system. The ATP can be hydrolyzed by enzymes of the purinergic system, among them the ectonucleotidase CD39, to adenosine, which has an opposite effect to ATP, causing immunosuppression. The radiation-induced ATP release and the ability of this nucleotide in modulate immune responses raised the hypothesis about the purinergic signaling participation in the tumor and immune cells response to radiation. Therefore, this study investigated: i) the role of ectonucleotidase CD39/NTPDase1 in the radiation-induced immune response in gliomas, ii) the importance of ATP-P2X7 receptor in the gliomas response to radiotherapy. Using knockout mice for CD39/NTPDase1, we observed that the deletion of this enzyme combined with radiotherapy significantly reduced the immunosuppressive cells Tregs in the tumor and spleen, attenuated the infiltration of myeloid derived suppressor cells caused by radiation and increased CCR7 expression in splenic dendritic cells and macrophages, indicating the presence of freshly mobilized antigen presenting cells available to differentiate in immune-effector cells that sustain a more prolonged antigen-specific T-cell?mediated immune response. Thereby, showing that blocking the activity of CD39/NTPDase1 can control immunosuppressive mechanisms generated by the tumor and promises to improve the radiotherapy response. Furthermore, in this study we observed that radiation actives the P2X7 receptor and by silencing this receptor on the GL261 glioma cell line, we have shown that radiotherapy is less efficient in vivo when compared with mice injected with GL261 WT cells, which constitutively express the P2X7 receptor. We also showed that patients with glioma that overexpress the P2X7 receptor, showed a better response to radiotherapy, revealing the importance of the expression of this receptor on glioma cells as a useful marker to analyze the tumor sensitivity to radiation and a successful radiotherapy response. In summary, our data shed light on the purinergic signaling for modulating the radiotherapy response in gliomas. / Os gliomas representam a classe mais comum de tumores malignos do sistema nervoso central, sendo o tumor cerebral mais agressivo e letal entre os tumores cerebrais prim?rios. Dentre os tratamentos, a radia??o ? uma das terapias mais utilizadas, por?m a radiorresist?ncia intr?nseca destes tumores continua a ser um problema cr?tico na gest?o de destes pacientes. Atualmente, sabe-se que o efeito da radia??o se estende al?m da citotoxicidade direta causada nas c?lulas tumorais. A radioterapia parece induzir uma morte celular imunog?nica, que entre as caracter?sticas est? a libera??o de ATP. O ATP pode causar citotoxicidade atrav?s do receptor P2X7 e tamb?m atua como um sinal de dano celular ativando o sistema imune. O ATP pode ser hidrolisado por enzimas do sistema purin?rgico, dentre elas a ectonucleotidase CD39/NTPDase1, ? adenosina, que tem um efeito aposto ao ATP, causando imunossupress?o. A secre??o de ATP induzida pela radioterapia e a capacidade deste nucleot?deo em modular a resposta imune, levantou a hip?tese da participa??o da sinaliza??o purin?rgica na resposta de c?lulas tumorais ? radia??o e na resposta imune induzida pela radioterapia. Portanto, neste estudo visou-se investigar: i) o papel da ectonucleotidase CD39/NTPDase1 na resposta imune induzida pela radioterapia em gliomas, ii) a import?ncia da via ATP-receptor P2X7 na resposta de gliomas ? radioterapia. Atrav?s de camundongos knockout para a enzima CD39/NTPDase1, observamos que a dele??o desta enzima combinada com a radioterapia reduziu significativamente as c?lulas imunossupressoras Tregs no tumor e no ba?o, atenuou a infiltra??o de c?lulas mieloides supressoras causada pela radia??o, e aumentou a express?o de CCR7 em c?lulas dentr?ticas e macr?fagos localizados no ba?o, indicando a presen?a c?lulas apresentadoras de ant?geno rec?mmobilizadas e dispon?veis para se diferenciarem em c?lulas imunes efetoras que sustentam uma resposta imune mais prolongada mediada por c?lulas T ant?geno espec?ficas. Deste modo, mostrou-se que o bloqueio da atividade da CD39/NTPDase1 pode controlar mecanismos imunossupressores gerados pelo tumor e promete melhorar a resposta ? radioterapia. Al?m disso, neste estudo observou-se que a radioterapia ativa o receptor P2X7 e atrav?s do silenciamento deste receptor na linhagem de glioma GL261, demonstramos que a radioterapia foi pouco eficiente in vivo, quando comparado com camundongos injetados com a GL261 WT, que expressa constitutivamente o receptor P2X7. Tamb?m demonstramos que pacientes com glioma que expressaram mais o receptor P2X7, apresentaram uma melhor resposta a radioterapia, revelando a import?ncia da express?o deste receptor em c?lulas de glioma como um marcador ?til para analisar a sensibilidade tumoral ? radioterapia e para uma resposta bem-sucedida ? radioterapia. Em suma, nossos dados lan?am luz sobre a sinaliza??o purin?rgica para a modula??o da resposta ? radioterapia em gliomas.

Orientador: Fabio Ermínio Mingatto / Banca: Cézar Rangel Pestana / Banca: Guilherme de Paula Nogueira / Resumo: Abamectina (ABA), pertencente à família das avermectinas é utilizada mundialmente como parasiticida, porém a intoxicação por ABA pode prejudicar o funcionamento hepático. Existem substâncias que quando metabolizadas exercem atividade tóxica, afetando a função de importantes organelas como a mitocôndria, responsável por uma variedade de processos bioquímicos, como a produção de ATP e morte celular. O objetivo desse estudo foi caracterizar o mecanismo de toxicidade da ABA em hepatócitos isolados de ratos e avaliar se esse efeito é dependente do seu metabolismo. A toxicidade da ABA foi avaliada monitorando o consumo de oxigênio e o potencial de membrana mitocondrial, concentração intracelular de ATP, viabilidade celular por meio da liberação das enzimas ALT e AST, homeostase intracelular Ca2+, liberação de citocromo c, atividade da caspase 3 e morte celular por necrose. A ABA reduz a respiração celular, tanto em células energizadas com glutamato mais malato quanto com succinato. O metabolismo da ABA reduz sua toxicidade, uma vez que hepatócitos previamente incubados com proadifen apresentam maior sensibilidade ao composto, sendo isto observado pelo rápido decréscimo da formação do potencial de membrana mitocondrial acompanhado pelas reduções das concentrações de ATP, viabilidade celular e ruptura da homeostase intracelular de Ca2+ com estabelecimento de necrose. Nossos resultados indicam que a toxicidade da ABA diminui com a sua biotransformação, e sua ação tóxica está relacionada com a inibição da atividade mitocondrial, levando à diminuição da síntese de ATP seguida pela morte da célula / Abstract: Abamectin (ABA), which belongs to the family of avermectinas, used worldwide as a parasiticide, but the ABA poisoning can impair the functioning liver. There are substances which exert toxic activity when metabolized, thus affecting the function of important organelles such as mitochondria, responsible for a variety of biochemical processes, such as ATP production and cell death. The aim of this study was to characterize the mechanism of toxicity of ABA in isolated rat hepatocytes and to evaluate whether this effect is dependent on your metabolism. The toxicity of ABA was assessed by monitoring oxygen consumption and mitochondrial membrane potential, intracellular concentration of ATP, cell viability by releasing enzymes ALT and AST, homeostasis intracellular Ca2+, release of cytochrome c, activity of caspase 3 and cell death necrosis. The ABA reduces cellular respiration, both in cells energized with glutamate and succinate over malate. The metabolism of ABA reduces its toxicity, since hepatocytes pre-incubated with proadifen are more sensitive to the compound, this being observed by the formation of rapidly decreasing mitochondrial membrane potential accompanied by reductions in concentrations of ATP, cell viability and rupture of the intracellular homeostasis Ca2+ with the establishment of necrosis. Our results indicate that the toxicity decreases as the ABA its biotransformed and its toxic action is related to the inhibition of mitochondrial activity, leading to decreased synthesis of ATP followed by cell death / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-07T16:13:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 828438 bytes, checksum: b6bd4b6a2ecc5e2ab936b04cd38b353b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T16:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 828438 bytes, checksum: b6bd4b6a2ecc5e2ab936b04cd38b353b (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A ATP-bioluminescência é uma técnica com grande potencial para avaliação rápida da qualidade de alimentos. Entretanto, não se sabe ao certo a relação entre o ATP e os constituintes dos alimentos. O presente trabalho teve como objetivo determinar o conteúdo de ATP presente no leite cru por meio da bioluminescência e avaliar a sua correlação com a qualidade do leite. Foram realizadas a Contagem de Células Somáticas (CCS), a Contagem Bacteriana Total (CBT), Contagem celular diferencial (CCD) e composição centesimal de 15 amostras compostas de leite cru em equipamentos eletrônicos baseados na citometria de fluxo. O conteúdo de ATP do leite foi avaliado utilizando kits para a avaliação da quantidade de ATP total para amostras líquidas e a leitura da bioluminescência foi realizada em luminômetro comercial, com os resultados expressos em Unidades Relativas de Luz (URL). Para a avaliação do procedimento de higienização dos equipamentos e mão de manipuladores, os kits empregados foram para determinação de ATP total em superfícies. Os resultados demonstraram que 9 amostras de leite apresentaram baixa CCS ( log de cel·mL -1 ≤ 5,0), 2 amostras apresentaram média CCS (5,0<log de cel·mL -1 ≤ 5,7) e 4 amostras apresentaram alta CCS (log de cel·mL -1 >5,7), indicando aproximadamente uma prevalência de 27% de vacas com mastite no rebanho. Entretanto, 93% das amostras de leite apresentaram valores de CBT abaixo do limite (log de UFC·mL -1 ≤ 5,5), atualmente estabelecido pela Instrução Normativa no 62, evidenciando qualidade microbiológica satisfatória das amostras em estudo. Em relação ao perfil celular das amostras, observou- se que a CCD boa correlação (r=0,83) com a contagem de células somáticas e que os animais com processe infeccioso na glândula mamária foram aquele que além de possuírem alta CCS, apresentaram porcentagem de macrófagos acima de 26%. Os resultados da bioluminescência, demonstraram que o conteúdo médio de ATP, em log de URL·mL -1 , nas amostras de leite foi 4,22, variando de 3,58 a 4,87. Em relação aos efeitos da bioluminescência sobre os constituintes do leite, observou-se que um aumento no valor de ATP acarreta em um acréscimo da porcentagem de CCS (r= 0,720). O mesmo pode ser visualizado para a porcentagem de CBT (r= 0,614). Entretanto, para a porcentagem de lactose, foi encontrada correlação negativa (r= -0,570). Da mesma maneira, com base em regressão não linear, observou-se correlação positiva entre o aumento de ATP (log de URL·mL -1 ) e o incremento nos valores de CBT (R 2 =0,61) e CCS (R 2 =0,81). Assim, constatou-se resposta para qualidade microbiológica e celular do leite em função da ATP-bioluminescência, quando o conteúdo de ATP (log de URL·mL -1 ) foi acima de 4,21 e 4,44 para CCS e CBT, respectivamente. No que se refere a avalição da higienização dos equipamentos e mão de manipuladores, constatou-se uma redução significativa (P<0,05) nos valores de URL após a limpeza e sanitização dos mesmos. Os resultados podem no futuro contribuir para o desenvolvimento e aplicação de ATP-bioluminescência na avaliação da qualidade de leite cru. / ATP-bioluminescence is a technique with great potential for rapid assessment of the quality of food. However, no one knows for sure the relationship between the ATP and the constituents of food. This study aimed to determine the ATP content present in raw milk by means of bioluminescence and evaluate their correlation with the quality of milk. We performed a Somatic Cell Count (SCC), the Total Bacterial Count (TBC), Count differential cell (CCD) and chemical composition of 15 composite samples of raw milk in electronic equipment based on flow cytometry. The ATP content of the milk was assessed using kits for evaluating the total amount of ATP for liquid samples and reading the bioluminescence was performed on a commercial luminometer, with the results expressed in Relative Light Units (URL). For the evaluation of the cleaning procedure of the equipment and manipulators hand, the kits were used to determine ATP full surfaces. Results showed that 9 samples showed low SCC milk (cel log · mL -1 ≤ 5.0), 2 samples showed an average CCS (5.0 <cel log · mL -1 ≤ 5.7) and 4 samples had high SCC (cel log · mL -1 > 5.7), approximately indicating a prevalence of 27% of cows with mastitis in the herd.However, 93% of milk samples showed CBT values below the limit (CFU log · mL -1 ≤ 5.5), currently established by Instruction No. 62, indicating a satisfactory microbiological quality of samples analyzed. Regarding the cellular profile of the samples it was observed that the CCD good correlation (r = 0.83) with somatic cell count and the animals with infectious process in the mammary gland were one that besides having high SCC, presented percentage macrophage above 26%. The results of bioluminescence show that the average ATP content, URL log · ml -1 in the milk samples was 4.22, ranging from 3.58 to 4.87. In relation to the effects of bioluminescence on the milk constituent, it was observed that an increase in the amount of ATP causes an increase in the percentage of CCS (r = 0.720). The same can be displayed for the percentage of CBT (r = 0.614). However, for the percentage of lactose, found a negative correlation (r= -0.570). Similarly, based on non-linear regression, there was a positive correlation between increased ATP (URL log · ml -1) and the increase in CBT (r 2 = 0.61) and CCS (2 R = 0.81). Thus, it was found answer to microbiological quality of the milk and cell function in the ATP-bioluminescence, when the content of ATP (URL log · ml -1) was above 4.21 and 4.44 for SCC and TBC, respectively. As regards This evaluation of the cleanliness of equipment and manipulators hand, we found a significant reduction (P <0.05) values for the URL after cleaning and sanitizing the same. The results may eventually contribute to the development and application of ATP-bioluminescence in assessing the quality of raw milk.

O ATP pode influenciar diversos processos fisiológicos através dos receptores P1 e P2, controlando as concentrações de ATP e adenosina extracelulares. O ATP pode modular a liberação e/ou ligação de outros neurotransmissores. No SNC, a adenosina e guanosina atuam como importantes neuromoduladores com efeitos inibitórios sobre a atividade neuronal. A inativação da sinalização do ATP é mediada pela ação das ecto-nucleotidases. Além dos seus papéis fisiológicos, as ações extracelulares das purinas podem ser relevantes para a patogênese e a atenuação de doenças cerebrais agudas e crônicas. Epilepsia é uma doença neurológica crônica caracterizada por crises recorrentes que são expressas na forma de convulsões acompanhadas pela modificação dos circuitos límbicos e freqüentemente apresenta características neurodegenerativas. A doença de Parkinson é caracterizada por uma neurodegeneração progressiva na substantia nigra pars compacta com subseqüente redução no conteúdo de dopamina estriatal. Encefalopatia diabética é uma reconhecida complicação do diabetes não tratado, resultando em um comprometimento cognitivo acompanhado de uma modificação da função hipocampal. Nesta tese, nós observamos: i) na epilepsia, nós demonstramos um aumento nas atividades das ecto-nucleotidases e das nucleotidases solúveis em fatias hipocampais e líquor após o modelo do abrasamento com PTZ, com distinta influência nos níveis dos nucleotídeos, nucleosídeos e oxipurinas e também nos níveis de RNAm das NTPDases de hipocampo. No modelo agudo, houve um aumento nos níveis de glicose e lactato extracelulares. Além disso, houve uma diminuição na captação de [14C]-2-deoxi-D-glicose e nos níveis de glicogênio hipocampais 10 minutos após a convulsão, retornando aos níveis normais 30 minutos após a convulsão; ii) na doença de Parkinson, nossos resultados reforçam a hipótese de que as mudanças no sistema adenosinérgico contribuem para a progressão da neurodegeneração na doença de Parkinson. Além disso, pela primeira vez, as mudanças no “sistema guanosinérgico” podem também ser mediadores na progressão desta doença; e iii) no diabetes, nosso estudo oferece evidências demonstrando que o sistema de sinalização do ATP está comprometido no hipocampo de ratos tratados com STZ, um modelo experimental de diabetes mellitus tipo 1. Estas modificações podem levar a alterações na modulação da neurotransmissão e gliotransmissão, podendo contribuir para um progressivo comprometimento cognitivo induzido pelo diabetes. / ATP may influence several physiological processes P1 and P2 receptors-mediated by controlling extracellular concentrations of ATP and adenosine. ATP may modulate the release and/or influence other neurotransmitters either by acting through its own receptors or by altering the neurotransmitter receptors. In the CNS, adenosine and guanosine act both as important neuromodulators with major inhibitory effects on neuronal activity. The inactivation of ATP signaling is mediated by the action of ecto-nucleotidases. Besides their physiological roles, purine-mediated extracellular actions may be relevant to the pathogenesis and/or alleviation of acute and chronic brain disorders. Epilepsy is a chronic neurologic disorder characterized by recurrent seizures that have a behavioral expression in the form of convulsions accompanied by a modification of limbic circuits and the frequent presence of neurodegenerative features. Parkinson’s disease is characterized by a progressive neurodegeneration in the substantia nigra pars compacta with a subsequent reduction in the striatal dopamine content. Diabetic encephalopathy is a recognized complication of untreated diabetes resulting in a progressive cognitive impairment accompanied by modification of hippocampal function. In this thesis, we observed: i) in epilepsy, we demonstrated an enhancement of ecto- and soluble nucleotidase activities in hippocampal brain slices and CSF after PTZ-kindling model, with distinct influence on the levels of nucleotides, nucleosides and oxypurines and also hippocampal NTPDases mRNA levels. Animals that presented tonic-clonic seizure had CSF glucose and lactate levels increased. Moreover, the hippocampal [14C]-2-deoxy-D-glucose uptake and glycogen content decreases at 10 min after seizure and returned to control levels at 30 minutes; ii) in Parkinson’s disease, our results reinforce the hypothesis that changes in the adenosinergic system contribute to the progression of neurodegeneration in Parkinson’s disease and point to the possibility of using the ectonucleotidases as targets for therapy. In addition, this is the first time, in our knowledge, that changes in the “guanosinergic system” might also be considered as mediators of the progression of this disease; and iii) in diabetes, our study provides evidence showing that the ATP signaling system is compromised in the hippocampus of STZ-treated rats, an experimental model of type 1 diabetes mellitus. These modifications could lead to alterations in the modulation of neurotransmission and gliotransmission, which may contribute to the diabetes-induced progressive cognitive impairment.

O ATP pode influenciar diversos processos fisiológicos através dos receptores P1 e P2, controlando as concentrações de ATP e adenosina extracelulares. O ATP pode modular a liberação e/ou ligação de outros neurotransmissores. No SNC, a adenosina e guanosina atuam como importantes neuromoduladores com efeitos inibitórios sobre a atividade neuronal. A inativação da sinalização do ATP é mediada pela ação das ecto-nucleotidases. Além dos seus papéis fisiológicos, as ações extracelulares das purinas podem ser relevantes para a patogênese e a atenuação de doenças cerebrais agudas e crônicas. Epilepsia é uma doença neurológica crônica caracterizada por crises recorrentes que são expressas na forma de convulsões acompanhadas pela modificação dos circuitos límbicos e freqüentemente apresenta características neurodegenerativas. A doença de Parkinson é caracterizada por uma neurodegeneração progressiva na substantia nigra pars compacta com subseqüente redução no conteúdo de dopamina estriatal. Encefalopatia diabética é uma reconhecida complicação do diabetes não tratado, resultando em um comprometimento cognitivo acompanhado de uma modificação da função hipocampal. Nesta tese, nós observamos: i) na epilepsia, nós demonstramos um aumento nas atividades das ecto-nucleotidases e das nucleotidases solúveis em fatias hipocampais e líquor após o modelo do abrasamento com PTZ, com distinta influência nos níveis dos nucleotídeos, nucleosídeos e oxipurinas e também nos níveis de RNAm das NTPDases de hipocampo. No modelo agudo, houve um aumento nos níveis de glicose e lactato extracelulares. Além disso, houve uma diminuição na captação de [14C]-2-deoxi-D-glicose e nos níveis de glicogênio hipocampais 10 minutos após a convulsão, retornando aos níveis normais 30 minutos após a convulsão; ii) na doença de Parkinson, nossos resultados reforçam a hipótese de que as mudanças no sistema adenosinérgico contribuem para a progressão da neurodegeneração na doença de Parkinson. Além disso, pela primeira vez, as mudanças no “sistema guanosinérgico” podem também ser mediadores na progressão desta doença; e iii) no diabetes, nosso estudo oferece evidências demonstrando que o sistema de sinalização do ATP está comprometido no hipocampo de ratos tratados com STZ, um modelo experimental de diabetes mellitus tipo 1. Estas modificações podem levar a alterações na modulação da neurotransmissão e gliotransmissão, podendo contribuir para um progressivo comprometimento cognitivo induzido pelo diabetes. / ATP may influence several physiological processes P1 and P2 receptors-mediated by controlling extracellular concentrations of ATP and adenosine. ATP may modulate the release and/or influence other neurotransmitters either by acting through its own receptors or by altering the neurotransmitter receptors. In the CNS, adenosine and guanosine act both as important neuromodulators with major inhibitory effects on neuronal activity. The inactivation of ATP signaling is mediated by the action of ecto-nucleotidases. Besides their physiological roles, purine-mediated extracellular actions may be relevant to the pathogenesis and/or alleviation of acute and chronic brain disorders. Epilepsy is a chronic neurologic disorder characterized by recurrent seizures that have a behavioral expression in the form of convulsions accompanied by a modification of limbic circuits and the frequent presence of neurodegenerative features. Parkinson’s disease is characterized by a progressive neurodegeneration in the substantia nigra pars compacta with a subsequent reduction in the striatal dopamine content. Diabetic encephalopathy is a recognized complication of untreated diabetes resulting in a progressive cognitive impairment accompanied by modification of hippocampal function. In this thesis, we observed: i) in epilepsy, we demonstrated an enhancement of ecto- and soluble nucleotidase activities in hippocampal brain slices and CSF after PTZ-kindling model, with distinct influence on the levels of nucleotides, nucleosides and oxypurines and also hippocampal NTPDases mRNA levels. Animals that presented tonic-clonic seizure had CSF glucose and lactate levels increased. Moreover, the hippocampal [14C]-2-deoxy-D-glucose uptake and glycogen content decreases at 10 min after seizure and returned to control levels at 30 minutes; ii) in Parkinson’s disease, our results reinforce the hypothesis that changes in the adenosinergic system contribute to the progression of neurodegeneration in Parkinson’s disease and point to the possibility of using the ectonucleotidases as targets for therapy. In addition, this is the first time, in our knowledge, that changes in the “guanosinergic system” might also be considered as mediators of the progression of this disease; and iii) in diabetes, our study provides evidence showing that the ATP signaling system is compromised in the hippocampus of STZ-treated rats, an experimental model of type 1 diabetes mellitus. These modifications could lead to alterations in the modulation of neurotransmission and gliotransmission, which may contribute to the diabetes-induced progressive cognitive impairment.