Stabilizing to disruptive transition of focal adhesion response to mechanical forces

Strong mechanical forces can, obviously, disrupt cell-cell and cell-matrix adhesions, e.g., cyclic uniaxial stretch induces instability of cell adhesion, which then causes the reorientation of cells away from the stretching direction. However, recent experiments also demonstrated the existence of force dependent adhesion growth (rather than dissociation). To provide a quantitative explanation for the two seemingly contradictory phenomena, a microscopic model that includes both integrin-integrin interaction and integrin-ligand interaction is developed at molecular level by treating the focal adhesion as an adhesion cluster. The integrin clustering dynamics and integrin-ligand binding dynamics are then simulated within one unified theoretical frame with Monte Carlo simulation. We find that the focal adhesion will grow when the traction force is higher than a relative small threshold value, and the growth is dominated by the reduction of local chemical potential energy by the traction force. In contrast, the focal adhesion will rupture when the traction force exceeds a second threshold value, and the rupture is dominated by the breaking of integrin-ligand bonds. Consistent with the experiments, these results suggest a force map for various responses of cell adhesion to different scales of mechanical force. PMID: 20542514

A biochemical and structural characterization of Drosophila neuroglian

A number of cell-cell interactions in the nervous system are mediated by immunoglobulin gene superfamily members. For example, neuroglian, a homophilic neural cell adhesion molecule in Drosophila, has an extracellular portion comprising six C- 2 type immunoglobulin-like domains followed by five fibronectin type III (FnIII) repeats. Neuroglian shares this domain organization and significant sequence identity with Ll, a murine neural adhesion molecule that could be a functional homologue. Here I report the crystal structure of a proteolytic fragment containing the first two FnIII repeats of neuroglian (NgFn 1,2) at 2.0Å. The interpretation of photomicrographs of rotary shadowed Ng, the entire extracellular portion of neuroglian, and NgFnl-5, the five neuroglian Fn III domains, is also discussed.

The structure of NgFn 1,2 consists of two roughly cylindrical β-barrel structural motifs arranged in a head-to-tail fashion with the domains meeting at an angle of ~120, as defined by the cylinder axes. The folding topology of each domain is identical to that previously observed for single FnIII domains from tenascin and fibronectin. The domains of NgFn1,2 are related by an approximate two fold screw axis that is nearly parallel to the longest dimension of the fragment. Assuming this relative orientation is a general property of tandem FnIII repeats, the multiple tandem FnIII domains in neuroglian and other proteins are modeled as thin straight rods with two domain zig-zag repeats. When combined with the dimensions of pairs of tandem immunoglobulin-like domains from CD4 and CD2, this model suggests that neuroglian is a long narrow molecule (20 - 30 Å in diameter) that extends up to 370Å from the cell surface.

In photomicrographs, rotary shadowed Ng and NgFn1-5 appear to be highly flexible rod-like molecules. NgFn 1-5 is observed to bend in at least two positions and has a mean total length consistent with models generated from the NgFn1,2 structure. Ng molecules have up to four bends and a mean total length of 392 Å, consistent with a head-to-tail packing of neuroglian's C2-type domains.

Surface markers of regionalization in the vertebrate nervous system

In order to identify new molecules that might play a role in regional specification of the nervous system, we generated and characterized monoclonal antibodies (mAbs) that have positionally-restricted labeling patterns.

The FORSE-1 mAb was generated using a strategy designed to produce mAbs against neuronal cell surface antigens that might be regulated by regionally-restricted transcription factors in the developing central nervous system (CNS). FORSE-1 staining is enriched in the forebrain as compared to the rest of the CNS until E18. Between E11.5-E13.5, only certain areas of the forebrain are labeled. There is also a dorsoventrally-restricted region of labeling in the hindbrain and spinal cord. The mAb labels a large proteoglycan-like cell-surface antigen (>200 kD). The labeling pattern of FORSE-1 is conserved in various mammals and in chick.

To determine whether the FORSE-1 labeling pattern is similar to that of known transcription factors, the expression of BF-1 and Dlx-2 was compared with FORSE-1. There is a striking overlap between BF-1 and FORSE-1 in the telencephalon. In contrast, FORSE-1 and Dlx-2 have very different patterns of expression in the forebrain, suggesting that regulation by Dlx-2 alone cannot explain the distribution of FORSE-1. They do, however, share some sharp boundaries in the diencephalon. In addition, FORSE-1 identifies some previously unknown boundaries in the developing forebrain. Thus, FORSE-1 is a new cell surface marker that can be used to subdivide the embryonic forebrain into regions smaller than previously described, providing further complexity necessary for developmental patterning.

I also studied the expression of the cell surface protein CD9 in the developing and adult rat nervous system. CD9 is implicated in intercellular signaling and cell adhesion in the hematopoetic system. In the nervous system, CD9 may perform similar functions in early sympathetic ganglia, chromaffin cells, and motor neurons, all of which express the protein. The presence of CD9 on the surfaces of Schwann cells and axons at the appropriate time may allow the protein to participate in the cellular interactions involved in myelination.

New materials for biological applications prepared by olefin metathesis reactions

With the advent of well-defined ruthenium olefin metathesis catalysts that are highly active and stable to a variety of functional groups, the synthesis of complex organic molecules and polymers is now possible; this is reviewed in Chapter 1. The majority of the rest of this thesis describes the application of these catalysts towards the synthesis of novel polymers that may be useful in biological applications and investigations into their efficacy.

A method was developed to produce polyethers by metathesis, and this is described in Chapters 2 and 3. An unsaturated 12-crown-4 analog was made by template- directed ring-closing metathesis (RCM) and utilized as a monomer for the synthesis of unsaturated polyethers by ring-opening metathesis polymerization (ROMP). The yields were high and a range of molecular weights was accessible. In a similar manner, substituted polyethers with various backbones were synthesized: polymers with benzo groups along the backbone and various concentrations of amino acids were prepared. The results from in vitro toxicity tests of the unsubstituted polyethers are considered.

The conditions necessary to synthesize polynorbornenes with pendent bioactive peptides were explored as illustrated in Chapter 4. First, the polymerization of various norbornenyl monomers substituted with glycine, alanine or penta(ethylene glycol) is described. Then, the syntheses of polymers substituted with peptides GRGD and SRN, components of a cell binding domain of fibronectin, using newly developed ruthenium initiators are discussed.

In Chapter 5, the syntheses of homopolymers and a copolymer containing GRGDS and PHSRN, the more active forms of the peptides, are described. The ability of the polymers to inhibit human dermal fibroblast cell adhesion to fibronectin was assayed using an in vitro competitive inhibition assay, and the results are discussed. It was discovered that the copoymer substituted with both GRGDS and PHSR peptides was more active than both the GRGDS-containing homopolymer and the GRGDS free peptide.

Historically, one of the drawbacks to using metathesis is the removal of the residual ruthenium at the completion of the reaction. Chapter 6 describes a method where the water soluble tris(hydroxymethyl)phosphine is utilized to facilitate the removal of residual ruthenium from RCM reaction products.

Estudo da virulência, adesão e características fenotípicas de isolados do complexo Sporothrix

A esporotricose é uma doença micótica, infecciosa e crônica, que envolve o tecido cutâneo e subcutâneo, e que pode afetar seres humanos e animais. Esta micose sempre foi atribuída a um único patógeno, o Sporothrix schenckii, um fungo termodimórfico, que cresce como levedura a 37 C e como micélio à temperatura ambiente. No entanto, nos últimos anos, foi demonstrado que isolados identificados como S. schenckii apresentavam grande variabilidade genética, sugerindo que este táxon consiste em um complexo de espécies. Esta doença é causada pela implantação traumática do patógeno fúngico, porém, os mecanismos de invasão e disseminação deste microorganismo, bem como as moléculas envolvidas nestes processos, ainda são pouco conhecidos. Com base nessas informações, este trabalho visa identificar moléculas de superfície deste patógeno envolvidas na interação deste fungo com proteínas matriciais, bem como analisar diferenças fenotípicas entre espécies do denominado complexo Sporothrix. Foram utilizados, neste estudo, cinco isolados de Sporothrix spp., sendo três isolados clínicos, um isolado ambiental e um isolado de gato. A virulência de cada isolado foi comparada à capacidade adesiva à proteína matricial fibronectina. Foi observado que os isolados com maior capacidade infectiva eram os que apresentavam maior capacidade adesiva à fibronectina. Verificamos então a expressão de adesinas para fibronectina na superfície de cada isolado, por Western blot, e observamos que os isolados mais virulentos e com maior capacidade adesiva expressavam mais adesinas para fibronectina. Bandas reativas com o anticorpo monoclonal contra adesina gp70 (mAb P6E7) foram reveladas nos extratos de parede celular dos isolados estudados. Análises por microscopia confocal revelaram a co-localização da gp70 com a adesina para fibronectina na superfície dos isolados. Análises filogenéticas demonstraram que os isolados estudados possuíam diferenças genotípicas capazes de agrupá-los em duas espécies, S. schenckii e S. brasiliensis. Esta análise revelou que o isolado avirulento era S. brasiliensis e não S. schenckii, como se pensava. Este dado novo nos levou a verificar se a virulência e as características fenotípicas estariam relacionadas ao genótipo. A avaliação da virulência mostrou que outro isolado de S. brasiliensis era tão virulento quanto os isolados de S. schenckii. Além disso, as características morfológicas, como tamanho, forma e perfil de crescimento, das fases miceliana e leveduriforme, e características microscópicas da parede das leveduras também foram avaliadas. Porém, não foi possível correlacionar, de forma clara, a morfologia celular com a especiação do gênero Sporothrix. A expressão da gp70 na superfície das duas espécies foi verificada e foi observado que o isolado virulento de S. brasiliensis quase não expressa a gp70 na sua superfície em contraste com o isolado avirulento de S. brasiliensis, que além de expressar esta glicoproteína em grande quantidade ainda a libera para o meio extracelular. Este estudo mostra que há uma correlação direta entre virulência e expressão de adesinas, porém, sem qualquer relação entre características fenotípicas e genótipo.

Análise da expressão de laminina durante o transplante de células mononucleares de medula óssea em ratos hepatectomizados

A medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas (CTHs) e células-tronco mesenquimais. A regeneração do fígado após a hepatectomia é um processo complexo que requer a proliferação de todas as células hepáticas. Fatores de crescimento, citocinas e componentes da matriz extracelular são elementos-chave nesse processo. As lamininas são uma família de proteínas de matriz extracelular, com funções adesivas e quimiotáticas pelo recrutamento de integrinas e outros receptores de superfície celular. No fígado normal, a laminina é expressa nas veias porta e centrolobular. O objetivo desse estudo foi investigar a expressão de laminina durante a regeneração hepática induzida por hepatectomia parcial e após o transplante de células mononucleares de medula óssea. As células mononucleares de medula óssea foram obtidas dos fêmures e tíbias de ratos, isoladas, marcadas com DAPI e injetadas pela veia porta em ratos recém-hepatectomizados. Os fígados foram coletados 15 minutos, 1 dia e 3 dias após a hepatectomia e o transplante de células de medula óssea e congelados. Os cortes foram imunomarcados com anticorpos primários anti-CD34 e anti-laminina de rato e observados em microscópio confocal de varredura a laser. Os resultados mostraram que 15 minutos após a hepatectomia parcial, as células-tronco hematopoiéticas CD34+ transplantadas foram encontradas em contato com a laminina localizada nas veias porta e centrolobular, indicando que a laminina poderia participar na adesão inicial das células-tronco a esses vasos logo após o seu transplante. Além disso, 1 e 3 dias após a hepatectomia, as células mononucleares de medula óssea transplantadas foram observadas nos sinusóides hepáticos expressando laminina. Esses resultados sugerem que a laminina pode ser um componente da matriz extracelular importante para a adesão e enxerto de células de medula óssea no fígado após uma lesão. Nós também analisamos a expressão de osteopontina (OPN) em células de medula óssea e CTHs. Os resultados por microscopia confocal demonstraram que a maioria das células mononucleares de medula óssea recém-isoladas expressa quantidades variáveis de OPN. Além disso, algumas CTHs CD34+ também expressam OPN. Após 1 e 4 dias de cultura, observamos uma diminuição de células expressando CD34, e um aumento na expressão de OPN pelas células mononucleares de medula óssea.

Velocidade da onda de pulso em adultos jovens acompanhados por 18 anos: impacto de variáveis pressóricas, antropométricas, metabólicas, inflamatórias e de função endotelial. Estudo do Rio de Janeiro.

Dados sobre a avaliação não invasiva da rigidez vascular e suas relações com variáveis de risco cardiovascular são escassos em jovens. Objetiva avaliar a relação entre a velocidade de onda de pulso (VOP) e a pressão arterial (PA), variáveis antropométricas, metabólicas, inflamatórias e de disfunção endotelial em indivíduos adultos jovens. Foram estudados 96 indivíduos (51 homens) do Estudo do Rio de Janeiro, em duas avaliações, A1 e A2, com intervalo de 17,691,58 anos (16 a 21 anos). Em A1 foram avaliados em suas escolas (10-15 anos - média 12,421,47 anos) e em A2 foram novamente avaliados em nível ambulatorial (26-35 anos - média 30,091,92 anos). Em A1 foram obtidos pressão arterial (PA) e índice de massa corporal (IMC). Em A2 foram obtidos a velocidade da onda de pulso (VOP)-método Complior, PA, IMC, circunferência abdominal (CA), glicose, perfil lipídico, leptina, insulina, adiponectina, o índice de resistência à insulina HOMA-IR, proteína C-Reativa ultrassensível (PCRus) e as moléculas de adesão E-selectina, Vascular Cell Adhesion Molecule-1(VCAM-1) e Intercellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1). Foram obtidos, ainda, a variação da PA e do IMC entre as 2 avaliações. Em A2 os indivíduos foram estratificados segundo o tercil da VOP para cada sexo. Como resultados temos: 1) Os grupos foram constituídos da seguinte forma: Tercil 1:homens com VOP < 8,69 m/s e mulheres com VOP < 7,66 m/s; Tercil 2: homens com VOP ≥ 8,69 m/s e < 9,65m/s e mulheres com VOP ≥ 7,66 m/s e < 8,31m/s;Tercil 3:homens com VOP ≥ 9,65 m/s e mulheres com VOP ≥ 8,31 m/s. 2) O grupo com maior tercil de VOP mostrou maiores médias de PA sistólica (PAS) (p=0,005), PA diastólica (PAD) (p=0,007), PA média (PAM) (p=0,004), variação da PAD (p=0,032), variação da PAM (p=0,003), IMC (p=0,046), variação do IMC (p=0,020), insulina (p=0,019), HOMA-IR (p=0,021), E-selectina (p=0,032) e menores médias de adiponectina (p=0,016), além de maiores prevalências de diabetes mellitus/intolerância à glicose (p=0,022) e hiperinsulinemia (p=0,038); 3) Houve correlação significativa e positiva da VOP com PAS (p<0,001), PAD (p<0,001), PP (p=0,048) e PAM (p<0,001) de A2, com a variação da pressão arterial (PAS, PAD e PAM) (p<0,001) entre as duas avaliações, com o IMC de A2 (p=0,005) e com a variação do IMC (p<0,001) entre as duas avaliações, com CA (p=0,001), LDLcolesterol (p=0,049) e E-selectina (p<0,001) e correlação negativa com HDLcolesterol (p<0,001) e adiponectina (p<0,001); 4)Em modelo de regressão múltipla, após ajuste do HDL-colesterol, LDLcolesterol e adiponectina para sexo, idade, IMC e PAM, apenas o sexo masculino e a PAM mantiveram correlação significativa com a VOP. A VOP em adultos jovens mostrou relação significativa com variáveis de risco cardiovascular, destacando-se o sexo masculino e a PAM como importantes variáveis no seu determinismo. Os achados sugerem que a medida da VOP pode ser útil para a identificação do acometimento vascular nessa faixa etária.

Papel da fucana sulfatada FucSulf I na interação entre células tumorais e o endotélio in vitro

Para formar metástases, as células tumorais devem se desprender do tumor primário e migrar através do endotélio num processo denominado intravasamento. Uma vez na circulação, elas devem aderir ao endotélio do tecido alvo e extravasar para o novo sítio de colonização, onde irão proliferar. A interação das células tumorais com o endotélio é mediada por selectinas, seguida pela interação com integrinas. As células tumorais apresentam um padrão anormal de glicosilação, expressando ligantes de selectinas, formados por polissacarídeos fucosilados, como sialyl Lewis a/x. Durante o processo metastático, células tumorais secretam diversos fatores de crescimento. Além de modular diferentes tipos celulares que constituem o microambiente tumoral, estes fatores de crescimento também atuam nas células tumorais de forma autócrina, ativando vias de sinalização envolvidas na proliferação e migração celular. Polissacarídeos sulfatados como a heparina, podem atuar como inibidores de P e L-selectinas, além de se ligar a fatores de crescimento, impedindo a ativação de seus receptores. Neste trabalho, avaliamos o papel de fucanas sulfatadas extraídas de diferentes espécies de invertebrados marinhos (L. variegatus, S. franciscanus, S. pallidus, A. lixula e S. droebachiensis) na modulação da interação entre células tumorais com o endotélio in vitro e comparamos seu efeito com o da heparina. Também avaliamos o papel destas moléculas na proliferação de células tumorais. Para isso, utilizamos duas linhagens tumorais de próstata (DU-145 e PC-3) e culturas primárias de células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs). Ao avaliar o efeito das fucanas na adesão das células tumorais às HUVECs, observamos que todas as fucanas testadas inibiram a adesão da linhagem DU-145 à monocamada endotelial, enquanto apenas a fucana extraída da espécie L. variegatus (FucSulf I) e da espécie S. franciscanus inibiram a adesão da linhagem PC-3. A FucSulf I foi uma das fucanas que apresentou maior potencial inibitório nas duas linhagens e foi a única que inibiu a adesão da linhagem DU-145 à matriz subendotelial, não interferindo na adesão da linhagem PC-3. A FucSulf I mostrou-se capaz de diminuir também a migração transendotelial das linhagens tumorais DU-145 e PC-3. A heparina mostrou efeito significativo apenas nos ensaios de transmigração, inibindo este evento de forma similar a FucSuf I. Sabe-se que o VEGF aumenta a permeabilidade endotelial, facilitando a passagem de células tumorais através do vaso. Observamos que as duas linhagens secretam VEGF e que a FucSulf I se liga a este fator. Estes dados sugerem que a interação da FucSuf I com o VEGF pode impedir a ação deste fator nas células endoteliais, diminuindo a migração transendotelial das células tumorais testadas. Também verificamos que a FucSulf I inibiu a proliferação das linhagens celulares na ausência de fatores exógenos ou na presença de soro fetal bovino ou VEGF. Por fim, avaliamos que a FucSulf I interfere na ativação de proteínas específicas de vias de sinalização disparadas por fatores de crescimento. A FucSulf I inibe a ativação da AKT na linhagem PC-3, enquanto nas células DU-145 observamos uma inibição da ativação da ERK. Esses dados indicam que a FucSulf I modula diversas etapas da progressão tumoral e pode ser um potencial candidato para o uso em terapias antitumorais

Relação entre biomarcadores inflamatórios, de adesão celular, de estresse oxidativo, de lesão endotelial, remodelamento tecidual e vascular e os diferentes estágios da doença venosa crônica primária (classes clínicas CEAP C0a, C2, C3, C4)

A doença venosa crônica (DVC) é uma desordem complexa que compreende sinais e sintomas que variam das telangiectasias às úlceras ativas. A DVC é classificada de acordo com aspectos clínicos, etiológicos, anatômicos e fisiopatológicos (CEAP) em sete classes variando de C0 à C6. A principal causa da DVC é a hipertensão venosa que altera o fluxo venoso e, consequentemente, a força de cisalhamento que induz alterações fenotípicas nas células endoteliais que passam a expressar mediadores pró-inflamatórios e pró-trombóticos, que levam à adesão de leucócitos, ao aumento do estresse oxidativo, da permeabilidade vascular e do dano endotelial e ao remodelamento tecidual e vascular.Em virtude dos inúmeros mecanismos e da diversidade de moléculas envolvidas na patogênese e progressão da DVC, é essencial conhecer a interação entre elas e também saber quais são as moléculas (biomarcadores) que se correlacionam positivamente ou negativamente com a gravidade da doença. Foram avaliados os níveis de Interleucina-6 (IL-6), sL-selectina, sE-selectina, sP-selectina, molécula de adesão intercelular-1solúvel (sICAM-1), molécula de adesão das células vasculares-1 solúvel (sVCAM-1), ativador tecidual do plasminogênio (tPA), atividade do inibidor do ativador do plasminogênio-1 (PAI-1), trombomodulina solúvel (sTM), fator de von Willebrand (vWF), metaloproteinase de matriz (MMP)-2, MMP-3, MMP-9, inibidor tecidual das MMPs -1 (TIMP-1), angiopoietina-1 e -2, sTie-2 e s-Endoglina e fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) no sangue coletado da veia braquial de 173 mulheres com DVC primária divididas em grupos C2, C3, C4 e C4 menopausadas (C4m) e de 18 voluntárias saudáveis (grupo C0a). Foram também analisados os níveis urinários de ent-prostaglandina F2α nesses grupos. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas com relação às concentrações sanguíneas e urinárias de sE-selectina, sP-selectina, sICAM-1, atividade de PAI-1, MMP-3, razão TIMP-1/MMP-3, angiopoietin-2, razão angiopoietina-1/angiopoietina-2, s-Endoglina e ent-prostaglandina F2α entre os grupos estudados, possivelmente devido à alta variabilidade na concentração desses biomarcadores entre as participantes do mesmo grupo. Entretanto, as concentrações sanguíneas de IL-6 sL-selectina, sVCAM-1, tPA, vWF, sTM, MMP2, MMP-9, TIMP-1, razão TIMP-1/MMP-2, razão TIMP-1/MMP-9, angiopoietina-1 e VEGF foram estatisticamente diferentes entre os grupos. Não foi identificado nenhum biomarcador que se correlacionasse diretamente ou inversamente com a progressão da DVC, provavelmente devido à diversidade de fatores envolvidos e à complexa interação entre eles durante o curso da doença.

Efeitos do estradiol sobre a função endotelial, sensibilidade insulínica e viscosidade sanguínea em mulheres na pós-menopausa com excesso de peso

A ação que o estrogênio desempenha sobre o endotélio depende da integridade deste e consequentemente das características clínicas de cada indivíduo. O uso da terapia hormonal da menopausa (THM) em mulheres com baixo risco cardiovascular geralmente resulta em efeitos benéficos, desde que iniciado em um período próximo da menopausa. Em contrapartida, o seu uso em mulheres com alto risco cardiovascular, como diabéticas ou portadoras de lesões ateroscleróticas já estabelecidas, e ainda naquelas com início da THM em um período superior a dez anos da menopausa geralmente resulta em efeitos maléficos. Nosso objetivo é avaliar os efeitos do estrogênio sobre a função endotelial em mulheres com sobrepeso ou obesidade, ou seja, indivíduos com risco cardiovascular intermediário. Para isso, 44 mulheres na pós-menopausa com idade entre 47 a 55 anos e índice de massa corporal (IMC) de 27,5 a 34,9kg/m, foram randomizadas nos grupos placebo (P) e estrogênio transdérmico (ET). A intervenção consistiu no uso transdérmico de estradiol, 1mg por dia, por um período de três meses. As participantes realizaram avaliação da reatividade endotelial em repouso e após isquemia [pletismografia por oclusão venosa (POV), com medidas do fluxo sanguíneo do antebraço (FSA) e videocapilaroscopia dinâmica do leito periungueal (VCLP), com medidas da velocidade de deslocamento das hemácias (VDH)], dosagens de moléculas de adesão [E-selectina, molécula de adesão intercelular (ICAM-1) e molécula de adesão vascular (VCAM-1)], aferição da sensibilidade insulínica [através do homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) e área sob a curva (AUC) da insulina durante o teste oral de tolerância à glicose (TOTG)] e mensurações das viscosidades sanguínea e plasmática. As participantes apresentaram idade de 51,77 2,3 anos, IMC de 31,52 2,54 kg/m e tempo de menopausa de 3 [2-5] anos. O grupo P não apresentou nenhuma mudança significativa em qualquer variável. Após a intervenção, o grupo ET comparado ao basal apresentou menor tempo para atingir a VDH máxima durante a hiperemia reativa pós-oclusiva (HRPO) após 1 min de isquemia (4,0 [3,25-5,0] vs. 5,0 [4,0-6,0] s, P<0.05) e maior VDH tanto em repouso (0,316 [0,309-0,326] vs. 0,303 [0,285-0,310] mm/s; P<0,001) quanto na HRPO (0,374 [0,353-0,376] vs. 0,341 [0,334-0,373] mm/s; P<0,001), assim como observamos maior FSA em repouso (2,46 [1,81-3,28] vs. 1,89 [1,46-2,44] ml/min.100ml tecido-1; P<0,01) e durante a HRPO após 3 min de isquemia (6,39 [5,37-9,39] vs. 5,23 [4,62-7,47] ml/min.100ml tecido-1; P<0,001). O grupo ET também apresentou diminuição nos níveis solúveis de E-Selectina (68,95 [50,18-102,8] vs. 58,4 [44,53-94,03] ng/ml; P<0,05), de ICAM-1 (188 [145-212] vs. 175 [130-200] ng/ml; P<0,01), do HOMAIR (3,35 1,67 vs. 2,85 1,60; P<0,05) e da AUC da insulina durante o TOTG (152 [117-186] vs. 115 [85-178]; P<0,01), além de diminuição das viscosidades sanguínea com hematócrito nativo (3,72 0,21 vs. 3,57 0,12 mPa.s; P<0,01) e plasmática (1,49 0,10 vs. 1,45 0,08 mPa.s; P<0,05), comparado ao seu basal. Em conclusão o uso de estradiol transdérmico em mulheres com excesso de peso e menopausa recente, promove melhora da função endotelial, além de oferecer proteção a outros fatores de risco cardiovascular.

Estudo proteômico da interação do Aspergillus fumigatus com células endoteliais da veia umbilical humana (HUVECs)

O Aspergillus fumigatus é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva, uma infecção fúngica oportunista que acomete, principalmente, pacientes de Unidades Hematológicas, como aqueles com neutropenia profunda e prolongada. Após a filamentação este fungo angioinvasivo é capaz de ativar e causar danos em células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC) que passam a expressar um fenótipo pró-trombótico. A ativação destas células, dependente de contato célulacélula, é mediada por TNF-α e caracterizada pela expressão de moléculas próinflamatórias, como citocinas, quimiocinas e moléculas de adesão. Recentemente, nosso grupo comparou a ativação endotelial de HUVECs desafiadas com cepas selvagens e uma cepa mutante para o gene UGM1. Nestes experimentos a cepa mutante Δugm1, que apresenta um fenótipo de maior produção de galactosaminogalactana (GAG) na parede celular, mostrou um fenótipo hiperadesivo e uma capacidade maior de ativar células endoteliais. Entretanto, os receptores e as vias de sinalização envolvidos nesta ativação permanecem desconhecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar as proteínas envolvidas nestes processos através do estudo das proteínas diferencialmente expressas nas HUVECs após a interação com A. fumigatus, usando a técnica proteômica 2D-DIGE. Brevemente, as HUVECs foram infectadas com tubos germinativos da cepa selvagem (AF293) e da cepa Δugm1 de A. fumigatus. Em seguida, as proteínas foram marcadas com diferentes fluorocromos e separadas por eletroforese bidimensional. A análise quantitativa foi realizada utilizando o software DeCyder. Foram identificadas por MS/MS cinco proteínas diferencialmente expressas, incluindo a galectina-1 e a anexina A2, ambas mais expressas após a interação, sendo a primeira ~25% mais expressa após a interação com a mutante Δugm1. Este trabalho propõe que a galectina-1 poderia ser o receptor endotelial para polímeros de galactose presentes na parede celular do A. fumigatus, e que a Anexina A2 poderia estar envolvida na sinalização intracelular em resposta a este patógeno. No entanto, experimentos complementares, em curso, são necessários para comprovar esta hipótese.

Effects of parylene-C photooxidation on serum-assisted glial and neuronal patterning.

The increasing use of patterned neural networks in multielectrode arrays and similar devices drives the constant development and evaluation of new biomaterials. Recently, we presented a promising technique to guide neurons and glia reliably and effectively. Parylene-C, a common hydrophobic polymer, was photolithographically patterned on silicon oxide (SiO(2)) and subsequently activated via immersion in serum. In this article, we explore the effects of ultraviolet (UV)-induced oxidation on parylene's ability to pattern neurons and glia. We exposed parylene-C stripe patterns to increasing levels of UV radiation and found a dose-dependent reduction in the total mass of patterned cells, as well as a gradual loss of glial and neuronal conformity to the patterns. In contrast, nonirradiated patterns had superior patterning results and increased presence of cells. The reduced cell adhesion and patterning after the formation of aldehyde and carboxyl groups on UV-radiated parylene-C supports our hypothesis that cell adhesion and growth on parylene is facilitated by hydrophobic adsorption of serum proteins. We conclude that unlike other cell patterning schemes, our technique does not rely on photooxidation of the polymer. Nonetheless, the precise control of oxygenated groups on parylene could pave the way for the differential binding of proteins and other molecules on the surface, aiding in the adhesion of alternative cell types. (c) 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res, 2010.

Immobilization of cell-binding peptides on poly-ε-caprolactone film surface to biomimic the peripheral nervous system.

Cell-material interactions are crucial for cell adhesion and proliferation on biomaterial surfaces. Immobilization of biomolecules leads to the formation of biomimetic substrates, improving cell response. We introduced RGD (Arg-Gly-Asp) sequences on poly-ε-caprolactone (PCL) film surfaces using thiol chemistry to enhance Schwann cell (SC) response. XPS elemental analysis indicated an estimate of 2-3% peptide functionalization on the PCL surface, comparable with carbodiimide chemistry. Contact angle was not remarkably reduced; hence, cell response was only affected by chemical cues on the film surface. Adhesion and proliferation of Schwann cells were enhanced after PCL modification. Particularly, RGD immobilization increased cell attachment up to 40% after 6 h of culture. It was demonstrated that SC morphology changed from round to very elongated shape when surface modification was carried out, with an increase in the length of cellular processes up to 50% after 5 days of culture. Finally RGD immobilization triggered the formation of focal adhesion related to higher cell spreading. In summary, this study provides a method for immobilization of biomolecules on PCL films to be used in peripheral nerve repair, as demonstrated by the enhanced response of Schwann cells.

Poly-L-lysine functionalization of single-walled carbon nanotubes

Single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were covalently functionalized with biocompatible poly-L-lysine, which is useful in promoting cell adhesion. SWNTs played an important role as connectors to assemble these active amino groups of poly-L-lysine, which provided a relative "friendly" and "soft" environment for further derivation, such as attaching bioactive molecules. As an application example, by further linking peroxidase, an amplified biosensing toward H2O2 concerning this assembly was investigated.

Endothelial cells release phenotypically and quantitatively distinct microparticles in activation and apoptosis

Background: Endothelial cells (EC) shed endothelial microparticles (EMP) in activation and apoptosis. Objectives: We compared the antigenic expression of EMP species released during activation as compared to apoptosis, in three cell lines. Methods: EC from renal and brain microvascular (MiVEC) and coronary macrovascular (MaVEC) origin were incubated with TNF-alpha to induce activation, or deprived of growth factors to induce apoptosis. Antigens expressed on EMP and EC were assayed flow cytometrically and included constitutive markers (CD31, CD51/61, CD105), inducible markers (CD54, CD62E and CD106), and annexin V binding. Results: It was found that in apoptosis, constitutive markers in EMP were markedly increased (CD31>CD105), with a concomitant decrease in expression in EC. Annexin V EC surface binding and annexin V+ EMP were more sharply increased in apoptosis than in activation. In contrast, in activation, inducible markers in EMP were markedly increased in both EMP and EC (CD62E>CD54>CD 106). Coronary MaVEC released significantly less EMP than MiVEC. Conclusion: EC release qualitatively and quantitatively distinct EMP during activation compared to apoptosis. Analysis of EMP phenotypic signatures may provide clinically useful information on the status of the endothelium. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.