Co-infection Trypanosoma cruzi/HIV: systematic review (1980 - 2010)

INTRODUCTION: The co-infection Trypanosoma cruzi/HIV has been described as a clinical event of great relevance. The objective of this study wasto describe clinical and epidemiological aspects published in literature. METHODS: It is a systematic review of a descriptive nature from the databases Medline, Lilacs, SciELO, Scopus, from 1980 to 2010. RESULTS: There were 83 articles (2.8 articles/year) with a total of 291 cases. The co-infection was described in 1980 and this situation has become the defining AIDS clinical event in Brazil. This is the country with the highest number of publication (51.8%) followed by Argentina (27.7%). The majority of cases are amongst adult men (65.3%) native or from endemic regions with serological diagnosis in the chronic stage (97.9%) and indeterminate form (50.8%). Both diseases follow the normal course, but in 41% the reactivation of the Chagas disease occurs. The most severe form is the meningoencephalitis, with 100% of mortality without specific and early treatment of the T. cruzi. The medication of choice was the benznidazole on doses and duration normally used for the acute phase. The high parasitemia detected by direct or indirect quantitative methods indicated reactivation and its elevation is the most important predictive factor. The lower survival rate was related to the reactivation of the Chagas disease and the natural complications of both diseases. The role of the antiretroviral treatment on the co-infection cannot yet be defined by the knowledge currently existent. CONCLUSIONS: Despite the relevance of this clinical event there are still gaps to be filled.

Blood feeding patterns of Nyssomyia intermedia and Nyssomyia neivai (Diptera, Psychodidae) in a cutaneous leishmaniasis endemic area of the Ribeira Valley, State of São Paulo, Brazil

Introduction The aim of this study was to identify the blood feeding sources of Nyssomyia intermedia (Ny. intermedia) and Nyssomyia neivai (Ny. neivai), which are Leishmania vectors and the predominant sandfly species in the Ribeira Valley, State of São Paulo, Brazil, an endemic area for cutaneous leishmaniasis. Methods Specimens were captured monthly between February 2001 and December 2003 on a smallholding and a small farm situated in the Serra district in the Iporanga municipality. The blood meals of 988 engorged females were tested using the avidin-biotin immunoenzymatic enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Seven blood meal sources were investigated: human, dog, chicken, bovine, pig, horse and rat. Results The results showed that among the females that fed on one or more blood sources, the respective percentages for Ny. intermedia and Ny. neivai, respectively, were as follows: human (23% and 36.8%), pig (47.4% and 26.4%), chicken (25.7% and 36.8%) and dog (3.9% and 0%), and the differences in the blood sources between the two species were statistically significant (p = 0.043). Conclusions Both species had predominant reactivity for one or two blood sources, and few showed reactivity indicating three or four sources. Many different combinations were observed among the females that showed reactivity for more than one source, which indicated their opportunistic habits and eclecticism regarding anthropic environmental conditions.

Eclectic feeding behavior of Lutzomyia (Nyssomyia) intermedia (Diptera, Psychodidae, Phlebotominae) in the transmission area of American cutaneous leishmaniasis, state of Paraná, Brazil

Introduction The blood meal source of sandflies provides valuable information about the vector/host interaction and allows for an understanding of American cutaneous leishmaniasis (ACL) transmission mechanisms. The aim of this study was to identify the blood meal sources of Lutzomyia (Nyssomyia) intermedia in an endemic area of leishmaniasis in Brazil's State of Paraná using a precipitin test. Methods Sandflies were collected in the rural locality of Epitácio Pessoa within the City of Adrianópolis, State of Paraná, in southern Brazil. A total of 864 female sandflies were captured, and 862 (99.8%) were identified as L. intermedia species. However, two unidentified specimens were considered to be part of the genus Lutzomyia. Results Among the females examined, 396 specimens presented reactions to a certain type of tested antiserum, and most (67.9%) reacted to the simple type. These sandflies fed mainly on the blood of birds, opossums, and rodents, but specimens that fed on the blood of humans, dogs, horses, cattle, and cats were also found. Among the cross-reactions found (32.1%), bird/rodent, bird/opossum, bird/dog, bird/human, and horse/dog cross-reactions were the most common. Conclusions These results demonstrate a tendency in the eclectic feeding behavior of L. intermedia and support its potential role as a vector for ACL in the study area.

Cutaneous and visceral leishmaniasis co-infection in dogs from Rio de Janeiro, Brazil: evaluation by specific PCR and RFLP-PCR assays

Introduction During a diagnostic evaluation of canine visceral leishmaniasis (VL), two of seventeen dogs were found to be co-infected by Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) chagasi. Methods Specific polymerase chain reaction (PCR) and restriction fragment length polymorphism-PCR (RFLP-PCR) assays were performed. Results PCR assays for Leishmania subgenus identification followed by RFLP-PCR analysis in biopsies from cutaneous lesions and the spleen confirmed the presence of Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) chagasi in those fragments. Conclusions This report reinforces the importance of using serological and molecular techniques in the epidemiological surveillance of canine populations in endemic areas in which both diseases are known to co-exist. In such cases, a reassessment of the control measures is required.

Molecular characterization of Torque teno virus and SEN virus co-infection with HIV in patients from Southern Iran

Introduction Torque teno virus (TTV) and SEN virus are circular single-stranded DNA viruses that cause blood-borne infections. The SEN virus (SEN-V) was originally detected in the serum of an injection drug user infected with human immunodeficiency virus (HIV). Recently TTV was discovered as a potential causative agent of non-A-E hepatitis. The aim of this study was to investigate the prevalence of the SEN-V-D/H and TTV in HIV patients and healthy blood donors in Iran. Methods One hundred and fifty HIV patients with a mean age of 50.46 ± 18.46 years and 150 healthy blood donors with a mean age of 48.16 ± 13.73 years were included in this study. TTV and SEN-V were detected by the PCR and were quantitatively assayed by competitive PCR (nested and semi-nested PCR). Restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) were used to determine the heterogeneity of TTV. Results TTV and SEN-V were detected 96 (64%) and 84 (56%) of 150 HIV patients respectively. These rates were 34% (n=51) and 37.33% (n=56) in healthy blood donors (significant, p<0.05). PCR detected SEN-V/TTV DNA from 32 of the healthy blood donors (21.33%), while 65 (43.33%) of HIV patients were positive for SEN-V/TTV DNA. Of 150 HIV patients, 32.66% and 23.33% were positive for SEN-V-H and SEN-V-D, respectively and 18.66% (n=28) were co-infected with SEN-V-D/H. Conclusions The prevalence of SEN-VD/H and TTV is higher in HIV patients than in healthy blood donors in Southern Iran. Our results suggest that TTV and SEN-V might play a role in the development of liver disease in patients with immunodeficiency diseases.

Effect of feeding frequency on the reproductive efficiency of two species of Triatoma with different epidemiological importance

Introduction In Triatominae, reproductive efficiency is an important factor influencing population dynamics, and a useful parameter in measuring a species' epidemiological significance as a vector of Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909). The reproductive efficiency of triatomines is affected by food availability; hence, we measured and compared the effects of feeding frequency on the reproductive parameters of Triatoma patagonica (Del Ponte, 1929) and Triatoma infestans (Klug, 1934), and the effects of starvation on T. patagonica. Methods Couples from both species were fed weekly, or every 3 weeks; in addition, females in couples of T. patagonica were not fed. Each couple was observed weekly and reproductive efficiency was assessed on the following parameters: fecundity (eggs/female), fertility (eggs hatched/eggs laid), initiation and end of oviposition, initiation of mating, number of matings/week, and number of reproductive weeks. Relative meal size index (RMS), blood consumption index (CI), and E values (eggs/mg blood) were also calculated. Results Changes in feeding frequency affected the reproductive parameters of T. patagonica only, with a decrease in fecundity and number of reproductive weeks for those fed every 3 weeks, or not fed. The reproductive period, RMS index, and CI were lower for T. patagonica than T. infestans. However, despite the lower fecundity of T. patagonica, this species required less blood to produce eggs, with an E values of 2 compared to 2.94 for T. infestans. Conclusions Our results suggest that the differences in fecundity observed between species reflect the availability of food in their natural ecotopes.

Leishmania, Babesia and Ehrlichia in urban pet dogs: co-infection or cross-reaction in serological methods?

INTRODUCTION: The present study was designed to assess the occurrence of co-infection or cross-reaction in the serological techniques used for detecting the anti-Leishmania spp., -Babesia canis vogeli and -Ehrlichia canis antibodies in urban dogs from an area endemic to these parasites. METHODS: The serum samples from dogs were tested for the Babesia canis vogeli strain Belo Horizonte antigen and Ehrlichia canis strain São Paulo by immunofluorescence antibody test (IFAT) and by anti-Leishmania immunoglobulin G (IgG) antibody detection to assess Leishmania infection. We used the following four commercial kits for canine visceral leishmaniasis: ELISA, IFAT, Dual Path Platform (DPP) (Bio Manguinhos(r)/FIOCRUZ/MS) and a rK39 RDT (Kalazar Detect Canine Rapid Test; Inbios). RESULTS : Of 96 serum samples submitted to serological assays, 4 (4.2%) were positive for Leishmania as determined by ELISA; 12 (12.5%), by IFAT; 14 (14.6%) by rK39 RDT; and 20 (20.8%), by DPP. Antibodies against Ehrlichia and Babesia were detected in 23/96 (23.9%) and 30/96 (31.2%) samples, respectively. No significant association was identified between the results of tests for detecting Babesia or Ehrlichia and those for detecting Leishmania (p-value>0.05). CONCLUSIONS: In the present study, we demonstrated co-infection with Ehrlichia or Babesia and Leishmania in dogs from Minas Gerais (Brazil); we also found that the serological tests that were used did not cross-react.

Estudo de viabilidade da valorização de resíduos da cultura do arroz por co-pirólise e co-gasificação para a produção de energia renovável

Anualmente, milhares de toneladas de resíduos agrícolas são gerados no mundo, sendo a cultura do arroz uma das que mais contribui para a sua produção, especialmente com casca e palha de arroz, além dos plásticos gerados nas etapas de colheita, transporte e transformação do produto. Tradicionalmente estes resíduos são descartados ou aproveitados através de vias pouco eficientes, com consequências negativas para o ambiente. Múltiplas tecnologias têm sido estudadas e desenvolvidas para assim transformar estes resíduos em produtos de interesse: (i) gasificação, (ii) combustão e (iii) pirólise. Na presente dissertação foi avaliada a viabilidade da construção duma central de valorização de resíduos da cultura de arroz, em Portugal, através das tecnologias de co-gasificação e co-pirólise. Considerou-se que o gás de síntese, gerado na co-gasificação, é utilizado para produzir energia elétrica, e que o bio-óleo, gerado na co-pirólise, é utilizado para produzir energia elétrica ou para ser vendido a uma refinaria. A avaliação foi realizada com base no capital total de investimento, nos custos de operação e na renda gerada pela venda (i) de energia elétrica ou (ii) do bio-óleo. Com os indicadores económicos analisados, conclui-se que em Portugal nenhuma das duas tecnologias é viável, principalmente devido (i) às reduzidas quantidades de resíduos originados pela cultura de arroz neste país e (ii) aos elevados custos de transporte da matéria-prima. Caso fosse feito o aproveitamento da quantidade total de plásticos provenientes do fluxo agrícola português (4 782 t.ano-1), a construção duma central de co-pirólise seria rentável, obtendo-se uma taxa interna de rentabilidade de 69% para a venda de energia elétrica e 23,5% para venda de bio-óleo.

An atypical Toxoplasma gondii genotype in a rural Brazilian dog co-infected with Leishmania (Viannia) braziliensis

Toxoplasmosis and leishmaniasis are two worldwide zoonoses caused by the protozoan parasites Toxoplasma gondii and Leishmania spp., respectively. This report describes the clinical and laboratorial findings of a co-infection with both parasites in a 4-year-old female dog suspected of ehrlichiosis that presented anemia, thrombocytopenia, hypoalbuminemia, hyperglobulinemia, tachyzoite-like structures to the lung imprints, and polymerase chain reaction (PCR) results positive for T. gondii (kidney, lung, and liver) and Leishmania spp. Co-infection with Toxoplasma gondii and Leishmania braziliensis was confirmed by sequencing; restriction fragment length polymorphism-polymerase chain reaction (RFLP-PCR) confirmed an atypical T. gondii genotype circulating in dogs that has been reported to cause human congenital toxoplasmosis.

Estudo de carbonizados resultantes da gasificação e co-pirólise de resíduos da produção e processamento de arroz. Remoção de Cr3+ presente em meio líquido

A presente dissertação apresenta o estudo de dois carbonizados, provenientes da gasificação (CG) e co-pirólise (CP) de resíduos da cultura e processamento de arroz, no processo de remoção de Cr3+ presente em meio líquido. Os materiais de partida – casca de arroz (CA) e polietileno (PE) – utilizados nos ensaios de gasificação e co-pirólise, e os carbonizados resultantes destes processos térmicos, foram caracterizados através de ensaios físicos, químicos e ecotoxicológicos. O elemento químico com maior concentração, em todos os materiais, foi o Si. Nenhum dos eluatos revelou ecotoxicidade. No estudo de remoção de Cr3+ com os dois carbonizados avaliaram-se os efeitos dos seguintes parâmetros: pH inicial da solução, massa de adsorvente, tempo de contacto e concentração inicial de Cr3+. O carbonizado que teve o melhor desempenho na remoção de Cr3+ foi o CG, com remoções de cerca de 100%, devido ao aumento de pH, que provocou a precipitação do Cr. A capacidade de adsorção deste carbonizado variou entre 12 e 26 mg Cr3+.mg-1 CG, para uma concentração inicial aproximada de Cr3+ de 50 mg.L-1, pH inicial de 5, tempo de contacto de 24 horas e razões L/S entre 800 e 1000 mL. g-1. Foram aplicados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, e as isotérmicas de Langmuir, Freundlich e Sips. Observou-se um melhor ajustamento da cinética de pseudo-segunda ordem para CG. No CP verificou-se que ambos os modelos cinéticos se ajustavam aos dados experimentais. No CG observou-se que as isotérmicas de Freundlich e Sips apresentaram os melhores ajustamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de adsorção para o CG e verificou-se que a troca iónica foi o fenómeno predominante. A avaliação ecotoxicológica das soluções contendo Cr, antes e após o ensaio de adsorção, indicou que o CG promoveu uma redução acentuada da ecotoxicidade das soluções até um nível não detetável.

Complexos Organometálicos: caracterização preliminar de compostos de vanádio e de moléculas libertadoras de CO como potenciais fármacos

Vários complexos metálicos têm sido explorados visando uma melhoria de atuais tratamentos das mais variadas doenças. Os compostos de vanádio apresentam uma capacidade de mimetizar a ação da insulina, insurgindo-se assim como uma aposta no tratamento da doença Diabetes mellitus. O monóxido de carbono (CO), outrora visto como apenas um agente tóxico, atualmente é explorado pelas suas capacidades anti-inflamatórias, tendo-se desenvolvido moléculas libertadoras de CO, os CORMs, de modo a tirar partido dos seus efeitos biológicos. Com vista a determinar a formação de aductos entre os complexos organometálicos de vanádio e diferentes proteínas e caracterizar o tipo de interação estabelecida recorreu-se à Cristalografia de raios-X. A estrutura cristalográfica do aducto VOIV(picolinato)2–tripsina bovina foi obtida a 1,09 Å de resolução, mostrando o complexo VOIV(pic)2 no centro ativo da enzima, coordenado à cadeia lateral da serina catalítica (Ser195), numa geometria octaédrica. Ensaios cinéticos preliminares realizados com o complexo VO(pic)2 foram efetuados para determinar potenciais efeitos inibitórios na atividade das enzimas lisozima da clara do ovo (HEWL) e tripsina. O potencial terapêutico dos CORMs associado à Nanotecnologia foi explorado para o [Ru(CO)3Cl(glicinato)] (CORM-3), visando desenvolver nanopartículas de ouro (AuNPs) funcionalizadas com o composto e diferentes proteínas. A toxicidade celular direta do CORM-3, bem como alguns potenciais efeitos biológicos de CORM-3–albumina de soro humano (BSA) e CORM-3–HEWL foram também avaliados, recorrendo a ensaios de viabilidade celular , riscados celulares, e RT-qPCR em várias linhas celulares tumorais e linha primária de fibroblastos humanos. Foi possível iniciar o desenvolvimento de nanosistemas de AuNPs@PEG@BSA e AuNPs@PEG@HEWL, seguindo-se futuramente a conjugação com o CORM-3. Não foi possível determinar o efeito anti-inflamatório do CORM-3 e seus conjugados através da análise dos genes de resposta por RT-qPCR em tempo real, no entanto determinou-se que o composto CORM-3 não possui toxicidade em linhas celulares tumorais, e que aparenta fomentar a regeneração celular em fibroblastos e células tumorais NINA, sendo este efeito potenciado aquando conjugação com BSA.

Spatial distribution of disseminated histoplasmosis and AIDS co-infection in an endemic area of Northeastern Brazil

Abstract: INTRODUCTION: The spatial distribution of disseminated histoplasmosis (DH) and acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) co-infection in adult residents of Fortaleza, Ceará, Brazil was evaluated. METHODS: Socio-demographic data for the DH/AIDS cases were obtained from a reference hospital, and socio-environmental indicators were obtained from an official Brazilian institute. Kernel analysis and local indicators of spatial autocorrelation (LISA) cluster maps were used to estimate the case density within the city. RESULTS: DH/AIDS cases were concentrated in the Northwestern and Southwestern peripheral areas of the city, related with low human development indices, but different from AIDS cases distribution. CONCLUSION: Risk factors other than AIDS infection must affect histoplasmosis development in this area.

Evaluation of human T-lymphotropic virus prevalence/co-infection rates for a four-year period in a non-metropolitan blood center in Southeast Brazil

Abstract: INTRODUCTION: Human T-lymphotropic virus types 1/2 (HTLV-1/2) are distributed worldwide and are endemic in specific regions. METHODS: Serological evaluation of the HTLV-1/2 prevalence and co-infection rate [human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), Chagas disease, and syphilis)] for 2011-2014 was performed with volunteer blood donors from the western part of São Paulo State. RESULTS: Serrana and Araçatuba had higher HTLV seroprevalence rates (0.1%); while Franca, Olimpia, and Bebedouro had lower seroprevalences (0.04%). Co-infection (HBV and syphilis) was present in 12.3% of HTLV-infected blood donors. CONCLUSIONS: Our findings provide data for the prevalence of HTLV in Brazil and demonstrate the importance of regional and global hemovigilance.

Historic and potential technology transition paths of grid battery storage: Co-evolution of energy grid, electric mobility and batteries

Scarcity of fuels, changes in environmental policy and in society increased the interest in generating electric energy from renewable energy sources (RES) for a sustainable energy supply in the future. The main problem of RES as solar and wind energy, which represent a main pillar of this transition, is that they cannot supply constant power output. This results inter alia in an increased demand of backup technologies as batteries to assure electricity system safety. The diffusion of energy storage technologies is highly dependent on the energy system and transport transition pathways which might lead to a replacement or reconfiguration of embedded socio-technical practices and regimes (by creating new standards or dominant designs, changing regulations, infrastructure and user patterns). The success of this technology is dependent on hardly predictable future technical advances, actor preferences, development of competing technologies and designs, diverging interests of actors, future cost efficiencies, environmental performance, the evolution of market demand and design and evolution of our society.

The role of s-nitrosothiols and rho-kinase 1 in glucose and lipid metabolism

RESUMO: Na sociedade contemporânea a diabetes tipo 2 e a obesidade estão a aumentar exponencialmente, representando um grave problema de saúde pública. De acordo com a IDF “A diabetes e a obesidade são o principal problema de saúde pública do século XXI’. Para além destas duas patologias, a prevalência de esteatose hepática não-alcoólica (NAFLD), entre a população obesa e diabética, é de cerca de 90%. O aumento da obesidade, diabetes e NAFLD tem uma forte correlação com o aumento do consumo de gorduras e açúcares, acompanhado de um decréscimo acentuado da actividade física. A obesidade, diabetes e NAFLD tem sido escrupolosamente investigada mas as terapêuticas disponíveis continuam a ser muito limitadas. Tendo em conta o número crescente e alarmante de obesos e diabéticos o conhecimento detalhado da patofisiologia da obesidade, diabetes e NAFLD, tendo em vista a necessidade extrema de desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, é da mais elevada urgência. O fígado é reconhecido como um orgão primordial no controlo da homeostase. No estado pós-prandial, o fígado converte a glucose em glicogénio e lípidos. Em contraste, no estado de jejum, o fígado promove a produção de glucose. Sistemas neuronais e hormonais, bem como o estado metabólico do fígado, controlam de forma muito precisa a alternância entre os diferentes substratos metabólicos, dependente do estado prandial. A insulina tem um papel central no controlo do metabolismo energético no fígado; se, por um lado, inibe a produção hepática de glucose e corpos cetónicos, por outro, promove a glicólise e a lipogénese. O metabolismo energético no fígado é também regulado por vários factores de transcrição e co-reguladores que, por sua vez, são regulados pela insulina, glucagina e outras hormonas metabólicas. Em conjunto, todos estes factores e reguladores vão controlar de forma muito estreita a gluconeogénese, a β-oxidação e a lipogénese, no fígado. Para além dos já conhecidos reguladores do metabolismo hepático, novas moléculas têm sido estudadas como tendo um papel fundamental na regulação do metabolismo energético no fígado. Qualquer desequilíbrio no metabolismo hepático vai contribuir para a insulino-resistência, NAFLD e diabetes tipo 2. O principal objectivo do trabalho de investigação aqui apresentado é o contributo para o estudo detalhado da patogénese da diabetes e obesidade, num contexto de dietas ricas em açúcares e gorduras, e com a perspectiva de explorar novas estratégias terapêuticas. Os objectivos específicos deste trabalho eram: primeiro, determinar se o tratamento com glutationo (GSH) e óxido nítrico (NO) era suficiente para melhorar a insulino-resistência associada ao elevado consumo de sacarose; segundo, determinar o papel da Rho-kinase 1 (ROCK1) na regulação do metabolismo hepático da glucose e dos lípidos; e terceiro, estudar o efeito do metilsulfonilmetano (MSM) em doenças metabólicas associadas à obesidade. Na primeira parte deste trabalho de investigação foram utilizados ratos Wistar machos sujeitos a uma dieta rica em sacarose (HS). Tal como esperado, estes animais apresentavam insulino-resistência e hiperinsulinémia. A dieta HS levou ao aumento dos níveis hepáticos de NO e ao decréscimo dos níveis de GSH no fígado. Em jejum, a administração intraportal de GSH e NO, a animais saudáveis promoveu um aumento significativo da sensibilidade à insulina. Também nestes animais, a administração intravenosa de S-nitrosotióis, compostos orgânicos que contém um grupo nitroso acoplado a um átomo de enxofre de um tiol, promoveu o aumento significativo da sensibilidade à insulina. Pelo contrário, em animais sujeitos à dieta HS, as doses padrão de GSH + NO e de S-nitrosotióis não conseguiram promover o aumento da sensibilidade à insulina. No entanto, ao aumentar a dose de S-nitrosotióis administrados por via intravenosa, foi possível observar o aumento da sensibilidade à insulina dependente da dose, indicando um possível papel dos S-nitrosotióis como sensibilizadores de insulina. O estudo detalhado do papel dos S-nitrosotióis na via de sinalização da insulina revelou que há um aumento da fosforilação do receptor da insulina (IR) e da proteína cinase B (Akt), sugerindo um efeito dos S-nitrosotióis nesta via de sinalização. Os resultados apresentados nesta primeira parte sugerem que os S-nitrosotióis promovem a correcta acção da insulina, podendo vir a ser importantes alvos terapêuticos. Na segunda parte deste trabalho de investigação utilizámos murganhos, com uma delecção específica da ROCK1 no fígado, e sujeitos a uma dieta rica em lípidos (HFD). Foi possível concluir que a ausência da ROCK1 no fígado previne a obesidade, melhora a sensibilidade à insulina e protege contra a esteatose hepática. A ausência de ROCK1 no fígado levou a um decréscimo significativo da expressão génica de genes associados à lipogénese, com uma diminuição acentuada do fluxo metabólico associado a esta via. Pelo contrário, a sobreexpressão de ROCK1, exclusivamente no fígado, promove a insulino-resistência e a esteatose hepática no contexto de obesidade induzida pela dieta. Para além disto, a delecção da ROCK1 no fígado de animais obesos e diabéticos, os murganhos deficientes em leptina, corroborou os dados obtidos no primeiro modelo animal, com a franca melhoria da hiperglicémia, hiperinsulinémia e esteatose hepática. Os dados que compõem esta parte do trabalho de investigação sugerem que a ROCK1 tem um papel crucial na regulação do metabolismo lipídico. Na terceira e última parte deste trabalho de investigação foi investigado o efeito do composto metilsulfunilmetano (MSM), um composto organosulfúrico naturalmente presente em plantas e utilizado também como suplemento dietético, em murganhos obesos e insulino-resistentes, por exposição a uma dieta rica em lípidos (DIO). O tratamento com MSM melhorou a insulino-resistência e protegeu contra a esteatose hepática. O conteúdo hepático em triglicéridos e colesterol também diminuíu de forma significativa nos animais DIO sujeitos ao tratamento com MSM, bem como a expressão génica associada à lipogénese. Para além disto, o tratamento com MSM levou a uma diminuição da expressão génica associada à inflamação. De realçar que o tratamento com MSM levou a uma melhoria do perfil hematopoiético destes animais, tanto na medula óssea como no sangue. Para comprovar o efeito benéfico do MSM na obesidade e insulino-resistência utilizámos murganhos deficientes no receptor da leptina, e por isso obesos e diabéticos, tendo observado um perfil semelhante ao obtido para murganhos sujeitos a uma dieta rica em lípidos e tratados com MSM. Concluímos, através dos dados recolhidos, que o MSM como suplemento pode ter efeitos benéficos na hiperinsulinémia, insulino-resistência e inflamação que caracterizam a diabetes tipo 2. Em resumo, os dados obtidos neste trabalho de investigação mostram que os S-nitrosotióis podem ter um papel importante como sensibilizadores da insulina, promovendo um aumento da sensibilidade à insulina num contexto de dietas ricas em sacarose. Para além disto, estudos in vitro, sugerem que os S-nitrosotióis regulam, especificamente, a via de sinalização da insulina. Este trabalho teve também como objectivo o estudo da ROCK1 como regulador do metabolismo da glucose e dos lípidos no fígado. Através do estudo de animais com uma delecção ou uma sobreexpressão da ROCK1 no fígado mostrou-se que esta tem um papel crucial na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2, especificamente através do controlo da lipogénese de novo. Finalmente, foi também objectivo deste trabalho, explorar o efeito do MSM em animais DIO e deficientes em leptina. O tratamento com MSM protege de forma evidente contra a obesidade e insulino-resistência, com especial enfâse para a capacidade que esta molécula demonstrou ter na protecção contra a inflamação. Em conjunto os vários estudos aqui apresentados mostram que tanto os S-nitrosotióis como a ROCK1 têm um papel na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2 e que a utilização de MSM como suplemento às terapêuticas convencionais pode ter um papel no tratamentos de doenças metabólicas.-------------------------------ABSTRACT: In modern western societies type 2 diabetes and obesity are increasing exponentially, representing a somber public concern. According to the International Diabetes Federation (IDF) ‘Diabetes and Obesity are the biggest public health challenges of the 21st century’. Aside from these the prevalence of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), among the diabetic and obese population, is as high as 90%. It is now well established that the increase in obesity, diabetes and NAFLD strongly correlates with an increase in fat and sugar intake in our diet, alongside physical inactivity. The pathogenesis of obesity, diabetes and NAFLD has been thoroughly studied but the treatment options available are still narrow. Considering the alarming number in the obese and diabetic population the complete understanding of the pathogenesis, keeping in mind that new therapeutic strategies need to be attained, is of the highest urgency. The liver has been well established as a fundamental organ in regulating whole-body homeostasis. In the fed state the liver converts the glucose into glycogen and lipids. Conversely, in the fasted state, glucose will be produced in the liver. Neuronal and hormonal systems, as well as the hepatic metabolic states, tightly control the fast to fed switch in metabolic fuels. Insulin has a central role in controlling hepatic energy metabolism, by suppressing glucose production and ketogenesis, while stimulating glycolysis and lipogenesis. Liver energy metabolism is also regulated by various transcription factors and coregulators that are, in turn, regulated by insulin, glucagon and other metabolic hormones. Together, these regulators will act to control gluconeogenesis, β-oxidation and lipogenesis in the liver. Aside from the well-established regulators of liver energy metabolism new molecules are being studied has having a role in regulating hepatic metabolism. Any imbalance in the liver energy metabolism is a major contributor to insulin resistance, NAFLD and type 2 diabetes. The overall goal of this research work was to contribute to the understanding of the pathogenesis of diabetes and obesity, on a setting of high-sucrose and high-fat diets, and to explore potential therapeutic options. The specific aims were: first, to determine if treatment with glutathione (GSH) and nitric oxide (NO) was sufficient to ameliorate insulin resistance induced by high-sucrose feeding; second, to determine the physiological role of rho-kinase 1 (ROCK1) in regulating hepatic and lipid metabolism; and third, to study the effect of methylsulfonylmethane (MSM) on obesity-linked metabolic disorders. In the first part of this research work we used male Wistar rats fed a high-sucrose (HS) diet. As expected, rats fed a HS diet were insulin resistant and hyperinsulinemic. HS feeding increased hepatic levels of NO, while decreasing GSH. In fasted healthy animals administration of both GSH and NO, to the liver, was able to increase insulin sensitivity. Intravenous administration of S-nitrosothiols, organic compounds containing a nitroso group attached to the sulfur atom of a thiol, in fasted control animals also increased insulin sensitivity. Under HS feeding the standard doses of GSH + NO and S-nitrosothiols were unable to promote an increase in insulin sensitivity. However, the intravenous administration of increasing concentrations of S-nitrosothiols was able to restore insulin sensitivity, suggesting that S-nitrosothiols have an insulin sensitizing effect. Investigation of the effect of S-nitrosothiols on the insulin signaling pathway showed increased phosphorylation of the insulin receptor (IR) and protein kinase B (Akt), suggesting that S-nitrosothiols may have an effect on the insulin signaling pathway. Together, these data showed that S-nitrosothiols promote normal insulin action, suggesting that they may act as potential pharmacological tools. In the second part of this research work we used liver-specific ROCK1 knockout mice fed a high-fat (HF) diet. Liver-specific deletion of ROCK1 prevented obesity, improved insulin sensitivity and protected against hepatic steatosis. Deficiency of ROCK1 in the liver caused a significant decrease in the gene expression of lipogenesis associated gene, ultimately leading to decreased lipogenesis. Contrariwise, ROCK1 overexpression in the liver promoted insulin resistance and hepatic steatosis in diet-induced obesity. Furthermore, liver-specific deletion of ROCK1 in obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, improved the typical hyperglycemia, hyperinsulinemia and liver steatosis. Together, these data identify ROCK1 as a crucial regulator of lipid metabolism. In the third and final part of this research work we investigated the effect of MSM, an organosulfur compound naturally found in plants and used as a dietary supplement, on diet-induced obese (DIO) and insulin resistant mice. MSM treatment ameliorated insulin resistance and protected against hepatosteatosis. Hepatic content in triglycerides and cholesterol was significantly decreased by MSM treatment, as well as lipogenesis associated gene expression. Furthermore, MSM treated mice had decreased inflammation associated gene expression in the liver. Importantly, FACS analysis showed that MSM treatment rescued the inflammatory hematopoietic phenotype of DIO mice in the bone marrow and the peripheral blood. Moreover, MSM treatment of the obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, resulted in similar effects as the ones observed for DIO mice. Collectively, these data suggest that MSM supplementation has a beneficial effect on hyperinsulinemia, insulin resistance and inflammation, which are often found in type 2 diabetes. In conclusion, this research work showed that S-nitrosothiols may play a role as insulin sensitizers, restoring insulin sensitivity in a setting of high-sucrose induced insulin resistance. Furthermore, in vitro studies suggest that S-nitrosothiols specifically regulate the insulin signaling pathway. This research work also investigated the role of hepatic ROCK1 in regulation of glucose and lipid metabolism. Using liver-specific ROCK 1 knockout and ROCK1 overexpressing mice it was shown that ROCK1 plays a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes, specifically through regulation of the de novo lipogenesis pathway. Finally, this research work aimed to explore the effect of MSM in DIO and leptin receptor-deficient mice. MSM strongly protects against obesity and insulin resistance, moreover showed a robust ability to decrease inflammation. Together, the individual studies that compose this dissertation showed that S-nitrosothiols and ROCK1 play a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes and that MSM supplementation may have a role in the treatment of metabolic disorders.