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Orientador: Ricardo de Lima Zollner Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A linhagem de camundongos NOD (non obese diabetic) desenvolve espontaneamente diabetes mellitus tipo 1 (DM-1) com marcante similaridade ao observado em humanos, que se estabelece entre 12ª e 24ª semana de vida, com presença de autoanticorpos específicos contra antígenos pancreáticos. Grande parte das células encontradas são linfócitos T CD4+ e T CD8+ e, embora células NK, linfócitos B, células dendríticas e macrófagos também possam ser identificados nas lesões, o desenvolvimento da doença é primariamente dependente de linfócitos T CD4+ e CD8+ auto-reativos. A diferenciação e funcionamento de células ß são regulados por uma variedade de hormônios e fatores de crescimento, incluindo Nerve Growth Factor (NGF). Sabe-se que células-ß pancreáticas expressam receptores funcionais para NGF e esta neurotrofina induz modificações morfológicas e fisiológicas, incluindo estimulação da secreção de insulina. Estudos de terapias para o DM-1 baseadas na intervenção sobre o sistema imunológico revelam que estas podem ser estratégias promissoras para impedir a instalação e/ou evolução da doença. Neste contexto, investigamos os efeitos da administração de GM1 sobre a incidência do DM-1 e insulite em camundongos NOD, expressão de citocinas, NGF e seu receptor de alta afinidade TrkA. Nossos resultados sugerem que administração de GM1 na dose de 100mg/kg/dia em camundongos NOD fêmeas a partir da 4ª semana de vida é capaz de diminuir o índice de infiltrado inflamatório e conseqüentemente a expressão do diabetes, modulando negativamente o infiltrado inflamatório bem como a expressão gênica de citocinas pró-inflamatórias (IL-12, IFN-?, TNF-a e IL-1ß), além de aumentar a expressão gênica e protéica de NGF e TrkA, que pode atuar como regulador de sobrevivência da célula ß de maneira a inibir a apoptose desta célula Abstract: The strain of NOD mice (non obese diabetic) spontaneously develops diabetes mellitus type 1 (DM-1) with strong similarity to the observed in humans. In this model, the diabetes manifestation occurs among 12th and 24th weeks of life, with presence of pancreas-specific autoantibodies. Great part of the cells are CD4+ and CD8+T cells, and even so NK cells, lymphocytes B, dendritics cells and macrophages also can be identified in the injuries, the development of the disease is essentially dependent of autoreactive CD4+ and CD8+ T cells. It was demonstrated that ? - pancreatic cells express NGF functional receptors and that this neurotrophin induces morphological and physiological modifications in pancreatic ? cells, including stimulation in insulin secretion. The inquiries of therapies for the DM-1 based on the intervention on the immune system disclose that these can be promising strategies to hinder the installation and/or evolution of the disease. In this context, we investigate the effect of GM1 administration on the incidence of DM-1 and insulitis in NOD mice, cytokines expression, NGF and its high affinity receptor TrkA. Our results suggest that administration of GM1 in the dose of 100mg/kg/dia in female NOD mice from 4ª week of life are capable to reduce the index of inflammatory infiltrated and consequently the expression of diabetes, down-modulating the inflammatory infiltrated as well as the gene expression of pro-inflammatory cytokines (IL-12, IFN-?, TNF-? and IL-1?), besides increasing the gene and protein expression of NGF and TrkA, that can act as regulating of ß cell - survival in way to inhibit apoptosis of this cell Mestrado Ciências Básicas Mestre em Clínica Médica

Orientador: Edson Antunes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Obesidade/síndrome metabólica são fatores de risco para o desenvolvimento dos sintomas do trato urinário inferior (LUTS), incluindo hiperatividade de bexiga. Em nosso estudo visamos investigar a relação entre resistência à insulina e hiperatividade de bexiga em modelo de obesidade induzida por dieta hiperlipídica (10 semanas) em camundongos C57BL6/J. Curvas concentração-resposta a diferentes agentes contráteis e à insulina foram realizadas em bexigas isoladas de camundongos e humanos. Estudo cistométrico foi conduzido em camundongos anestesiados. Expressão protéica de PKC, canais de Ca2+ do tipo L, eNOS (Ser1177) e AKT (Ser473) fosforiladas, bem como de marcadores da resposta a proteínas mal dobradas (UPR), TRIB3, CHOP e ATF4, foi determinada por western blot. Camundongos obesos exibiram aumento do peso corpóreo, gordura epididimal, glicemia de jejum e resistência à insulina. As respostas contráteis aos diferentes agentes foram maiores nos animais obesos, o que foi normalizado pela pré-incubação com o bloqueador dos canais de Ca2+ do tipo L, amlodipino. Animais do grupo obeso apresentaram hiperatividade de bexiga, como demonstrado por estudo cistométrico. As curvas concentração-resposta ao agonista muscarínico, carbacol, foram dependentes da ativação da PKC. A resposta contrátil ao ativador da PKC, PDBu, foi abolida pela incubação com amlodipino. O tratamento com metformina melhorou a sensibilidade à insulina assim como normalizou a hipercontratilidade in vitro, a hiperatividade de bexiga e os níveis de PKC e pAKT em camundongos obesos. A insulina (1-100 nM) produziu relaxamento concentração-dependente em bexigas de camundongos e humanos, o que foi reduzido pela remoção da camada urotelial ou inibição da via de sinalização da PI3K/AKT/eNOS. Em condições fisiológicas, o estímulo com insulina resultou em um aumento de aproximadamente 3 vezes nos níveis de GMPc; porém, o relaxamento e os níveis de GMPc foram menores em bexigas de animais obesos. . A produção de cGMP foi reduzida na presença de inibidores da via da PI3K/AKT/eNOS. A inibição da PI3K aboliu a fosforilação de ambas eNOS e AKT no urotélio de camundongos. A expressão de pAKT e peNOS em resposta à insulina foi reduzida no urotélio de animais obesos em comparação com a do grupo controle, enquanto os níveis de TRIB3, CHOP e ATF4 foram maiores no urotélio dos animais obesos. O tratamento via oral com o inibidor de estresse de retículo endoplasmático, PBA, normalizou todos os parâmetros funcionais e moleculares dos camundongos obesos. Nossos dados mostram que a obesidade/síndrome metabólica em camundongos resulta em hiperatividade de bexiga associada à resistência local à insulina. A modulação positiva da PKC em camundongos obesos medeia simultaneamente à resistência à insulina em detrusor e a hiperatividade de bexiga. Além disso, camundongos obesos e resistentes à insulina exibem deficiência da ação da insulina na mucosa da bexiga como conseqüência de estresse de retículo, que parece estar também diretamente relacionado ao quadro de hiperatividade vesical nestes animais Abstract: Obesity/metabolic syndrome are common risk factors for lower urinary tract symptoms, including overactive bladder. This study aimed to investigate whether insulin resistance affects bladder function in a model of obesity induced by high-fat diet (10 weeks) in C57BL6/J mice. Concentration-response curves to contractile agents and insulin were performed in human and mouse bladders. Cystometric study was performed in terminally anaesthetized mice. Western blot was performed in bladders to detect PKC, Cav1.2, phosphorylated eNOS (Ser1177) and AKT (Ser473), as well as the unfolded protein response (UPR) markers TRIB3, CHOP and ATF4. Obese mice exhibited higher body weight, epididymal fat mass, fasting glucose and insulin resistance. All the contractile agents produced greater bladder contractions in obese mice, which were fully reversed by the Cav1.2 blocker amlodipine. Cystometry evidenced overactive bladder in obese group that were also prevented by amlodipine. Carbachol induced contractions was dependent on the PKC activation, and PKC expression was increased in obese mice. Metformin treatment improved the insulin sensitivity, normalized the in vitro bladder hypercontractility, cystometric dysfunction and restored PKC and pAKT expression in the obese bladders. Insulin (1-100 nM) produced concentration-dependent mouse and human bladder relaxations that were markedly reduced by mucosal removal or inhibition of the PI3K/AKT/eNOS pathway. In mouse bladders, insulin produced a 3.0-fold increase in cGMP levels (P

Orientador : Antonio Condino Neto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A anemia falciforme é uma alteração genética das hemácias, caracterizada por hemólise crônica e episódios de crises de oclusão vascular. O defeito genético consiste em uma mutação na posição 6 da cadeia f3da hemoglobina, que confere às hemácias alterações na sua forma e estrutura, tornando-as mais rígidas, deformadas e distorcidas, com tendência para a formação de polúneros e conseqüente obstrução do fluxo sanguíneo. Um simples ponto de mutação transforma a anemia falciforme em uma entidade clínica heterogênea, sugerindo a idéia de que diferentes mecanismos possam estar envolvidos. O mecanismo exato, pelo qual o fluxo sanguíneo normal é interrompido pelas hemácias, ainda não é totalmente esclarecido. Numa doença como a anemia falciforme, na qual a velocidade da passagem das hemácias rígidas pelos vasos sanguíneos tem importância relevante, o tônus e a regulação vascular assumem papel primordial, sendo este controle mediado, em parte, pelo óxido nítrico, cuja ação é inibidapelo superóxido. Diversos estudos têm indicado o envolvimento da lesão endotelial e do processo inflamatório subclínico no desencadeamento e progressão dos processos da oclusão vascular. A participação dos leucócitos no dano aos tecidos dos pacientes com anemia falciforme é objeto de investigação, sendo a leucocitose um fator de mau prognóstico na doença. Investigou-se inicialmente a liberação do óxido nítrico pelos leucócitos, analisando sua capacidade de inibir a agregação de plaquetas lavadas induzida pela trombina. Os resultados mostram que os granulócitos de pacientes com anemia falciforme (n=9) liberam óxido nítrico de maneira similar aos granulócitos de controles sadios (n=9), pois foi necessário um número semelhante de células para inibir a agregação plaquetária (mediana de 4,4 x 106e 4,3 x 106,respectivamente). Na ausência de SOD, não foi detectada liberação de óxido nítrico pelos leucócitos mononucleares de pacientes com anemia falciforme (n=9), pois eles não afetaram a agregação de plaquetas nesta situação. Na presença de SOD, não houve diferença na liberação do óxido nítrico entre leucócitos mononucleares de pacientes com anemia falciforme e controles, pois o número de leucócitos mononucleares necessário para inibir a agregação de plaquetas foi semelhante entre os pacientes (mediana de 3,4 x lO6ml, n=9) e os controles sadios (mediana de 3,3 x lO6ml,n=9). Os fagócitos contêm uma nicotinamida adenina inuc1eotídeofosfato (NADPH) oxidase (forma reduzida) associada à sua membrana citoplasmática, que gera superóxido e outros reativos intermediários tóxicos do oxigênio, os quais apresentam potencial de injúria aos tecidos. O sistema NADPH-oxidase é composto por cinco subunidades: p40-pho Abstract: Sickle cell anemia is a genetic disorder of red blood cells characterized by chronic hemolysis and episodic vaso-oclusive crisis. The molecular defect is caused by a point mutation at the 6thposition ofthe f3chain ofhemoblobin, which leads erythrocytes to abnormal sickle shape, rigidity, deformability and distortion with consequent blood flow obstruction. A single point mutation leads sickle cell disease to a clínical heterogenous disorder, supporting the idea that a different set of mechanisms might be involved in this disease. It is still not completely understood how sickle erythrocytes interrupt blood flow. Current evidence indicate that endothelium damage, and a subclínical inflammatoryprocess take place in the initiation and progression of vascular occlusion. The role of leukocytes in the tissue injury of sickle cell anemia patients is a current subject of investigation. The NADPH-oxidase system of professional phagocytes catalyzes the production of superoxide by the one-eletron reduction of oxigen (respiratory burst). This is the starting point for the production of reactive oxidants species, which are potential tissueinjury mediators. The NADPH-oxidase system is composed by tive components: p40-Phox p4TPh°x,p6Tphoxexist in the cytosol as a complexoThe other two components gp91-phoxandp22-PhOX form the cytocrome b558in the cell membrane and function as the terminal electron carrier ofthe oxidase. Afier activation, the cytosolic complex migrate to membrane binding to citocrome b558and assemblythe active oxidase. The involvement of the leukocyte NADPH-oxidase system has not been investigated before in sickle cell anemia. The experimental approach was focused on: a) the release of nitric oxide by neutrophils and mononuclear leukocytes ITom sickle cell anemia patients. It was assayed by the ability of leukocytes to inhibit thrombin-induced washed platelet aggregation. Neutrophils ITom sickle cell anemia patients released nitric oxide in a similar manner to those ITomhealthy controls. The inhibition of platelet aggregation by neutrophils ftom sickle cell anemia or ftom hea1thycontrols was blocked by L-NAME (300JlM), but not by D-NAME (300JlM), and was reversed by L-arginine (lmM). Additionaly, a similar number of neutrophils ftom sickle cell anemia patients and írom healthy controIs was required to inhibit platelet aggregation. Mononuc1ear leukocytes írom sickle cell anemia patients inhibited platelet aggregation only in the presence of superoxide dismutase (60 U rnl-I) b) the release of superoxide by neutrophils and mononuc1earsickle cell anemia leukocytes. lt was assassed by the SOD specific inhibition of cytochrome c reduction assay. PMA (30nM) or ZYM (100 partic1es/cell)-induced release of superoxide by mononuc1ear leukocytes :lTomsickle cell anemia patients was significant1yhigher than that observed in mononuc1ear leukocytes írom healthy controIs (p

Orientador: Ricardo de Lima Zollner Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: O camundongo não obeso diabético (NOD) é caracterizado por desenvolver naturalmente diabetes mellitus tipo 1 (DM-1) com similaridade ao diabetes mellitus tipo 1 em humanos. A manifestação espontânea do diabetes neste modelo animal é caracterizado por infiltração progressiva das ilhotas de Langerhans por células mononucleares linfócitos T (CD4+ e CD8+) e destruição das células ß pancreáticas produtoras de insulina. O fator de crescimento neural (NGF) e algumas citocinas estão associados a regeneração neural, além de atuarem sobre células do sistema imune. Em adição a estes efeitos, NGF age na liberação de insulina pelas células betas das ilhotas pancreáticas, tornando-se foco de interesse com relação as suas propriedades moduladoras no processo inflamatório na ilhota pancreática. O gangliosídeo GM1 liga-se ao receptor de alta afinidade (TrkA) do NGF-ß, mimetizando seus efeitos. No presente trabalho, avaliamos a ação modulatória de GM1 e NGF em cultura de ilhotas pancreáticas, provenientes de camundongos NOD. Foram avaliados por meio de RT-PCR a expressão gênica de NGF-ß, TrkA e insulina e, por ensaio imunoenzimático, a concentração de citocinas IL-1ß, IL-12, TNF-a, INF-y e insulina. Nossos resultados sugerem ação moduladora similar entre GM1 e NGF sobre as ilhotas de NOD não diabéticos e pré-diabéticos. NGF e GM1 aumentam a expressão gênica de NGF e TrkA e diminuem a expressão gênica de insulina em NOD não diabéticos e pré-diabéticos. Além disso, aumentam a liberação de insulina e diminui a de citocinas inflamatórias IL-1ß, IL-12, TNF-a, IFN-y que caracterizam a resposta Th1. Abstract: The non-obese diabetic mice (NOD) lineage is characterized by developing type 1 diabetes mellitus (DM-1) naturally, bearing a similarity to DM-1 in human beings. The spontaneous manifestation of diabetes is characterized by gradual infiltration in pancreatic islets by mononuclear cells lymphocytes T (CD4+ and CD8+) and destruction of the ß-cells producers of insulin. One consequence of this effect, is the release of neurotrophins trying modulate the insulin release by the ß cells of pancreatic islets. Thus, the neurotrophins have been the focus of interest in the modulation of the inflammatory process in the pancreatic islets. The ganglioside GM1 binds to the high affinity receptor (TrkA) of the NGF-ß, enhancing its effect. In the present work, we evaluate the immune modulation properties of GM1 and NGF in culture of pancreatic islets from NOD mice. The gene expression of NGF-ß, TrkA and insulin for immune enzymatic assay, the concentration of cytokines IL 1ß, IL-12, TNF-a, IFN-y and insulin were evaluated by RT-PCR and ELISA. Our results suggest similar modulation action between GM1 and NGF on islets of NOD non-diabetic and pre-diabetic. GM1 and NGF action increases the gene expression of NGF and TrkA and the decrease of insulin in mice NOD non-diabetic and pre-diabetic. Moreover, GM1 and NGF increase the insulin release and decrease inflammatory cytokines that characterize the Th1 reply. Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientador: Ricardo de Lima Zollner Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: No modelo experimental referenteà linhagem de camundongos NOD (non obese diabetic) a manifestação do diabetes autoimune é espontâneo semelhante ao observado em humanos, o qual se desenvolve entre a 12a e 24a semana de vida com prevalência variável nas diversas colônias, entre 60-90% em fêmeas e 0-20% nos machos. Os estudos dos mecanismos autoimunes do diabetes sugerem o desequilíbrio entre as populações de linfócitos Th1 e Th2 com predomínio do fenótipo Th1 com mecanismos efetores que levam a apoptose da célula 'beta' produtora de insulina. Inúmeros trabalhos sugerem que a apoptose das células 'beta' esteja associada à manifestação do diabetes tanto em modelos experimentais como em humanos. Componentes apoptóticos como Fas/Fas-L, IL-1f3, IFN-y e. TNF-a tem sido associados aos mecanismos efetores da apoptosedas ilhotas. Gangliosídeos podem bloquear de forma seletiva a produção de citocinas próinflamatórias como IFN-ye TNF-a (Th1) inibindo desta forma, a proliferação de linfócitos T. Por outro lado, citocinas antiinflamatóriascomo IL-4 e TGF-f3 podem ter sua síntese estimulada por estes compostos. No presente trabalho, investigamos o efeito do tratamento de gangliosídeos (GM1, GD1a, GD1b, GT1b) sobre a incidência do diabetes mellitus e da insulite em camundongos NOD. Foram monitorados os níveis glicêmicos, os aspectos morfológicos (índice de infiltrado, imunoistoquímica para detecção de subpopulações de linfócitosTCD4+,CD8+e macrófagos-CD11), a expressão gênica de citocinas, moléculas apoptóticas e antiapoptóticas e níveis séricos de citocinas IL-12,IL-4,TGF-f3,TNF-a,IFN-V. Os resultados sugerem que a administração de gangliosídeos a partir da 4a semana de vida do animal impede a manifestação do diabetes, modula o infiltrado inflamatório preservando células f3,diminui a resposta Th1 em ilhotas e eleva os níveis séricos de citocinas antiinflamatóriascomo IL4 e TGFf3,além de induzir a morte celular em linfócitos. Assim, o desenvolvimento de estudos adicionais dirigidos aos mecanismos de ação de gangliosídeos na manifestação do diabetes autoimune, é relevante,e fundamental para estratégiasde tratamentos mais efetivos Abstract: The 'beta' cells destruction on diabetes type 1 autoimmune knowledge was derivative from NOD (diabetic non obese) mouse as experimental model, which have demonstrated great potential for drugs or immunotherapy's study. In this model, the diabetes manifestation occurs spontaneously like the observed in human, among 128-248 week of life. The prevalence could be varied from 60-90% in females and 0-20% in males. The autoimmune mechanism study suggests the imbalance between Th1 and Th2 response with predominance Th1 phenotype (IL-1(3,TNF-a, IFN-y). Thus, it was necessary the study of the Th1 and Th2 cytokines related to autoimmunity of the diabetes in NOD mouse. Moreover, it believed that apoptosis of the 'beta' cells it was associated with the diabetes manifestation in both human and experimental models. In such studies FaslFas-L were related with IL-1(3,IFN-y and TNF-a as effectors molecules of the cell death pancreatic islets. Gangliosides can block, in a selective manner, the pro-inflammatory (Th1) cytokines preduction like IFN-y and TNF-a and inhibit the T cells proliferation. However, these compounds can stimulate the synthesis of anti-inflammatory cytokines, like IL-4 and TGF-'beta'. In the present wOrk,we analyze the effect of the gangliosides (GM1,GD1a,GD1b, GT1b) treatment on diabetes mellitus manifestation in NOD mice. The glucose levels, injury index, CD4, CDa and CD11 immunohistochemical labeling, cytokines and apoptotic related molecules gene expression analyses and IL-12, IL-4, TGF-'beta' - TNF-'alfa' and IFN-y detection by immunoassay, were monitored. Our results showed that the ganglioside treatment frem 4th week of life prevents the on set of autoimmune diabetes, the inflammatory infiltrate installation. Th1 response can be suppresses by these compounds by the increase anti-inflammatory cytokines and the T cell apoptosis induction, besides the 'beta' cells preservation. Therefore take together these results reinforce the immunomodulatory action of gangliosides treatment on the diabetes mellitus manifestation Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientador: Edson Antunes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Nossos resultados demonstram que, utilizando anticorpo monoclonal de camundongo através de imunohistoquímica, eosinófilos peritoneais de rato expressam a NOS II (30.2 +/- 11.6%) e III (24.7 +/- 7.41%). A migração de eosinófilos in vitro foi avaliada usando-se uma microcâmara de quimiotaxia de 48 poços, e os agentes quimiotáxicos empregados foram N-formil-metionil leucil-fenilalanina (fMLP, 5 x '10 POT. -8 M') e leucotrieno 'B IND. 4' ('LTB IND. 4', '10 POT. -8 M'). O L-NAME (mas não o D-NAME) inibiu significativamente a migração de eosinófilos induzida pelo fMLP (54% de redução para a concentração de 1.0 mM; P