TESTING A SUBTYPE-SPECIFIC GP41 AMPLIFICATION METHOD FOR GENOTYPING INDIVIDUALS INFECTED BY HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS TYPE-1 IN THE BRAZILIAN POPULATION OF ITAJAÍ, SOUTH BRAZIL

The method used by YAGYU et al. for the subtype-specific polymerase chain reaction (PCR) amplification of the gp41 transmembrane region of the human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) env gene, was tested. HIV-1 proviral DNA from 100 infected individuals in Itajaí, South Brazil was used to analyze this method. Seventy individuals were determined according to this method as having PCR products at the expected size for subtypes B, C, D and F. Of these individuals, 26 (37.1%) were observed as having the expected amplification for subtype C, and 42 (60%) were observed as having the expected products for subtypes B and D. Of the subtype B and D amplicons, 16 (22.9%) were classified as subtype D, and 26 (37.1%) were classified as subtype B. Two individuals (2.9%) had amplicons that were observed after subtype F-specific amplification was performed. Sequencing and comparing the patient sequences to reference sequences confirmed the classification of sequences of subtypes C and B. However, sequences that were falsely determined as being D and F in the PCR assay were determined as being subtypes C and B, respectively, by sequence analysis. For those individuals from whom no amplified products were obtained, a low viral load that was indicated in their patient history may explain the difficulty in subtyping by PCR methods. This issue was demonstrated by the results of ANOVA when testing the effect of viral load on the success of PCR amplification. The alignment of the obtained sequences with HIV-1 reference sequences demonstrated that there is high intra-subtype diversity. This indicates that the subtype-specific primer binding sites were not conserved or representative of the subtypes that are observed in the Brazilian populations, and that they did not allow the correct classification of HIV-1 subtypes. Therefore, the proposed method by YAGYU et al. is not applicable for the classification of Brazilian HIV-1 subtypes.

Diversidade genética e resistência natural ao Maraviroc em estirpes do vírus da imunodeficiência humana Tipo 1 (HIV-1) em circulação em utilizadores de drogas por via endovenosa na Grande Lisboa

RESUMO: O maraviroc (MVC) é o único anti-retroviral antagonista do co-receptor CCR5 licenciado e interage com as ansas transmembranares de CCR5, induzindo uma alteração da sua conformação e impedindo a interacção com gp120. O MVC é activo apenas contra estirpes R5 de HIV-1, sendo utilizado em terapia de recurso. Neste trabalho, foi estudada a diversidade genética da região C2V3C3 do gene env de estirpes de HIV-1 de oxicodependentes por via endovenosa da Grande Lisboa, pesquisando-se também a presença de polimorfismos genéticos naturais. Foram utilizadas 52 amostras de plasma e para 35 destas foi amplificado por RT-nested PCR um produto de 565 pb. A análise filogenética revelou a seguinte distribuição de genótipos: 23 B (incluindo, provavelmente, 2 CRF14_BG), 8 A, 3 G e 1 F1. Após tradução, e por comparação com a sequência consenso B, verificou-se uma elevada frequência de polimorfismos genéticos, sendo encontradas algumas “assinaturas de aminoácidos” relativas aos subtipos não-B. Realizou-se ainda uma pesquisa de locais de N-glicosilação e a previsão da utilização de co-receptores (abordagem genotípica), com recurso às regras 11/25 e da carga líquida da ansa V3 e aos programas PSSM e geno2pheno[coreceptor]. Observou-se uma conservação genérica do número de locais de N-glicosilação e foram identificadas 5 sequências com tropismo X4 ou duplo. Por fim, com base na literatura, realizou-se uma pesquisa de polimorfismos genéticos associados a resistência ao MVC presentes na ansa V3. Foi observado um número elevado destas mutações. A presença dos padrões 11S+26V e 20F+25D+26V, num total de 3 sequências, é relevante, visto estes estarem inequivocamente associados à resistência in vivo ao MVC. Apesar de não estar ainda definido um perfil de resistência para o MVC, a presença das mutações encontradas, em indivíduos sem contacto prévio com o fármaco, trará implicações relevantes na sua gestão clínica, considerando a introdução do MVC na terapia de recurso.---------- ABSTRACT: Maraviroc (MVC) is the only CCR5 inhibitor licensed today. This drug interacts with the transmembrane helices of CCR5 co-receptor, inducing a conformation change of its extracellular loops and preventing the interaction with gp120. MVC is only active against R5 strains of HIV-1 and is currently used in salvage therapy. The genetic diversity of the env C2V3C3 region of HIV-1 strains from injecting drug users in the Greater Lisbon was studied, along with the presence of natural genetic polymorphisms. 52 plasma samples were used and the amplification by RT-nested PCR of a 565 bp-product was possible in 35 of them. The phylogenetic analysis revealed 23 sequences classified as subtype B (probably including 2 CRF14_BG), 8 A, 3 G and 1 F1. After translation, the presence of natural genetic polymorphisms was studied by comparison to a subtype B consensus. A high frequency of genetic polymorphisms was observed and significant “amino acid signatures” were found in association with non-B subtypes. A full characterization of the N-glycosylation sites was also performed and a coreceptor prediction (genotypic approach) was accomplished using the 11/25 and the V3 net charge rules and the programs PSSM and geno2pheno[coreceptor]. The number of N-glycosylation sites was generically preserved. Five sequences were defined as X4 or dual-tropic. Based on published data, a search for genetic polymorphisms, present in V3loop, associated to MVC resistance was finally undertaken. Several of such mutations were observed, being particularly interesting the presence of the patterns 11S+26V and 20F+25D+26V, in a total of 3 sequences, since these patterns have unequivocally been associated with MVC resistance in vivo. Although a resistance profile for MVC is not yet defined, the presence of these mutations in MVC-naïve populations may have significant impact in their clinical management in the future, especially considering the introduction of this drug in salvage therapy.

Hemocromatose Hereditária do Tipo 1 e Porfíria Cutânea Tarda - Relato de Caso de um Doente Heterozigoto Composto para as Mutações C282Y e H63D

A porfíria cutânea tarda (PCT) é uma doença do metabolismo das porfirinas caracterizada por fotossensibilidade intensa, associada a lesões bolhosas cobertas por crosta de difícil cicatrização, cicatrizes atróficas e hipertricose em áreas fotoexpostas assim como alterações da função hepática. A hemocromatose hereditária (HH) é a doença genética autossómica recessiva mais frequente na população. Apresentamos o caso de um doente saudável de 38 anos, referenciado por vesículas na face, superfícies extensoras dos braços e dorso das mãos, associadas com hipertricose na região zigomática e quistos de mília no dorso das mãos. Análises laboratoriais mostraram um aumento dos níveis séricos e urinários das porfirinas, do ferro sérico e ferritina elevada. Um diagnóstico de porfíria cutânea tarda foi inferido com base na apresentação clínica, exame histopatológico e resultados laboratoriais. O estudo genético para as mutações do gene da hemocromatose hereditária revelou um doente heterozigoto composto para as mutações mais comuns: C282Y, H63D. A porfíria cutânea tarda pode ser um importante marcador cutâneo para pacientes com mutações do gene HH. A hemocromatose hereditária, se não tratada pode levar à cirrose hepática e carcinoma hepatocelular. Os sinais cutâneos podem ter um papel fundamental no diagnóstico precoce, evitando complicações futuras e possibilitando o aconselhamento genético e teste genético aos filhos dos doentes afectados.

Mutational Analysis of Portuguese Families with Multiple Endocrine Neoplasia Type 1 Reveals Large Germline Deletions

OBJECTIVE: To determine the spectrum of MEN1 mutations in Portuguese kindreds, and identify mutation-carriers. PATIENTS, DESIGN AND RESULTS: Six unrelated MEN1 families were studied for MEN1 gene mutations by single-strand conformational polymorphism (SSCP) and DNA sequence analysis of the coding region and exon-intron boundaries of the MEN1 gene. These methods identified 4 different heterozygous mutations in four families: two mutations are novel (mt 1539 delG and mt 655 ims 11 bp) and two have been previously observed (mt 735 del 46p and mt 1656 del C) all resulting in a premature stop codon. In the remaining two families, in whom no mutations or abnormal MEN1 transcripts were detected, segregation studies of the 5' intragenic marker D11S4946 and codon 418 polymorphism in exon 9 revealed two large germline deletions of the MEN1 gene. Southern blot and tumour loss of heterozygosity analysis confirmed and refined the limits of these deletions, which spanned the MEN1 gene at least from: exon 7 to the 3' untranslated region, in one family, and the 5' polymorphic site D11S4946 to exon 9 (obliterating the initiation codon), in the other family. Twenty-six mutant-gene carriers were identified, 6 of which were asymptomatic. CONCLUSIONS: These results emphasize the importance of the detection of MEN1 germline deletions in patients who do not have mutations of the coding region. Important clues indicating the presence of such deletions may be obtained by segregation studies using the intragenic polymorphisms D11S4946 and at codon 418. The detection of these mutations will help in the genetic counselling of clinical management of the MEN1 families in Portugal.

Diversidade genética e resistência aos anti-retrovirais inibidores enzimáticos de vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1) de uma população de toxicodependentes por via endovenosa da Grande Lisboa

Neste estudo procedeu-se à caracterização da diversidade genética das regiões codificantes da protease (PR), transcritase reversa (RT) e integrase (IN) do gene pol do vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1), bem como à pesquisa de polimorfismos genéticos associados à diminuição da susceptibilidade aos anti-retrovirais inibidores enzimáticos, circulante numa população de 51 indivíduos utilizadores de drogas por via endovenosa (IDUs) da Grande Lisboa. Em termos globais, a análise filogenética realizada com base em 38 sequências nucleotídicas concatenadas revelou que 12 (31,6%), 13 (34,2%) e 13 (34,2%) das sequências analisadas eram dos subtipos B, G/CRF14_BG e de formas genéticas não-B/não-G (1 F1, 4 CRF02_AG e 8 formas recombinantes únicas), respectivamente. Relativamente à pesquisa de mutações associadas a resistência (perfil genotípico), foram encontradas 15, presentes em 50,0% (22/44) dos indivíduos, com uma distribuição de 1-3/indivíduo (4, todas acessórias, na PR; 6 na RT; 5 na IN, uma principal e 4 acessórias). Todavia, apenas 26,7% (4/15) dessas mutações conferiam uma expressão fenotípica de resistência a uma das classes de inibidores (da RT ou IN), em 9,1% (4/44) dos indivíduos. Foi ainda observada uma elevada frequência de outros polimorfismos genéticos, mais frequentes em subtipos não-B, alguns dos quais considerados assinaturas de subtipo. A homologia genética total ou parcial com os subtipos B e G, reconhecida neste estudo, reflectirá a sua predominância na população de IDUs. Este resultado sugere também que a epidemia de HIV-1 em Portugal poderá estar a evoluir para um padrão epidemiológico singular, no qual os subtipos B, G e suas formas recombinantes predominam. A proporção observada de indivíduos portadores de vírus com mutações associadas a resistência, mesmo em indivíduos naive relativamente à terapêutica, indica que a sua transmissão se encontra em curso entre a população de IDUs, tendo, certamente, um impacto relevante ao nível da abordagem terapêutica e monitorização da infecção.

Clonagem e expressão da glicoproteína transmembrana do retrovírus HTLV-1 em células de mamíferos

O retrovírus linfotrópico de células T humanas tipo 1 é o agente etiológico da leucemia das células T do adulto e da paraparesia espástica tropical/mielopatia associada ao HTLV-1. O genoma proviral é composto por 9.032 pares de bases, contendo genes estruturais e regulatórios. A glicoproteína transmembrana gp 21 é codificada pelo gene estrutural env. O desenvolvimento de metodologias para a expressão heteróloga de proteínas, assim como a obtenção de uma linhagem celular que expresse a gp 21 recombinante constitutivamente são os principais objetivos do trabalho. O fragmento codificante da gp 21 foi amplificado por Nested-PCR e clonado no vetor pCR2.1-TOPO. Posteriormente, foi realizada a subclonagem no vetor de expressão pcDNA3.1+. A transfecção da linhagem celular de mamíferos HEK 293 foi realizada de maneira transitória e permanente. A produção da gp 21 recombinante foi confirmada por citometria de fluxo e a linhagem celular produtora será utilizada em ensaios de imunogenicidade.

Characterization of dengue virus serotype 1 in epidemics in Porto Velho, Rondônia, in 2001-2003

The first dengue fever epidemic in the State of Rondônia (western region of Brazil) was recorded in 1997, without laboratory confirmation. Following this, there was an epidemic in Manaus, in the neighboring State of Amazon, in 1998, in which DENV-1 and DENV-2 viruses were isolated from patients. In the present paper, the serotype characterization of the dengue virus isolated from patients with clinically suspected dengue in Porto Velho, Rondônia, between 2001 and 2003 is described. One hundred and fifty blood samples were collected between the first and fifth days of symptoms. Seventy samples of virus isolates were subjected to dengue identification by means of RT-PCR using universal primers for the NS1 gene of DENV, which amplifies a 419 bp fragment. The amplicons obtained were subjected to enzymatic digestion to characterize the viral serotypes. All the samples analyzed were DENV-1. A nucleotide sequence randomly selected from one amplicon, which was also DENV-1, presented 98% similarity to sequences from Southeast Asia that were obtained from GenBank.

Epidemiological and molecular characteristics of HIV-1 infection among female commercial sex workers, men who have sex with men and people living with AIDS in Paraguay

An HIV seroprevalence and molecular study was conducted among 935 subjects: 723 female commercial sex workers, 92 men who have sex with men and 120 HIV-positive volunteers. The reported injection drug use rates were 0.7% in female commercial sex workers and 3% in men who have sex with men. Sexually transmitted infections were reported in 265 (37%) of the female commercial sex workers and 38 (41%) of the men who have sex with men. A total of 20 (2.8%) female commercial sex workers and 12 (13%) men who have sex with men became HIV infected during the study period. A history of sexually transmitted infection increased the risk of subsequent HIV infection twofold (adjusted odds ratio of 2.5) among the female commercial sex workers, while cocaine use had an adjusted odds ratios of 6.61 among men who have sex with men. From 130 samples, and based on heteroduplex mobility assaying for the env gene, with sequencing of part of pol and/or full genomes, subtype B was the predominant subtype identified (66%); followed by subtype F (22%) and subtype C (4%). Recombinant CRF12-BF strains were identified in 6% and CRF17_BF was identified in 2%.

Ocorrência de cepas de Pseudomonas aeruginosa multirresistentes produtoras de metalo-β-lactamase blaSPM-1 em amostras clínicas

Este estudo avaliou a ocorrência de genes para metalo β-lactamases em isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa do Hospital São Vicente de Paulo, RS. Os genes foram pesquisados por PCR e o perfil de susceptibilidade foi avaliado por disco-difusão. Foram analisadas 46 cepas, sendo que cinco apresentaram o gene blaSPM-1.

Characterization of mannose-binding lectin plasma levels and genetic polymorphisms in HIV-1-infected individuals

INTRODUCTION: The present study investigated the association between mannose-binding lectin (MBL) gene polymorphism and serum levels with infection by HIV-1. METHODS: Blood samples (5mL) were collected from 97 HIV-1-infected individuals resident in Belém, State of Pará, Brazil, who attended the Special Outpatient Unit for Infections and Parasitic Diseases (URE-DIPE). CD4+ T-lymphocyte count and plasma viral load were quantified. A 349bp fragment of exon 1 of the MBL was amplified via PCR, using genomic DNA extracted from controls and HIV-1-infected individuals, following established protocols. MBL plasma levels of the patients were quantified using an enzyme immunoassay kit. RESULTS: Two alleles were observed: MBL*O, with a frequency of 26.3% in HIV-1-infected individuals; and the wild allele MBL*A (73.7%). Similar frequencies were observed in the control group (p > 0.05). Genotype frequencies were distributed according to the Hardy-Weinberg equilibrium in both groups. Mean MBL plasma levels varied by genotype, with statistically significant differences between the AA and AO (p < 0.0001), and AA and OO (p < 0.001) genotypes, but not AO and OO (p = 0.17). Additionally, CD4+ T-lymphocytes and plasma viral load levels did not differ significantly by genotype (p > 0.05). CONCLUSIONS: The results of this study do not support the hypothesis that MBL gene polymorphism or low plasma MBL concentrations might have a direct influence on HIV-1 infection, although a broader study involving a large number of patients is needed.

Prevalence and clinical outcomes of episodes of ventilator-associated pneumonia caused by SPM-1-producing and non-producing imipenem-resistant Pseudomonas aeruginosa

INTRODUCTION: Pseudomonas aeruginosa is a leading cause of ventilator-associated pneumonia (VAP) and exhibits high rates of resistance to several antimicrobial drugs. The carbapenens are usually the drugs of choice against this microorganism. However, the carbapenem resistance has increased among these strains worldwide. The presence of metallo-β-lactamases (MBL) has been pointed out as a major mechanism of resistance among these strains. No previous study addressed outcomes of respiratory infections caused by these strains. METHODS: Our group sought to analyze the epidemiology and clinical outcomes of patients with VAP caused by imipenem-resistant P. aeruginosa. A total of 29 clinical isolates of carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa were screened for metallo-β-lactamase (MBL) genes. RESULTS: Demographic and clinical variables were similar between the SPM-1-producing and non-SPM-1-producing group. Five (17.2%) isolates were positive for blaSPM-1. No other MBL gene was found. All patients were treated with polymyxin B. The infection-related mortality was 40% and 54.2% for SPM-1-producing and -non-producing isolates, respectively. CONCLUSIONS: There were no differences in epidemiological and clinical outcomes between the two groups.

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.

Lack of the transcription factor hypoxia-inducible factor (HIF)-1α in macrophages accelerates the necrosis of Mycobacterium avium-induced granulomas

Accepted Manuscript

Impact of TGF-ß1 -509C/T and 869T/C polymorphisms on glioma risk and patient prognosis

Transforming growth factor beta (TGF-ß) plays an important role in carcinogenesis. Two polymorphisms in the TGF-ß1 gene (-509C/T and 869T/C) were described to influence susceptibility to gastric and breast cancers. The 869T/C polymorphism was also associated with overall survival in breast cancer patients. In the present study, we investigated the relevance of these TGF-ß1 polymorphism in glioma risk and prognosis. A case-control study that included 114 glioma patients and 138 cancer-free controls was performed. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) were evaluated by polymerase chain reaction followed by restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Univariate and multivariate logistic regression analyses were used to calculate odds ratio (OR) and 95 % confidence intervals (95 % CI). The influence of TGF-ß1 -509C/T and 869T/C polymorphisms on glioma patient survival was evaluated by a Cox regression model adjusted for patients' age and sex and represented in Kaplan-Meier curves. Our results demonstrated that TGF-ß1 gene polymorphisms -509C/T and 869T/C are not significantly associated with glioma risk. Survival analyses showed that the homozygous -509TT genotype associates with longer overall survival of glioblastoma (GBM) patients when compared with patients carrying CC + CT genotypes (OR, 2.41; 95 % CI, 1.06-5.50; p = 0.036). In addition, the homozygous 869CC genotype is associated with increased overall survival of GBM patients when compared with 869TT + TC genotypes (OR, 2.62; 95 % CI, 1.11-6.17; p = 0.027). In conclusion, this study suggests that TGF-ß1 -509C/T and 869T/C polymorphisms are not significantly associated with risk for developing gliomas but may be relevant prognostic biomarkers in GBM patients.

Síntese de novas tieno[3,2-b]piridinas com potencial atividade biológica contendo 1,2,3-triazoles 1,4-dissubstituídos obtidos por reação "click" de ciclioadição azida-alquino catalisada por Cu(I)-CuAAC

Dissertação de mestrado em Química Medicinal