Interleukin-4 induced leukocyte differentiation

Monocytes, macrophages and dendritic cells (DCs) are important mediators of innate immune system, whereas T lymphocytes are the effector cells of adaptive immune responses. DCs play a crucial role in bridging innate and adaptive immunity. Naïve CD4+ Th progenitors (Thp) differentiate to functionally distinct effector T cell subsets including Th1, Th2 and Th17 cells, which while being responsible for specific immune functions have also been implicated in pathological responses, such as autoimmunity, asthma and allergy. The main objective of this thesis is to dissect the signalling networks involved in the IL-4 induced differentiation of two important leukocyte subtypes, Th2 cells and DCs. Gene expression profiling lead to identification of over 200 genes which are differentially expressed during cytokine induced differentiation of human monocytes to DCs or macrophages and which are likely to be essential for the proper biological functions of these cell types. Transcriptome analysis demonstrated the dynamic regulation of gene expression by IL-12 and IL-4 during the initiation of Th cell differentiation, which was partly counteracted by an immunosuppressive cytokine, TGFβ, present in the culture media. Results from RNAi mediated gene knockdown experiments and global gene expression analysis elucidated that SATB1 regulates multiple genes important for Th cell polarization or function as well as may compete with GATA3 for the reciprocal regulation of IL-5 transcription. In conclusion, the results obtained have extended our system-level understanding of the immune cell differentiation processes and provide an excellent basis for the further functional studies which could lead to development of improved therapeutic approaches for a range of immunological conditions.

Modelo de distribuição diamétrica para povoamentos de Eucalyptus sp. submetidos a desbaste

Os dados utilizados neste estudo foram obtidos de um experimento sobre desbaste, instalado em povoamentos de eucalipto da Copener Florestal Ltda., na região nordeste do Estado da Bahia. Os dados foram coletados em 48 parcelas permanentes retangulares, com área útil de 2.600 m². O primeiro desbaste foi aplicado aos 58 meses, sendo consideradas diferentes porcentagens de redução da área basal. O objetivo do estudo foi construir um modelo de crescimento e produção por classe de diâmetro para povoamentos de eucalipto submetidos a desbaste. A redistribuição teórica dos diâmetros foi feita a partir de equações lineares e não-lineares entre os parâmetros da função Weibull em uma idade futura (beta2 e gama2) e os parâmetros em uma idade atual (beta1 e gama1), associados a algumas características do povoamento em idades atual e futura. Foram avaliados três sistemas de equações, utilizando-se o coeficiente de determinação ajustado, o coeficiente de correlação e a análise gráfica dos resíduos. Foram realizados testes para verificar a compatibilidade dos sistemas e a identidade entre eles. O sistema selecionado é compatível e garante a propriedade de que, quando a idade futura (I2) for igual à idade atual (I1), a distribuição diamétrica na idade futura é igual à distribuição diamétrica na idade atual. Ao aplicar o modelo, foram geradas estimativas precisas e consistentes de crescimento e produção por classe de diâmetro.

Um modelo de distribuição diamétrica para povoamentos de Tectona grandis submetidos a desbaste

Os objetivos deste estudo foram desenvolver e avaliar quantitativamente um modelo de distribuição diamétrica para manejo de povoamentos desbastados de teca (Tectona grandis L. f.). A construção do modelo envolveu dados provenientes de uma rede de parcelas permanentes instaladas em povoamentos de teca, no Estado do Mato Grosso, de propriedade da empresa Floresteca Agroflorestal Ltda. Foram empregadas 239 parcelas permanentes, com área útil de 490,8 m². O primeiro desbaste foi realizado aos 58 meses (idade média) e consistiu na redução sistemática de 36% do número de árvores, em média. A recuperação da distribuição diamétrica foi feita a partir de equações que compreendem relações lineares e não-lineares entre os parâmetros da função Weibull em uma idade futura (beta2 e gama2) e os parâmetros em uma idade atual (beta1 e gama1) e com características do povoamento em uma idade atual e futura. Foram avaliados três sistemas de equações. Para verificar a consistência dos sistemas, foram realizadas análises de compatibilidade de cada sistema e de identidade entre eles. O sistema selecionado garantiu a propriedade de que, quando a idade futura (I2) é igual à idade atual (I1), a distribuição diamétrica na idade futura é igual à distribuição diamétrica na idade atual. Pôde-se concluir que o modelo é compatível e indicado para manejo de povoamentos de Tectona grandis submetidos a desbaste. Concluiu-se também que a predição dos parâmetros da função Weibull, em uma idade futura, em função dos parâmetros observados em uma idade atual, é lógica e gera estimativas consistentes e precisas.

Dissecting the molecular mechanisms of breast cancer bone metastasis for therapeutic targeting

Breast cancer that has metastasized to bone is currently an incurable disease, causing significant morbidity and mortality. The aim of this thesis work was to elucidate molecular mechanisms of bone metastasis and thereby gain insights into novel therapeutic approaches. First, we found that L‐serine biosynthesis genes, phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH), phosphoserine aminotransferase 1 (PSAT1) and phosphoserine phosphatase (PSPH), were up‐regulated in highly bone metastatic MDA‐MB‐231(SA) cells as compared with the parental breast cancer cell line. Knockdown of serine biosynthesis inhibited proliferation of MDA‐MB‐231(SA) cells, and L‐serine was essential for the formation of bone resorbing osteoclasts. Clinical data demonstrated that high expression of PHGDH and PSAT1 was associated with decreased relapse‐free and overall survival and with features typical of poor outcome in breast cancer. Second, RNA interference screening pointed out heparan sulfate 6‐O‐sulfotransferase 2 (HS6ST2) as a critical gene for transforming growth factor β (TGF‐β)‐induced interleukin 11 (IL‐11) production in MDA‐MB‐231(SA) cells. Exogenous heparan sulfate glycosaminoglycans heparin and K5‐NSOS also inhibited TGF‐β‐induced IL‐11 production in MDA‐MB‐231(SA) cells. Furthermore, K5‐NSOS decreased osteolytic lesion area and tumor burden in bone in mice. Third, we discovered that the microRNAs miR‐204, ‐211 and ‐379 inhibited IL‐11 expression in MDA‐MB‐231(SA) cells through direct targeting of the IL‐11 mRNA. MiR‐379 also inhibited Smad‐mediated signaling. Gene expression profiling of miR‐204 and ‐379 transfected cells indicated that these microRNAs down‐regulate several bone metastasis‐relevant genes, including prostaglandin‐endoperoxide synthase 2 (PTGS2). Taken together, this study identified three potential treatment strategies for bone metastatic breast cancer: inhibition of serine biosynthesis, heparan sulfate glycosaminoglycans and restoration of miR‐204/‐211/‐379.

Influência do bloqueador de receptor de angiotensina (Losartana potássica) na função renal e pressão arterial em cães GRMD

A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma alteração neuromuscular caracterizada por contínua necrose muscular e degeneração, com eventual fibrose e infiltração por tecido adiposo. O aumento progressivo da fibrose intersticial no músculo impede a migração das células miogênicas, necessárias para a formação muscular. O modelo canino constitui-se nas melhores fenocópias da doença em humanos, quando comparados com outros modelos animais com distrofia. O tratamento antifibrose de pacientes DMD, tendo como alvo os mediadores da citocina, TGF-beta, e o tratamento com antiinflamatórios, podem limitar a degeneração muscular e contribuir para a melhora do curso da doença. O presente estudo teve como objetivo observar os possíveis efeitos adversos na fisiologia renal, por meio de avaliação bioquímica sanguínea e da pressão arterial, verificando a viabilidade do uso do Losartan (um inibidor de TGF-beta) nos cães afetados pela distrofia muscular. Foram utilizados quatro cães adultos, sendo dois machos e duas fêmeas. Utilizou-se a dose de 50mg de Losartan, administrada via oral, uma vez ao dia. Os exames clínicos, bem como alterações na função renal, o nível do potássio sérico e a pressão arterial não evidenciaram reação adversa durante todo o período do experimento. O uso de Losartan, por um período de 9 semanas, mostrou-se como uma terapia segura para o tratamento antifibrótico em cães adultos, não afetando a função renal ou pressão arterial dos animais.

Bone Morphogenetic Protein-6 (BMP-6) induces atresia in goat primordial follicles cultured in vitro

This study investigated the effects of bone morphogenetic protein 6 (BMP-6) on in vitro primordial follicle development in goats. Samples of goat ovarian cortex were cultured in vitro for 1 or 7 days in Minimum Essential Medium (control medium) supplemented with different concentrations of BMP-6. Follicle survival, activation and growth were evaluated through histology and transmission electron microscopy (TEM). After 7 days of culture, histological analysis demonstrated that BMP-6 enhanced the percentages of atretic primordial follicles when compared to fresh control (day 0). Nevertheless, BMP-6 increased follicular and oocyte diameter during both culture periods. As the culture period progressed from day 1 to day 7, a significant increase in follicle diameter was observed with 1 or 50ng/ml BMP-6. However, on the contrary to that observed with the control medium TEM revealed that follicles cultured for up to 7 days with 1 or 50ng/ml BMP-6 had evident signs of atresia. In conclusion, this study demonstrated that BMP-6 negatively affects the survival and ultrastructure of goat primordial follicles.

Avaliação da eficácia de diferentes protocolos de preparo do Plasma Rico em Plaquetas para uso em Medicina Equina

O Plasma Rico em Plaquetas (PRP) é um preparado do sangue total que contém diversos fatores de crescimento responsáveis pela proliferação e diferenciação celular, angiogênese, como também pelo aumento da produção da matriz extracelular. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi testar 10 protocolos diferentes de centrifugação para obtenção de PRP a partir do sangue total de equinos hígidos. Para isso foram utilizadas 10 amostras de 27mL de sangue total de cinco animais, as quais foram centrifugadas conforme cada protocolo proposto. Os resultados revelaram que os protocolos com menor força de centrifugação relativa resultaram em maior (p<0,05) concentração de plaquetas e, que não houve (p>0,05) influência do tempo de centrifugação em relação a essa variável. A influência do tempo foi observada apenas no número de leucócitos em protocolos com menor força de centrifugação relativa (FCR). Os quatro melhores protocolos, que obtiveram as maiores concentrações de plaquetas, foram submetidos à análise pelo teste de ELISA para dosar a quantidade de TGF-β que não revelou diferença (p>0,05) entre os protocolos.

Quantificação de fatores de crescimento na pele de equinos tratada com plasma rico em plaquetas

O plasma rico em plaquetas (PRP) é um produto derivado da centrifugação do sangue total, sendo rico em fatores bioativos, como os de crescimento. Apesar da ampla utilização em processos cicatriciais, há controvérsia sobre a eficácia da terapia na cicatrização cutânea. O objetivo desse estudo foi quantificar e comparar a concentração dos fatores TGF-β1 e PDGF-BB no PRP, plasma sanguíneo e pele, durante diferentes fases do processo de cicatrização da pele tratada ou não com PRP. Foram utilizados sete equinos machos castrados, mestiços, hígidos, com idade entre 16 e 17 (16,14±0,63) anos. Três lesões em formato quadrangular (6,25cm²) foram produzidas cirurgicamente nas regiões glúteas direita e esquerda de todos os animais. Doze horas após indução das feridas, 0,5mL do PRP foi administrado em cada uma das quatro extremidades das feridas de uma das regiões glúteas (Grupo tratado = GT), escolhida aleatoriamente. A região contralateral foi utilizada como controle (GC). As feridas foram submetidas à limpeza diária com água Milli Q, e amostras foram obtidas mediante biópsias realizadas com Punch de 6mm. Foram obtidas seis biópsias de pele, sendo a primeira realizada logo após a produção da ferida (T0), e as demais com 1 (T1) 2 (T2) 7 (T3) e 14 (T4) dias após a indução da lesão. A sexta biópsia (T5) foi obtida após completo fechamento da pele, que ocorreu aproximadamente aos 37 dias (36,85±7,45, GC; 38,85±6,46, GT). Também foram obtidas amostras de sangue com EDTA em todos os tempos mencionados. A quantificação dos fatores de crescimento TGF-β1 e PDGF-BB na pele, PRP e plasma sanguíneo foi realizada pela técnica ELISA. Os dados foram analisados estatisticamente pelo teste t, correlação de Pearson e regressão, utilizando nível de significância de 5%. Não houve diferença entre os grupos, nos valores dos dois fatores de crescimento mensurados na pele, nos diferentes tempos. Também não houve correlação entre a quantidade dos fatores de crescimento presentes na pele e no plasma. Por outro lado, correlação positiva foi observada entre PRP e pele no grupo tratado, para os fatores de crescimento TGF-β1 (r=0,31) e PDGF-BB (r=0,38), bem como entre ambos os fatores de crescimento presentes no PRP (r=0,81). Considerando as concentrações dos fatores de crescimento no T0, os maiores valores cutâneos (p<0,05) do TGF-β1, em ambos os grupos, ocorreram nos tempos T3 e T5. Valores mais elevados (p<0,05) do PDGF-BB ocorreram no T4 (GT) e T5 (GC). No plasma não houve alteração nas concentrações desses fatores em relação ao T0, o que sugere que o PRP não acarreta efeito sistêmico, quando os procedimentos adotados na presente pesquisa são utilizados. A administração local de PRP no volume estudado, 12 h após indução cirúrgica de ferida cutânea na região glútea de equinos não ocasiona maiores concentrações dos fatores de crescimento TGF-β1 e PDGF-BB no plasma sanguíneo e pele, durante o processo de cicatrização.

Padronização de técnica manual para obtenção de plasma rico em plaquetas de bovino

Resumo: Para padronização de uma técnica manual para a obtenção de plasma rico em plaquetas (PRP) autólogo em bovinos com custo reduzido (método manual) e de boa qualidade (capacidade de concentrar plaquetas, alta concentração de fatores de crescimento e contaminação reduzida com leucócitos e eritrócitos), que poderá ser utilizado como um agente modulador da resposta imune de vacas com diferentes enfermidades, 450 ml de sangue total de nove vacas clinicamente saudáveis e com perfil hematológico normal foi coletado em bolsas de sangue CPDA-1 e processado dentro de quatro horas após a coleta. O sangue foi separado em alíquotas para avaliar 8 protocolos (P) de centrifugação dupla que variaram quanto a velocidade e o tempo de centrifugação. A contagem de plaquetas, eritrócitos e leucócitos na suspensão obtida (PRP) foi realizada pelo método manual em câmara de Neubauer: P5 (400g e 800g ambos durante 10 min) foi o protocolo com maior número de plaquetas, seguido por P3 (120g e 473g ambos durante 10 min), P4 (300g e 640g durante 10 min cada), P6 (640g durante 10 min e 640g durante 5 min), P8 (640g durante 5 min e 120g durante 10 min) e P7 (720g e 720g durante 5 min) e diferentes (p<0,05) dos menores valores encontrados em P1 (120g e 240g, ambos por 5 minutos) e P2 (120g e 473g ambos por 5 min). Em relação aos eritrócitos, P8, P7, P6, P5 e P4 apresentaram menores concentrações e maiores valores (p<0,05) foram observados em P3 e P2. Menores quantidades de leucócitos foram observadas em P5, P6, P8 e P7 com o maior valor obtido em P2 (p<0,05). Todos os protocolos (P1 a P8) foram eficientes em concentrar plaquetas sendo o valor mais baixo (3,65±0,79) observado em P1. Em relação aos fatores de crescimento ao se mensurar TGF- 1, os protocolos P1 e P8 evidenciaram valores mais elevados. De acordo com os resultados obtidos os protocolos P5 e P8 apresentaram os melhores resultados para confecção de PRP bovino.

Structural basis for the pathophysiology of lipoprotein(a) in the athero-thrombotic process

Lipoprotein Lp(a) is a major and independent genetic risk factor for atherosclerosis and cardiovascular disease. The essential difference between Lp(a) and low density lipoproteins (LDL) is apolipoprotein apo(a), a glycoprotein structurally similar to plasminogen, the precursor of plasmin, the fibrinolytic enzyme. This structural homology endows Lp(a) with the capacity to bind to fibrin and to membrane proteins of endothelial cells and monocytes, and thereby to inhibit plasminogen binding and plasmin generation. The inhibition of plasmin generation and the accumulation of Lp(a) on the surface of fibrin and cell membranes favor fibrin and cholesterol deposition at sites of vascular injury. Moreover, insufficient activation of TGF-ß due to low plasmin activity may result in migration and proliferation of smooth muscle cells into the vascular intima. These mechanisms may constitute the basis of the athero-thrombogenic mode of action of Lp(a). It is currently accepted that this effect of Lp(a) is linked to its concentration in plasma. An inverse relationship between Lp(a) concentration and apo(a) isoform size, which is under genetic control, has been documented. Recently, it has been shown that inhibition of plasminogen binding to fibrin by apo(a) is also inversely associated with isoform size. Specific point mutations may also affect the lysine-binding function of apo(a). These results support the existence of functional heterogeneity in apolipoprotein(a) isoforms and suggest that the predictive value of Lp(a) as a risk factor for vascular occlusive disease would depend on the relative concentration of the isoform with the highest affinity for fibrin

The role of IL-12 in experimental Trypanosoma cruzi infection

Host resistance to Trypanosoma cruzi infection is dependent on both natural and acquired immune responses. During the early acute phase of infection in mice, natural killer (NK) cell-derived IFN-g is involved in controlling intracellular parasite replication, mainly through the induction of nitric oxide biosynthesis by activated macrophages. We have shown that IL-12, a powerful inducer of IFN-g production by NK cells, is synthesized soon after trypomastigote-macrophage interaction. The role of IL-12 in the control of T. cruzi infection in vivo was determined by treating infected mice with anti-IL-12 monoclonal antibody (mAb) and analyzing both parasitemia and mortality during the acute phase of infection. The anti-IL-12 mAb-treated mice had higher levels of parasitemia and mortality compared to control mice. Also, treatment of infected mice with mAb specific for IFN-g or TNF-a inhibited the protective effect of exogenous IL-12. On the other hand, TGF-ß and IL-10 produced by infected macrophages inhibited the induction and effects of IL-12. Therefore, while IL-12, TNF-a and IFN-g correlate with resistance to T. cruzi infection, TGF-ß and IL-10 promote susceptibility. These results provide support for a role of innate immunity in the control of T. cruzi infection. In addition to its protective role, IL-12 may also be involved in the modulation of T. cruzi-induced myocarditis, since treatment of infected mice with IL-12 or anti-IL-12 mAb leads to an enhanced or decreased inflammatory infiltrate in the heart, respectively. Understanding the role of the cytokines produced during the acute phase of T. cruzi infection and their involvement in protection and pathogenesis would be essential to devise new vaccines or therapies.

Cytokines produced by susceptible and resistant mice in the course of Paracoccidioides brasiliensis infection

Paracoccidioidomycosis (PCM) is the most prevalent deep mycosis in Latin America and presents a wide spectrum of clinical manifestations. We established a genetically controlled murine model of PCM, where A/Sn mice develop an infection which mimics the benign disease (immune responses which favor cellular immunity) and B10.A animals present the progressive disseminated form of PCM (preferential activation of B cells and impairment of cellular immune responses). To understand the immunoregulatory phenomena associated with resistance and susceptibility in experimental PCM, A/Sn and B10.A mice were studied regarding antigen-elicited secretion of monokines (TNF-a and TGF-ß) and type-1 (IL-2 and IFN-g) and type-2 (IL-4,5,10) cytokines. Total lymph node cells from resistant mice infected ip with P. brasiliensis produced early and sustained levels of IFN-g and IL-2; type-2 cytokines (IL-4 and IL-5) started to appear 8 weeks after infection. In contrast, susceptible mice produced low levels of IFN-g concomitant with significant levels of IL-5 and IL-10 early in the infection. In the chronic phase of the disease, susceptible animals presented a transitory secretion of IL-2, and IL-4. In the pulmonary infection IL-4, IL-5 and IL-10 were preferentially detected in the lung cells washings of susceptible animals. After in vitro challenge with fungal antigens, normal peritoneal macrophages from B10.A mice secreted high levels of TGF-ß and low levels of TNF-a. In contrast, macrophages from A/Sn animals released high levels of TNF-a associated with a small production of TGF-ß. The in vivo depletion of IFN-g not only abrogated the resistance of A/Sn mice but also diminished the relative resistance of B10.A animals. The in vivo depletion of IL-4 did not alter the disease outcome, whereas administration of rIL-12 significantly enhanced resistance in susceptible animals. Taken together, these results suggest that an early secretion of high levels of TNF-a and IFN-g followed by a sustained secretion of IL-2 and IFN-g plays a dominant role in the resistance mechanisms to P. brasiliensis infection. In contrast, an early and ephemeral secretion of low levels of TNF-a and IFN-g associated with production of IL-5, IL-10 and TGF-ß characterizes the progressive disease of susceptible animals.

Glial fibrillary acidic protein (GFAP): modulation by growth factors and its implication in astrocyte differentiation

Intermediate filament (IF) proteins constitute an extremely large multigene family of developmentally and tissue-regulated cytoskeleton proteins abundant in most vertebrate cell types. Astrocyte precursors of the CNS usually express vimentin as the major IF. Astrocyte maturation is followed by a switch between vimentin and glial fibrillary acidic protein (GFAP) expression, with the latter being recognized as an astrocyte maturation marker. Levels of GFAP are regulated under developmental and pathological conditions. Upregulation of GFAP expression is one of the main characteristics of the astrocytic reaction commonly observed after CNS lesion. In this way, studies on GFAP regulation have been shown to be useful to understand not only brain physiology but also neurological disease. Modulators of GFAP expression include several hormones such as thyroid hormone, glucocorticoids and several growth factors such as FGF, CNTF and TGFß, among others. Studies of the GFAP gene have already identified several putative growth factor binding domains in its promoter region. Data obtained from transgenic and knockout mice have provided new insights into IF protein functions. This review highlights the most recent studies on the regulation of IF function by growth factors and hormones.

Transforming growth factor beta activity in urine of patients with type 2 diabetes and diabetic nephropathy

Diabetic nephropathy (DN) is characterized structurally by progressive mesangial deposition of extracellular matrix (ECM). Transforming growth factor-ß (TGF-ß) is considered to be one of the major cytokines involved in the regulation of ECM synthesis and degradation. Several studies suggest that an increase in urinary TGF-ß levels may reflect an enhanced production of this polypeptide by the kidney cells. We evaluated TGF-ß in occasional urine samples from 14 normal individuals and 23 patients with type 2 diabetes (13 with persistent proteinuria >500 mg/24 h, DN, 6 with microalbuminuria, DMMA, and 4 with normal urinary albumin excretion, DMN) by enzyme immunoassay. An increase in the rate of urinary TGF-ß excretion (pg/mg UCreat.) was observed in patients with DN (296.07 ± 330.77) (P<0.001) compared to normal individuals (17.04 ± 18.56) (Kruskal-Wallis nonparametric analysis of variance); however, this increase was not observed in patients with DMMA (25.13 ± 11.30) or in DMN (18.16 ± 11.82). There was a positive correlation between the rate of urinary TGF-ß excretion and proteinuria (r = 0.70, a = 0.05) (Pearson's analysis), one of the parameters of disease progression.

How are antibodies involved in the protective mechanism of susceptible mice infected with T. cruzi?

Host resistance to Trypanosoma cruzi is dependent on both natural and acquired immune responses. During the acute phase of the infection the presence of IFN-g, TNF-a, IL-12 and GM-CSF has been closely associated with resistance, whereas TGF-ß and IL-10 have been associated with susceptibility. Several investigators have demonstrated that antibodies are responsible for the survival of susceptible animals in the initial phase of infection and for the maintenance of low levels of parasitemia in the chronic phase. However, how this occurs is not yet understood. Our results and other data in the literature support the hypothesis that the protective role of antibodies in the acute phase of infection is dependent mostly on their ability to induce removal of bloodstream trypomastigotes from the circulation in addition to other concomitant cell-mediated events.