Efeitos cardiovasculares da transferência adotiva de linfócitos T reguladores em camundongos submetidos à infusão crônica de angiotensina II e de aldosterona

A angiotensina (Ang) II e aldosterona induzem hipertensão arterial por mecanismos em parte mediados pela imunidade adaptativa, envolvendo linfócitos T auxiliares respondedores (Tresp). Os linfócitos T reguladores (Treg) são capazes de suprimir os efeitos próinflamatórios do sistema imune. O presente estudo avaliou se a transferência adotiva de Treg é capaz de prevenir a hipertensão e a lesão vascular induzidas pela Ang II ou pela aldosterona, em dois protocolos distintos. No protocolo com Ang II, camundongos machos C57BL/6 sofreram a injeção endovenosa de Treg ou Tresp, sendo depois infundidos com Ang II (1μg/kg/min), ou salina (grupo controle) por 14 dias. No protocolo com aldosterona, um outro conjunto de animais sofreu injeções de Treg ou Tresp, sendo depois infundido com aldosterona (600μg/kg/d) ou salina (grupo controle), pelo mesmo intervalo de tempo. O grupo tratado com aldosterona recebeu salina 1% na água. Tanto o grupo Ang II como aldosterona apresentaram elevação da pressão arterial sistólica (43% e 31% respectivamente), da atividade da NADPH oxidase na aorta (1,5 e 1,9 vezes, respectivamente) e no coração (1,8 e 2,4 vezes, respectivamente) e uma redução da resposta vasodilatadora à acetilcolina (de 70% e 56%, respectivamente), quando comparados com os respectivos controles (P<0,05). Adicionalmente, a administração de Ang II proporcionou um aumento rigidez vascular (P<0,001), na expressão de VCAM-1 nas artérias mesentéricas (P<0,05), na infiltração aórtica de macrófagos e linfócitos T (P<0,001) e nos níveis plasmáticos das citocinas inflamatórias interferon (INF)-γ, interleucina (IL)-6, Tumor necrosis factor (TNF)-α e IL-10 (P<0,05). Ang II causou uma queda de 43% no número de células Foxp3+ no córtex renal, enquanto que a transferência adotiva de Treg aumentou as células Foxp3+ em duas vezes em comparação com o controle. A administração de Treg preveniu o remodelamento vascular induzido pela aldosterona, observado na relação média/lúmen e na área transversal da média das artérias mesentéricas (P<0,05). Todos os parâmetros acima foram prevenidos com a administração de Treg, mas não de Tresp. Estes resultados demonstram que Treg são capazes de impedir a lesão vascular e a hipertensão mediadas por Ang II ou por aldosterona, em parte através de ações antiinflamatórias. Em conclusão, uma abordagem imuno-modulatória pode prevenir o aumento da pressão arterial, o estresse oxidativo vascular, a inflamação e a disfunção endotelial induzidos por Ang II ou aldosterona.

Investigations of DNA-mediated protein oxidation

DNA charge transport (CT) involves the efficient transfer of electrons or electron holes through the DNA π-stack over long molecular distances of at least 100 base-pairs. Despite this shallow distance dependence, DNA CT is sensitive to mismatches or lesions that disrupt π-stacking and is critically dependent on proper electronic coupling of the donor and acceptor moieties into the base stack. Favorable DNA CT is very rapid, occurring on the picosecond timescale. Because of this speed, electron holes equilibrate along the DNA π-stack, forming a characteristic pattern of DNA damage at low oxidation potential guanine multiplets. Furthermore, DNA CT may be used in a biological context. DNA processing enzymes with 4Fe4S clusters can perform DNA-mediated electron transfer (ET) self-exchange reactions with other 4Fe4S cluster proteins, even if the proteins are quite dissimilar, as long as the DNA-bound [4Fe4S]^3+/2+ redox potentials are conserved. This mechanism would allow low copy number DNA repair proteins to find their lesions efficiently within the cell. DNA CT may also be used biologically for the long-range, selective activation of redox-active transcription factors. Within this work, we pursue other proteins that may utilize DNA CT within the cell and further elucidate aspects of the DNA-mediated ET self-exchange reaction of 4Fe4S cluster proteins.

Dps proteins, bacterial mini-ferritins that protect DNA from oxidative stress, are implicated in the survival and virulence of pathogenic bacteria. One aspect of their protection involves ferroxidase activity, whereby ferrous iron is bound and oxidized selectively by hydrogen peroxide, thereby preventing formation of damaging hydroxyl radicals via Fenton chemistry. Understanding the specific mechanism by which Dps proteins protect the bacterial genome could inform the development of new antibiotics. We investigate whether DNA-binding E. coli Dps can utilize DNA CT to protect the genome from a distance. An intercalating ruthenium photooxidant was employed to generate oxidative DNA damage via the flash-quench technique, which localizes to a low potential guanine triplet. We find that Dps loaded with ferrous iron, in contrast to Apo-Dps and ferric iron-loaded Dps which lack available reducing equivalents, significantly attenuates the yield of oxidative DNA damage at the guanine triplet. These data demonstrate that ferrous iron-loaded Dps is selectively oxidized to fill guanine radical holes, thereby restoring the integrity of the DNA. Luminescence studies indicate no direct interaction between the ruthenium photooxidant and Dps, supporting the DNA-mediated oxidation of ferrous iron-loaded Dps. Thus DNA CT may be a mechanism by which Dps efficiently protects the genome of pathogenic bacteria from a distance.

Further work focused on spectroscopic characterization of the DNA-mediated oxidation of ferrous iron-loaded Dps. X-band EPR was used to monitor the oxidation of DNA-bound Dps after DNA photooxidation via the flash-quench technique. Upon irradiation with poly(dGdC)₂, a signal arises with g = 4.3, consistent with the formation of mononuclear high-spin Fe(III) sites of low symmetry, the expected oxidation product of Dps with one iron bound at each ferroxidase site. When poly(dGdC)₂ is substituted with poly(dAdT)₂, the yield of Dps oxidation is decreased significantly, indicating that guanine radicals facilitate Dps oxidation. The more favorable oxidation of Dps by guanine radicals supports the feasibility of a long-distance protection mechanism via DNA CT where Dps is oxidized to fill guanine radical holes in the bacterial genome produced by reactive oxygen species.

We have also explored possible electron transfer intermediates in the DNA-mediated oxidation of ferrous iron-loaded Dps. Dps proteins contain a conserved tryptophan residue in close proximity to the ferroxidase site (W52 in E. coli Dps). In comparison to WT Dps, in EPR studies of the oxidation of ferrous iron-loaded Dps following DNA photooxidation, W52Y and W52A mutants were deficient in forming the characteristic EPR signal at g = 4.3, with a larger deficiency for W52A compared to W52Y. In addition to EPR, we also probed the role of W52 Dps in cells using a hydrogen peroxide survival assay. Bacteria containing W52Y Dps survived the hydrogen peroxide challenge more similarly to those containing WT Dps, whereas cells with W52A Dps died off as quickly as cells without Dps. Overall, these results suggest the possibility of W52 as a CT hopping intermediate.

DNA-modified electrodes have become an essential tool for the study of the redox chemistry of DNA processing enzymes with 4Fe4S clusters. In many cases, it is necessary to investigate different complex samples and substrates in parallel in order to elucidate this chemistry. Therefore, we optimized and characterized a multiplexed electrochemical platform with the 4Fe4S cluster base excision repair glycosylase Endonuclease III (EndoIII). Closely packed DNA films, where the protein has limited surface accessibility, produce EndoIII electrochemical signals sensitive to an intervening mismatch, indicating a DNA-mediated process. Multiplexed analysis allowed more robust characterization of the CT-deficient Y82A EndoIII mutant, as well as comparison of a new family of mutations altering the electrostatics surrounding the 4Fe4S cluster in an effort to shift the reduction potential of the cluster. While little change in the DNA-bound midpoint potential was found for this family of mutants, likely indicating the dominant effect of DNA-binding on establishing the protein redox potential, significant variations in the efficiency of DNA-mediated electron transfer were apparent. On the basis of the stability of these proteins, examined by circular dichroism, we proposed that the electron transfer pathway in EndoIII can be perturbed not only by the removal of aromatic residues but also through changes in solvation near the cluster.

While the 4Fe4S cluster of EndoIII is relatively insensitive to oxidation and reduction in solution, we have found that upon DNA binding, the reduction potential of the [4Fe4S]^3+/2+ couple shifts negatively by approximately 200 mV, bringing this couple into a physiologically relevant range. Demonstrated using electrochemistry experiments in the presence and absence of DNA, these studies do not provide direct molecular evidence for the species being observed. Sulfur K-edge X-ray absorbance spectroscopy (XAS) can be used to probe directly the covalency of iron-sulfur clusters, which is correlated to their reduction potential. We have shown that the Fe-S covalency of the 4Fe4S cluster of EndoIII increases upon DNA binding, stabilizing the oxidized [4Fe4S]³⁺ cluster, consistent with a negative shift in reduction potential. The 7% increase in Fe-S covalency corresponds to an approximately 150 mV shift, remarkably similar to DNA electrochemistry results. Therefore we have obtained direct molecular evidence for the shift in 4Fe4S reduction potential of EndoIII upon DNA binding, supporting the feasibility of our model whereby these proteins can utilize DNA CT to cooperate in order to efficiently find DNA lesions inside cells.

In conclusion, in this work we have explored the biological applications of DNA CT. We discovered that the DNA-binding bacterial ferritin Dps can protect the bacterial genome from a distance via DNA CT, perhaps contributing to pathogen survival and virulence. Furthermore, we optimized a multiplexed electrochemical platform for the study of the redox chemistry of DNA-bound 4Fe4S cluster proteins. Finally, we have used sulfur K-edge XAS to obtain direct molecular evidence for the negative shift in 4Fe4S cluster reduction potential of EndoIII upon DNA binding. These studies contribute to the understanding of DNA-mediated protein oxidation within cells.

Melatonina, isoenzimas de glutationa S-transferases e estresse oxidante em pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887)

O oxigênio é fundamental para os vertebrados. No entanto, variações dos níveis de oxigênio na água podem provocar estresse oxidante em peixes porque privação de oxigênio seguida de reoxigenação forma espécies reativas de oxigênio (ERO) em células. Níveis intracelulares de ERO aumentados favorecem que moléculas de proteínas, fosfolipídios e ácidos nucleicos sofram alterações, vindo a prejudicar muitas funções celulares. No Pantanal, habitat do pacu, o nível de oxigênio varia circadianamente na água das lagoas rasas que acabam isoladas dos rios na seca. O pacu evoluiu sob a pressão contínua da exposição aos efeitos prejudiciais das ERO causados pelos pulsos de inundação. A melatonina, uma indolamina produzida na glândula pineal, influencia os níveis de atividade de enzimas antioxidantes que reduzem ERO, além de ser capaz de doar elétrons ou captar radicais livres de forma não enzimática. Os níveis de melatonina no pacu são mais altos no verão e menores no inverno. Isoenzimas de glutationa S-transferases que conjugam o tripetídeo glutationa com o 4-hidroxinonenal, aldeído derivado da peroxidação de ácidos graxos por ERO, são importantes para evitar alteração funcional de proteínas por ligação do 4-hidroxinonenal à sua estrutura. Neste trabalho procuramos relação entre estresse oxidante, níveis de atividades de glutationa S-transferase e melatonina, para estabelecer se a melatonina ajudaria pacus a superar os efeitos deletérios das espécies reativas de oxigênio. Ensaiamos atividades de isoenzimas de glutationa S-transferases no citosol de fígado de pacus mantidos em normoxia, hipoxia, reoxigenação e hiperoxia no inverno e no verão. Medimos o efeito da melatonina in vitro e in vivo sobre as atividades de isoenzimas de glutationa S-transferase. Medimos os efeitos do estresse oxidante sobre a ligação do 4-hidroxinonenal com proteínas nos fígados de pacus tratados com melatonina. Somente as isoenzimas que conjugam 4-hidroxinonenal com glutationa mostraram menor atividade no inverno em relação ao verão; outras isoenzimas de glutationa S-transferases não alteram suas atividades sazonalmente. In vitro a melatonina não alterou a atividade de isoenzimas de glutationa S-transferase que conjugam o 4-hidroxinonenal, mas inibiu outras isoenzimas de glutationa S-transferase. In vivo a melatonina aumentou a atividade encontrada no inverno das isoenzimas que conjugam o 4-hidroxinonenal para os níveis do verão. A ligação de 4-hidroxinonenal com proteínas foi menor em pacus inoculados com melatonina. Nossos resultados mostram que a melatonina pode influenciar os efeitos de ERO em fígado de pacus. Ficou claro que a melatonina do plasma mantém os níveis de atividade conjugadora de 4-hidroxinonenal do fígado em pacus e que a baixa produção de melatonina no inverno não é adequada para a conjugação do 4-hidroxinonenal em fígado de pacus.

Molecular biomarkers and toxic consequences of impact by organic pollution in aquatic organisms

Organic contaminants are readily bioaccumulated by aquatic organisms. Exposure to and toxic effects of contaminants can be measured in terms of the biochemical responses of the organisms (i.e. molecular biomarkers). The hepatic biotransformation enzyme cytochrome P4501A (CYP1A) in vertebrates is specifically induced by organic contaminants such as aromatic hydrocarbons, PCBs and dioxins, and is involved in chemical carcinogenesis via catalysis of the covalent binding of organic contaminants to DNA (DNA-adducts). Hepatic CYP1A induction has been used extensively and successfully as a biomarker of organic contaminant exposure in fish. Fewer but equally encouraging studies in fish have used hepatic bulky, hydrophobic DNA-adducts as biomarkers of organic contaminant damage. Much less is known of the situation in marine invertebrates, but a CYPlA-like enzyme with limited inducibility and some potential for biomarker application is indicated. Stimulation of reactive oxygen species (ROS) production is another potential mechanism of organic contaminant-mediated DNA and other damage in aquatic organisms. A combination of antioxidant (enzymes, scavengers) and pro-oxidant (oxidised DNA bases, lipid peroxidation) measurements may have potential as a biomarker of organic contaminant exposure (particularly those chemicals which do not induce CYP1A) and/or oxidative stress, but more studies are required. Both CYP1A- and ROS-mediated toxicity are indicated to result in higher order deleterious effects, including cancer and other aspects of animal fitness.

Estudo das alterações cardiovasculares e metabólicas em modelo experimental de programação metabólica: efeito de extrato da casca de uva Vitis vinífera

Estudos epidemiológicos e experimentais têm sugerido que fatores de risco cardiovasculares podem ser parcialmente atribuídos às influências do ambiente em que vive o indivíduo, e que a nutrição materna influencia na programação de alterações metabólicas e cardiovasculares no indivíduo adulto e que caracterizam a síndrome metabólica (SM). Em contrapartida, estudos prévios de nosso laboratório demonstram que o extrato da casca de uva Vitis labrusca (GSE) possui efeito vasodilatador, antihipertensivo e antioxidante. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento oral com GSE (200mg/kg/dia), sobre as alterações cardiovasculares e metabólicas e estresse oxidativo observados na prole adulta (fêmea e machos) com 3 e 6 meses, cujas mães foram submetidas a uma dieta rica em gordura (hiperlipídica) durante a lactação. Quatro grupos de ratas foram alimentados com dietas experimentais: controle (7% de gordura); controle + GSE (7% de gordura + GSE), hiperlipídica (24% de gordura); hiperlipídica + GSE (24% de gordura + GSE) durante a lactação. Após o desmame, todos os filhotes passaram a ser alimentados com uma dieta controle e foram sacrificados aos 3 ou 6 meses de idade. A pressão arterial sistólica (PAS) foi medida por pletismografia de cauda e o efeito vasodilatador da acetilcolina (ACh) foi avaliado em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido. Foram avaliados o peso corporal, adiposidade (intra-abdominal e gonadal), níveis plasmáticos de colesterol total, triglicerídeos, glicose e insulina, e a resistência à insulina (RI) foi calculada pelo índice de HOMA IR. As expressões do IRS-1, Akt e GLUT-4 foram determinadas em músculo soleus. O dano oxidativo, níveis de nitritos e a atividade das enzimas antioxidantes: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase foram dosados no plasma e homogenato de LAM. A PAS e tecido adiposo foram aumentados nas proles adultas de ambos os sexos e idades do grupo hiperlipídico e revertidos pelo tratamento com o GSE. A resposta vasodilatadora à ACh em LAM não foi diferente entre os grupos de ambos os sexos, mas foram reduzidas com o envelhecimento. Nas proles fêmeas e machos do grupo hiperlipídico também foram observados o aumento dos níveis de triglicerídeos, de glicose e RI em ambas as idades e foram reduzidos pelo GSE. No grupo hiperlipídico houve redução nas expressões de IRS-1, Akt e GLUT-4 e o GSE reverteu estas expressões. Os níveis plasmáticos de malondialdeído estavam aumentados e os níveis de nitrito diminuídos no grupo hiperlipídico, de ambos os sexos e idades e foram revertidos pelo GSE. As atividades das enzimas antioxidantes no plasma e no mesentério foram reduzidas no grupo hiperlipídico e restauradas pelo GSE. Em conclusão, O GSE parece proteger as proles fêmeas e machos, cujas mães foram expostas a uma dieta hiperlipídica durante a lactação, dos fatores de riscos cardiovasculares, proporcionando uma fonte alternativa nutricional para a prevenção da SM.

Participação do estresse oxidativo na lesão pulmonar induzida por lipopolissacarídeo: repercussões inflamatórias estruturais e funcionais

O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento do estresse oxidativo na lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por lipopolissacarídeo (LPS) e as repercussões inflamatórias, estruturais e funcionais, através de análises bioquímicas de estresse oxidativo, prova de função pulmonar, análise histológica e RT-PCR para citocinas e fatores de transcrição pró-inflamatórios. Na primeira etapa foram utilizados camundongos machos C57BL6 foram divididos em sete grupos: Grupo controle (CTR) (50 μL de solução fisiológica) administrados via intratraqueal [it], LPS 6 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 12 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 24 horas (10 μL de LPS) [i], LPS 48 horas (10 μL de LPS). Para verificar que as alterações observadas eram estresse oxidativo dependentes camundongos machos C57BL6 foram pré-tratados com N-acetilcisteína (NAC) 1 hora antes do estímulo com LPS e sacrifícados 24 horas depois do estímulo com LPS. Os animais foram divididos da seguinte forma: Grupo LPS 24 horas (10 μL) [it], grupo NAC 40 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it] e grupo NAC 100 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it]. O sistema antioxidante enzimático protegeu o pulmão do estresse oxidativo nas primeiras 12 horas. O estresse oxidativo foi caracterizado em 24 horas e em 48 horas observou-se falência do sistema antioxidante enzimático. Parâmetros de função pulmonar se mostraram alterados nos grupo estimulados com LPS principalmente no grupo LPS. A elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001), resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,001) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) se mostraram principlamente alteradas no grupo LPS 24 horas. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento dos parâmetros de elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001) resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,05) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) comparado com o grupo LPS 24 horas. As alterações histológicas como espessamento de septo alveolar, influxo de células inflamatórias e hemorragia mostraram-se tempo dependentes. O pré-tratamento NAC impediu as alterações observadas nos grupo estimulados com LPS. Alterações inflamatórias foram observadas no grupo estimulado com LPS como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,001) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo controle. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento desses parâmetros como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,05) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo LPS 24 horas. Nossos resultados sugerem que o estresse oxidativo desempenha um papel importante nas respostas inflamatórios, estruturais e funcionais no modelo de LPA induzido por LPS e que essas alterações são estresse oxidativo dependentes.

Efeitos do tratamento periodontal não-cirúrgico na via L-arginina-óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas

Estudos publicados nas duas últimas décadas sugerem um aumento do risco de doença cardiovascular (DCV) em pacientes com periodontite, mas os mecanismos fisiopatológicos dessa associação ainda não estão completamente esclarecidos. Uma vez que foi demonstrado aumento da ativação plaquetária e do estresse oxidativo na periodontite, o objetivo do presente estudo foi investigar a via L-arginina-óxido nítrico (NO)- guanosina monofosfato cíclica (GMPc) e parâmetros de estresse oxidativo em plaquetas de pacientes com periodontite, bem como avaliar o efeito do tratamento periodontal não-cirúrgico nessas variáveis. Um total de 10 pacientes sem periodontite (periodontalmente saudáveis ou com gengivite) e 10 pacientes com periodontite participaram do estudo. A avaliação clínica, laboratorial e experimental foi realizada no início do estudo e 90 dias após realização da terapia periodontal básica (grupo periodontite). A avaliação clínica periodontal incluiu registros de: profundidade de bolsa à sondagem (PBS), nível de inserção (NIC), percentual de placa e percentual de sangramento à sondagem. Os seguintes experimentos foram realizados: influxo de L-arginina; atividade e expressão das enzimas óxido nítrico sintase e da arginase; expressão das enzimas guanilato ciclase solúvel e fosfodiesterase 5; determinação dos níveis intraplaquetários de GMPc; agregação plaquetária; avaliação do estresse oxidativo (atividade oxidante total, atividade das enzimas antioxidantes catalase e da superóxido dismutase - SOD); medição dos níveis de proteína C reativa (CRP) e de fibrinogênio. Os resultados obtidos no início do estudo demonstraram ativação do influxo de L-arginina em plaquetas via sistema y+L nos pacientes com periodontite, bem como concentrações intraplaquetárias de GMPc diminuídas e aumento sistêmico da CRP. Após o tratamento periodontal, observou-se redução do percentual de sítios com PBS ≥ 6 mm, NIC 4-5 mm e NIC ≥ 6 mm, aumento nos níveis de GMPc, para níveis comparáveis aos dos pacientes sem periodontite, acompanhado por uma maior atividade das enzimas antioxidantes SOD e catalase. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram alterações significativas tanto pré- quanto pós-tratamento. Esses resultados considerados em conjunto sugerem uma menor biodisponibilidade de NO em plaquetas na periodontite e que o tratamento periodontal não-cirúrgico foi capaz de reverter este quadro por um aumento das defesas antioxidantes. Portanto, alterações na via L-arginina-NO-GMPc e no estresse oxidativo podem levar à disfunção plaquetária, que poderia contribuir para um maior risco de DCV nos pacientes com periodontite.

Influência do equilíbrio redox na resistência a fibrose pulmonar induzida por bleomicina em camundongos

O desenvolvimento de fibrose pulmonar (FP) induzida por bleomicina tem sido associado com as características genéticas e estresse oxidativo. Nosso objetivo foi investigar a influência do equilíbrio redox sobre a resistência a fibrose pulmonar induzida por bleomicina em diferentes linhagens de camundongos. Uma única dose de bleomicina (0,1 U/camundongo) ou salina (50 mL) foi administrada por via intratraqueal (i.t.) em camundongos C57BL/6, DBA/2 e camundongos BALB/c. Vinte e um dias após a administração de bleomicina, a taxa de mortalidade foi acima de 50% em camundongos C57BL/6 e 20% em DBA/2, enquanto não foi observada em BALB/c. Houve um aumento na elastância (p<0.001), ΔP2 (p<0.05), ΔPtot (p<0.01) e DE,l (p<0.05) em camundongos C57BL/6. O volume dos septos aumentaram em camundongos C57BL/6 (p<0.05) e DBA/2 (p<0.001). Os níveis de INF-γ foram reduzidas em camundongos C57BL/6 (p<0.01). Níveis OH-prolina foram aumentados em camundongos C57BL/6 e DBA/2 (p<0.05). Atividade e expressão de SOD foram reduzidas em camundongos C57BL/6 e DBA/2 (p<0.001 e p<0.001, respectivamente), enquanto que a atividade de CAT reduziu em todas as linhagens (C57BL/6: p<0.05; DBA/2: p<0.01, BALB/c: p<0.01). A atividade da GPx e expressão GPx 1/2 diminuiram em camundongos C57BL/6 (p<0.001). Nós concluímos que a resistência da FP pode também estar relacionada com a atividade e expressão de SOD em camundongos BALB/c

Alterações comportamentais e a análise do estresse oxidativo na idade adulta de animais expostos a hipóxia pré-natal

A Hipóxia-Isquêmica (HI) pré-natal é caracterizada por uma redução no aporte de oxigênio e nutrientes para o feto durante o período gestacional, que pode acarretar, a longo prazo, em dificuldade de concentração e aprendizagem, hiperatividade e déficit de memória. Esses prejuízos podem persistir ou se agravar até a idade adulta, levando ainda ao aparecimento de doenças como epilepsia e paralisia cerebral (PC). A privação de oxigênio e nutrientes, assim como o estresse materno, anemia, eclâmpsia e uso de drogas durante a gestação, podem causar estresse oxidativo durante os períodos críticos do desenvolvimento, e pode ser a principal razão para as mudanças que levam a programação fetal. O objetivo deste estudo foi relacionar a geração de espécies reativas e a consequente formação de estresse oxidativo nos animais adultos, com as alterações da biodisponibilidade do óxido nítrico de forma sistêmica, além de mudanças nos comportamentos motor e de ansiedade, manutenção da memória e aprendizado. Para a hipóxia, foi utilizado o modelo de clampeamento das artérias uterinas das ratas no 18 dia gestacional por 45 min, analisando os filhotes após 90 dias de nascidos. Foram utilizados os testes Open Field e labirinto em cruz elevada para a análise comportamental, e análises das enzimas glutationa peroxidase (GPx), superóxido desmutase (SOD) e catalase, além de quantificação de nitritos, TBARs e carbonilação de proteínas para avaliação de mecanismos oxidantes e antioxidantes. Os resultados demonstraram que o insulto durante a gestação pode acarretar em redução na formação da enzima GPx, além de maior concentração de nitritos analisados nos soros dos animais hipoxiados quando comparados aos controles, contribuindo para o dano oxidativo. Também foi observada redução na memória de habituação e comportamento motor, além de elevado comportamento ansioso em animais hipoxiados, diferentemente de controles. Concluímos assim que a hipóxia isquêmica pré-natal pode alterar permanentemente o estado oxidativo dos animais, além de atuar na formação do comportamento motor, memória de habituação e ansiedade. As descobertas aqui apresentadas contribuem para ampliar o entendimento acerca do evento de hipóxia isquêmica pré-natal, além de prover ferramentas para o desenvolvimento de mecanismos protetores e preventivos aos possíveis danos por ela causados.

Ingestão de suco de uva tinto orgânico melhora a densidade capilar funcional e a hiperemia reativa pós-oclusiva em triatletas

A atividade física intensa está associada com as adaptações biológicas que envolvem a melhora da homeostase da glicose, da capacidade antioxidante e da microcirculação cutânea. A ingestão insuficiente de antioxidantes na dieta pode levar ao estresse oxidativo e disfunção endotelial que afetam a microcirculação. Suco de uva tinto orgânico, uma importante fonte de polifenóis, com reconhecida função antioxidante e, portanto, o seu consumo pode melhorar o estado antioxidante, e assim, o metabolismo da glicose e a função endotelial. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do consumo diário de suco de uva tinto orgânico, sobre a concentração plasmática de ácido úrico, atividade da superóxido dismutase eritrocitária (E-SOD), concentração sérica da insulina, glicemia e HOMA IR-2, além de suas relações com os parâmetros da microcirculação em triatletas. Participaram do estudo 10 triatletas do gênero masculino (28 15 anos). As amostras de sangue foram coletadas antes (basal) e após 20 dias de ingestão de suco de uva tinto orgânico (300mL/dia). Em relação ao valor basal, a insulina sérica (p = 0,02) e o ácido úrico (p = 0,04) aumentaram, enquanto a glicose plasmática (p <0,001) e a E-SOD diminuíram (p = 0,04) após os 20 dias de intervenção. Os parâmetros da microcirculação também foram influenciados pela ingestão de suco de uva tinto orgânico, foi observado redução no tempo necessário para o retorno dos eritrócitos à velocidade de basal após isquemia (TRBCmax) (p = 0,04), aumento da densidade capilar funcional (DCF, p = 0,003) e da velocidade dos eritrócitos após a isquemia (VELmax p <0,001). A redução da glicemia foi determinante direta do aumento da DCF (p = 0,04), enquanto níveis séricos de insulina (p = 0,04) e a redução na atividade da SOD-E (p = 0,04) foram negativamente associados com a redução do TRBCmax. Os resultados do presente estudo sugerem que a ingestão de suco de uva melhora a capacidade antioxidante, a homesostase glicêmica e a microcirculação de triatletas.

O envolvimento do estresse oxidativo e nitrosativo em modelo de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) induzido por elastase

Esse estudo buscou investigar o papel do estresse oxidativo e nitrosativo no enfisema pulmonar induzido por elastase. Foram utilizados camundongos machos C57BL/6 submetidos a dois modelos de indução do enfisema por elastase pancreática suína (PPE): intratraqueal (i.t.) e intranasal (i.n.). No modelo intratraqueal a PPE foi instilada nas doses de 0,05 U ou 0,5 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema 7, 14 e 21 dias após instilação de PPE. Em outra etapa, o papel da iNOS foi avaliado através da sua inibição farmacológica por aminoguanidina (AMG) 1% na água de beber ou pela sua exclusão genética em camundongos deficientes em iNOS que tiveram o enfisema induzido por 0,5 U PPE i.t. após 21 dias. No modelo intranasal a dose de PPE foi 3 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema (1, 7, 14 e 21 dias após PPE). O papel do estresse oxidativo e nitrosativo foi avaliado com diferentes tratamentos antioxidantes na água de beber: tempol, apocinina+alopurinol, n-acetilcisteína, vitamina C+E, e aminoguanidina durante os 21 dias de indução do enfisema. Os grupos controles foram submetidos à instilação de salina. Lavado broncoalveolar, imunoensaios, análises bioquímicas de estresse oxidativo e ensaios morfométricos foram realizados nos pulmões dos animais. O enfisema foi histologicamente alcançado em 21 dias após 0,5 U PPE i.t., evidenciado pelo aumento do diâmetro alveolar médio Lm e da densidade de volume dos espaços alveolares - Vvair em comparação ao grupo controle. TNF-α foi aumentado em 7 e 14 dias após 0,5 U PPE comparados ao controle, concomitante com a redução de IL-10 nos mesmos períodos, comparados ao controle. O estresse oxidativo foi observado na fase inicial do enfisema, com aumento dos níveis de nitrito, TBARS e superóxido dismutase no grupo 7 dias após 0,5 U PPE (i.t.) quando comparados ao controle ao passo que no modelo intranasal as alterações típicas do estresse foram vistas no grupo 1 dia após 3 U de PPE. Atividade da glutationa peroxidase foi aumentada em todos os grupos PPE (i.t.). A exposição à 0,5 U PPE induziu o aumento da iNOS, eNOS e nitrotirosina, sendo revertido no grupo PPE+AMG. Os animais tratados com AMG 1% e os deficientes em iNOS tiveram o enfisema atenuado histologicamente, mantendo o Lm e o Vvair semelhantes ao grupo controle. Os grupos tratados com n-acetilcisteína e aminoguanidina no modelo i.n. tiveram redução do Lm quando comparados ao grupo PPE. Esses resultados sugerem que as vias de estresse oxidativo e nitrosativo são disparadas pela produção de óxido nítrico via iNOS no enfisema pulmonar. A modulação da iNOS parece uma estratégia promissora no estabelecimento do enfisema pulmonar

Via L-arginina-óxido nítrico e insuficiência cardíaca: associação ao condicionamento físico

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de elevada incidência e com um prognóstico ruim a longo prazo. Ela é a via final comum da maioria das doenças que acometem o coração, sendo um dos mais importantes desafios clínicos na área da saúde. O óxido nítrico (NO) representa, por intermédio de sua influência sobre o endotélio e as plaquetas, um importante papel na regulação da homeostase vascular. Este gás de meia-vida curta é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina, pela enzima NO sintase (NOS), levando à produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Estudos mostram que anormalidades na biodisponibilidade de NO em plaquetas podem contribuir para eventos trombóticos, não tendo sido ainda avaliada na IC. Na primeira parte do estudo, o objetivo foi investigar o efeito da IC na atividade e na expressão da NOS em plaquetas, no conteúdo intraplaquetário de GMPc, na agregação plaquetária, além dos parâmetros antropométricos e da composição corporal, das variáveis bioquímicas, dos aminoácidos plasmáticos, do estresse oxidativo (plasma e plaquetas) e da concentração sistêmica de marcadores inflamatórios em 15 pacientes com IC e 15 controles saudáveis. Na segunda parte do estudo, objetivou-se avaliar os efeitos do treinamento físico (TF) regular nessas mesmas variáveis (exceto a expressão da NOS) e nas variáveis hemodinâmicas e respiratórias. Para tal, foram avaliados 15 pacientes com IC que se mantiveram sedentários e 15 pacientes com IC que realizaram 30 minutos de atividade física aeróbia e treinamento contraresistência muscular localizada com pesos livres e máquinas, três vezes por semana, durante 24 semanas. Os resultados da primeira etapa do estudo demonstraram hiperagregabilidade plaquetária induzida tanto por colágeno como por ADP, com aumento do estresse oxidativo, da atividade basal da NOS e da concentração de GMPc, estando os níveis plasmáticos de L-arginina em pacientes com IC diminuído. A expressão da iNOS, estava aumentada em plaquetas de pacientes com IC em relação aos controles saudáveis.Também foi observado aumento da resposta inflamatória, com maiores níveis sistêmicos de proteína C reativa, fibrinogênio, interleucina-6 e fator de necrose tumoral α. Após o período de TF, houve aumento do VO2 máximo e a agregação plaquetária induzida tanto por colágeno quanto por ADP estava diminuída. Ocorreu um aumento dos níveis plasmáticos de L-arginina e, uma redução da atividade da NOS após o TF. Em relação ao estresse oxidativo, tanto a produção sistêmica, quanto a intraplaquetária de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARs) e a carbonilação diminuíram na presença da atividade aumentada das enzimas superóxido dismutase (SOD) e da catalase após o TF. Houve uma diminuição da resposta inflamatória, uma diminuição do colesterol total, do LDL e dos triglicerídeos e um aumento do HDL, após oTF. Nossos resultados sugerem que o TF tem efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e antiagregantes, que parece ser independente da produção de NO, sendo uma importante ferramenta não farmacológica no tratamento da IC

Análise proteômica comparativa dos componentes da superfície celular e do secretoma de Aspergillus fumigatus

Aspergillus fumigatus é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva, infecção fúngica oportunista com altas taxas de mortalidade afetando, principalmente, pacientes com neutropenia profunda e prolongada. Durante o processo de invasão e disseminação características desta infecção sistêmica, os conídios do fungo inalados e não eliminados pelas células do sistema imune inato diferenciam-se em hifas que, por sua vez, são angioinvasivas. Pouco se conhece sobre as moléculas da parede celular envolvidas na patogênese do A. fumigatus e/ou secretadas por este patógeno. Neste contexto, este trabalho procura ampliar o entendimento desta doença através do estudo de proteínas diferencialmente expressas na superfície de A. fumigatus durante a morfogênese. Foi utilizada uma abordagem proteômica e foram estudados extratos de superfície de células de A. fumigatus em diferentes estágios durante o processo de filamentação. Estas células foram denominadas, de acordo com o tempo de cultivo e a morfologia, como: TG6h (tubo germinativo), H12h ou H72h (hifas). As proteínas de superfície celular foram extraídas, a partir de células intactas, por tratamento brando com o agente redutor DTT (ditiotreitol). Observou-se que o perfil funcional das proteínas expressas por H12h e H72h foi similar, com exceção de proteínas relacionadas à resposta ao estresse, enquanto o perfil para TG6h apresentou diferenças significativas para vários grupos funcionais de proteínas quando comparado às hifas. Desta forma, foram realizados experimentos de proteômica diferencial entre tubo germinativo (TG6h) e a hifa madura (H72h), pela técnica de DIGE (differential gel electrophoresis). Os resultados revelaram que entre as proteínas diferencialmente expressas, aquelas relacionadas às vias de biossíntese e outras denominadas multifuncionais encontraram-se superexpressas em TG6h. Em relação às proteínas de resposta a estresse, observou-se que algumas HSPs eram mais expressas neste morfotipo, enquanto a MnSOD, relativa à resposta ao estresse oxidativo, era mais abundante na hifa. Com exceção da PhiA, integrante da parede celular, as proteínas identificadas como diferencialmente expressas na superfície do A. fumigatus não possuem sinal para secreção identificável, enquadrando-se nas proteínas atípicas de superfície. Foi verificada a integridade da membrana celular após tratamento com DTT, bem como a marcação por biotina das proteínas extraídas, o que comprovou sua localização superficial na célula fúngica. Hipóteses de que estas proteínas sejam endereçadas à parede celular por via secretória alternativa sustentam estes dados. Estas evidências foram confirmadas pelo fato de não terem sido encontradas as mesmas proteínas da superfície na análise do secretoma do A. fumigatus. Além disso, todas as proteínas caracterizadas no secretoma apresentavam sinal de secreção determinado pelo FunSecKB (www.proteomics.ysu.edu/secretomes/fungi.php). A análise do secretoma foi realizada utilizando-se a cepa selvagem AF293 e a mutante ∆prtT, mutante para um fator de transcrição que atua na regulação da secreção de proteases. Os resultados revelam a ALP1 como expressa na cepa selvagem, assim como outras proteases importantes para virulência e desenvolvimento da célula fúngica, estando suprimidas quando o gene prtT foi deletado.

Susceptibilidade de pacus, Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887), sob hipoxia aos agrotóxicos organofosforados

A ação inibitória dos organofosforados sobre as esterases, por ser específica, pode ser empregada como um eficiente biomarcador da exposição de seres vivos aos organofosforados. A inibição da acetilcolinesterase (AChE; EC 3.1.1.7) provoca acúmulo do neurotransmissor acetilcolina nas fendas sinápticas colinérgicas, o que pode resultar na morte do indivíduo. Outra atividade também afetada por organofosforados é a da enzima carboxilesterase (CarbE; EC 3.1.1.1). CarbE estão envolvidas na fase I da biotransformação de xenobióticos e atuam como captadoras (scavengers) de organofosfatos, incluindo os formados pela biotransformação dos organofosforados. As CarbE estudadas até hoje se ligam com maior velocidade aos organofosfatos do que as colinesterases. Por isto se admite que CarbE possam diminuir, por captação estequiométrica, a ligação tóxica de moléculas de organofosfatos às acetilcolinesterases das sinapses colinérgicas e das placas motoras dos músculos. Experimentos realizados em nosso laboratório mostraram que a atividade da CarbE está aproximadamente 50% menor no soro e no fígado de pacus submetidos à hipoxia. Por causa disso, em razão de uma possível diminuição da capacidade captadora da CarbE, decidimos verificar se o pacu em hipoxia seria mais sensível aos agrotóxicos organofosforados. Para este propósito foram colocados seis pacus divididos em dois tanques. No primeiro tanque, os animais foram submetidos a 24 horas de hipoxia seguidos por mais 4 horas de exposição ao organofosforado metilparation em duas concentrações diferentes (0,02 ou 0,01 mg / L). No segundo tanque os animais permaneceram em normoxia durante o mesmo período de 24 horas e depois foram expostos ao metilparation como no primeiro tanque. As atividades da AChE ensaiada com acetiltiocolina, a da butirilcolinesterase (BChE) ensaiada com butiriltiocolina e a da CarbE ensaiada com p-nitrofenilacetato foram avaliadas no soro, fígado, cérebro, músculo e coração dos pacus. Houve redução de aproximadamente 35% da atividade de CarbE no soro dos pacus submetidos a 24 horas de hipoxia. Uma queda de 85% na atividade de CarbE do soro foi observada nos animais que sofreram hipoxia e subsequente exposição a 0,02 mg de metilparation por litro. Com metilparation a 0,01 mg/L a diminuição observada foi de 48,2%. No músculo dos pacus expostos a 0,02 mg/L, as atividades de AChE e BChE cairam pela metade quando os mesmos foram submetidos à hipoxia quando comparados a animais que permaneceram em normoxia. Nos diversos tecidos dos pacus expostos a 0,01 mg/L de metilparation não observamos diferenças significativas nas atividades de AChE, BChE ou CarbE. Concluímos que a duplicação da concentração de metilparation de 0,01 para 0,02 mg/L levou à atividade residual de CarbE do soro de 51,8% para 15%. A ausência de mudanças nas atividades das esterases dos tecidos de animais expostos a 0,01 mg/L entre os grupos hipoxia e normoxia deve ter ocorrido porque a concentração de organofosforado não foi suficiente para superar a primeira barreira de proteção das esterases séricas e atingir os tecidos. Mas, no experimento com 0,02 mg/L de metilparation, as inibições de AChE e de BChE no músculo dos animais em hipoxia podem ser explicadas pela diminuição da atividade de CarbE do soro dos pacus.

Associações da espessura do complexo médio-intimal da carótida com o estado oxidativo, metabólico e nutricional em crianças pré-púberes obesas e eutróficas

A prevalência de obesidade infantil vem crescendo em todo o mundo e está associada com aumento da morbimortalidade por doenças cardiovasculares na vida adulta. A obesidade na infância, somada às alterações no metabolismo glicêmico e lipídico e ao aumento do estresse oxidativo e estado inflamatório contribuem para o aumento da espessura do complexo médio-intimal da carótida (carotid artery intima-medial thickness - cIMT) em tenra idade, possibilitando o desenvolvimento precoce do processo aterosclerótico. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar a cIMT, os indicadores do metabolismo glicídico e lipídico, o estado oxidativo e antioxidante, a composição corporal e o consumo alimentar em crianças pré-púberes obesas e eutróficas e determinar as inter-relações entre as variáveis. Foram medidos massa corporal total (MCT), estatura (E), circunferência da cintura (CC); glicemia, insulina, colesterol total (CT), lipoproteína de baixa densidade (LDL-colesterol), lipoproteína de alta densidade (HDL-colesterol), ácido úrico, proteína C-reativa ultra-sensível (PCR-us) e capacidade antioxidante (DPPH) sanguíneos; cIMT (USG, General Eletric); consumo alimentar (3 recordatórios de 24 h) para análise de macronutrientes e ácidos graxos. Foram, ainda, calculados o índice de massa corporal por idade (IMC/I) e HOMA-IR. O grupo de crianças obesas (n = 30) apresentava IMC/I acima do p97 (WHO, 2007) cujos dados foram comparados com os de um grupo controle (n = 25), composto por crianças eutróficas, da mesma faixa etária. As análises estatísticas acompanharam as características da amostra para dados não-paramétricos, com graus de significância de p < 0,05. A idade das crianças, em média, foi de 7,8 1,3 anos. A comparação dos indicadores entre os grupos mostrou valores significativamente maiores de MCT, IMC/I, CC, consumo calórico e de carboidratos, CT, LDL-colesterol, insulina, HOMA-IR, ácido úrico, PCR-us e cIMT no grupo de crianças obesas. Foram encontradas associações positivas da cIMT com MCT, IMC/I e CC. Essa última associou-se positivamente com ácido úrico, insulina e HOMA-IR. A PCR-us mostrou associação positiva com MCT, IMC/I, CC, ácido úrico, insulina e HOMA-IR. Os resultados analisados nos permitem concluir que as crianças obesas apresentaram maior massa adiposa abdominal, maior consumo energético, proveniente de carboidratos e valores maiores dos fatores de risco para doenças cardiovasculares do que seus pares eutróficos. Nossos resultados analisados em conjunto, mostram que a obesidade infantil acarreta danos cardiometabólicos que poderão causar prejuízos a saúde na vida adulta. O processo de aterosclerose precoce sofre influência da massa de gordura total e abdominal, a qual está diretamente relacionada à resistência à insulina, ao estado inflamatório e antioxidante. O conhecimento dos fatores de risco desta população deverá embasar estratégias de tratamento com o objetivo de reduzir a morbimortalidade por doenças cardiovasculares na idade adulta.