Orientador: Prof. Dr. Sergio Daishi Sasaki / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, São Bernardo do Campo, 2018. / A doença pulmonar obstrutiva crônica é uma doença caracterizada por
progressiva limitação do fluxo aéreo e suas principais manifestações são a
bronquite crônica e o enfisema pulmonar. O quadro é geralmente irreversível e
engloba uma série de processos que incluem a resposta inflamatória anormal
dos pulmões com participação ativa de macrófagos, neutrófilos e linfócitos, a
falha na reparação de células anormais, a apoptose precoce e a destruição da
matriz extracelular ocasionada pelo desequilíbrio entre proteases e
antiproteases, sendo esse desequilíbrio apontado como um dos principais
mecanismos que levam à instalação da doença. O tabagismo é a principal causa
atribuída ao seu aparecimento, seguida por fatores genéticos e ambientais.
Algumas enzimas estão relacionadas ao processo de patogênese da DPOC
como a elastase de neutrófilos humana e as metaloproteinases 9 e 12. Em
trabalhos anteriores o uso do inibidor de serinoproteases rBmTI-A, inibidor do
tipo Kunitz-BPTI, resultou na prevenção do enfisema pulmonar por meio do
controle da resposta inflamatória comumente observada, além de redução da
atividade proteolítica presente no lavado broncoalveolar. Nesse trabalho, o
objetivo inicial foi dar prosseguimento à pesquisa com rBmTI-A, com a
caracterização da expressão gênica diferencial no modelo de enfisema animal
utilizando camundongos, indução realizada com a administração de elastase
pancreática porcina (PPE); para isso foi utilizado o ensaio de micro arranjo de
DNA (Microarray). Os ensaios de Microarray resultaram na identificação de
genes que respondem ao tratamento nos animais induzidos ao enfisema e que
receberam o tratamento com rBmTI-A, dentre estes genes estão: genes do
sistema imune e inflamação, genes da contração muscular, genes da tradução
em mitocôndria e genes de outras funções celulares. Na segunda parte do
trabalho, o inibidor de serinoproteases rBmTI-6-D1, inibidor Kunitz-BPTI, foi
aplicado no modelo de enfisema pulmonar em camundongos, resultados obtidos
previamente já haviam mostrado que rBmTI-6 também apresenta a capacidade
de prevenir o desenvolvimento do enfisema induzido por PPE, neste trabalho
mostramos que o tratamento utilizando rBmTI-6-D1 evita a perda do
recolhimento elástico dos pulmões dos animais induzidos ao enfisema, bem
como também evita a degradação alveolar, e o aumento do número de
macrófagos e linfócitos nos lavados broncoalveolares dos animais que
receberam tratamento em comparação com os que não receberam. Também foi
demonstrado que rBmTI-6 evita o aumento de atividade proteolítica (calicreínas
e elastase de neutrófilos) no lavado broncoalveolar de animais tratados com o
inibidor e induzidos ao enfisema em comparação aos controles. Na terceira parte
do trabalho, foram realizados ensaios em cultura de células A549 para investigar
o potencial anti-inflamatório dos inibidores rBmTI-A, rBmTI-6-D1 e rBmTI-6-D2/3,
a aplicação dos inibidores nestas células mostrou um aparente papel antiinflamatório
por meio da diminuição da secreção das citocinas IL-6 e IL-8, no
tratamento utilizando rBmTI-6-D1 e rBmTI-6-D2/3. Concluímos que os inibidores
rBmTI-A e rBmTI-6 apresentam atividade que previne o desenvolvimento do
enfisema induzido por PPE, devido às atividades antiproteases destes inibidores
e por interferirem na resposta inflamatória. / Chronic obstructive pulmonary disease is characterized by progressive
airflow limitation and its main manifestations are chronic bronchitis and
pulmonary emphysema. It is generally irreversible and encompasses a series of
processes that include the abnormal inflammatory response of the lungs with
active involvement of macrophages, neutrophils and lymphocytes, failure to
repair abnormal cells, early apoptosis, and destruction of the extracellular matrix
caused by the imbalance between proteases and antiproteases, and this
imbalance is one of the main mechanisms that lead to the establishment of the
disease. Smoking is the main cause attributed to its onset, followed by genetic
and environmental factors. Some enzymes are related to the pathogenesis of
COPD such as human neutrophil elastase and metalloproteinases 9 and 12. In
previous studies, the use of the serine proteinase inhibitor, rBmTI-A, a Kunitz-
BPTI inhibitor type, resulted in the prevention of pulmonary emphysema by
controlling of the inflammatory response commonly observed, as well as reducing
the proteolytic activity present in bronchoalveolar lavage. In this work, the initial
objective was to continue the research with rBmTI-A, with the characterization of
differential gene expression in the emphysema model using mice, induced to
emphysema by porcine pancreatic elastase (PPE) instillation; to reach this aim a
microarray assay was performed. The microarray results in the identification of
some genes which are affected by the treatment using rBmTI-A in animals that
received PPE instillation previously. Among these genes were identified immune
and inflammatory related genes, muscular contraction related genes, translation
in mitochondria related genes and genes of other cellular functions. In the second
part of this work, the serine proteinase inhibitor rBmTI-6-D1, other Kunitz-BPTI
inhibitor type, was applied in the emphysema model using mice; previous results
had shown that rBmTI-6 also presented the ability to avoid the emphysema
development in the PPE instillation model. The present work we showed that the
rBmTI-6-D1 treatment was sufficient to avoid the loss of elastic recoil, an effective
decrease in alveolar enlargement and in the number of macrophages and
lymphocytes in bronchoalveolar lavage fluid. Proteolytic analysis showed a
significant increase in elastase activity in induced emphysema group that is
controlled by rBmTI-6-D1. Kallikrein activity was decreased in the induced
emphysema and inhibitor treated group when compared to induced emphysema
group without treatment. In the third part of this work, assays using A549 cells
were performed to investigate the anti-inflammatory potential of rBmTI-A, rBmTI-
6-D1 and rBmTI-6-D2/3 inhibitors. These inhibitors presented an apparent antiinflammatory
role, due the reduced levels of IL-6 and IL-8 that were secreted by
A549 cell when treated with rBmTI-6-D1 and rBmTI-6-D2/3. We concluded that
rBmTI-A and rBmTI-6 inhibitors prevent the emphysema development induced
by PPE, due the anti-proteinases activities of these inhibitors and by its
interference in inflammatory response.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:110452 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Duran, Adriana Feliciano Alves |
| Contributors | Sasaki, Sergio Daishi, Tanaka, Aparecida Sadae, Maza, Paloma Korehisa, Sperança, Márcia Aparecida, Galvão, Ana Carolina Santos de Souza |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, 105 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110452&midiaext=76095, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110452&midiaext=76096, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=110452 |
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