Alterations of NADPH Oxidase Activity in Rat Pancreatic Islets Induced by a High-Fat Diet

Objective: The aim of this study was to evaluate the effect of a high-fat diet (HFD) on nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase activity in rat pancreatic islets. We investigated if changes in NADPH oxidase are connected to beta cell dysfunction reported in obese animals. Methods: Male Wistar rats were fed a HFD or control diet for 3 months. DNA fragmentation, insulin secretion, and [U-(14)C] glucose oxidation were examined in isolated pancreatic islets. The oxidative stress markers nitrotyrosine and 4-hydroxy-2-nonenal were assessed by immunohistochemistry. The protein content of gp91(phox) and p47(phox) was evaluated by Western blotting. Production of reactive oxygen species (ROS) was determined by a fluorescence assay using hydroethidine. Results: Occurrence of DNA fragmentation was reduced in pancreatic islets from HFD rats. There were no differences in oxidative stress markers between the groups. Glucose oxidation and insulin secretion were elevated due to high glucose in pancreatic islets from HFD rats. Protein concentrations of p47(phox) and gp91(phox) subunits were reduced and ROS production was diminished in pancreatic islets from HFD rats. Conclusions: The diminished content of NADPH oxidase subunits and ROS concentrations may be associated with increased glucose oxidation and insulin secretion in an attempt to compensate for the peripheral insulin resistance elicited by the HFD.

Low doses of hydrogen peroxide impair glucose-stimulated insulin secretion via inhibition of glucose metabolism and intracellular calcium oscillations

The inhibitory effect of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) on glucose-stimulated insulin secretion was previously reported. However, the precise mechanism involved was not systematically investigated. In this study, the effects of low concentrations of H(2)O(2) (5-10 mu mol/L) on glucose metabolism, intracellular calcium ([Ca(2+)](i)) oscillations, and dynamic insulin secretion in rat pancreatic islets were investigated. Low concentrations of H(2)O(2) impaired insulin secretion in the presence of high glucose levels (16.7 mmol/L). This phenomenon was observed already after 2 minutes of exposure to H(2)O(2). Glucose oxidation and the amplitude of [Ca(2+)](i); oscillations were dose-dependently suppressed by H(2)O(2). These findings indicate that low concentrations of H(2)O(2) reduce insulin secretion in the presence of high glucose levels via inhibition of glucose metabolism and consequent impairment in [Ca(2+)](i); handling. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

High frequency of immature dendritic cells and altered in situ production of interleukin-4 and tumor necrosis factor-alpha in lung cancer

Introduction Antigen-presenting cells, like dendritic cells (DCs) and macrophages, play a significant role in the induction of an immune response and an imbalance in the proportion of macrophages, immature and mature DCs within the tumor could affect significantly the immune response to cancer. DCs and macrophages can differentiate from monocytes, depending on the milieu, where cytokines, like interleukin (IL)-4 and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) induce DC differentiation and tumor necrosis factor (TNF)-alpha induce DC maturation. Thus, the aim of this work was to analyze by immunohistochemistry the presence of DCs (S100+ or CD1a+), macrophages (CD68+), IL-4 and TNF-alpha within the microenvironment of primary lung carcinomas. Results Higher frequencies of both immature DCs and macrophages were detected in the tumor-affected lung, when compared to the non-affected lung. Also, TNF-alpha-positive cells were more frequent, while IL-4-positive cells were less frequent in neoplastic tissues. This decreased frequency of mature DCs within the tumor was further confirmed by the lower frequency of CD14-CD80+ cells in cell suspensions obtained from the same lung tissues analyzed by flow cytometry. Conclusion These data are discussed and interpreted as the result of an environment that does not oppose monocyte differentiation into DCs, but that could impair DC maturation, thus affecting the induction of effective immune responses against the tumor.

Glucocorticoids in Vivo Induce Both Insulin Hypersecretion and Enhanced Glucose Sensitivity of Stimulus-Secretion Coupling in Isolated Rat Islets

Although glucocorticoids are widely used as antiinflammatory agents in clinical therapies, they may cause serious side effects that include insulin resistance and hyperinsulinemia. To study the potential functional adaptations of the islet of Langerhans to in vivo glucocorticoid treatment, adult Wistar rats received dexamethasone (DEX) for 5 consecutive days, whereas controls (CTL) received only saline. The analysis of insulin release in freshly isolated islets showed an enhanced secretion in response to glucose in DEX-treated rats. The study of Ca(2+) signals by fluorescence microscopy also demonstrated a higher response to glucose in islets from DEX-treated animals. However, no differences in Ca(2+) signals were found between both groups with tolbutamide or KCl, indicating that the alterations were probably related to metabolism. Thus, mitochondrial function was explored by monitoring oxidation of nicotinamide dinucleotide phosphate autofluorescence and mitochondrial membrane potential. Both parameters revealed a higher response to glucose in islets from DEX-treated rats. The mRNA and protein content of glucose transporter-2, glucokinase, and pyruvate kinase was similar in both groups, indicating that changes in these proteins were probably not involved in the increased mitochondrial function. Additionally, we explored the status of Ca(2+)-dependent signaling kinases. Unlike calmodulin kinase II, we found an augmented phosphorylation level of protein kinase C alpha as well as an increased response of the phospholipase C/inositol 1,4,5-triphosphate pathway in DEX-treated rats. Finally, an increased number of docked secretory granules were observed in the beta-cells of DEX animals using transmission electron microscopy. Thus, these results demonstrate that islets from glucocorticoid-treated rats develop several adaptations that lead to an enhanced stimulus-secretion coupling and secretory capacity. (Endocrinology 151: 85-95, 2010)

Glucose-induced heat production, insulin secretion and lactate production in isolated Wistar rat pancreatic islets

Transplantation of pancreatic islets is efficient in improving the metabolic control and quality of life and in preventing severe hypoglycemia in patients with brittle type I diabetes mellitus. More accurate methods to assess islet viability would be extremely useful in designing target interventions for islet cytoprorection and in reducing the number of islets required to achieve insulin independence. Here we report on an application of calorimetry to evaluate the metabolic response of pancreatic islets to glucose stimulation. A significant increase in metabolic heat was produced by islet samples when consecutively subjected to 2.8 and 16.3 mmol L-1 glucose. Under these glucose concentrations, 1000 islets released average heat values of 9.16 +/- 0.71 mJ and 14.90 +/- 1.21 mJ over 50 min, respectively. Additionally, the glucose stimulation indexes were 1.67 +/- 0.30 for insulin. 1.72 +/- 0.13 for heat and 2.91 +/- 0.50 for lactate, raising the important possibility of substituting the secreted insulin index/ratio by the index/ratio of the heat released in the evaluation of Langerhans islets viability for transplantation. Altogether, Our results demonstrate the applicability of calorimetry to assess the quality of isolated pancreatic islets and to study vital islet functions. (c) 2008 Published by Elsevier B.V.

Perfil imunofenotípico e cultura de células CD34+ de sangue de cordão umbilical humano

Resumo não disponível.

Obtenção e caracterização de células de membrana sinovial ovina transformadas pelo antígeno T do vírus símio 40: influência na variabilidade dos genes gag e env e do LTR dos vírus da artrite-encefalite caprina (CAEV) e maedi-visna (MVV) dos ovinos.

Cultivos celulares podem ser utilizados para isolamento viral, caracterização de novas amostras virais e produção de imunobiológicos. Podem ser empregados cultivos celulares primários, secundários ou de linha. Estes últimos podem ser obtidos pela transformação física, química ou biológica de cultivos primários ou secundários. Para verificar a interação entre células transformadas com o Ag T do vírus símio 40 (SV40) e os Lentivírus de Pequenos Ruminantes (SRLV), amostras brasileiras de SRLV foram utilizadas para inoculação em cultivos celulares de membrana sinovial ovina transformados pelo Ag T e comparadas à amostras inoculadas em cultivos não transformados. Inicialmente, as células transformadas pelo Ag T foram caracterizadas e observou-se um aumento na cinética de crescimento e alterações no cariótipo, provavelmente induzidas pela presença do Ag T. Este foi detectado por PCR no núcleo e no citoplasma das células transformadas e sua expressão, confirmada através de RT-PCR. A fim de avaliar a permissividade e a possível seleção de populações virais em células transformadas, dois isolados, um de maedi-visna dos ovinos e um de artrite-encefalite caprina, foram inoculados em células MSO e TMSOpSV1. Através da análise de sequências dos genes gag e env e LTR obtidos por PCR, procurou-se avaliar a variabilidade viral em função do tipo de célula utilizada. Analisando-se as seqüências obtidas pelo método de Maximum Likelihood, embora tenha sido observada variabilidade viral, esta não estava associada ao tipo celular utilizado para inoculação viral.

Os efeitos de fluxos de prótons sobre dispositivos MOS no espaço

Dispositivos microeletrônicos como células solares e circuitos integrados MOS em satélites, estão sujeitos ao bombardeamento de partículas de alta energia, especialmente os uxos de prótons. Os danos causados pela irradiação de prótons podem ser facilmente simulados usando as técnicas implantação iônica, uma vez que os estudos de con abilidade dos dispositivos em condições reais (no espaço) são despendiosos. A proposta deste trabalho é usar capacitores MOS para estudar a in uência do bombardeamento de prótons na degradação do tempo de vida de portadores minoritários, na mudança de corrente de fuga através do SiO2 e na mudança da carga efetiva na interface SiO2/Si. Assim como o tempo de vida está relacionado aos defeitos criados na estrutura cristalina devido às colisões das partículas com os átomos de Si, a corrente de fuga caracteriza a estabilidade do dielétrico e a carga efetiva mostra o quanto a tensão de limiar dos transistores MOS (VT) é afetada. Uma combinação de formação de zona desnuda na região de depleção e gettering por implanta ção iônica na face inferior das lâminas garantiu o melhoramento do tempo de vida nos capacitores MOS. Os aceleradores de íons do Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS foram usados para produzir bombardeamentos de prótons com energias de 100keV , 200keV , 600keV e 2MeV , e doses no intervalo de 1x10 9 cm-2 a 3x10 12 cm-2 O tempo de vida de geração foi obtido através do método C-t (Zerbst modificado), a corrente de fuga através do método I-V e a carga criada no óxido através do método C-V de alta freqüência. A literatura apresenta dados de uxos de prótons no espaço possibilitando a conexão entre os efeitos simulados por implantação iônica e o espectro solar real. Como eventos solares apresentam variabilidade, alguns casos de atividade solar proeminente foram estudados. Foi de nida a função (x) que relaciona a concentração defeitos eletricamente ativos com a profundidade e foi feito um cálculo para estimar as conseqüências sobre o tempo de vida dos portadores minorit ários. Os resultados mostram que um dia de atividade solar expressiva é su ciente para degradar o tempo de vida intensamente, tendo como conseqüência a destruição de uma célula solar sem blindagem.

Ação extra nuclear do ácido retinóico via espécies reativas do oxigênio em células de sertoli

Durante a respiração celular, cerca de 1 a 3% do oxigênio metabolizado produz espécies reativas de oxigênio (ERO). Entretanto, para defender o organismo do efeito dessas espécies, existem vários sistemas antioxidantes, dependendo do organismo, da célula ou do tecido em questão. A Vitamina A (retinol) e seu derivados exercem uma infinidade de efeitos em diversos processos biológicos, destacando-se a embriogênese, visão, regulação de processos inflamatórios, crescimento, proliferação e diferenciação de células normais e neoplásicas. Embora o potencial antioxidante da vitamina A e carotenóides tenha sido descrito primeiramente, sabe-se hoje que, sob diferentes condições, essas moléculas podem se comportar de uma maneira pró-oxidante. Por isso, atualmente são melhores descritas como moléculas redox ativas. Apesar dos nossos trabalhos anteriores demonstrarem um efeito pró-oxidante do retinol em culturas de células de Sertoli, o mecanismo exato pelo qual esse efeito é verificado permanece a ser elucidado. Uma vez que o ácido retinóico (AR) é o metabólito mais ativo do retinol, foram verificados os efeitos da suplementação de AR em culturas de células de Sertoli, com o objetivo de verificar se os efeitos anteriormente observados com o retinol devem-se à metabolização do mesmo a AR. Nossos resultados mostraram que o AR em baixas doses não aumentou os níveis de TBARS. Além disso, na concentração de 1 nM o AR foi capaz de diminuir os níveis de TBARS. Entretanto, quando as células foram tratadas com altas doses de AR foi observado um aumento destes níveis, além de uma diminuição da viabilidade celular. Uma vez que altas doses de AR induziram um aumento na lipoperoxidação e diminuíram a viabilidade celular, nós decidimos investigar somente os efeitos de doses fisiológicas (nM) de AR. Foram dosadas as atividades da SOD, CAT e GPx em células de Sertoli tratadas com AR. A atividade da SOD encontrou-se aumentada em todas as doses testadas. A atividade da GPx mostrou-se aumentada nas células tratadas com 0,1 nM, 1 nM e 10 nM e a atividade da CAT aumentou somente com 1 nM de AR. Esses resultados sugerem que o AR em doses fisiológicas aumenta a atividade das enzimas antioxidantes, protegendo, assim, as células do estresse oxidativo, como pode ser observado nos índices de lipoperoxidação e viabilidade celular. Todavia, o mecanismo pelo qual o AR induz a geração de ERO é desconhecido. Então nós decidimos verificar a ação anti ou pró-oxidante in vitro do AR. Na concentração suprafisiológica de 10 M, AR foi capaz de degradar a 2-deoxiribose, um substrato específico do radical hidroxil, sugerindo que a auto-oxidação do mesmo é capaz de gerar radicais livres. Além disso, o potencial antioxidante total do AR foi avaliado: altas concentrações de AR (1–10 M) aumentaram a geração de radicais livres. Esses resultados demonstram, pela primeira vez, que o ácido retinóico é capaz de gerar radicais livres e sugerem, pelo menos em parte, que alguns efeitos induzidos por AR podem ser mediados por ERO geradas a partir da degradação espontânea do ácido retinóico. Classicamente, os efeitos biológicos dos retinóides estão relacionados à sua conversão em ácido retinóico através da modulação da expressão de genes. Entretanto, recentes trabalhos têm demonstrado que os retinóides possuem ações biológicas que não envolvem sua interação com receptores nucleares. Assim, alguns autores sugerem que o mecanismo de regulação dos retinóides também seja por modificação do estado redox celular. As concentrações de AR utilizadas nesse trabalho variaram de faixa do fisiológico até a do farmacológico. Sabe-se que as células de Sertoli sintetizam AR a partir do retinol circulante; isso pode ser uma das explicações dos efeitos observados em células de Sertoli tratadas com altas doses de retinol, uma vez que a metabolização de grandes concentrações de retinol poderia acarretar uma grande formação de ácido retinóico.

Papel pró-inflamatório do receptor CD40 em ilhotas pancreáticas

O transplante de ilhotas humanas, utilizado como reposição das células produtoras de insulina em pacientes portadores de diabetes mellitus tipo 1, está se tornando uma importante prática clínica. Entretanto, eventos inflamatórios não específicos presente nas ilhotas, são responsáveis pela vulnerabilidade das mesmas, e contribuem à diminuição do número celular durante o processo de isolamento e posterior transplante. CD40 é um membro da família do receptor de necrose tumoral, descrito em uma variedade de células. Em condições fisiológicas, o CD40 presente nas células apresentadoras de antígenos participa como molécula co-estimulatória na ativação dos linfócitos T. Porém, o CD40 também foi descrito em condições patológicas, como psoríase, aterosclerose e fibrose cística, onde sua expressão está envolvida em eventos crônicos inflamatórios. É interessante ressaltar que, o CD40 também tem sido descrito em neurônios, células que apresentam uma variedade de moléculas similares às expressas nas células M pancreáticas. Em vista desses achados, tentou-se determinar se a células M também poderiam expressar o receptor de CD40, e se presente, determinar possíveis conseqüências próinflamatórias após a sua ativação. Utilizaram-se diversas técnicas como RT-PCR, western blot, citometria de fluxo, imuno-histoquímica assim como imunofluorescência, para detectar a expressão de CD40 em ilhotas de camundongo, macaco e humano, e também na linhagem de células M NIT-1. Determinaram-se as vias de transdução de sinais de CD40 por western blot e ensaios com gene repórter. Foi determinada por tecnologia luminex, a secreção de citocinas e quimiocinas dependente de CD40 em ilhotas humanas, estimuladascom a proteína recombinante CD40L e em alguns casos confirmada por RT-PCR e imunofluorescência. Os resultados demonstram a expressão de CD40 nas células M, que pode ser aumentada pela ação de citocinas pró-inflamatórias, cuja ativação induz a secreção de mais citocinas e quimiocinas (IL-6, IL-8, MCP-1 e MIP-1M) dependentes das vias de transdução de sinais Raf/MEK/ERK e NF-VB. A interação CD40-CD40L aumentou a expressão de ICAM-1 e a induziu morte celular nas células M pancreáticas. Nesse sentido, a ativação de CD40 induz a secreção de mediadores solúveis próinflamatórios que podem comprometer a viabilidade das células M. O cenário próinflamatório sustentando pela ação de CD40 sugere que o mesmo poderia ter um papel ativo orquestrando um processo inflamatório

Expressão da E-caderina em carcinoma de células escamosas e no tumor de células basais de cães

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The hamster cheek pouch: an immunologically privileged site suitable to the study of granulomatous infections

A bolsa jugal do hamster (BJH) é uma invaginação da mucosa oral, caracterizada histologicamente como semelhante a pele. Nesse estudo nós descrevemos algumas de suas características anatômicas, histológicas e embriológicas e comentamos sobre sua propriedade como local imunologicamente privilegiado, considerando a ausência de drenagem linfática e o reduzido número de células de Langerhans. Apresentamos também os resultados obtidos quando da inoculação de micobacterias (BCG, Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae) e do fungo Paracoccidioides brasiliensis na bolsa jugal. Comparada com as lesões provocadas em outras localizações e, à exceção do BCG, as lesões induzidas na bolsa são menores e de maior duração e, mesmo quando granulomatosas, incapazes de controlar a multiplicação do agente; nos casos em que houve o desenvolvimento da resposta imune, ele se fez tardiamente e foi acompanhado pela redução do número de parasitas nas lesões. Essas observações apontam a bolsa jugal do hamster como um local de escolha para o estudo sobre a participação da resposta imune no desenvolvimento e modulação das doenças infecciosas e dos granulomas.

Protection of insulin-producing cells against toxicity of dexamethasone by catalase overexpression

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo comparativo entre cinco diferentes tratamentos sobre as alterações clínicas e laboratoriais do rato diabético induzido pela aloxana

OBJETIVOS: Este estudo visa a analisar os efeitos, a longo prazo, de cinco diferentes tratamentos sobre o controle metabólico de ratos diabéticos aloxânicos. MÉTODOS: Foram analisados 7 grupos experimentais, com 50 ratos cada um, sendo: GN o grupo controle normal; GD o grupo controle diabético, sem tratamento; GI, GA e GIA os grupos tratados, respectivamente, com insulina, acarbose e associação insulina + acarbose; GTIL o grupo tratado com transplante de ilhotas de Langerhans; e o GTPD o grupo tratado com transplante pancreatoduodenal heterotópico. Parâmetros clínicos (peso, ingestão hídrica, ingestão alimentar e diurese) e laboratoriais (glicemia, glicose urinária e insulina plasmática) foram avaliados em todos os animais, no início do experimento, e após 1, 3, 6, 9 e 12 meses de seguimento. RESULTADOS: À exceção do GN, mortalidade foi observada em todos os grupos experimentais no seguimento de 12 meses (GD= 50%; GI= 20%; GA= 26%; GIA= 18%; GTIL= 4%; GTPD= 20%). em GD, GI, GA e GIA os óbitos ocorreram por distúrbios metabólicos ou hidroeletrolíticos e/ou pneumonia, diarréia e caquexia; em GTIL e GTPD todos os óbitos ocorreram por falhas técnicas no pós-operatório até 72h. Animais dos grupos GI, GA e GIA tiveram melhora significativa (p < 0,05) de todos os parâmetros clínicos e laboratoriais observados em ratos diabéticos, sem diferença de efetividade entre os tratamentos. Porém, os resultados observados nestes grupos, biologicamente não foram comparáveis aos observados em GTIL e GTPD, onde observou-se correção completa, aos níveis normais, de todas as variáveis analisadas (p<0,01). CONCLUSÕES: Os tratamentos convencionais com insulina, acarbose e insulina + acarbose melhoraram o estado diabético grave dos ratos tratados, contudo, a eficácia dos tratamentos foi significativamente inferior à oferecida pelo GTIL e GTPD.

Imuno-histoquímica para o diagnóstico precoce de vitiligo

O vitiligo é uma doença de pele freqüente que acomete 1% da população e é caracterizada por máculas despigmentadas conseqüentes à perda progressiva e localizada dos melanócitos da epiderme. Na maioria dos pacientes, o diagnóstico é feito por exame clínico. A biópsia da pele é realizada quando há necessidade de diagnóstico diferencial com doenças hipocromiantes. O diagnóstico histopatológico de vitiligo é difícil nos preparados corados por hematoxilina e eosina (HE). Há poucos estudos sobre a melhoria da qualidade diagnóstica no vitiligo. OBJETIVO: Avaliar a utilidade dos marcadores imuno-histoquímicos proteína S-100, human melanoma black-45 (HMB-45) e Melan-A para o diagnóstico precoce em casos clinicamente suspeitos ou duvidosos de vitiligo. Material e métodos: Lâminas histológicas de biópsias de pele sã e lesada de 10 pacientes com suspeita clínica de vitiligo coradas pelos métodos de HE, proteína S-100, HMB-45 e Melan-A. Utilizou-se contracoloração com Giemsa como modificação técnica para diferenciar a melanina da imunomarcação. RESULTADOS: Seis casos, com manifestação clínica recente, apresentaram infiltrado linfocitário, do tipo dermatite de interface, na pele lesada na HE. As colorações por S-100, HMB-45 e Melan-A marcaram os melanócitos da camada basal da pele sã, e a proteína S-100 evidenciou as células de Langerhans. Na pele lesada, os melanócitos estavam ausentes ou diminuídos quando comparados com a pele normal. A proteína S-100 demonstrou maior número de células de Langerhans, o que é característico das lesões de vitiligo. CONCLUSÃO: A imuno-histoquímica pode ser utilizada como método auxiliar no diagnóstico dos casos duvidosos de vitiligo.