Orientador: Mário Tyago Murakami / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_AndreyFabricioZiem_D.pdf: 59337766 bytes, checksum: b26927ac8e7083ceb39d09631e1b378f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As miosina de classe V, amplamente distribuídas em sistemas eucarióticos desde leveduras até vertebrados, são um dos mais caracterizados motores moleculares da superfamília das miosinas e desempenham um papel chave no transporte intracelular de vesículas, organelas e RNA mensageiro. As miosinas V consistem de duas cadeias pesadas idênticas que se dimerizam através da formação de uma estrutura coiled-coil e sua arquitetura tridimensional pode ser dividida em três distintos domínios: a porção N-terminal ou domínio motor que apresenta os sítios de interação com ATP e actina; a porção central ou pescoço formada por 6 domínios IQ, responsável pela regulação e interação com calmodulina; e a porção C-terminal que inclui a região coiled-coil e o domínio de ligação de cargas celulares também conhecido como domínio cauda globular (GTD). Uma das mais importantes questões pertinentes até hoje é como ocorre a sinalização e a interação entre as vesículas/organelas e o domínio globular C-terminal das miosinas V. Neste estudo, foram resolvidas as estruturas dos domínios cauda globular das miosinas Va, Vb e Vc humanas, revelando pequenas mudanças estruturais que levam a diferenciação funcional e, ainda, um novo mecanismo redox que controla a dimerização do GTD de forma independente do coiled-coil, que é exclusivo para a miosina Vc. As alterações estruturais induzidas pela fosforilação do GTD também foram exploradas, mostrando que o estado fosforilado possuí uma flexibilidade menor, podendo estar envolvido na regulação do estado inibido e/ou reconhecimento de cargas nucleares. Além disso, os sítios de ligação a carga e ao domínio motor foram estruturalmente anotados, indicando uma conservação de resíduos envolvidos na interação com adaptadores para o transporte de peroxissomos e proporcionando detalhes da inibição da atividade motora pelo GTD. Estes resultados contribuem para a compreensão dos determinantes estruturais para o transporte de carga, autoinibição e mecanismos de regulação dos motores de miosina V. Além dos resultados obtidos com a cauda globular, alguns problemas cristalográficos como o problema da fase, pseudosimetria e ordem-desordem cristalina foram abordados (descrito nos Apêndices 9.3 e 9.4). Patologias cristalinas como ordem-desordem parcial ou total podem estar relacionadas à valores elevados de Rfactor e Rfree, mesmo após a conclusão do refinamento, ou mesmo à dificuldade de resolução da estrutura. Problemas de ordem-desordem rotacional parcial e pseudosimetria foram observados em cristais de uma hidrolase glicosídica (TpAbn). Nesse caso, valores satisfatórios de Rfactor e Rfree foram obtidos somente após um minucioso processamento dos dados e redução da simetria. Além disso, os dados dos GTDs das miosinas de classe V foram utilizados como caso teste para o desenvolvimento de novas metodologias de faseamento ab initio em média e baixa resolução (2 ¿ 3 Å) em colaboração com o grupo de Prof. Dr. Isabel Usón (IBMB, Barcelona, Espanha). Utilizando o programa ARCIMBOLDO foi possível resolver a estrutura do GTD-MioVb a 2,1 Å utilizando apenas duas hélices de poli-Ala de 22 resíduos (7,5% do conteúdo da unidade assimétrica), mostrando o grande potencial desta metodologia para dados de média a baixa resolução / Abstract: The class V myosins (MyoVs) are widely distributed in eukaryotic organisms from yeast to vertebrates, being one of the most characterized molecular motors of the myosin superfamily. MyoVs play a central role in the intracellular transport of vesicles, organelles, messenger RNA and proteins. MyoVs consist of a coiled-coil-stabilized dimer of two identical heavy chains and their general structure can be divided into three distinct domains: the N-terminal portion or motor domain which binds both actin and ATP; the central portion or neck formed by 6 IQ domains, responsible for the regulation and interaction with calmodulin; and the C-terminal portion that includes the coiled-coil region and the cargo-binding domain also known as globular tail domain (GTD). One of the most important issues still obscure so far is how occurs the interaction between the cargoes and the globular C-terminal domain of myosin V. Here, we have solved the globular tail domain structures of the three human MyoV paralogs (Va, Vb and Vc), revealing subtle structural changes that drive functional differentiation and a novel redox mechanism controlling the GTD dimerization process, which is unique for the MyoVc subclass. The structural changes induced by the phosphorylation of GTD have also been explored, showing that the phosphorylated state is less flexible and may be involved in the regulation of the auto-inhibition mechanism and/or in the recognition of nuclear cargoes. Moreover, the cargo- and motor-binding sites were structurally assigned indicating the conservation of residues involved in the recognition of adaptors for peroxisome transport and providing high-resolution insights into motor domain inhibition by GTD. These results contribute to the understanding of the structural requirements for cargo transport, auto-inhibition and regulatory mechanisms in myosin V motors. In addition to the results obtained with the GTD structures, some crystallographic problems, such as the phase problem, pseudosymmetry and lattice order-disorder were discussed (described in Appendices 9.3 and 9.4). Crystal pathologies such as partial or total order-disorder may be related to high values of Rfactor and Rfree, even at late stages of crystallographic refinement, or even hindering the structure determination. Problems of partial rotational order-disorder and pseudosymmetry were found in TpAbn crystals where only after a careful data processing and symmetry reduction was possible to obtain satisfactory values of residuals (Rfactor and Rfree). Moreover, data from MyoV GTDs were used as a test case for the development of new methodologies for ab initio phasing at medium and low resolution (2 ¿ 3 Å) in collaboration with the group of Prof. Dr. Isabel Usón (IBMB, Barcelona, Spain). Using the program ARCIMBOLDO we have solved the GTD-MioVb structure at 2.1 Å using only two 22-residue-long poly-Ala helix fragments (7.5% of asymmetric unit content), showing the great potential of this methodology for data at medium to low resolution / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Objetivo: Verificar o remodelamento da pele e produção de anticorpos em modelo experimental de esclerodermia em coelhos, após indução de tolerância nasal com colágeno tipo V. Métodos: Coelhas Nova Zelândia (N=12) foram imunizadas com 1mg/ml de colágeno V (Col V) em adjuvante completo de Freund e dois reforços com adjuvante incompleto de Freund. Seis coelhas imunizadas receberam uma dose diária de 25ug de Col V, iniciado via nasal (grupo tolerado) 150 dias do começo das imunizações e seis animais foram somente imunizadas (grupo imunizado). Um grupo imunizado com adjuvante de Freund serviu como controle. Biopsias de pele foram coletadas em 0, 75, 120, 150 e 210 dias e coradas pelo H&E, tricrômico de Masson e Sírius red para analise morfológica e morfométrica. Os colágenos I, III e V, além de TGFbeta e PDGF foram imunomarcados por imunofluorescência. Os soros dos animais foram coletados em 0, 150 e 210 dias para determinar anticorpos anti-colágenos I, III, IV e V e anti-nucleares. Resultados: Os animais imunizados mostraram progressivo decréscimo da derme papilar, atrofia de anexos, aumento no depósito dos colágenos I, III e V e aumento da expressão de TGFbeta e PDGF. Os tolerados apresentaram aumento dos anexos cutâneos e significante diminuição no depósito dos colágenos I, III e V, TGFbeta e PDGF. O grupo de imunizados e de tolerados apresentaram anticorpos anti-colágenos III e IV e antinucleares. Conclusões: A indução de tolerância nasal com Col V diminuiu o remodelamento da pele observado no modelo experimental de esclerodermia e inibiu a síntese de citocinas fibrogênicas. Portanto, a tolerância nasal com Col V pode ser uma opção terapêutica promissora para o controle do remodelamento cutâneo em pacientes com esclerodermia. / Objective: Our aim was to verify the skin remodeling and antibody production in experimental model of scleroderma in rabbits, after induction of tolerance by daily nasal administration of human type V collagen (Col V). Methods: Female New Zealand rabbits (N=12) were immunized with 1mg/ml of Col V in complete Freund\'s adjuvant, followed by more two boosters in incomplete Freund\'s adjuvant. Six immunized rabbits received daily nasal administrating of 25ug of Col V (tolerated group), started 150 days after the first immunization, and the others animals (N=6) were only immunized (immunized group). Finally a group of rabbits immunized with Freund\'s adjuvant served as control. Skin biopsies were collected at 0, 75, 120, 150 and 210 days, and stained with H&E, Masson\'s trichrome and Sirius red for morphological and morphometric analysis. Types I, III and V collagen, TGFbeta and PDGF were immunostained by immunofluorescence. The sera of animals were colleted at 0, 150 and 210 days to determine anti types I, III, IV and V collagen and antinuclear antibodies. Results: The immunized animals showed progressive decrease of papillary dermis, appendages atrophy, increase of types I, III and V collagen deposition and increased expression of TGF-beta and PDGF. The tolerated rabbits presented increase of cutaneous appendages and significant decrease of types I, III and V and TGF-beta and PDGF. Both immunized and tolerated rabbits presented anti types III and IV antibodies and antinuclear antibodies. Conclusions: Col V nasal tolerance reduced skin remodeling in experimental model of scleroderma and inhibited synthesis of fibrotic cytokines. Therefore, the nasal tolerance with type V collagen can be a promising therapeutic option to control the skin remodeling in patients with scleroderma.

Recentemente, descobrimos que coelhos, Nova Zelândia, imunizados com colágeno tipo V humano mais adjuvante de Freund apresentavam fibrose e vasculite de órgãos normalmente afetados na esclerose sistêmica. Deste modo, nós estudamos o processo de fibrilogênese para identificar possíveis fatores envolvidos na alteração do remodelamento observado neste modelo de esclerodermia. Adicionalmente, fizemos uma comparação preliminar com pele humana obtida de pacientes com esclerodermia (n=3). Coelhos fêmeas, Nova Zelândia (n=14), foram imunizados subcutaneamente com duas doses de 1mg de colágeno V mais adjuvante completo de Freund, com intervalo de 30 dias, seguido de duas imunizações em adjuvante incompleto de Freund, via intramuscular, com intervalo de 15 dias. Os animais do grupo controle (n- 14) foram inoculados somente com adjuvante completo e incompleto de Freund, nas mesmas condições dos imunizados. Foram realizadas análises histológicas das peles dos animais e pacientes através da coloração com tricrômico de Masson e imunofluorescêcia, a fim de detectar fibras de colágeno e interação dos colágenos I, III e V. A análise da pele dos animais demonstrou depósito precoce de fibras de colágeno na derme após 7 dias da sensibilização, com aumento destes depósitos após 75 e 120 dias respectivamente. Depósito de colágeno na pele e atrofia de anexos foram mais intensos nos animais sacrificados em 120 dias e se correlacionaram com a quantidade aumentada de colágeno. Surpreendentemente, o colágeno V foi expresso em animais e pacientes, formando fibras densas e atípicas na derme. Sugerimos que esta expressão anômala de colágeno V, morfologicamente diferente, possa justificar o remodelamento observado na placa esclerodérmica / Recently, we discovered that New Zealand rabbits immunized with human type V collagen plus Freund`s adjuvant presented fibrosis and vasculitis of organs usually affected in systemic sclerosis. In this way, we studied the fibrillogenesis process regarding to identify any possible factor involved in altered remodeling observed in this scleroderma-like model. Additionally, we done a very preliminary comparison with human skins obtained from scleroderma patients (N=3). Female New Zealand rabbits (N=14) were immunized subcutaneously with two doses of 1mg collagen V plus complete Freunds adjuvant at a 30 days interval, followed by two additional intramuscular booster immunizations in incomplete Freunds adjuvant at a 15-day interval. Animals from control group (N=14), were only inoculated with complete and incomplete Freunds adjuvant given at same conditions of collagen type V group. Histological analysis of skins from animals and patients were done by Massons trichrome staining, and immunofluorescence method used to detect collagen fibers and interactions of types I, III and V collagen in the remodeling process. The analysis of animal skins showed precocious collagen fibril deposits in the dermis after 7 days of immunization and increase of this process in 75 and 120 days. Skin collagen deposit and atrophy of annexes were progressively more intense in late sacrificed animals and correlated with increased amount of collagen deposition. Surprisingly, type V collagen was over expressed both in animals and patients, forming dense and atypical collagen fibers in the dermis. We suggest that this anomalous expression of morphologically different type V collagen could justify the remodeling observed in scleroderma plaque

Introdução: A imunização de coelhos saudáveis com colágeno do tipo V (COLV) reproduz as principais manifestações da esclerose sistêmica (ES), incluindo fibrose, vasculopatia e produção de autoanticorpos específicos da doença. Estudos preliminares mostraram que, tanto na derme de animais imunizados com COLV (COLV-IM), como na derme de pacientes com ES, observa-se deposição aumentada de COLV anômalo, mas não se sabe qual a relevância clínica deste achado. O remodelamento da matriz extracelular é precoce nos animais COLV-IM, ocorrendo já no sétimo dia após a imunização, o que sugere que o COLV esteja relacionado com a injúria endotelial, evento primário envolvido na patogênese da ES. Desta forma, os objetivos do presente estudo foram avaliar a expressão de COLV na derme de controles saudáveis e de pacientes com ES e sua correlação com espessamento cutâneo, atividade e duração da doença; assim como pesquisar uma possível associação entre a deposição deste colágeno na derme com a expressão de marcadores de apoptose e de ativação endotelial em pacientes e no modelo animal induzido pela imunização com COLV. Pacientes e Métodos: Biópsias de pele de pacientes com ES (N=18, 6 com doença precoce e 12 com doença tardia) e de controles (N=10) pareados por idade e sexo, assim como biópsias de pele de coelhos imunizados com COLV + adjuvante de Freund (COV-IM, N=6) ou adjuvante de Freund (N=6) foram avaliadas. Nos pacientes com ES, o espessamento cutâneo foi avaliado por meio do escore de Rodnan Modificado (MRSS) e a atividade da doença foi calculada pelo índice de atividade de Valentini. Para realizar a quantificação por histomorfometria, o COLV na derme foi identificado por imunofluorescência. Caspase-3, endotelina-1, CTGF, TGF e VEGF nas células endoteliais dérmicas foram marcados por imunohistoquímica. Nos pacientes e nos controles, o COLV proveniente da cultura de fibroblastos dérmicos foi quantificado por PCR RT em tempo real e caracterizado por eletroforese, imunoblotting e reconstrução tridimensional, por meio da microscopia confocal. Resultados: O depósito de COLV foi maior na derme de pacientes com doença precoce, quando comparados aos controles e aos pacientes com doença tardia. A atividade e a duração da ES estiveram associadas com o depósito de COLV. A expressão de RNA mensageiro das cadeias COLV1 COLV2 foi aumentada em relação aos controles e a reconstrução tridimensional confirmou a presença de fibras anômalas de COLV. Observou-se maior expressão de caspase-3, endotelina-1, CTGF, TGF e VEGF nas células endoteliais dos pacientes com ES, quando comparados aos controles. Houve correlação positiva entre o depósito de COLV e a expressão de caspase-3, endotelina-1 e CTGF. Ao comparar-se os coelhos COLV-IM com os controles, observou-se aumento significativo da expressão de COLV aos 7 dias e de endotelina-1 aos 210 dias após a imunização. Embora de maneira não significativa, verificou-se maior expressão de caspase-3, CTGF e VEGF nos animais COLV-IM e, quando os animais foram comparados ao longo do tempo, percebeu-se maior expressão de COLV no sétimo dia após a imunização na derme dos animais COLV-IM, diminuindo no trigésimo dia e voltando a subir aos 75 dias e aos 210 dias. A caspase-3 e a endotelina-1 comportaram-se de maneira semelhante. Conclusão: Estes resultados sugerem que o COLV possa agir como um possível gatilho envolvido na patogênese da ES, agindo como um indutor de ativação e de apoptose endotelial, que por sua vez poderia resultar em maior expressão de COLV, perpetuando o processo de remodelamento observado na pele dos pacientes com ES / Introduction: The immunization of healthy rabbits with type V collagen (COLV) reproduces the main characteristics of systemic sclerosis (SSc), such as fibrosis, vasculopathy and specific auto-antibodies. Preliminary studies demonstrated that both COLV-immunized rabbits (COLV-IM) and SSc patients exhibit increased expression of abnormal COLV in the dermis, but the clinical relevance of this finding is unknown. The remodeling of the extracellular matrix is an early event in COLV-IM rabbits that can be detected by the seventh day after immunization; this observation suggests that COLV is involved in endothelial injury, one of the first manifestations of the disease. Thus, the objectives of this study were to evaluate COLV expression in the dermis of healthy controls and SSc patients and to determine the correlation of this expression with skin thickness, disease activity and duration and search for a possible association between this collagen with apoptosis and activation of endothelial cells markers in patients and in animal model induced by immunization with COLV. Patients and Methods: Skin biopsies from 18 patients (6 early-stage and 12 late-stage) and 10 healthy controls as well as skin biopsies from rabbits immunized with COLV (COLV-IM) and Freund adjuvant (N=6) or Freund adjuvant alone (N=6) were evaluated. Skin thickening assessment was performed with the Modified Rodnan Skin Score (MRSS), and activity was calculated using the Valentini Disease Activity Index. To perform quantification by histomorphometry, COLV was identified by immunofluorescence, and caspase-3, endothelin-1, CTGF, TGF and VEGF in dermal endothelial cells were labeled by immunohistochemistry. In SSc patients and healthy controls, COLV from dermal fibroblast culture was quantified by real-time RT-PCR and characterized by electrophoresis, immunoblotting and tridimensional reconstruction by confocal microscopy. Results: COLV deposition was increased in the dermis of the patients with early disease compared with the healthy controls and the patients with late disease. SSc activity and disease duration were associated with dermal COLV deposition. COLV1 and COLV2 mRNA expression levels were higher in SSc, and a tridimensional reconstruction of SSc dermal heterotypic fibers confirmed the presence of abnormal COLV. The dermal endothelial cell expression of caspase-3, endothelin-1, CTGF, TGF and VEGF was higher in the SSc patients than in the controls. There was a positive correlation between COLV deposition and caspase-3, endothelin-1 and CTGF expression. When the COLV-IM rabbits were compared with the controls, there was a significant increase in the expression of COLV 7 days after the immunization and a significant increase in the expression of endothelin-1 210 days after the immunization. The expression of caspase-3, CTGF and VEGF was higher in the COLV-IM animals than in the control rabbits, although not significantly, and when the rabbits were compared over time, the expression of COLV was higher in the dermis of the COLV-IM animals 7 days after immunization, decreasing at 30 days and increasing again at 75 and 210 days. Caspase-3 and endothelin-1 exhibited similar behavior. Conclusion: these results suggest that COLV can be a possible trigger involved in the pathogenesis of SSc, acting as an inducer of endothelial apoptosis and activation that could result in higher expression of COLV, perpetuating the remodeling process observed in SSc skin

Introdução: Recentemente muitas são as funções atribuídas ao colágeno V em condições fisiológicas normais e em algumas doenças, como na esclerodermia. Esta proteína apresenta características estruturais singulares de regulação do diâmetro das fibrilas heterotípicas, e imunogenicidade, sendo capaz de desencadear uma resposta imune independente. Em descobertas recentes, desenvolvidas por nosso grupo, ficou evidenciado que o colágeno V apresenta histoarquitetura anômala, aumentando a sua imunoexpressão na pele e pulmão em estágios iniciais da doença, assim como, aumento do RNAm de suas cadeias, principalmente alfa2(V). Por esta razão e com o intuito de entender sobre os processos moleculares e ultraestruturais que correlacionam o COL V à fibrose na ES, a proposta do presente estudo foi realizar análise morfológica e ultraestrutural das cadeias, alfa1(V) e alfa2(V), da pele de pacientes com ES, assim como avaliar a influência do gene COL5A2 na fibrilogênese. Pacientes e Métodos: As análises foram desenvolvidas utilizando fragmento de pele obtidas de biópsia, tanto de pacientes como controles, sob aprovação do comitê de ética (CAPPesq 0331/10) e de acordo com Declaração de Helsinque. Participaram do estudo 7 pacientes (homens=3, mulheres=4) diagnosticados com ES há dois anos ou menos, e indivíduos voluntários saudáveis (n=7) utilizados como grupo controle. A biópsia das peles foi dividida para dois grupos de análises: estudos histológicos e cultura de fibroblastos; sob solução de formol a 10%, foram realizadas análises histomorfométricas [coloração de Hematoxilina e Eosina (H e E), Tricrômico de Masson, imunofluorescência (IM) para cadeias alfa1(V) e alfa2(V), e reconstrução tridimensional (Zeiss LSM 510 META/UV)], e em solução de glutaraldeído 2% para análise ultraestrutural (microscopia eletrônica de transmissão com imunomarcação com ouro coloidal). A quantificação das cadeias foi realizada por histomorfometria, através de análise de imagem utilizando o software Image Pro-Plus 6.0. Já a cultura de fibroblastos foi desenvolvida para avaliar: distribuição e perfil das cadeias alfa1(V) e alfa2(V) [reconstrução 3D (Zeiss LSM 510 META/UV)],expressão gênica COL5A1, COL5A2 e ITGA2 [qRT-PCR (Applied Biosystems)], e inibição temporária do gene COL5A2. Resultados: Na análise morfológica (H&E e Masson) observou-se modificação da histoarquitetura da pele dos pacientes, com espessamento e retificação da epiderme devido ao aumento na densidade das fibras colágenas, com projeções das papilas dérmicas em direção à derme papilar. Esse resultado foi confirmado na quantificação das cadeias (IM), evidenciado por perda acentuada da cadeia alfa1(V) na derme papilar [12,77 ± 1,344 vs 66,84± 3,36 (p < 0,0001)] e aumento significante da expressão da cadeias alfa1(V) e alfa2(V) na derme reticular alfa1(V) [7,657 ± 0,2133 vs 13,75 ± 0,958 ( p < 0,0001)] e alfa2(V) [5,072 ± 0,4117 vs 21,07 ± 0,790 (p=0,001)] dos pacientes quando comparados ao controle. Assim como visto na imunomarcação com ouro coloidal das cadeias do COLV, houve ausência de expressão linear da cadeia alfa1(V) na derme papilar, contrastando com a expressão da mesma na pele de controles, se contrapondo a forte imunoexpressão das cadeias alfa1(V) e alfa2(V) com uma maior evidência da cadeia alfa2(V) na região espessada pela junção lâmina basal e derme reticular. A reconstrução 3D em cultura de fibroblastos dérmicos demonstrou grande atividade das células de pacientes com ES, confirmado na expressão gênica dos COL5A1, COL5A2 e ITGA2, que se mostraram aumentados significantemente nos pacientes em relação ao controle. Por fim, após inibição do COL5A2 houve uma tendência ao aumento na expressão do COL5A1, e superexpressão da ITGA2. Conclusão: A alteração dérmica observada em pacientes com ES esta correlacionada com a modificação na distribuição das cadeias alfas do COLV, principalmente por perda acentuada da alfa1(V)3 homotrímera na derme papilar e superexpressão da alfa2(V) em capilares e vasos, interferindo na formação de matriz extracelular normal, sugerindo uma alteração pós traducional desta proteína, e que maiores estudos sobre a inibição da cadeia alfa2(V) são importantes para uma futura terapia gênica para atenuar os sintomas desencadeados nesta patologia / Introduction: Recently many functions are attributed to type V collagen in normal physiological conditions and in some diseases, such as scleroderma. This protein presents unique structural features for regulating the diameter of fibrils heterotypic and immunogenicity being capable of eliciting an immune response independent. In recent discoveries, developed by our group, it was evident that collagen V presents anomalous histoarchitecture, increasing the immunoexpression in the skin and lung in the early stages of the disease, as well as increased mRNA of his chains, mainly alpha2(V). For this reason and in order to understand the molecular and ultrastructural processes that correlate COL V fibrosis in SSc, the purpose of this study was to perform morphological and ultrastructural analysis of the chains alpha1(V) and alpha2(V) of the patient´s skin with ES, as well as to assess the influence of the COL5A2 gene in fibrillogenesis. Patients and Methods: The analyses were developed using skin fragment obtained from biopsy, both of patients and controls, under the approval of the ethics committee (CAPPesq 0331/10) and in accordance with the Declaration of Helsinki. The study included 7 patients (male = 3, female = 4) diagnosed with ES for two years or less, and healthy volunteers (n = 7) used as a control group. The biopsy of the skin was divided in two groups of analyzes: histological studies and cultured fibroblasts; Under formaldehyde solution 10%, histomorphometric analysis [staining with hematoxylin and eosin (H e E), Masson\'s trichrome, immunofluorescence (IM) to alpha1(V) and alpha2(V) chains, and three-dimensional reconstruction (Zeiss LSM 510 META were performed/UV), and in a solution of 2% glutaraldehyde for ultrastructural analysis (transmission electron microscopy with immunostaining with colloidal gold). Quantitation was performed by the chain histomorphometry by image analysis using Image Pro-Plus 6.0 software. Already a fibroblast culture was developed to assess: distribution and profile of the alpha1(V) and alpha2(V) chains, 3D reconstruction (Zeiss LSM 510 META / UV), gene expression of COL5A1, COL5A2 and ITGA2 [RT-qPCR (Applied Biosystems)], and temporary inhibition of the COL5A2 gene. Results: In the morphological analysis (H&E and Masson) was observed modification of histoarchitecture patient\'s skin, with thickening and rectification of the epidermis due to increased density of collagen fibers, with projections of dermal papillae toward the papillary dermis. This result was confirmed by quantification of the chains (IM), evidenced by marked loss of the alpha1(V) chain in the papillary dermis [12.77 ± 1.344 vs 66.84 ± 3.36 (p < 0.0001)] and significant increase in the expression of alpha1(V) and alpha2(V) chains, in the reticular dermis alpha1(V) chain [0.2133 ± 7.657 vs 0.958 ± 13.75 (p < 0.0001)] alfa2(V) chain [5.072 ± 0.4117 vs 21.07 ± 0.790 (p = 0.001)] of patients when compared to control. As seen in the immunostaining with colloidal gold chains of COLV, there was no linear expression of the alpha1(V) chain in the papillary dermis, contrasting with the same expression on the skin of controls, in contrast to strong immunoexpression of alpha1(V) and alpha2(V) chains, with a higher evidence of alpha2(V) chain in the junction region by a thickened basement membrane and reticular dermis. The 3D reconstruction of dermal fibroblasts in culture demonstrated large cell activity of patients with SSc, confirmed the gene expression of COL5A1, COL5A2 and ITGA2, which showed significantly increased in patients compared to control. Finally, after inhibition of COL5A2 there was a trend to increase in the expression of the COL5A1, and overexpression of ITGA2. Conclusion: The dermal alteration observed in SSc patients is correlated with the change in the distribution of the collagen alpha (V) chains, mainly by marked loss of alpha1(V)3 homotrimer the papillary dermis and overexpression of the alpha2(V) in capillaries and vessels, interfering with the normal extracellular matrix formation, suggesting a post-translational modification of this protein, and further studies on the inhibition of chain alpha2(V) are important for future gene therapy to attenuate the symptoms of this pathology triggered

Recentemente, descobrimos que coelhos, Nova Zelândia, imunizados com colágeno tipo V humano mais adjuvante de Freund apresentavam fibrose e vasculite de órgãos normalmente afetados na esclerose sistêmica. Deste modo, nós estudamos o processo de fibrilogênese para identificar possíveis fatores envolvidos na alteração do remodelamento observado neste modelo de esclerodermia. Adicionalmente, fizemos uma comparação preliminar com pele humana obtida de pacientes com esclerodermia (n=3). Coelhos fêmeas, Nova Zelândia (n=14), foram imunizados subcutaneamente com duas doses de 1mg de colágeno V mais adjuvante completo de Freund, com intervalo de 30 dias, seguido de duas imunizações em adjuvante incompleto de Freund, via intramuscular, com intervalo de 15 dias. Os animais do grupo controle (n- 14) foram inoculados somente com adjuvante completo e incompleto de Freund, nas mesmas condições dos imunizados. Foram realizadas análises histológicas das peles dos animais e pacientes através da coloração com tricrômico de Masson e imunofluorescêcia, a fim de detectar fibras de colágeno e interação dos colágenos I, III e V. A análise da pele dos animais demonstrou depósito precoce de fibras de colágeno na derme após 7 dias da sensibilização, com aumento destes depósitos após 75 e 120 dias respectivamente. Depósito de colágeno na pele e atrofia de anexos foram mais intensos nos animais sacrificados em 120 dias e se correlacionaram com a quantidade aumentada de colágeno. Surpreendentemente, o colágeno V foi expresso em animais e pacientes, formando fibras densas e atípicas na derme. Sugerimos que esta expressão anômala de colágeno V, morfologicamente diferente, possa justificar o remodelamento observado na placa esclerodérmica / Recently, we discovered that New Zealand rabbits immunized with human type V collagen plus Freund`s adjuvant presented fibrosis and vasculitis of organs usually affected in systemic sclerosis. In this way, we studied the fibrillogenesis process regarding to identify any possible factor involved in altered remodeling observed in this scleroderma-like model. Additionally, we done a very preliminary comparison with human skins obtained from scleroderma patients (N=3). Female New Zealand rabbits (N=14) were immunized subcutaneously with two doses of 1mg collagen V plus complete Freunds adjuvant at a 30 days interval, followed by two additional intramuscular booster immunizations in incomplete Freunds adjuvant at a 15-day interval. Animals from control group (N=14), were only inoculated with complete and incomplete Freunds adjuvant given at same conditions of collagen type V group. Histological analysis of skins from animals and patients were done by Massons trichrome staining, and immunofluorescence method used to detect collagen fibers and interactions of types I, III and V collagen in the remodeling process. The analysis of animal skins showed precocious collagen fibril deposits in the dermis after 7 days of immunization and increase of this process in 75 and 120 days. Skin collagen deposit and atrophy of annexes were progressively more intense in late sacrificed animals and correlated with increased amount of collagen deposition. Surprisingly, type V collagen was over expressed both in animals and patients, forming dense and atypical collagen fibers in the dermis. We suggest that this anomalous expression of morphologically different type V collagen could justify the remodeling observed in scleroderma plaque

Objetivo: Verificar o remodelamento da pele e produção de anticorpos em modelo experimental de esclerodermia em coelhos, após indução de tolerância nasal com colágeno tipo V. Métodos: Coelhas Nova Zelândia (N=12) foram imunizadas com 1mg/ml de colágeno V (Col V) em adjuvante completo de Freund e dois reforços com adjuvante incompleto de Freund. Seis coelhas imunizadas receberam uma dose diária de 25ug de Col V, iniciado via nasal (grupo tolerado) 150 dias do começo das imunizações e seis animais foram somente imunizadas (grupo imunizado). Um grupo imunizado com adjuvante de Freund serviu como controle. Biopsias de pele foram coletadas em 0, 75, 120, 150 e 210 dias e coradas pelo H&E, tricrômico de Masson e Sírius red para analise morfológica e morfométrica. Os colágenos I, III e V, além de TGFbeta e PDGF foram imunomarcados por imunofluorescência. Os soros dos animais foram coletados em 0, 150 e 210 dias para determinar anticorpos anti-colágenos I, III, IV e V e anti-nucleares. Resultados: Os animais imunizados mostraram progressivo decréscimo da derme papilar, atrofia de anexos, aumento no depósito dos colágenos I, III e V e aumento da expressão de TGFbeta e PDGF. Os tolerados apresentaram aumento dos anexos cutâneos e significante diminuição no depósito dos colágenos I, III e V, TGFbeta e PDGF. O grupo de imunizados e de tolerados apresentaram anticorpos anti-colágenos III e IV e antinucleares. Conclusões: A indução de tolerância nasal com Col V diminuiu o remodelamento da pele observado no modelo experimental de esclerodermia e inibiu a síntese de citocinas fibrogênicas. Portanto, a tolerância nasal com Col V pode ser uma opção terapêutica promissora para o controle do remodelamento cutâneo em pacientes com esclerodermia. / Objective: Our aim was to verify the skin remodeling and antibody production in experimental model of scleroderma in rabbits, after induction of tolerance by daily nasal administration of human type V collagen (Col V). Methods: Female New Zealand rabbits (N=12) were immunized with 1mg/ml of Col V in complete Freund\'s adjuvant, followed by more two boosters in incomplete Freund\'s adjuvant. Six immunized rabbits received daily nasal administrating of 25ug of Col V (tolerated group), started 150 days after the first immunization, and the others animals (N=6) were only immunized (immunized group). Finally a group of rabbits immunized with Freund\'s adjuvant served as control. Skin biopsies were collected at 0, 75, 120, 150 and 210 days, and stained with H&E, Masson\'s trichrome and Sirius red for morphological and morphometric analysis. Types I, III and V collagen, TGFbeta and PDGF were immunostained by immunofluorescence. The sera of animals were colleted at 0, 150 and 210 days to determine anti types I, III, IV and V collagen and antinuclear antibodies. Results: The immunized animals showed progressive decrease of papillary dermis, appendages atrophy, increase of types I, III and V collagen deposition and increased expression of TGF-beta and PDGF. The tolerated rabbits presented increase of cutaneous appendages and significant decrease of types I, III and V and TGF-beta and PDGF. Both immunized and tolerated rabbits presented anti types III and IV antibodies and antinuclear antibodies. Conclusions: Col V nasal tolerance reduced skin remodeling in experimental model of scleroderma and inhibited synthesis of fibrotic cytokines. Therefore, the nasal tolerance with type V collagen can be a promising therapeutic option to control the skin remodeling in patients with scleroderma.

Introdução: As células-tronco são células indiferenciadas que apresentam capacidade de auto renovação, ou seja, são capazes de se multiplicar, mantendo seu estado indiferenciado, o que proporciona uma reposição ativa de sua população de maneira constante nos tecidos; e, possui também, a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Desta forma, acredita-se que células tronco presentes nos diferentes tecidos tenham papel regenerativo quando estes sofrem uma lesão ou injúria. Atualmente tem aumentado o número de estudos que envolvem a utilização de células tronco mesenquimais de tecido adiposo (ADSCs) na medicina regenerativa e curativa, estando o avanço desta terapia ligado à identificação de mecanismos e de moléculas que controlam e mediam a diferenciação de uma linhagem específica. Entre estas moléculas está o colágeno, proteína estrutural responsável pelas propriedades mecânicas, forma e organização tecidual. Dentre os 28 tipos de colágeno, o tipo V (Col V) e o XI são considerados nucleadores da fibrilogênese e modulam a adesão e proliferação celular. Além disso, o Col V é altamente expresso em tecido embrionário, sugerindo que ele possa atuar na interação célula-matriz no remodelamento e reparo de tecidos lesados, como a cartilagem. Dentre as doenças com acometimento articular, a osteoartrite (OA) é considerada a artropatia mais comum e, ainda, sem tratamento eficaz, culminando, em casos avançados, em intervenção cirúrgica. Estudos recentes mostram que as ADSCs seriam uma alternativa no restabelecimento do tecido cartilaginoso. Por esta razão a proposta do estudo foi avaliar a resposta das ADSCs, frente ao estímulo com Col V in vitro, e se o transplante autólogo dessas células poderia apresentar um efeito na regeneração da cartilagem articular na OA induzida em coelhos. Métodos: Foram cultivadas ADSCs, derivadas do tecido adiposo de coelhos (CEUA 123/14), estimuladas com Col V, para a avaliação da síntese dos principais componentes da matriz cartilaginosa: proteoglicanos e colágeno II. A preservação do fenótipo celular frente ao estímulo com Col V foi avaliada através da expressão do colágeno dos tipos I, II, III, CD34 e vimentina e dos genes COL2A1, ACAN e POU5F1. Os animais (n=24) foram submetidos à indução de OA, por meniscectomia parcial, e divididos nos grupos: OA (n=8), sem tratamento; OA/ADSCs (n=8), tratado com injeções mensais de ADSCs, e OA/ADSCs/V (n=8), tratado com injeções mensais de ADSCs, estimuladas previamente com Col V. As articulações foram coletadas após 22 semanas, descalcificadas e coradas com Hematoxilina e Eosina para histomorfometria da celularidade e espessura da cartilagem, perda de proteoglicanos pela Safranina O/Fast green e imunomarcação para colágeno II e Fas-L, usando o software Image Pro-Plus 6.0®. Resultados: As células estimuladas com Col V apresentaram-se negativas para colágeno I, III e CD34 e positivas para vimentina, colágeno total e proteoglicanos in vitro. Ainda, foi obtido um aumento significativo da expressão de colágeno II e dos genes COL2A1 e ACAN e a expressão de POU5F1 não foi significativa após estímulo. A análise morfológica da cartilagem indicou aumento da quantidade de condrócitos, da espessura da cartilagem e diminuição da perda de proteoglicanos nos grupos OA/ADSCs/V e OA/ADSCs, em relação ao grupo OA. Também foi observado um aumento da quantidade de colágeno II e diminuição de condrócitos apoptóticos no grupo OA/ADSCs/V. Conclusão: O Col V atua como mediador da condrogênese in vitro, estimulando colágeno II e proteoglicanos, além de aumentar a expressão dos genes COL2A1 e ACAN. A terapia com ADSCs estimuladas com Col V atenuou significativamente o processo osteoartrítico em coelhos, sugerindo uma nova perspectiva para o tratamento da OA / Introduction: Stem cells are undifferentiated cells that are capable of self-renewal, that is, they are capable of multiplying maintaining their undifferentiated state, which provides an active replacement of their population in a constant way in the tissues; stem cells also have the ability to differentiate into several cell types. Thus, it is believed that stem cells present in tissues have a regenerative role when they suffer an injury. The number of studies involving the use of adipose-derived stem cells (ADSCs) in regenerative medicine has increased and the progress of this therapy is link to the identification of mechanisms and molecules that control and mediate the specific lineage\'s differentiation. Collagen is among these molecules and it is a structural protein responsible for the mechanical properties, shape and tissue organization. Among 28 types of collagen, type V (Col V) and XI are considered nucleators of fibrillogenesis and they modulate cell adhesion and cell proliferation. In addition, Col V is highly expressed in embryonic tissue, suggesting that it may act on cell-matrix interaction in remodeling and repair of damaged tissues such as cartilage. Osteoarthritis (OA) is the most common arthropathy among the diseases with joint involvement and, it has no effective treatment that results in surgical intervention in advanced cases. Recent studies show that ADSCs would be an alternative in restoring cartilaginous tissue. Therefore, the aim of this study was to evaluate the response of ADSCs to the Col V stimulus in vitro and the effect of these autologous cells on the regeneration of articular cartilage of rabbits with OA. Methods: ADSCs from rabbit (CEUA 123/14) were cultured with Col V to evaluate the synthesis of the main components of the cartilaginous tissue as proteoglycans, collagen type II. The preservation of the cellular phenotype was evaluated through the collagen I, II, III, CD34 and vimentin expression and COL2A1, ACAN and POU5F1 genes. Rabbits (n=24) were submitted to OA induction though partial meniscectomy and divided into the following groups: OA (n=8), without treatment; OA/ADSCs (n=8), treated with monthly injections of ADSCs and OA/ADSCs/V (n=8), monthly injections of ADSCs previously treated with Col V. Joints were collected after 22 weeks, decalcified and stained with H&E for cellular histomorphometry and cartilage thickness. Safranin O/fast green staining was used for proteoglycan evaluation and immunostaining for collagen type II and Fas-L expression using Image Pro Plus 6.0 software. Results: ADSCs stimulated with Col V were negative for collagen I, III and CD34 and positive for vimentin, total collagen and proteoglycans in vitro. Furthermore, a significant increase in the expression of collagen II, COL2A1 and, ACAN genes was obtained, but the POU5F1 gene expression was not significant after stimulation. Morphological analysis of cartilage indicated increased in the number of chondrocytes, cartilage thickness, and decrease in loss of proteoglycans in the OA/ADSCs/V and OA/ADSCs groups, compared to the OA group. In addition, an increase in the amount of collagen II and decrease of apoptotic chondrocytes in the OA/ADSCs/V group was observed. Conclusion: Col V acts as a mediator of chondrogenesis in vitro stimulating collagen II, proteoglycans and COL2A1, ACAN genes expression. Therapy with Col V-stimulated ADSCs significantly attenuate the osteoarthritic process in rabbits, suggesting a new perspective for the treatment of OA

Introdução: A imunização de coelhos saudáveis com colágeno do tipo V (COLV) reproduz as principais manifestações da esclerose sistêmica (ES), incluindo fibrose, vasculopatia e produção de autoanticorpos específicos da doença. Estudos preliminares mostraram que, tanto na derme de animais imunizados com COLV (COLV-IM), como na derme de pacientes com ES, observa-se deposição aumentada de COLV anômalo, mas não se sabe qual a relevância clínica deste achado. O remodelamento da matriz extracelular é precoce nos animais COLV-IM, ocorrendo já no sétimo dia após a imunização, o que sugere que o COLV esteja relacionado com a injúria endotelial, evento primário envolvido na patogênese da ES. Desta forma, os objetivos do presente estudo foram avaliar a expressão de COLV na derme de controles saudáveis e de pacientes com ES e sua correlação com espessamento cutâneo, atividade e duração da doença; assim como pesquisar uma possível associação entre a deposição deste colágeno na derme com a expressão de marcadores de apoptose e de ativação endotelial em pacientes e no modelo animal induzido pela imunização com COLV. Pacientes e Métodos: Biópsias de pele de pacientes com ES (N=18, 6 com doença precoce e 12 com doença tardia) e de controles (N=10) pareados por idade e sexo, assim como biópsias de pele de coelhos imunizados com COLV + adjuvante de Freund (COV-IM, N=6) ou adjuvante de Freund (N=6) foram avaliadas. Nos pacientes com ES, o espessamento cutâneo foi avaliado por meio do escore de Rodnan Modificado (MRSS) e a atividade da doença foi calculada pelo índice de atividade de Valentini. Para realizar a quantificação por histomorfometria, o COLV na derme foi identificado por imunofluorescência. Caspase-3, endotelina-1, CTGF, TGF e VEGF nas células endoteliais dérmicas foram marcados por imunohistoquímica. Nos pacientes e nos controles, o COLV proveniente da cultura de fibroblastos dérmicos foi quantificado por PCR RT em tempo real e caracterizado por eletroforese, imunoblotting e reconstrução tridimensional, por meio da microscopia confocal. Resultados: O depósito de COLV foi maior na derme de pacientes com doença precoce, quando comparados aos controles e aos pacientes com doença tardia. A atividade e a duração da ES estiveram associadas com o depósito de COLV. A expressão de RNA mensageiro das cadeias COLV1 COLV2 foi aumentada em relação aos controles e a reconstrução tridimensional confirmou a presença de fibras anômalas de COLV. Observou-se maior expressão de caspase-3, endotelina-1, CTGF, TGF e VEGF nas células endoteliais dos pacientes com ES, quando comparados aos controles. Houve correlação positiva entre o depósito de COLV e a expressão de caspase-3, endotelina-1 e CTGF. Ao comparar-se os coelhos COLV-IM com os controles, observou-se aumento significativo da expressão de COLV aos 7 dias e de endotelina-1 aos 210 dias após a imunização. Embora de maneira não significativa, verificou-se maior expressão de caspase-3, CTGF e VEGF nos animais COLV-IM e, quando os animais foram comparados ao longo do tempo, percebeu-se maior expressão de COLV no sétimo dia após a imunização na derme dos animais COLV-IM, diminuindo no trigésimo dia e voltando a subir aos 75 dias e aos 210 dias. A caspase-3 e a endotelina-1 comportaram-se de maneira semelhante. Conclusão: Estes resultados sugerem que o COLV possa agir como um possível gatilho envolvido na patogênese da ES, agindo como um indutor de ativação e de apoptose endotelial, que por sua vez poderia resultar em maior expressão de COLV, perpetuando o processo de remodelamento observado na pele dos pacientes com ES / Introduction: The immunization of healthy rabbits with type V collagen (COLV) reproduces the main characteristics of systemic sclerosis (SSc), such as fibrosis, vasculopathy and specific auto-antibodies. Preliminary studies demonstrated that both COLV-immunized rabbits (COLV-IM) and SSc patients exhibit increased expression of abnormal COLV in the dermis, but the clinical relevance of this finding is unknown. The remodeling of the extracellular matrix is an early event in COLV-IM rabbits that can be detected by the seventh day after immunization; this observation suggests that COLV is involved in endothelial injury, one of the first manifestations of the disease. Thus, the objectives of this study were to evaluate COLV expression in the dermis of healthy controls and SSc patients and to determine the correlation of this expression with skin thickness, disease activity and duration and search for a possible association between this collagen with apoptosis and activation of endothelial cells markers in patients and in animal model induced by immunization with COLV. Patients and Methods: Skin biopsies from 18 patients (6 early-stage and 12 late-stage) and 10 healthy controls as well as skin biopsies from rabbits immunized with COLV (COLV-IM) and Freund adjuvant (N=6) or Freund adjuvant alone (N=6) were evaluated. Skin thickening assessment was performed with the Modified Rodnan Skin Score (MRSS), and activity was calculated using the Valentini Disease Activity Index. To perform quantification by histomorphometry, COLV was identified by immunofluorescence, and caspase-3, endothelin-1, CTGF, TGF and VEGF in dermal endothelial cells were labeled by immunohistochemistry. In SSc patients and healthy controls, COLV from dermal fibroblast culture was quantified by real-time RT-PCR and characterized by electrophoresis, immunoblotting and tridimensional reconstruction by confocal microscopy. Results: COLV deposition was increased in the dermis of the patients with early disease compared with the healthy controls and the patients with late disease. SSc activity and disease duration were associated with dermal COLV deposition. COLV1 and COLV2 mRNA expression levels were higher in SSc, and a tridimensional reconstruction of SSc dermal heterotypic fibers confirmed the presence of abnormal COLV. The dermal endothelial cell expression of caspase-3, endothelin-1, CTGF, TGF and VEGF was higher in the SSc patients than in the controls. There was a positive correlation between COLV deposition and caspase-3, endothelin-1 and CTGF expression. When the COLV-IM rabbits were compared with the controls, there was a significant increase in the expression of COLV 7 days after the immunization and a significant increase in the expression of endothelin-1 210 days after the immunization. The expression of caspase-3, CTGF and VEGF was higher in the COLV-IM animals than in the control rabbits, although not significantly, and when the rabbits were compared over time, the expression of COLV was higher in the dermis of the COLV-IM animals 7 days after immunization, decreasing at 30 days and increasing again at 75 and 210 days. Caspase-3 and endothelin-1 exhibited similar behavior. Conclusion: these results suggest that COLV can be a possible trigger involved in the pathogenesis of SSc, acting as an inducer of endothelial apoptosis and activation that could result in higher expression of COLV, perpetuating the remodeling process observed in SSc skin

Introdução: Recentemente muitas são as funções atribuídas ao colágeno V em condições fisiológicas normais e em algumas doenças, como na esclerodermia. Esta proteína apresenta características estruturais singulares de regulação do diâmetro das fibrilas heterotípicas, e imunogenicidade, sendo capaz de desencadear uma resposta imune independente. Em descobertas recentes, desenvolvidas por nosso grupo, ficou evidenciado que o colágeno V apresenta histoarquitetura anômala, aumentando a sua imunoexpressão na pele e pulmão em estágios iniciais da doença, assim como, aumento do RNAm de suas cadeias, principalmente alfa2(V). Por esta razão e com o intuito de entender sobre os processos moleculares e ultraestruturais que correlacionam o COL V à fibrose na ES, a proposta do presente estudo foi realizar análise morfológica e ultraestrutural das cadeias, alfa1(V) e alfa2(V), da pele de pacientes com ES, assim como avaliar a influência do gene COL5A2 na fibrilogênese. Pacientes e Métodos: As análises foram desenvolvidas utilizando fragmento de pele obtidas de biópsia, tanto de pacientes como controles, sob aprovação do comitê de ética (CAPPesq 0331/10) e de acordo com Declaração de Helsinque. Participaram do estudo 7 pacientes (homens=3, mulheres=4) diagnosticados com ES há dois anos ou menos, e indivíduos voluntários saudáveis (n=7) utilizados como grupo controle. A biópsia das peles foi dividida para dois grupos de análises: estudos histológicos e cultura de fibroblastos; sob solução de formol a 10%, foram realizadas análises histomorfométricas [coloração de Hematoxilina e Eosina (H e E), Tricrômico de Masson, imunofluorescência (IM) para cadeias alfa1(V) e alfa2(V), e reconstrução tridimensional (Zeiss LSM 510 META/UV)], e em solução de glutaraldeído 2% para análise ultraestrutural (microscopia eletrônica de transmissão com imunomarcação com ouro coloidal). A quantificação das cadeias foi realizada por histomorfometria, através de análise de imagem utilizando o software Image Pro-Plus 6.0. Já a cultura de fibroblastos foi desenvolvida para avaliar: distribuição e perfil das cadeias alfa1(V) e alfa2(V) [reconstrução 3D (Zeiss LSM 510 META/UV)],expressão gênica COL5A1, COL5A2 e ITGA2 [qRT-PCR (Applied Biosystems)], e inibição temporária do gene COL5A2. Resultados: Na análise morfológica (H&E e Masson) observou-se modificação da histoarquitetura da pele dos pacientes, com espessamento e retificação da epiderme devido ao aumento na densidade das fibras colágenas, com projeções das papilas dérmicas em direção à derme papilar. Esse resultado foi confirmado na quantificação das cadeias (IM), evidenciado por perda acentuada da cadeia alfa1(V) na derme papilar [12,77 ± 1,344 vs 66,84± 3,36 (p < 0,0001)] e aumento significante da expressão da cadeias alfa1(V) e alfa2(V) na derme reticular alfa1(V) [7,657 ± 0,2133 vs 13,75 ± 0,958 ( p < 0,0001)] e alfa2(V) [5,072 ± 0,4117 vs 21,07 ± 0,790 (p=0,001)] dos pacientes quando comparados ao controle. Assim como visto na imunomarcação com ouro coloidal das cadeias do COLV, houve ausência de expressão linear da cadeia alfa1(V) na derme papilar, contrastando com a expressão da mesma na pele de controles, se contrapondo a forte imunoexpressão das cadeias alfa1(V) e alfa2(V) com uma maior evidência da cadeia alfa2(V) na região espessada pela junção lâmina basal e derme reticular. A reconstrução 3D em cultura de fibroblastos dérmicos demonstrou grande atividade das células de pacientes com ES, confirmado na expressão gênica dos COL5A1, COL5A2 e ITGA2, que se mostraram aumentados significantemente nos pacientes em relação ao controle. Por fim, após inibição do COL5A2 houve uma tendência ao aumento na expressão do COL5A1, e superexpressão da ITGA2. Conclusão: A alteração dérmica observada em pacientes com ES esta correlacionada com a modificação na distribuição das cadeias alfas do COLV, principalmente por perda acentuada da alfa1(V)3 homotrímera na derme papilar e superexpressão da alfa2(V) em capilares e vasos, interferindo na formação de matriz extracelular normal, sugerindo uma alteração pós traducional desta proteína, e que maiores estudos sobre a inibição da cadeia alfa2(V) são importantes para uma futura terapia gênica para atenuar os sintomas desencadeados nesta patologia / Introduction: Recently many functions are attributed to type V collagen in normal physiological conditions and in some diseases, such as scleroderma. This protein presents unique structural features for regulating the diameter of fibrils heterotypic and immunogenicity being capable of eliciting an immune response independent. In recent discoveries, developed by our group, it was evident that collagen V presents anomalous histoarchitecture, increasing the immunoexpression in the skin and lung in the early stages of the disease, as well as increased mRNA of his chains, mainly alpha2(V). For this reason and in order to understand the molecular and ultrastructural processes that correlate COL V fibrosis in SSc, the purpose of this study was to perform morphological and ultrastructural analysis of the chains alpha1(V) and alpha2(V) of the patient´s skin with ES, as well as to assess the influence of the COL5A2 gene in fibrillogenesis. Patients and Methods: The analyses were developed using skin fragment obtained from biopsy, both of patients and controls, under the approval of the ethics committee (CAPPesq 0331/10) and in accordance with the Declaration of Helsinki. The study included 7 patients (male = 3, female = 4) diagnosed with ES for two years or less, and healthy volunteers (n = 7) used as a control group. The biopsy of the skin was divided in two groups of analyzes: histological studies and cultured fibroblasts; Under formaldehyde solution 10%, histomorphometric analysis [staining with hematoxylin and eosin (H e E), Masson\'s trichrome, immunofluorescence (IM) to alpha1(V) and alpha2(V) chains, and three-dimensional reconstruction (Zeiss LSM 510 META were performed/UV), and in a solution of 2% glutaraldehyde for ultrastructural analysis (transmission electron microscopy with immunostaining with colloidal gold). Quantitation was performed by the chain histomorphometry by image analysis using Image Pro-Plus 6.0 software. Already a fibroblast culture was developed to assess: distribution and profile of the alpha1(V) and alpha2(V) chains, 3D reconstruction (Zeiss LSM 510 META / UV), gene expression of COL5A1, COL5A2 and ITGA2 [RT-qPCR (Applied Biosystems)], and temporary inhibition of the COL5A2 gene. Results: In the morphological analysis (H&E and Masson) was observed modification of histoarchitecture patient\'s skin, with thickening and rectification of the epidermis due to increased density of collagen fibers, with projections of dermal papillae toward the papillary dermis. This result was confirmed by quantification of the chains (IM), evidenced by marked loss of the alpha1(V) chain in the papillary dermis [12.77 ± 1.344 vs 66.84 ± 3.36 (p < 0.0001)] and significant increase in the expression of alpha1(V) and alpha2(V) chains, in the reticular dermis alpha1(V) chain [0.2133 ± 7.657 vs 0.958 ± 13.75 (p < 0.0001)] alfa2(V) chain [5.072 ± 0.4117 vs 21.07 ± 0.790 (p = 0.001)] of patients when compared to control. As seen in the immunostaining with colloidal gold chains of COLV, there was no linear expression of the alpha1(V) chain in the papillary dermis, contrasting with the same expression on the skin of controls, in contrast to strong immunoexpression of alpha1(V) and alpha2(V) chains, with a higher evidence of alpha2(V) chain in the junction region by a thickened basement membrane and reticular dermis. The 3D reconstruction of dermal fibroblasts in culture demonstrated large cell activity of patients with SSc, confirmed the gene expression of COL5A1, COL5A2 and ITGA2, which showed significantly increased in patients compared to control. Finally, after inhibition of COL5A2 there was a trend to increase in the expression of the COL5A1, and overexpression of ITGA2. Conclusion: The dermal alteration observed in SSc patients is correlated with the change in the distribution of the collagen alpha (V) chains, mainly by marked loss of alpha1(V)3 homotrimer the papillary dermis and overexpression of the alpha2(V) in capillaries and vessels, interfering with the normal extracellular matrix formation, suggesting a post-translational modification of this protein, and further studies on the inhibition of chain alpha2(V) are important for future gene therapy to attenuate the symptoms of this pathology triggered