Recentemente, estudos de Genome Wide Association (GWA) identificaram uma nova região cromossômica, 18q22, como de susceptibilidade ao Diabetes tipo 1 autoimune (DM1A). Nesta região localiza-se o gene CD226, responsável por codificar uma molécula de adesão leucocitária (CD226) envolvida no processo de adesão celular, diferenciação de células T CD4+ virgens, citotoxicidade induzida por células natural killer (NK) e produção de citocinas. Até o momento, apenas o polimorfismo rs763361 A/G foi relacionado ao diabetes autoimune e pouco é conhecido quanto ao envolvimento de outras variantes do CD226, associadas a outras doenças autoimunes, na patogênese do DM1A. Com o objetivo de definir as variantes polimórficas relacionadas à susceptibilidade ao DM1A, às suas características fenotípicas e outras manifestações de autoimunidade, 532 pacientes diabéticos tipo 1A e 594 controles normais foram envolvidos neste estudo. Inicialmente, em um subgrupo de 106 diabéticos e 102 controles, as regiões codificadoras e flanqueadoras do gene CD226, obtidas do DNA genômico de leucócitos do sangue periférico, foram amplificadas pela técnica de Reação em Cadeia da Polimerase e submetidas à sequenciamento direto. Em uma segunda etapa, os polimorfismos rs763361, rs1788101 e rs727088 foram genotipados pelo ensaio TaqMan nos demais pacientes e controles. Resultados: foram identificadas 12 variantes no gene CD226, sete com frequência acima de 5%. Nenhuma variante nova foi encontrada. A variante rs727088 não estava em equilíbrio de Hardy Weinberg no grupo controle. Os genótipos AA da variante rs763361 e CC do rs727088 foram associados ao risco de DM1A e estavam em desequilíbrio de ligação. O genótipo do haplótipo ACAC, formado pelas variantes de risco, predominou nos pacientes diabéticos. Tanto o genótipo AA do rs763361 como o CC do rs727088 e o genótipo do haplótipo ACAC foram associados com menores valores de peptídeo C em pacientes com até dois anos de duração da doença. Nenhum polimorfismo influiu na presença de autoanticorpos pancreáticos e extra-pancreáticos. Conclusão: O genótipo AA da variante rs763361 do gene CD226 predispõe ao diabetes autoimune na nossa população, assim como a menores valores de Peptídeo C, contribuindo para a maior agressividade da doença. Dados da variante rs727088 devem ser analisados com cautela devido à falta de equilíbrio de Hardy Weinberg no grupo dos controles / Recently, Genome Wide Association (GWA) studies identified a new locus, 18q22, as a canditate to Type 1 A, or immune mediated diabetes (T1AD) susceptibility. This locus harbors the CD226 gene, responsible for encoding the leukocyte adhesion molecule (CD226) involved in cell adhesion, differentiation of naïve CD4+T cells, cytotoxicity induced by natural killer (NK) cells and cytokine production. Although just one single nucleotide polymorphism (SNP) rs763361 A/G had been related to T1AD, little is known about the involvement of new variants of CD226, implicated in other autoimmune disorders, in the pathogenesis of T1AD. In order to identify polymorphic variants related to T1AD susceptibility and their influences in phenotypic characteristics and other manifestations of autoimmunity, 532 type 1A diabetic patients and 594 health controls were enrolled in this study. Initially, in a subset of 106 diabetics and 102 controls, coding and flanking regions of CD226 gene obtained from genomic DNA extraction were amplified by polymerase chain reaction technique and subjected to direct sequencing. In a second step, the polymorphisms rs763361, rs727088 and rs1788101 were genotyped by TaqMan assay in the remaining patients and controls. Results: 12 variants in CD226 gene, seven of them with frequency above 5 % where identified. We did not found new variants. The variant rs727088 was not in Hardy Weinberg equilibrium in the control group. The genotypes AA (OR=1.45; p=0.005) and CC (OR=1.41; p=0.01) related to rs763361 and rs727088 variants respectively, were associated with risk of T1AD. Both predominated in female (p<0.01). Further, these variants were in linkage disequilibrium. The genotype haplotype ACAC formed by the risk variants was more frequent in patients with diabetes (30.5% x 25.6%; OR=1.42; p=0.014). The AA genotype of rs763361, the CC genotype and ACAC genotype haplotype were associated with lower levels of C-peptide in patients with no more than two years of disease course. The presence of pancreatic and extra-pancreatic autoantibodies was not associated with CD226 SNPs. Conclusion: The AA genotype of rs763361 variant of the gene CD226 predisposes to autoimmune diabetes in our population, as well as to lower levels of C-peptide, contributing to the aggressiveness of the disease. It predominated in female. Data of rs727088 variant should be analyzed with caution due to the lack of Hardy Weinberg equilibrium in the control group

O diabetes tipo 1 (DM1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição das células b presentes nas ilhotas pancreáticas por linfócitos T auto-reativos, especialmente Th1 e Th17, levando o indivíduo a um estado de hiperglicemia. Embora existam diversos estudos que abordam a resposta imune adaptativa no contexto do DM1, poucos trabalhos tentaram elucidar o papel da resposta imune inata no desenvolvimento da doença. Neste contexto, avaliamos o perfil de expressão e o papel do receptor NLRP1 na patogênese do DM1 experimental e em humanos. Nossos dados apontam que no modelo de DM1 induzido por STZ, NLRP1 possui um papel protetor no desenvolvimento da doença de forma independente da ativação do inflamassoma, através da inibição da translocação de bactérias para os linfonodos pancreáticos (LNPs), além de reduzir a diferenciação de células Th17 e Tc17 nos LNPs, o que foi correlacionado à diminuição de IL-17 no pâncreas. Posteriormente, analisamos o papel de NLRP1 em outro modelo experimental, o NOD (nonobese diabetic), onde descrevemos que NLRP1 também é expresso no desenvolvimento da doença. Por fim, avaliamos o papel de NLRP1 em pacientes com DM1, através da genotipagem desses pacientes para um polimorfismo com ganho de função em NLRP1, o rs12150220. Ao contrário do que acontece em camundongos, NLRP1 em humanos parece ter um papel patogênico, uma vez que detectamos mais células T produtoras de IL-17 em células mononucleares do sangue periférico de indivíduos com o polimorfismo, além de níveis elevados da citocina no soro. Em suma, nossos dados apontam para papéis distintos de NLRP1 em camundongos e humanos com DM1, sugerindo cautela ao tentarmos transpor os achados sobre o receptor em camundongos para a clínica. / Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease that is caused by the destruction of the pancreatic b cells by autoreactive T cells, especially Th1 and Th17, leading to a state of hyperglycemia. Even though there are several studies on the role of the adaptive immune response in T1D, little is known about the role of an innate immune response in the development of the disease. Thus, we investigated the role of NLRP1 in the pathogenesis of mouse and human T1D. Our data indicate that in STZ-induced T1D, NLRP1 exerts a protective role in the development of the disease in an inflammasome-independent pathway, through the inhibition of bacterial translocation to the pancreatic lymph nodes (PLNs), and inhibition of the differentiation of Th17 and Tc17 cells in the PLNs, which correlated with decreased levels of IL-17 in the pancreas. Then, we analyzed the role of NLRP1 in nonobese diabetic (NOD) mice. We demonstrate that NLRP1 is also expressed in the development of T1D in this murine model. Lastly, we evaluated the role of NLRP1 in T1D patients, by genotyping these individuals for a polymorphism with a gain-of-function in NLRP1, the rs12150220. Unlike murine NLRP1, NLRP1 in humans appears to be pathogenic, considering that we detected more IL-17-producing T cells in peripheral blood mononuclear cells in patients carrying the polymorphism, besides elevated levels of this cytokine in the serum. Overall, our data suggest distinct roles for murine and human NLRP1 in the context of T1D, suggesting carefulness when translating the findings from murine NLRP1 to the clinic.

O diabetes tipo 1 (DM1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição das células ? presentes nas ilhotas pancreáticas por linfócitos T autorreativos, especialmente Th1 e Th17, levando o indivíduo a um estado de hiperglicemia. Embora existam diversos estudos que abordam a resposta imune adaptativa no contexto do DM1, poucos trabalhos tentaram elucidar o papel da resposta imune inata no desenvolvimento da doença. Neste contexto, observamos que camundongos WT pré-diabéticos possuem um aumento significativo na expressão gênica e proteica do receptor AIM2 e de moléculas relacionadas à sua via de ativação e sinalização (Caspase-1, IL-1? e IL-18) nos linfonodos pancreáticos (LNPs) e no íleo. Posteriormente, foi verificado que camundongos deficientes do receptor AIM2 tornaram-se mais suscetíveis ao DM1, comprovado por elevados níveis de glicose sanguínea e menor produção de insulina em relação aos animais selvagens (WT) após a administração com estreptozotocina (STZ). Tal suscetibilidade está relacionada a um processo de disbiose e aumento da translocação de bactérias da microbiota intestinal para os LNPs de camundongos AIM2-/-. De maneira interessante, o inflamassoma AIM2 foi ativado apenas na presença de DNA fecal de animais diabéticos, que possui uma microbiota em disbiose, uma vez que resultou na produção significativa da citocina IL-1?. Também foi constatado que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal regulou a expressão gênica e proteica de proteínas de junção celular, peptídeos antimicrobianos e mucinas, como forma de minimizar a translocação de bactérias da microbiota para os LNPs. Adicionalmente, foi visto que a ativação do receptor AIM2 contribui para a indução de células Th17 intestinais, para a migração de neutrófilos no intestino, assim como para a expressão das citocinas IL-23, IL-17 e IL-22 no íleo. Por fim, mostramos que o receptor AIM2 modulou negativamente a ativação de células dendríticas expressando TLR4 e TLR9, que correlacionou com o aumento de células Tc1 patogênicas nos LNPs. De forma geral, nossos resultados demonstram que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal desempenha um importante papel em controlar a homeostase da microbiota intestinal, manter a integridade da barreira intestinal, e consequentemente. / Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease characterized by the destruction of ? cells present in the pancreatic islets by autoreactive T lymphocytes, especially Th1 and Th17, leading to a state of hyperglycemia. There are many studies that address the role of adaptive immune response, so only some studies have attempted to elucidate the role of the innate immune response in the context of T1D. In this regard, we observed that pre-diabetic WT mice have a significant increase in the gene and protein expression of the AIM2 receptor and in molecules related to its activation and signaling pathways (Caspase-1, IL- 1? and IL-18) in the pancreatic lymph nodes (PLNs) and in the ileum. Subsequently, it was verified that AIM2 receptor deficient mice became more susceptible to T1D, as proved by blood glucose levels and lower insulin production compared to wild-type mice (WT) after administration of streptozotocin (STZ). This susceptibility was related to a process of dysbiosis and increased translocation of bacteria from gut microbiota to PLNs in AIM2-/- mice. Interestingly, the AIM2 inflammasome was activated in the presence of fecal DNA from diabetic mice, which has a gut microbiota in dysbiosis, since resulted in significant production of IL-1?. It was found that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa regulated the gene and protein expression of tightjunction proteins, antimicrobial peptides and mucins in order to minimizing a bacterial translocation of the microbiota to the PLNs. In addition, it was seen that activation of the AIM2 receptor contributes to induction of intestinal Th17 cells, to neutrophil migration in the intestine, as well as for expression of IL-23, IL-17 and IL-22 cytokines in the ileum. Finally, we show that the AIM2 receptor negatively modulated the activation of dendritic cells expressing TLR4 and TLR9, which correlated with the increase of pathogenic Tc1 cells in the PLNs. In general, the results demonstrate that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa plays an important role in controlling the composition of gut microbiota homeostasis, maintaining the intestinal barrier function, and consequently reducing the bacterial translocation to the PLNs, conferring a protective effect to the immunopathogeny against to DM1.

Bakgrund:Diabetes typ 1 är en kronisk sjukdom som oftast drabbar barn och unga vuxna upp till 35 års ålder. Unga vuxna är den grupp med diabetes typ 1 som särskiljer sig genom att inte följa nationella och internationella riktlinjer för egenvård. Syfte:Att undersöka hur unga vuxna med diabetes typ 1 upplever livskvalitet och förmåga till egenvård. Metod:Denna studie är en litteraturöversikt med deskriptiv design. Femton kvalitativa artiklar inkluderades för att besvara frågeställningarna. Litteratursökningen gjordes i PubMed, CINAHL och PsychInfo. Resultat:Unga vuxna med diabetes typ 1 är i behov av olika typer av stöd och hjälpmedel för att genomföra god egenvård. Rädslan för hypoglykemi, brist på anpassad miljö och brist på stöd och kunskap från omgivning är det som påverkade unga vuxna med diabetes typ 1 upplevda livskvalitet negativt. Faktorer som hindrade unga vuxna från god egenvård bestod av stigmatisering, diabetesrelaterad stress, bristande socialt stöd och brist på anpassad miljö. En optimistisk attityd, stöd av familj och vårdpersonal, användning av teknik och att ta en aktiv roll i sin diabetessjukdom var faktorer som underlättar förmågan till egenvård.  Slutsats: Litteraturöversikten visar att unga vuxna med diabetes typ 1 har en mångdubblad sårbarhet under övergångsperioden från barn- till vuxenliv och ställs inför en ökad uppsättning utmaningar genom att parallellt axla övergången från barn- till vuxen och samtidigt ta eget ansvar för sin diabetessjukdom. Att minska det diabetesrelaterade stigmat, öka tillgång till platser för egenvård och ett individanpassat stöd kan främja livskvalitet och förmåga till egenvård hos unga vuxna med diabetes typ 1. / Background:Type 1 diabetes is a chronic condition wich usually appears in childhood but can be developed in people aged up to 35 years of age. Young adults with Type 1 diabetes is the patient population which exhibit poor treatment adherence by not ensuing the recommended the national and international guidelines for self-care. Aim:To describe quality of life and ability to engage in self-care in young adults with Type 1 diabetes. Method:This study was made a literature review with a descriptive design. To answer the issues of this study 15 original articles were included. The literary search was made in PubMed, CINAHL and PsychInfo. Results:Young adults with Type 1 diabetes is in need of different types of support and resources to perform self-management. The fear of becoming hypoglycemic, absence of a suitable environment and support, lack of knowledge in society affected the quality of life in young adults with Type 1 diabetes. Health-related stigma, stress related to diabetes, a lack of social support, using techniques and engaging in self-managing behaviours was associated with better better treatment adherence. Conclusion:The literary review showed that young adults with Type 1 diabetes have a multiplied vulnerability during the transitioning from adolescence to adulthood and are faced with an increased set of challenges by transitioning whilst taking full responsibility of their condition. The possibility of privacy for self-care and increased individualized support can promote the quality of life and the ability to self-care in young adults with type 1 diabetes.

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O objetivo do presente estudo foi avaliar possíveis relações entre o diabetes mellitus tipo 1 (DM1) e controle glicêmico, e o ciclo vigília/sono. Participaram 18 voluntários com DM1 (idade: 26,3±5,1), sem complicações, não obesos, sem alterações no sono; e 9 no grupo controle (idade: 28,8±5,3). Os dados foram coletados através de: diário de sono e de glicemia, actímetria (Tempatilumi), polissonografia, 6-sulfatoximelatonina, questionário de Epworth, e sensor de glicose durante a polissonografia nos DM1. A associação entre controle glicêmico e o ciclo vigília/sono foi evidenciada. A duração inadequada, a baixa qualidade, a fragmentação do sono e a secreção reduzida de melatonina, possivelmente, favoreceram um pior controle glicêmico em DM1. Por outro lado, indivíduos DM1, com melhor controle glicêmico, podem se beneficiar de maior secreção de melatonina noturna e menor fragmentação e latência do sono. O controle mais adequado, potencialmente, regulariza o ciclo vigília/sono e previne ou retarda o desenvolvimento de complicações crônicas. / The aim of the present study was to evaluate the association of type 1 diabetes mellitus (T1DM) and glycemic control with the sleep/wake cycle. Eighteen T1DM volunteers and 9 control subjects, non-obese, without chronic complications, and no sleep disorders participated. Data were collected with sleep and glycemia log, actigraphy (Tempatilumi), polysomnography, 6-sulphatoxymelatonin, Epworth questionnaire, and glucose sensor during the polysomnography night for T1DM. The association between glycemic control and sleep/wake cycle was observed. The inadequate duration, poor quality, and fragmented sleep besides the reduced melatonin secretion possibly favored a worse glycemic control in T1DM. On the other hand, we understand that T1DM individuals with better glycemic control may benefit from increased melatonin secretion and less sleep fragmentation and latency. Therefore, a better glycemic control potentially regulates the sleep/wake cycle and prevents or delays the development of chronic complications.

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELA.pdf: 351154 bytes, checksum: a6b623f1c40e997f30306cdf9c2145a2 (MD5) Previous issue date: 2005-06-23 / Diabetes is a public health problem. In Brazil, its prevalence is of 7,6% and it is included among the ten major mortality causes. Studies have shown that the appropriate glycemic control may either prevent or delay complications related to the disease, but the lack of adherence to treatment is high. Recently, self-efficacy has been pointed in literature as a predictor of health behaviors, especially for diabetes. Hence, there is an association between adherence to treatment and self-efficacy levels. Due to this reason, it is important to have an instrument adapted and validated for brazilian population, which was the objective of the present study: to adapt and validate IMDSES scale to brazilian reality. The original instrument is American and evaluates self-efficacy in the general management of diabetes, diet, and insulin. The sample comprised 213 patients carrying type 1 diabetes. The analysis of the major components, identified three subscales (diet, insulin and general management) which accounted for 53% of variance. Cronbach s &#945; coefficient, used to evaluate reliability, was, respectively: diet subscale &#945;=0,83,insulin &#945;=0,92 and general management &#945;=0,78. Criteria validity was investigated by two parameters: glycosilated 2 hemoglobin, through which it was possible to show a significant association with self-efficay in the insulin subscale (p=0,04), and adherence variable, that was significantly associated to self-efficacy in two subscales (p<0,05). Temporary stability of the instrument was not verified in a subscale. It was concluded that the instrument possesses appropriate psychometric properties to be used on its proposed goal. / Diabetes é um problema de saúde pública. No Brasil, tem uma prevalência de 7,6% e está entre as dez maiores causas de mortalidade. Estudos mostram que o controle glicêmico adequado, pode prevenir ou retardar complicações relacionadas à doença, mas a taxa de não adesão ao tratamento é elevada. Recentemente, a auto-eficácia vem sendo apontada na literatura, como preditora de comportamentos em saúde, especialmente em diabetes. Assim, existe uma associação entre adesão ao tratamento e os níveis de auto-eficácia. Por esse motivo é importante um instrumento adaptado e validado para a população brasileira, e este é o objetivo do presente estudo: adaptar e validar a escala IMDSES para a realidade brasileira. O instrumento original é de origem americana e avalia a auto-eficácia no manejo geral do diabetes, dieta e insulina. A amostra foi constituída de 213 pacientes portadores de diabetes mellitus tipo 1. Na análise dos componentes principais identificaram-se três subescalas (dieta, insulina e manejo geral) que explicaram 53% da variância. O coeficiente Alfa de Cronbach, utilizado para avaliar a fidedignidade, foi, respectivamente: subescala dieta &#945;=0,83,insulina &#945;=0,92 e manejo geral &#945;=0,78. A validade de critério foi investigada por dois parâmetros: hemoglobina glicosilada, pela qual foi possível demonstrar associação significativa com auto-eficácia na subescala insulina (p=0,04), e a variável adesão que se associou significativamente à auto-eficácia em duas subescalas (p<0,05). A estabilidade temporal do instrumento não foi verificada em uma subescala. Concluiu-se que o instrumento possui propriedades psicométricas adequadas para ser utilizado com a finalidade à qual se propôs.

O diabetes mellitus (DM) está associado a diversas complicações micro e macrovasculares diretamente relacionadas a doenças cardiovasculares. A prolongada exposição à hiperglicemia e a resistência a insulina são considerados os principais fatores envolvidos nestas complicações, as quais são exacerbadas pela disfunção endotelial. Mediadores inflamatórios contribuem potencialmente para o desenvolvimento de disfunção endotelial pela geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) que, por sua vez, estimulam a transcrição de fatores pró- inflamatórios. Receptores específicos, como os NLRs (NOD-like receptors, receptores do tipo NOD) contribuem para instalação de processo inflamatório pela ativação do complexo inflamassoma. Este regula a ativação da caspase-1 e o processamento proteolítico dos precursores pró-IL-1? e pró-IL-18 nas citocinas maduras. Diversos mediadores podem ativar o inflamassoma NLRP3 como, por exemplo, EROs e DNA mitocondrial. Pouco é conhecido sobre o envolvimento de receptores NLRP3 e DNA mitocondrial na disfunção endotelial associada ao diabetes. Testamos a hipótese que a deficiência genética do receptor NLRP3 confere resistência à ativação de processo inflamatório na vasculatura de animais com diabetes tipo 1 (DM1) e, ainda, que DNA mitocondrial contribui para a ativação vascular do inflamassoma NLRP3 e para disfunção endotelial. Foram utilizados camundongos C57Bl/6 e deficientes para NLRP3, os quais foram tratados com veículo ou submetidos a protocolo para indução de DM1 com estreptozotocina. Parâmetros vasculares funcionais foram determinados em artérias mesentéricas de resistência. Células de músculo liso vascular (CMLV) e endoteliais foram utilizadas para avaliação da ativação do inflamassoma NLRP3 por DNA mitocondrial. A geração de EROs foi avaliada pela fluorescência para o dihidroetídio e pela quimiluminescência para lucigenina. A ativação de caspase-1 e IL-1? foi avaliada por western blot e o influxo de cálcio, por fluorescência. DNA mitocondrial foi avaliado pela expressão gênica de componentes da mitocôndria. O diabetes reduziu a vasodilatação dependente de endotélio, o que não ocorreu em artérias de animais deficientes de NLRP3. Animais diabéticos apresentaram aumento da expressão vascular do receptor NLRP3, da ativação de caspase-1 eIL-1? e da geração de EROs e peróxido de hidrogênio no leito mesentérico, eventos que ocorreram em menor intensidade em camundongos deficientes de NLRP3. Houve redução na expressão proteica vascular de Nox4 (NADPH oxidase 4), bem como na expressão gênica da molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1, vascular cell adhesion molecule-1) e molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1, intercellular adhesion molecule-1) em animais deficientes de NLRP3. Houve aumento da liberação de DNA mitocondrial citosólico no pâncreas de animais diabéticos. A incubação com o DNA mitocondrial extraído do pâncreas de animais diabéticos promoveu ativação do inflamassoma em CMLV provenientes de animais C57Bl/6, mas não em CMLV provenientes de animais deficientes de NLRP3. Esta ativação foi associada ao aumento de EROs e influxo de cálcio. Essa mesma ativação também foi observada em células endoteliais. DNA mitocondrial de camundongos diabéticos também reduziu a dilatação dependente do endotélio em artérias mesentéricas, o que foi associado à geração de EROs e ativação do inflamassoma NLRP3. Pacientes diabéticos apresentaram aumento do DNA mitocondrial circulante e ativação de caspase-1 e IL-1? no soro. Os resultados demonstram que o DNA mitocondrial pancreático de animais diabéticos promove ativação, em CMLV e células endoteliais, do inflamassoma NLRP3 através do aumento no influxo de cálcio e da geração de EROs, contribuindo para o processo de disfunção endotelial. A deficiência de NLRP3 protege os animais diabéticos contra os danos vasculares inflamatórios e disfunção endotelial. / Diabetes mellitus (DM) is associated with several micro and macrovascular complications directly related to cardiovascular diseases. Prolonged exposure to hyperglycemia and insulin resistance are considered the main factors involved in these complications, which are exacerbated by endothelial dysfunction. Inflammatory mediators potentially contribute to the development of endothelial dysfunction by the generation of reactive oxygen species (ROS), which, in turn, stimulate the transcription of pro-inflammatory factors. Specific receptors such as NLRs (NOD-like receptors) contribute to the onset of inflammatory processes by the activation of a multiprotein complex called inflammasome. The NLRP3 inflammasome regulates the activation of caspase-1 and the proteolytic processing of pro-IL-1? and pro-IL-18 precursors into mature cytokines. Several mediators, such as ROS and mitochondrial DNA activate the NLRP3 inflammasome. Considering that it is not clear whether NLRP3 and mitochondrial DNA contribute to diabetes-associated endothelial dysfunction, we hypothesized that the genetic deficiency of the NLRP3 confers resistance to vascular inflammatory processes in animals with type 1 diabetes (T1D) and that mitochondrial DNA contributes to vascular activation of NLRP3 inflammasome and endothelial dysfunction. C57B1/6 and NLRP3 knockout mice were treated with vehicle or streptozotocin to induce T1D. Functional vascular parameters were determined in resistance mesenteric arteries. Cultured vascular smooth muscle cells (VSMC) and endothelial cells were used to determine NLRP3 inflammasome activation by mitochondrial DNA. ROS generation was evaluated by dihydroethidium fluorescence and by chemiluminescence for lucigenin. Caspase-1 and IL-1? activation was evaluated by western blot. Calcium influx was determined by fluorescence and mitochondrial DNA by mRNA expression of mitochondrial components. Diabetes reduced endothelium-dependent vasodilation in C57B1/6, but not in NLRP3 knockout mice. Diabetic mice presented increased vascular NLRP3 receptor expression, increased caspase-1 and IL-1? activation, as well as ROS and hydrogen peroxide generation, events that were mildly observed in NLRP3 knockout mice. There was a reduction in the vascular protein expression of Nox4 (NADPH oxidase 4) as wellas in the gene expression of VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1) and ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1) in NLRP3 knockout animals. There was an increase in cytosolic mitochondrial DNA release in pancreas from diabetic animals. Mitochondrial DNA from the pancreas of diabetic mice induced NLRP3 inflammasome activation in VSMC from C57B1/6 mice, but not in VSMC from NLRP3 knockout mice. This activation was associated with increased levels of ROS and calcium influx and was also detected in endothelial cells. Mitochondrial DNA from diabetic mice also decreased endothelium-dependent dilation in mesenteric arteries, which was associated with ROS generation and NLRP3 inflammasome activation. Diabetic patients exhibited increased serum mitochondrial DNA and caspase-1 and IL-1? activation. The results demonstrate that pancreatic mitochondrial DNA from diabetic mice activates the NLRP3 inflammasome in VSMC and endothelial cells by increasing calcium influx and ROS generation, contributing to endothelial dysfunction. NLRP3 deficiency prevents diabetes-related vascular inflammatory damage and endothelial dysfunction.

O diabetes mellitus (DM) está associado a diversas complicações micro e macrovasculares diretamente relacionadas a doenças cardiovasculares. A prolongada exposição à hiperglicemia e a resistência a insulina são considerados os principais fatores envolvidos nestas complicações, as quais são exacerbadas pela disfunção endotelial. Mediadores inflamatórios contribuem potencialmente para o desenvolvimento de disfunção endotelial pela geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) que, por sua vez, estimulam a transcrição de fatores pró- inflamatórios. Receptores específicos, como os NLRs (NOD-like receptors, receptores do tipo NOD) contribuem para instalação de processo inflamatório pela ativação do complexo inflamassoma. Este regula a ativação da caspase-1 e o processamento proteolítico dos precursores pró-IL-1? e pró-IL-18 nas citocinas maduras. Diversos mediadores podem ativar o inflamassoma NLRP3 como, por exemplo, EROs e DNA mitocondrial. Pouco é conhecido sobre o envolvimento de receptores NLRP3 e DNA mitocondrial na disfunção endotelial associada ao diabetes. Testamos a hipótese que a deficiência genética do receptor NLRP3 confere resistência à ativação de processo inflamatório na vasculatura de animais com diabetes tipo 1 (DM1) e, ainda, que DNA mitocondrial contribui para a ativação vascular do inflamassoma NLRP3 e para disfunção endotelial. Foram utilizados camundongos C57Bl/6 e deficientes para NLRP3, os quais foram tratados com veículo ou submetidos a protocolo para indução de DM1 com estreptozotocina. Parâmetros vasculares funcionais foram determinados em artérias mesentéricas de resistência. Células de músculo liso vascular (CMLV) e endoteliais foram utilizadas para avaliação da ativação do inflamassoma NLRP3 por DNA mitocondrial. A geração de EROs foi avaliada pela fluorescência para o dihidroetídio e pela quimiluminescência para lucigenina. A ativação de caspase-1 e IL-1? foi avaliada por western blot e o influxo de cálcio, por fluorescência. DNA mitocondrial foi avaliado pela expressão gênica de componentes da mitocôndria. O diabetes reduziu a vasodilatação dependente de endotélio, o que não ocorreu em artérias de animais deficientes de NLRP3. Animais diabéticos apresentaram aumento da expressão vascular do receptor NLRP3, da ativação de caspase-1 eIL-1? e da geração de EROs e peróxido de hidrogênio no leito mesentérico, eventos que ocorreram em menor intensidade em camundongos deficientes de NLRP3. Houve redução na expressão proteica vascular de Nox4 (NADPH oxidase 4), bem como na expressão gênica da molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1, vascular cell adhesion molecule-1) e molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1, intercellular adhesion molecule-1) em animais deficientes de NLRP3. Houve aumento da liberação de DNA mitocondrial citosólico no pâncreas de animais diabéticos. A incubação com o DNA mitocondrial extraído do pâncreas de animais diabéticos promoveu ativação do inflamassoma em CMLV provenientes de animais C57Bl/6, mas não em CMLV provenientes de animais deficientes de NLRP3. Esta ativação foi associada ao aumento de EROs e influxo de cálcio. Essa mesma ativação também foi observada em células endoteliais. DNA mitocondrial de camundongos diabéticos também reduziu a dilatação dependente do endotélio em artérias mesentéricas, o que foi associado à geração de EROs e ativação do inflamassoma NLRP3. Pacientes diabéticos apresentaram aumento do DNA mitocondrial circulante e ativação de caspase-1 e IL-1? no soro. Os resultados demonstram que o DNA mitocondrial pancreático de animais diabéticos promove ativação, em CMLV e células endoteliais, do inflamassoma NLRP3 através do aumento no influxo de cálcio e da geração de EROs, contribuindo para o processo de disfunção endotelial. A deficiência de NLRP3 protege os animais diabéticos contra os danos vasculares inflamatórios e disfunção endotelial. / Diabetes mellitus (DM) is associated with several micro and macrovascular complications directly related to cardiovascular diseases. Prolonged exposure to hyperglycemia and insulin resistance are considered the main factors involved in these complications, which are exacerbated by endothelial dysfunction. Inflammatory mediators potentially contribute to the development of endothelial dysfunction by the generation of reactive oxygen species (ROS), which, in turn, stimulate the transcription of pro-inflammatory factors. Specific receptors such as NLRs (NOD-like receptors) contribute to the onset of inflammatory processes by the activation of a multiprotein complex called inflammasome. The NLRP3 inflammasome regulates the activation of caspase-1 and the proteolytic processing of pro-IL-1? and pro-IL-18 precursors into mature cytokines. Several mediators, such as ROS and mitochondrial DNA activate the NLRP3 inflammasome. Considering that it is not clear whether NLRP3 and mitochondrial DNA contribute to diabetes-associated endothelial dysfunction, we hypothesized that the genetic deficiency of the NLRP3 confers resistance to vascular inflammatory processes in animals with type 1 diabetes (T1D) and that mitochondrial DNA contributes to vascular activation of NLRP3 inflammasome and endothelial dysfunction. C57B1/6 and NLRP3 knockout mice were treated with vehicle or streptozotocin to induce T1D. Functional vascular parameters were determined in resistance mesenteric arteries. Cultured vascular smooth muscle cells (VSMC) and endothelial cells were used to determine NLRP3 inflammasome activation by mitochondrial DNA. ROS generation was evaluated by dihydroethidium fluorescence and by chemiluminescence for lucigenin. Caspase-1 and IL-1? activation was evaluated by western blot. Calcium influx was determined by fluorescence and mitochondrial DNA by mRNA expression of mitochondrial components. Diabetes reduced endothelium-dependent vasodilation in C57B1/6, but not in NLRP3 knockout mice. Diabetic mice presented increased vascular NLRP3 receptor expression, increased caspase-1 and IL-1? activation, as well as ROS and hydrogen peroxide generation, events that were mildly observed in NLRP3 knockout mice. There was a reduction in the vascular protein expression of Nox4 (NADPH oxidase 4) as wellas in the gene expression of VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1) and ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1) in NLRP3 knockout animals. There was an increase in cytosolic mitochondrial DNA release in pancreas from diabetic animals. Mitochondrial DNA from the pancreas of diabetic mice induced NLRP3 inflammasome activation in VSMC from C57B1/6 mice, but not in VSMC from NLRP3 knockout mice. This activation was associated with increased levels of ROS and calcium influx and was also detected in endothelial cells. Mitochondrial DNA from diabetic mice also decreased endothelium-dependent dilation in mesenteric arteries, which was associated with ROS generation and NLRP3 inflammasome activation. Diabetic patients exhibited increased serum mitochondrial DNA and caspase-1 and IL-1? activation. The results demonstrate that pancreatic mitochondrial DNA from diabetic mice activates the NLRP3 inflammasome in VSMC and endothelial cells by increasing calcium influx and ROS generation, contributing to endothelial dysfunction. NLRP3 deficiency prevents diabetes-related vascular inflammatory damage and endothelial dysfunction.

O diabetes tipo 1 (DM1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição das células ? presentes nas ilhotas pancreáticas por linfócitos T autorreativos, especialmente Th1 e Th17, levando o indivíduo a um estado de hiperglicemia. Embora existam diversos estudos que abordam a resposta imune adaptativa no contexto do DM1, poucos trabalhos tentaram elucidar o papel da resposta imune inata no desenvolvimento da doença. Neste contexto, observamos que camundongos WT pré-diabéticos possuem um aumento significativo na expressão gênica e proteica do receptor AIM2 e de moléculas relacionadas à sua via de ativação e sinalização (Caspase-1, IL-1? e IL-18) nos linfonodos pancreáticos (LNPs) e no íleo. Posteriormente, foi verificado que camundongos deficientes do receptor AIM2 tornaram-se mais suscetíveis ao DM1, comprovado por elevados níveis de glicose sanguínea e menor produção de insulina em relação aos animais selvagens (WT) após a administração com estreptozotocina (STZ). Tal suscetibilidade está relacionada a um processo de disbiose e aumento da translocação de bactérias da microbiota intestinal para os LNPs de camundongos AIM2-/-. De maneira interessante, o inflamassoma AIM2 foi ativado apenas na presença de DNA fecal de animais diabéticos, que possui uma microbiota em disbiose, uma vez que resultou na produção significativa da citocina IL-1?. Também foi constatado que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal regulou a expressão gênica e proteica de proteínas de junção celular, peptídeos antimicrobianos e mucinas, como forma de minimizar a translocação de bactérias da microbiota para os LNPs. Adicionalmente, foi visto que a ativação do receptor AIM2 contribui para a indução de células Th17 intestinais, para a migração de neutrófilos no intestino, assim como para a expressão das citocinas IL-23, IL-17 e IL-22 no íleo. Por fim, mostramos que o receptor AIM2 modulou negativamente a ativação de células dendríticas expressando TLR4 e TLR9, que correlacionou com o aumento de células Tc1 patogênicas nos LNPs. De forma geral, nossos resultados demonstram que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal desempenha um importante papel em controlar a homeostase da microbiota intestinal, manter a integridade da barreira intestinal, e consequentemente. / Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease characterized by the destruction of ? cells present in the pancreatic islets by autoreactive T lymphocytes, especially Th1 and Th17, leading to a state of hyperglycemia. There are many studies that address the role of adaptive immune response, so only some studies have attempted to elucidate the role of the innate immune response in the context of T1D. In this regard, we observed that pre-diabetic WT mice have a significant increase in the gene and protein expression of the AIM2 receptor and in molecules related to its activation and signaling pathways (Caspase-1, IL- 1? and IL-18) in the pancreatic lymph nodes (PLNs) and in the ileum. Subsequently, it was verified that AIM2 receptor deficient mice became more susceptible to T1D, as proved by blood glucose levels and lower insulin production compared to wild-type mice (WT) after administration of streptozotocin (STZ). This susceptibility was related to a process of dysbiosis and increased translocation of bacteria from gut microbiota to PLNs in AIM2-/- mice. Interestingly, the AIM2 inflammasome was activated in the presence of fecal DNA from diabetic mice, which has a gut microbiota in dysbiosis, since resulted in significant production of IL-1?. It was found that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa regulated the gene and protein expression of tightjunction proteins, antimicrobial peptides and mucins in order to minimizing a bacterial translocation of the microbiota to the PLNs. In addition, it was seen that activation of the AIM2 receptor contributes to induction of intestinal Th17 cells, to neutrophil migration in the intestine, as well as for expression of IL-23, IL-17 and IL-22 cytokines in the ileum. Finally, we show that the AIM2 receptor negatively modulated the activation of dendritic cells expressing TLR4 and TLR9, which correlated with the increase of pathogenic Tc1 cells in the PLNs. In general, the results demonstrate that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa plays an important role in controlling the composition of gut microbiota homeostasis, maintaining the intestinal barrier function, and consequently reducing the bacterial translocation to the PLNs, conferring a protective effect to the immunopathogeny against to DM1.