Efeitos da glutamina e taurina sobre a via de sinalização do NFκB em células Raw 264.7 estimuladas com LPS

O sistema imunológico preserva a integridade do organismo perante o ambiente que ele está inserido. As reações imunológicas são essenciais para controle e eliminação da infecção, no entanto se os mecanismos contra regulatórios da resposta imunológica forem superados, a homeostasia pode falhar levando a um desequilíbrio no processo de reparo do organismo, podendo causar danos, insuficiência de órgão e até a morte. Muitos estudos têm demonstrado a interação entre o sistema imunológico e os aminoácidos. Visto que a glutamina é utilizada como substrato energético para enterócitos, além de fornecer nitrogênio para síntese de purinas e pirimidinas para proliferação celular e a taurina participa da hemostasia, estabilização de membranas, mobilização de cálcio, além de ser importante agente antioxidante, nos propusemos nesse trabalho investigar os efeitos da glutamina e taurina sobre aspectos relacionados a resposta imunológica de células da linhagem Raw 264.7. Para tanto foram avaliadas: viabilidade celular; a capacidade proliferativa e o ciclo celular; a capacidade de síntese de citocinas: IL-1 α, IL-1β, IL-6, IL-10 e TNF-α e a expressão do fator de transcrição NFκB, bem como de seu inibidor IκBα. Foi possível observar aumento da viabilidade e proliferação celular para células tratadas com glutamina, entretanto não foi observado o mesmo efeito para taurina. Quando ambos aminoácidos foram associados, houve prevalência dos efeitos da glutamina. Observamos neste trabalho, que houve uma tendência da diminuição de expressão da relação de p-NFκB/NFκB quando se aumentou a concentração de glutamina. Paralelamente, o mesmo foi encontrado para relação p-IκB/IκB. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados na produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1α, Il-1β e TNF-α, uma vez que ao aumentarmos a concentração de glutamina bem como glutamina e taurina, observamos menor produção das mesmas. Complementarmente, encontramos resultados opostos para a citocina anti-inflamatória IL-10, a qual teve maior síntese em resposta ao aumento da concentração dos aminoácidos. Portanto concluímos que tanto a glutamina quanto a taurina possuem capacidade de modular aspectos da resposta imunológica de células Raw 264.7.

Desenvolvimento de uma plataforma modelo para a busca de ligantes com potencial leishmanicida baseado na inibição seletiva da enzima diidroorotato desidrogenase

As doenças tropicais negligenciadas (DTNs) causam um imenso sofrimento para a pessoa acometida e em muitos casos podem levar o indivíduo a morte. Elas representam um obstáculo devastador para a saúde e continuam a ser um sério impedimento para a redução da pobreza e desenvolvimento socioeconômico. Das 17 doenças desse grupo, a leishmaniose, incluindo a leishmaniose cutânea, tem grande destaque devido sua alta incidência, os gastos para o tratamento e as complicações geradas em processos de coinfecção. Ainda mais agravante, os investimentos direcionados ao controle, combate e principalmente a inovação em novos produtos é ainda muito limitado. Atualmente, a academia tem um importante papel na luta contra essas doenças através da busca de novos alvos terapêuticos e também de novas moléculas com potencial terapêutico. É nesse contexto que esse projeto teve como meta a implantação de uma plataforma para a identificação de moléculas com atividade leishmanicida. Como alvo terapêutico, optamos pela utilização da enzima diidroorotato desidrogenase de Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH), enzima de extrema importância na síntese de novo de nucleotídeos de pirimidina, cuja principal função é converter o diidroorotato em orotato. Esta enzima foi clonada, expressa e purificada com sucesso em nosso laboratório. Os estudos permitiram que a enzima fosse caracterizada cineticamente e estruturalmente via cristalografia de raios- X. Os primeiros ensaios inibitórios foram realizados com o orotato, produto da catálise e inibidor natural da enzima. O potencial inibitório do orotato foi mensurado através da estimativa do IC50 e a interação proteína-ligante foi caracterizada através de estudos cristalográficos. Estratégias in silico e in vitro foram utilizadas na busca de ligantes, através das quais foram identificados inibidores para a enzima LbDHODH. Ensaios de validação cruzada, utilizando a enzima homóloga humana, permitiram identificar os ligantes com maior índice de seletividade que tiveram seu potencial leishmanicida avaliado in vitro contra as formas promastigota e amastigota de Leishmania braziliensis. A realização do presente projeto permitiu a identificação de uma classe de ligantes que apresentam atividade seletiva contra LbDHODH e que será utilizada no planejamento de futuras gerações de moléculas com atividade terapêutica para o tratamento da leishmaniose. Além disso, a plataforma de ensaios otimizada permitirá a avaliação de novos grupos de moléculas como uma importante estratégia na busca por novos tratamentos contra a leishmaniose

Efficient in vivo antitumor effect of an immunotoxin based on ribotoxin α-sarcin in nude mice bearing human colorectal cancer xenografts

Tagging of RNases, such as the ribotoxin α-sarcin, with the variable domains of antibodies directed to surface antigens that are selectively expressed on tumor cells endows cellular specificity to their cytotoxic action. A recombinant single-chain immunotoxin based on the ribotoxin α-sarcin (IMTXA33αS), produced in the generally regarded as safe (GRAS) yeast Pichia pastoris, has been recently described as a promising candidate for the treatment of colorectal cancer cells expressing the glycoprotein A33 (GPA33) antigen, due to its high specific and effective cytotoxic effect on in vitro assays against targeted cells. Here we report the in vivo antitumor effectiveness of this immunotoxin on nude mice bearing GPA33-positive human colon cancer xenografts. Two sets of independent assays were performed, including three experimental groups: control (PBS) and treatment with two different doses of immunotoxin (50 or 100 μg/ injection) (n = 8). Intraperitoneal administration of IMTXA33αS resulted in significant dose-dependent tumor growth inhibition. In addition, the remaining tumors excised from immunotoxin-treated mice showed absence of the GPA33 antigen and a clear inhibition of angiogenesis and proliferative capacity. No signs of immunotoxin-induced pathological changes were observed from specimens tissues.Overall these results show efficient and selective cytotoxic action on tumor xenografts, combined with the lack of severe side effects, suggesting that IMTXA33αS is a potential therapeutic agent against colorectal cancer.

Complexos de dirutênio com os fármacos ibuprofeno, ácido acetilsalicílico, naproxeno, indometacina, e com ácido y-linolêncio: Síntese, caracterização, avaliação da ação antiproliferativa sobre células tumorais e estudo da interação da unidade dimetálica com adenina e adenosina

Este trabalho tem como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos potenciais metalofármacos de rutênio. Nele são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação da ação antiproliferativa de alguns complexos de dirutênio (II,III) com os fármacos antiinflamatórios não-esteróides (AINEs): ibuprofeno (ibp), ácido acetilsalicílico (aas), naproxeno (npx) e indometacina (ind) e também com o ácido γ-linolênico (lin), sobre células cancerígenas. Os compostos obtidos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção eletrônica, medidas de susceptibilidade magnética, espectroscopia vibracional FTIR e Raman, difratometria de raios X de pó, medidas de condutividade molar e análise térmica (TG, OTAe OSC). Todos os complexos sintetizados apresentam estrutura em gaiola, com os carboxilatos derivados dos fármacos AINEs coordenados à unidade dimetálica Ru2( (II,III), em ponte equatorial, estabilizando assim a ligação direta rutênio-rutênio. As posições axiais são ocupadas por íons cloreto, no caso dos complexos [Ru2(O2(CR)4(Cl] (O2(CR = ibp, aas, npx ou ind), ou por moléculas de água, nas espécies do tipo [Ru2(O2(CR)4(H2O)2]PF6(O2CR =npx e ind). Ensaios biológicos demonstraram que os compostos [Ru2(ibp) 4Cl]•½H2O e [Ru2(npx)4(H2O)2]PF6 apresentam ação antiproliferativa sobre células de glioma de rato C6 in vitro, dependendo do tempo de exposição do meio celular ao complexo. O complexo [Ru2 (lin)4Cl] também apresenta efeito sobre a proliferação de células C6; entretanto, nesse caso, efeitos significativos são observaçlos já nas primeiras 24 h de exposição. Estudos mostraram que as bases adenina e adenosina reagem com o complexo [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 sem que ocorra quebra da estrutura em gaiola. As bases nitrogenadas substituem axialmente as moléculas de água, formando pontes axiais entre duas unidades de dirutênio (II,III) no estado sólido.

Characterization of a new murine retinal cell line (MU-PH1) with glial, progenitor and photoreceptor characteristics

Unlike fish and amphibians, mammals do not regenerate retinal neurons throughout life. However, neurogenic potential may be conserved in adult mammal retina and it is necessary to identify the factors that regulate retinal progenitor cells (RPC) proliferative capacity to scope their therapeutic potential. Müller cells can be progenitors for retinal neuronal cells and can play an essential role in the restoration of visual function after retinal injury. Some members of the Toll-like receptor (TLR) family, TLR2, TLR3 and TLR4, are related to progenitor cells proliferation. Müller cells are important in retinal regeneration and stable cell lines are useful for the study of retinal stem cell biology. Our purpose was to obtain a Müller-derived cell line with progenitor characteristics and potential interest in regeneration processes. We obtained and characterized a murine Müller-derived cell line (MU-PH1), which proliferates indefinitely in vitro. Our results show that (i) MU-PH1 cells expresses the Müller cell markers Vimentin, S-100, glutamine synthetase and the progenitor and stem cell markers Nestin, Abcg2, Ascl1, α-tubulin and β-III-tubulin, whereas lacks the expression of CRALBP, GFAP, Chx10, Pax6 and Notch1 markers; (ii) MU-PH1 cell line stably express the photoreceptor markers recoverin, transducin, rhodopsin, blue and red/green opsins and also melanopsin; (iii) the presence of opsins was confirmed by the recording of intracellular free calcium levels during light stimulation; (iv) MU-PH1 cell line also expresses the melatonin MT1 and MT2 receptors; (v) MU-PH1 cells express TLR1, 2, 4 and 6 mRNA; (vi) MU-PH1 express TLR2 at cell surface level; (vii) Candida albicans increases TLR2 and TLR6 mRNA expression; (viii) C. albicans or TLR selective agonists (Pam(3)CysSK(4), LPS) did not elicit morphological changes nor TNF-α secretion; (ix) C. albicans and Pam(3)CysSK(4) augmented MU-PH1 neurospheres formation in a statistically significant manner. Our results indicate that MU-PH1 cell line could be of great interest both as a photoreceptor model and in retinal regeneration approaches and that TLR2 may also play a role in retinal cell proliferation.

Immune biomarkers in acute graft-versus-host disease

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Prevenção de proliferação vítreo-retiniana após cirurgia a descolamento de retina regmatogéneo primário

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Aplicação de técnicas de detecção de apoptose versus proliferação celular no estudo do mastocitoma canino

A apoptose é um mecanismo de morte celular programada que ocorre naturalmente nos tecidos. Alterações neste mecanismo podem resultar na formação de neoplasias. O mastocitoma é uma das neoplasias cutâneas mais frequente em canídeos. O fator de prognóstico mais utilizado é o grau histológico. Porém, devido à imprevisibilidade desta neoplasia é necessário um melhor conhecimento do comportamento da mesma para se melhorarem competências em oncologia. Neste projeto foram estudados 23 amostras de mastocitomas caninos de variadas idades, raça e sexo, que foram submetidas à técnica de imunohistoquímica de modo a analisar a expressão de dois marcadores pró-apoptóticos (TUNEL e Bax), um marcador antiapoptótico (Bcl-2) e um marcador proliferativo (Ki-67). A expressão de TUNEL, Bcl-2 e Ki-67 aumentou do grau I para o grau III do mastocitoma e a de Bax diminuiu. Houve também uma diminuição na expressão de Bax e Bcl-2 no mastocitomas de grau II e um ligeiro aumento na expressão de Ki-67 na mesma classe tumoral. Observou-se assim maior atividade anti-apoptótica e aumento da proliferação celular, associados a um ao prolongamento na sobrevivência das células neoplásicas e, consequentemente, a um pior prognóstico, no grau de malignidade mais severo o grau III.

Immunoregulation in larval Echinococcus multilocularis infection.

Alveolar echinococcosis (AE) is a clinically very severe zoonotic helminthic disease, characterized by a chronic progressive hepatic damage caused by the continuous proliferation of the larval stage (metacestode) of Echinococcus multilocularis. The proliferative potential of the parasite metacestode tissue is dependent on the nature/function of the periparasitic immune-mediated processes of the host. Immune tolerance and/or down-regulation of immunity are a marked characteristic increasingly observed when disease develops towards its chronic (late) stage of infection. In this context, explorative studies have clearly shown that T regulatory (Treg) cells play an important role in modulating and orchestrating inflammatory/immune reactions in AE, yielding a largely Th2-biased response, and finally allowing thus long-term parasite survival, proliferation and maturation. AE is fatal if not treated appropriately, but the current benzimidazole chemotherapy is far from optimal, and novel options for control are needed. Future research should focus on the elucidation of the crucial immunological events that lead to anergy in AE, and focus on providing a scientific basis for the development of novel and more effective immunotherapeutical options to support cure AE by abrogating anergy, anticipating also that a combination of immuno- and chemotherapy could provide a synergistic therapeutical effect.

Immune recovery in HIV-infected patients after candida esophagitis is impaired despite long-term antiretroviral therapy.

OBJECTIVE Candida esophagitis belongs to the most common AIDS-defining diseases, however, a comprehensive immune pathogenic concept is lacking. DESIGN We investigated the immune status of 37 HIV-1-infected patients from the Swiss HIV cohort study at diagnosis of Candida esophagitis, 1 year before, 1 year later and after 2 years of suppressed HIV RNA. We compared these patients to 3 groups: 37 HIV-1-infected patients without Candida esophagitis but similar CD4 counts as the patients at diagnosis (advanced HIV group), 15 HIV-1-infected patients with CD4 counts >500 cells/μl, CD4 nadir >350 cells/μl and suppressed HIV RNA under combination antiretroviral therapy (cART) (early cART group), and 20 healthy individuals. METHODS We investigated phenotype, cytokine production and proliferative capacity of different immune cells by flow cytometry and ELISpot. RESULTS We found that patients with Candida esophagitis had nearly abolished CD4 proliferation in response to C. albicans, significantly increased percentages of dysfunctional CD4 cells, significantly decreased cytotoxic NK-cell counts and peripheral innate lymphoid cells and significantly reduced IFN-γ and IL-17 production compared to the early cART group and healthy individuals. Most of these defects remained for more than 2 years despite viral suppression. The advanced HIV group without opportunistic infection showed partly improved immune recovery. CONCLUSIONS Our data indicate that Candida esophagitis in HIV-1-infected patients is caused by an accumulation of multiple, partly Candida-specific immunological defects. Long-term immune recovery is impaired, illustrating that specific immunological gaps persist despite cART. These data also support the rationale for early cART initiation to prevent irreversible immune defects.

The Kinetics of Myeloid Derived Suppressor Cell Frequency and Function in Chronic Retroviral Infections

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Vascular endothelial growth factor-B and retinal vascular development in the mouse

Purpose: Vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A) is crucial to retinal vascular growth, both normal and pathological. VEGF-B, recently characterized, is reported to be expressed in retinal tissues, but the importance of VEGF-B to retinal vascular development remained unknown. The aim of this study was to analyse retinal vascular growth in the Vegfb (-/-) knockout mouse. Methods: Retinal vascular growth was measured in Vegfb (-/-) knockout mice raised under normal conditions, and Vegfb (-/-) knockout mice with an oxygen-induced proliferative retinopathy. Wild type Vegfb (+/+) mice served as controls. Vessels were perfused with ink and retinal flatmounts secondarily labelled with FITC-lectin (BS-1, Griffonia simplicifolia ). Area and diameter of retinal growth and retinal vascular growth were recorded over days 0-20, and capillary density and mean diameter recorded from day 17 pups. Results: A variety of techniques confirmed that Vegfb (+/+) mice expressed VEGF-B and that VEGF-B expression was absent in Vegfb (-/-) mice. Vegfb (-/-) mice raised in room air showed no significant differences from Vegfb (+/+) controls. No differences were found in oxygen-induced retinopathy between Vegfb (-/-) and Vegfb (+/+) pups in either the extent of the initial oxygen-induced ablation, or in the regrowth of retinal vessels or vitreal (neovascular) sprouts; vitreal sprouts are important markers of the abnormal proliferative response, and are maximally expressed on day 17 in this model of oxygen-induced retinopathy. Conclusions: These results indicate that a lack of VEGF-B does not significantly affect development of the retinal vasculature under normal conditions, nor does it appear to affect the proliferative retinal responses seen in oxygen-induced retinopathy.

A simplified endogenous erythroid colony assay for the investigation of polycythaemia

The in vitro growth of erythroid colonies in the absence of erythropoietin, known as endogenous erythroid colonies (EEC) forms part of the diagnostic criteria for polycythaemia vera (PV). The availability of EEC culture in routine laboratory setting is limited as culture methods are technically demanding, difficult to standardize, expensive and laborious. In this study, we assessed the performance characteristics of a simplified method using ammonium chloride red cell lysis followed by culture on commercially available, batch-tested, methylcellulose media. Seventy-six patients were included; four were secondarily excluded on the basis of culture failure. Of the 14 patients with PV, 13 (93%) were positive for EEC on at least one occasion: 90% (nine of 10) of bone marrow and 67% (six of nine) of peripheral blood specimens were positive. All 30 patients with secondary polycythaemia (n = 12) or apparent polycythaemia (n = 18) were negative for EEC. The incidence of EEC in idiopathic erythrocytosis was 40% (eight of 28); 50% (five of 10) in those who met one of the minor criteria for PV and 17% (three of 18) in those who did not. We conclude that our EEC assay yield results comparable with that of more elaborate methods.

Quantitative Association Tests of Immune Responses to Antigens of Mycobacterium Tuberculosis: A Study of Twins in West Africa

There is now considerable evidence that host genetic factors are important in determining the outcome of infection with Mycobacterium tuberculosis (MTB). The aim of this study was to assess the role of several candidate genes in the variation observed in the immune responses to MTB antigens. In-vitro assays of T-cell proliferation, an in-vivo intradermal delayed hypersensitivity response; cytokine and antibody secretions to several mycobacterial peptide antigens were assessed in healthy, but exposed, West African twins. Candidate gene polymorphisms were typed in the NRAMP1, Vitamin D receptor, IL10, IL4, IL4 receptor and CTLA-4 genes. Variants of the loci IL10 (-1082 G/A), CTLA-4 (49 A/G) and the IL4 receptor (128 A/G) showed significant associations with immune responses to several antigens. T-cell proliferative responses and antibody responses were reduced, TNF-alpha responses were increased for subjects with the CTLA-4 G allele. The T-cell proliferative responses of subjects with IL10 GA and GG genotypes differed significantly. IL4 receptor AG and GG genotypes also showed significant differences in their T-cell proliferative responses to MTB antigens. These results yield a greater understanding of the genetic mechanisms that underlie the immune responses in tuberculosis and have implications for the design of therapeutic interventions.