Pancreatic islet basement membrane loss and remodeling after mouse islet isolation and transplantation: Impact for allograft rejection

The isolation of islets by collagenase digestion can cause damage and impact the efficiency of islet engraftment and function. In this study, we assessed the basement membranes (BMs) of mouse pancreatic islets as a molecular biomarker for islet integrity, damage after isolation, and islet repair in vitro as well as in the absence or presence of an immune response after transplantation. Immunofluorescence staining of BM matrix proteins and the endothelial cell marker platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1) was performed on pancreatic islets in situ, isolated islets, islets cultured for 4 days, and islet grafts at 3-10 days posttransplantation. Flow cytometry was used to investigate the expression of BM matrix proteins in isolated islet β-cells. The islet BM, consisting of collagen type IV and components of Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) tumor laminin 111, laminin α2, nidogen-2, and perlecan in pancreatic islets in situ, was completely lost during islet isolation. It was not reestablished during culture for 4 days. Peri- and intraislet BM restoration was identified after islet isotransplantation and coincided with the migration pattern of PECAM-1(+) vascular endothelial cells (VECs). After islet allotransplantation, the restoration of VEC-derived peri-islet BMs was initiated but did not lead to the formation of the intraislet vasculature. Instead, an abnormally enlarged peri-islet vasculature developed, coinciding with islet allograft rejection. The islet BM is a sensitive biomarker of islet damage resulting from enzymatic isolation and of islet repair after transplantation. After transplantation, remodeling of both peri- and intraislet BMs restores β-cell-matrix attachment, a recognized requirement for β-cell survival, for isografts but not for allografts. Preventing isolation-induced islet BM damage would be expected to preserve the intrinsic barrier function of islet BMs, thereby influencing both the effector mechanisms required for allograft rejection and the antirejection strategies needed for allograft survival.

Distribution and adhesion-promoting activity of alpha4 and alpha5 chain laminins in human endothelia and carcinomas

Basement membranes are specialized sheets of extracellular matrix found in contact with epithelia, endothelia, and certain isolated cells. They support tissue architecture and regulate cell behaviour. Laminins are among the main constituents of basement membranes. Due to differences between laminin isoforms, laminins confer structural and functional diversity to basement membranes. The first aim of this study was to gain insights into the potential functions of the then least characterized laminins, alpha4 chain laminins, by evaluating their distribution in human tissues. We thus created a monoclonal antibody specific for laminin alpha4 chain. By immunohistochemistry, alpha4 chain laminins were primarily localized to basement membranes of blood vessel endothelia, skeletal, heart, and smooth muscle cells, nerves, and adipocytes. In addition, alpha4 chain laminins were found in the region of certain epithelial basement membranes in the epidermis, salivary gland, pancreas, esophagus, stomach, intestine, and kidney. Because of the consistent presence of alpha4 chain laminins in endothelial basement membranes of blood vessels, we evaluated the potential roles of endothelial laminins in blood vessels, lymphatic vessels, and carcinomas. Human endothelial cells produced alpha4 and alpha5 chain laminins. In quantitative and morphological adhesion assays, human endothelial cells barely adhered to alpha4 chain-containing laminin-411. The weak interaction of endothelial cells with laminin-411 appeared to be mediated by alpha6beta1 integrin. The alpha5 chain-containing laminin-511 promoted endothelial cell adhesion better than laminin-411, but it did not promote the formation of cell-extracellular matrix adhesion complexes. The adhesion of endothelial cells to laminin-511 appeared to be mediated by Lutheran glycoprotein together with beta1 and alphavbeta3 integrins. The results suggest that these laminins may induce a migratory phenotype in endothelial cells. In lymphatic capillaries, endothelial basement membranes showed immunoreactivity for laminin alpha4, beta1, beta2, and gamma1 chains, type IV and XVIII collagens, and nidogen-1. Considering the assumed inability of alpha4 chain laminins to polymerize and to promote basement membrane assembly, the findings may in part explain the incomplete basement membrane formation in these vessels. Lymphatic capillaries of ovarian carcinomas showed immunoreactivity also for laminin alpha5 chain and its receptor Lutheran glycoprotein, emphasizing a difference between normal and ovarian carcinoma lymphatic capillaries. In renal cell carcinomas, immunoreactivity for laminin alpha4 chain was found in stroma and basement membranes of blood vessels. In most tumours, immunoreactivity for laminin alpha4 chain was also observed in the basement membrane region of tumour cell islets. Renal carcinoma cells produced alpha4 chain laminins. Laminin-411 did not promote adhesion of renal carcinoma cells, but inhibited their adhesion to fibronectin. Renal carcinoma cells migrated more on laminin-411 than on fibronectin. The results suggest that alpha4 chain laminins have a counteradhesive function, and may thus have a role in detachment and invasion of renal carcinoma cells.

Immune response to insulin and changes in the gut immune system in children with or at risk for type 1 diabetes

Type 1 diabetes (T1D) is considered to be an autoimmune disease. The cause of T1D is the destruction of insulin-producing β-cells in the pancreatic islets. The autoimmune nature of T1D is characterized by the presence of autoreactive T-cells and autoantibodies against β-cell molecules. Insulin is the only β-cell-specific autoantigen associated with T1D but the insulin autoantibodies (IAAs) are difficult to measure with proper sensitivity. T-cell assays for detection of autoreactive T-cells, such as insulin-specific T-cells, have also proven to be difficult to perform. The genetic risk of T1D is associated with the HLA gene region but the environmental factors also play an important role. The most studied environmental risk factors of T1D are enteroviruses and cow's milk which both affect the immune system through the gut. One hypothesis is that the insulin-specific immune response develops against bovine insulin in cow's milk during early infancy and later spreads to include human insulin. The aims of this study were to determine whether the separation of immunoglobulin (Ig)G from plasma would improve the sensitivity of the IAA assay and how insulin treatment affects the cellular immune response to insulin in newly diagnosed patients. Furthermore, the effect of insulin concentration in mother's breast milk on the development of antibodies to dietary insulin in the child was examined. Small intestinal biopsies were also obtained from children with T1D to characterize any immunological changes associated with T1D in the gut. The isolation of the IgG fraction from the plasma of T1D patients negative for plasma IAA led to detectable IAA levels that exceeded those in the control children. Thus the isolation of IgG may improve the sensitivity of the IAA assay. The effect of insulin treatment on insulin-specific T-cells was studied by culturing peripheral blood mononuclear cells with insulin. The insulin stimulation induced increased expression of regulatory T-cell markers, such as Foxp3, in those patients treated with insulin than in patients examined before initiating insulin treatment. This finding suggests that insulin treatment in patients with T1D stimulates regulatory T-cells in vivo and this may partly explain the difficulties in measuring autoantigen-specific T-cell responses in recently diagnosed patients. The stimulation of regulatory T-cells by insulin treatment may also explain the remission period often seen after initiating insulin treatment. In the third study we showed that insulin concentration in mother's breast milk correlates inversely with the levels of bovine insulin-specific antibodies in those infants who were exposed to cow's milk proteins in their diet, suggesting that human insulin in breast milk induces tolerance to dietary bovine insulin. However, in infants who later developed T1D-associated autoantibodies, the insulin concentration in their mother's breast milk was increased. This finding may indicate that in those children prone to β-cell autoimmunity, breast milk insulin does not promote tolerance to insulin. In the small intestinal biopsies the presence of several immunological markers were quantified with the RT-PCR. From these markers the expression of the interleukin (IL)-18 cytokine was significantly increased in the gut in patients with T1D compared with children with celiac disease or control children. The increased IL-18 expression lends further support for the hypothesis that the gut immune system is involved in the pathogenesis of T1D.

Farmland birds and habitat heterogeneity in intensively cultivated boreal agricultural landscapes

The biodiversity of farmland ecosystems has decreased remarkably during the latter half of the 20th century, and this development is due to intensive farming with its various environmental effects. In the countries of the EU the Common Agricultural Policy (CAP) is the main determinant affecting farmland biodiversity, since the agricultural policy defines guidelines of agricultural practices. In addition to policies promoting intensive farming, CAP also includes national agri-environment schemes (AES), in which a part of subsidies paid to farmers is directed to acts that are presumed to promote environmental protection and biodiversity. In order to shape AES into relevant and powerful tools for biodiversity protection, detailed studies on the effects of agriculture on species and species assemblages are needed. In my thesis I investigated the importance of habitat heterogeneity and effects of different habitat and landscape characteristics on farmland bird abundance and diversity in typical cereal cultivation-dominated southern Finnish agricultural environments. The extensive data used were collected by territory mapping. My two main study species were the drastically declined ortolan bunting (Emberiza hortulana) and the phenomenally increased tree sparrow (Passer montanus); in addition I studied assemblages of 20 species breeding in open arable and edge/bush habitats. In light of my results I discuss whether the Finnish AES take into account the habitat needs of farmland birds, and I provide suggestions for improvement of the future AES. My results show that heterogeneity of both uncultivated and cultivated habitats increases abundance and species richness among farmland birds, but in this respect the amount and diversity of uncultivated habitats are essential. Ditches in particular are a keystone structure for farmland birds in boreal landscapes. Ditches lined by trees or bushes increased ortolan bunting abundance. Loss of that kind of ditches (and clearance of forest and bush patches), reduced breeding ortolan buntings, mainly by decreasing availability of song-posts that are important for the breeding groups of the species. Heterogeneity of uncultivated habitats, most importantly open ditches and the habitat patch richness, increased densities and species richnesses of species assemblages of open arable and edge/bush habitats. Human impact (winter-feeding, nest-boxes) affected favourably the tree sparrow s rapid range expansion in southern Finland, but any habitat types had no significant effects. At the moment the Finnish agri-environmental policy does not conserve farmland ditches as a habitat type. Instead, sub-surface drainage is financially promoted. This is a fatal mistake as far as farmland biodiversity is concerned. In addition to the maintenance of ditches, at least the following aspects should be included more than is done previously in the measures of the future AES: 1) promotion of diverse crop rotation (especially by promoting animal husbandry), 2) maintenance of tree and bush vegetation in islets and along ditches, 3) promotion of organic farming.

Studies of Immune Regulation in Type 1 Diabetes

Type 1 diabetes (T1D) is considered to be an autoimmune disease. In T1D insulin producing pancreatic β cells are destroyed. The disease process begins years before the clinical diagnosis of T1D. During the pathogenesis of T1D, pancreatic islets are infiltrated by cells of the immune system and T-lymphocytes are considered to be the main mediators of the β-cell destruction. In children with an active β-cell destruction process, autoantibodies against β-cell antigens appear in the blood. Individuals at increased risk of developing T1D can often be identified by detecting serum autoantibodies against β-cell antigens. Immunological aberrancies associated with T1D are related to defects in the polarization of T cells and in the function of regulatory mechanisms. T1D has been considered as an organ-specific autoimmune disease mediated by uncontrolled Th1-responses. In human T1D, the evidence for the role of over-expression of cytokines promoting cytotoxicity is controversial. For the past 15 years, regulatory T cells (Tregs) have been recognized as having a key role in the initiation and maintenance of tolerance, limiting harmful autoantigen-specific inflammation processes. It is possible that, if regulatory mechanisms fail to be initiated, the subtle inflammation targeting β cells lead to insulitis and eventually to overt T1D in some individuals. In the present thesis, we studied the induction of Tregs during the generation of T-cell responses in T1D. The results suggest that the generation of regulatory mechanisms and effector mechanisms upon T-cell activation is aberrant in children with T1D. In our studies, an in vitro cytotoxic environment inhibited the induction of genes associated with regulatory functions upon T-cell activation. We also found T1D patients to have an impaired cytotoxic response against coxsackievirus B4. Ineffective virus clearance may increase the apoptosis of β cells, and thus the risk of β-cell specific autoimmunity, due to the increased presentation of β-cell-derived peptides by APCs to T cells in pancreatic lymph nodes. Recently, a novel T helper cell subset called Th17 has been discovered. Animal models have associated Th17 cells and especially co-producers of IL-17 and IFN-γ with the pathogenesis of T1D. We aimed to characterize the role of Th17 immunity in human T1D. We demonstrated IL-17 activation to be a major alteration in T1D patients in comparison to healthy children. Moreover, alterations related to the FOXP3-mediated regulatory mechanisms were associated with the IL-17 up-regulation seen in T1D patients. These findings may have therapeutic implications for the treatment and prevention of T1D.

Adaptações transgeracionais do pâncreas endócrino em camundongos provenientes de restrição proteica materna In Utero

A exposição materna durante o período gestacional a uma dieta restrita em proteínas (LP) prejudica o desenvolvimento do pâncreas endócrino em sua prole e aumenta a susceptibilidade à hipertensão, diabetes e obesidade na vida adulta. Há evidências de que esse fenômeno pode persistir em gerações subsequentes. Objetivou-se avaliar o efeito da restrição proteica sobre o metabolismo da glicose e morfometria pancreática na prole F3 de camundongos ao nascimento e ao desmame. Para tanto, fêmeas virgens de camundongos Suíços (F0) foram acasaladas e receberam dieta normo-proteica (19% de proteína - NP) ou uma dieta isocalórica restrita em proteínas (5% de proteína - LP) durante toda a gravidez. Durante a lactação e o restante do experimento, todos os grupos receberam a dieta NP. Os filhotes machos foram nomeados F1 (NP1 e LP1). As fêmeas F1 e F2 foram acasaladas para produzir F2 e F3 (NP2, LP2, NP3 e LP3), respectivamente. Semanalmente, os filhotes foram pesados e calculada a taxa de crescimento alométrico (log [massa corporal] = log a + log b [idade]). Os animais foram sacrificados nos dias 1 e 21 de idade, a glicemia foi determinada e o pâncreas retirado, pesado e analisado por estereologia e imunofluorescência; a insulina foi mensurada aos 21 dias. Como resultados, os filhotes restritos na primeira geração (LP1) foram menores ao nascer, mas apresentaram um crescimento acelerado nos primeiros sete dias de vida, mostrando catch-up com os controles; a prole LP2 demonstrou a maior massa corporal ao nascimento e tiveram uma taxa de crescimento mais lenta durante a lactação; não houve diferença na massa corporal e na taxa de crescimento na geração F3. A massa de pâncreas foi diminuída em LP1-LP3 ao nascimento, contudo foi aumentada em LP2 ao desmame. A densidade de volume e o diâmetro das ilhotas foram menores em todos os grupos restritos no dia 1 e 21, somente LP1 teve o menor número de ilhotas. Ao nascer, a massa de células beta foi menor em LP1-LP3 e permaneceu baixa durante a lactação. No dia 1 e 21, os filhotes foram normoglicêmicos, entretanto foram hipoinsulinêmicos ao desmame. Portanto, a restrição de proteínas em camundongos durante a gestação produz alterações morfológicas nas ilhotas pancreáticas, sugerindo que a homeostase da glicose foi mantida por um aumento da sensibilidade à insulina durante os primeiros estágios de vida na prole ao longo de três gerações consecutivas.

Agonistas PPAR (Rosiglitazona, Bezafibrato e Fenofibrato) e alterações bioquímicas e estruturais em órgãos-alvo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta hiperlipídica rica em sacarose

Este trabalho teve o objetivo de estudar o efeito de medicamentos com diferentes ações agonista PPAR (rosiglitazona, fenofibrato e bezafibrato) sobre o perfil lipídico, glicídico e alterações na massa corporal e morfologia do tecido adiposo e pancreático em modelo de diabetes e sobrepeso induzido por dieta. Camundongos C57BL/6 (2 meses de idade) foram alimentados com dieta padrão (SC, n=10) ou dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHS, n=40) por 6 semanas. Logo após, os animais HFHS foram subdividos em: HFHS não tratado e HFHS tratado com rosiglitazona (HFHS-Ro), fenofibrato (HFHS-Fe) ou bezafibrato (HFHS-Bz) (5 semanas). Os camundongos alimentados com dieta HFHS apresentaram maior glicemia e insulina de jejum (+33% e +138%, respectivamente), intolerância à glicose, resistência à insulina, aumento da massa corporal (MC) (+20%) e adiposidade, hipertrofia de adipócitos e redução da imunocoloração para adiponectina no tecido adiposo. No pâncreas houve aumento da massa (+28%), acúmulo de gordura (+700%), hipertrofia da ilhota (+38%) e redução da imunocoloração para GLUT-2 (-60%). A rosiglitazona diminuiu a glicemia e insulina de jejum, porém induziu o ganho de MC e hipertrofia cardíaca. O fenofibrato estabilizou a MC, enquanto o bezafibrato levou a perda de MC. Apenas o bezafibrato impediu a hipertrofia da ilhota. A imunocoloração para GLUT-2 foi aumentada por todos os medicamentos, e não houve alterações na imunocoloração para o PPARα. Sinais morfológicos de pancreatite foram vistos no grupo HFHS-Fe, apesar dos níveis normais de amilase e lipase séricos. A rosiglitazona exacerbou a infiltração intrapancreática de gordura (+75% vs. HFHS), e o bezafibrato aumento a imunocoloração para o PPARβ/δ nas ilhotas pancreáticas. Em conclusão, o bezafibrato apresentou um efeito mais amplo sobre as alterações metabólicas, morfológicas e biométricas decorrentes da dieta HFHS, sugerindo que a inibição das três isoformas do PPAR seria melhor do que a inibição de apenas uma isoforma. A rosiglitazona exacerbou o ganho de MC, a infiltração de gordura no pâncreas e induziu hipertrofia cardíaca, assim, é necessário cautela ao prescrever este medicamento a um paciente obeso.

Efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe em camundongos c57bl/6 alimentados com dieta hiperlipídica e rica em sacarose

Avaliar os efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe sobre mudanças metabólicas e morfológicas no pâncreas e tecido adiposo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídeos e sacarose (HLS).Camundongos machos da linhagem C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão (P) ou dieta HLS. Aos 3 meses de idade, os camundongos do grupo HLS foram separados em grupo não-tratado (HLS) ou grupo tratado com óleo de peixe (HLS-Px, 1,5g/kg/dia). Aos 4 meses de idade os animais foram sacrificados. O grupo HLS apresentou aumento da massa corporal (MC) e no acúmulo do tecido adiposo total, porém o grupo HLS-Px apresentou menor MC e massa de tecido adiposo comparado ao grupo HLS. As concentrações de glicose plasmática e insulina não foram afetadas entre os grupos, no entanto os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maior HOMA-IR. Os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maiores concentrações plasmáticas do colesterol total e LDL-C, porém o grupo HLS-Px apresentou maior concentração plasmática do HDL-C e redução da concentração de triglicerídeos. Os adipócitos do grupo HLS apresentaram maior diâmetro quando comparado aos grupos controle e HLS-Px. A massa do pâncreas foi menor no grupo HLS-Px e as ilhotas pancreáticas apresentaram maior diâmetro no grupo HLS, quando comparado ao grupo controle. A expressão de insulina, glucagon e GLUT-2 mostrou-se forte em todas as ilhotas pancreáticas do grupo controle, mas o grupo HLS apresentou fraca expressão para o GLUT-2. Entretanto, HLS-Px apresentou maior expressão do GLUT-2. O tratamento com óleo de peixe foi capaz de reduzir o ganho de massa corporal e a concentração de triglicerídeos, assim como reduzir o acúmulo de tecido adiposo,hipertrofia dos adipócitos, das ilhotas pancreáticas, assim como prevenir a redução do GLUT-2 em camundongos C57BL/6.

Benefício da natação em modelo experimental de doença gordurosa hepática não alcoólica e síndrome metabólica

O acúmulo crônico de gordura no fígado (doença hepática gordurosa não alcoólica ou esteatose hepática não alcoólica - NAFLD) está fortemente associada com a obesidade e a resistência à insulina. O estudo teve como objetivo investigar o efeito do exercício físico (natação) na redução da esteatose hepática e comorbidades associadas, incluindo a expressão hepática de síntese de ácidos graxos e receptor proliferador de peroxissoma atividade alfa. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois grandes grupos de acordo com a dieta durante 22 semanas: dieta padrão (10% de gordura, SC) ou dieta rica em gordura (60% de gordura, HF), caracterizando os grupos sedentários SC-Sed e HF-Sed. Nas últimas 10 semanas do experimento, metade dos grupos sedentários foram submetidos ao protocolo de natação com um aumento progressivo no tempo (6/dia até 60/dia, 5x/semana), caracterizando os grupos exercitados: SC-Ex e HF-Ex. No final do experimento, comparado ao grupo SC-Sed, o grupo HF-Sed teve a massa corporal significativamente superior, hiperglicemia, hiperinsulinemia com resistência à insulina, hipertrofia dos adipócitos (com infiltrado inflamatório), hipertrofia das ilhotas pancreáticas, dislipidemia, alteração das enzimas hepáticas e inflamatórias e NAFLD com mudanças na expressão de proteínas hepáticas lipogênicas e oxidativas. O programa de natação, mesmo concomitante com a dieta rica em gordura, reduziu o excesso de peso e todos os outros resultados, especialmente a NAFLD. Os resultados permitem concluir que a natação pode atenuar os efeitos deletérios de uma dieta rica em gorduras combinado com estilo de vida sedentário em camundongos. Estes dados reforçam a idéia que o exercício físico pode ser considerado uma estratégia terapêutica não farmacológica eficaz no tratamento da NAFLD, obesidade e resistência à insulina.

Remodelamento do fígado, pâncreas e tecido adiposo em modelo experimental de síndrome metabólica tratado com telmisartana, sitagliptina e metformina

A intervenção farmacológica pode minimizar ou até mesmo reverter o remodelamento adverso em órgãos num modelo de síndrome metabólica. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos das monoterapias e associações medicamentosas sobre a morfologia do tecido adiposo, remodelamento hepático e pancreático em camundongos C57bl/6 alimentados com dieta very high-fat. Camundongos C57bl/6 machos foram alimentados com dieta very high-fat (HF, 60% de lipídios) ou dieta padrão (SC, 10% de lipídios) por 10 semanas, quando foram iniciados os tratamentos: HF-T (HF + Telmisartana, 5.2mg/Kg/dia), HF-S (HF + Sitagliptina, 1.08g/Kg/dia), HF-M (HF + Metformina, 310.0mg/Kg/dia) e as associações medicamentosas HF-TM, HF-TS e HF-SM. Os grupos tratados também tiveram livre acesso à dieta high fat e os tratamentos duraram 6 semanas. Técnicas morfométricas, estereológicas, imunohistoquímicas, ELISA, western blotting e microscopia eletrônica foram utilizadas. A dieta high-fat causou sobrepeso, intolerância oral à glucose, hiperinsulinemia, hipertrofia de ilhotas e adipócitos, grau 2 de esteatose hepatica (<33%) redução da expressão de PPAR-alfa e de GLUT-2, concomitante com aumento da expressão de SREBP-1 no grupo HF (P<0.0001). Por outro lado, todos os tratamentos resultaram em perda de peso significativa, reversão da resistência à insulina, hipertrofia de ilhotas e adipócitos e alívio da esteatose hepática. Somente os grupos HF-T e HF-TS apresentaram massa corporal similar ao grupo SC ao final do experimento, sendo que o ultimo também apresentou reversão da esteatose hepática. O aumento da expressão do PPAR-alfa paralelamente ao decréscimo da expressão do SREBP-1 explica os achados favoráveis para o fígado. A normalização do tamanho do adipócito foi consistente com os níveis maiores de adiponectina e com a redução dos níveis de TNF-alfa (P<0.0001) nos grupos tratados.Todos os tratamentos foram eficazes para controlar a síndrome metabólica. Os melhores resultados foram alcançados com a telmisartana e sitagliptina como monoterapias ou como associação entre essas, combinando a ativação parcial do PPAR-alfa no fígado com a extensão do tempo de ação das incretinas

Biocompatibilidade do polissacarídeo celulósico sintetizado por zoogloea sp.: um estudo em bexigas de coelho

Atualmente, o material utilizado para o tratamento endoscópico é o Deflux, porém este é um material não-biológico. Sabe-se que a substância ideal deve ser atóxica, biocompatível, não-migratória, não-antigênica e deve causar o mínimo possível de inflamação no local do implante. A bactéria Zoogloea sp. produz um exopolissacarídeo celulósico (CEP) com baixa citotoxicidade e alto biocompatibilidade. O objetivo deste estudo é investigar, na bexiga de coelho, a biocompatibilidade de implantes de exopolissacarídeo de celulose, produzidos pela Zooglea sp. Foram utilizados como modelo experimental, 20 coelhos adultos da raça Califórnia, com média de seis meses de idade. Os animais foram divididos em dois grupos, sendo o grupo G1, composto por animais mortos três dias após a aplicação do implante (n=9), e o grupo G2, composto por animais mortos três meses após a aplicação do implante (n=11). Cada animal recebeu, no total, quatro implantes, sendo dois de gel de biopolímero e dois de gel Deflux. Foram realizadas as técnicas imunohistoquímicas para marcação de colágeno tipos I e III, alfa-actina de músculo liso, PCNA e reação química TUNEL. Nas amostras de três dias, os implantes de CEP e deflux, eram estruturalmente homogêneos e livres de células inflamatórias ou vasos sanguíneos. Por outro lado, nas amostras de três meses, com exceção de algumas áreas, o CEP estava organizado como feixes curtos que eram sugestivos de um tecido fibroso. Apesar disso, o implante de CEP corou negativamente para colágenos tipos I e III, fibras elásticas, enquanto que o tricrômico de masson, não indicou a presença de colágeno. Em contraste as áreas de implante de deflux nas amostras de três meses estavam fragmentadas, mas ainda eram homogêneas, e ainda não havia nenhuma célula nem vaso sanguíneo em seu interior. As células positivas para PCNA podiam ser claramente percebidas dentro dessas ilhotas, dessa forma indicando um processo inflamatórioproliferativo, em curso. No grupo sacrificado aos três meses, os implantes de deflux ainda estavam negativos, mas em torno das áreas de CEP algumas células positivas para a técnica do TUNEL eram perceptíveis. Nos implantes de CEP de três meses, muitos vasos sanguíneos eram visualizados, e a sua densidade era de 23.865.48. A densidade de microvasos na lâmina própria (41.5111.19) foi significativamente diferente (p<0.001) daquela no implante de CEP. Nossos resultados mostraram que o CEP possui pouca imunogenicidade e se integra melhor no tecido hospedeiro quando comparado ao deflux. Portanto o CEP deve ser um material eficiente em casos em que a incorporação ao tecido é desejada como por exemplo em estruturas de suporte na cirurgia de reconstrução

Alterações histopatológicas pancreáticas, placentárias e na matriz extracelular hipofisária durante a diabetes mellitus gestacional

A Diabetes Mellitus Gestacional (DMG) pode ser definida como intolerância a carboidrato durante a gravidez e estima-se que pode afetar 10-22% de todas as pacientes grávidas. Durante a gravidez podem surgir diversas complicações para o feto como risco elevado de aborto espontâneo, anormalidades congênitas e morbidade e mortalidade neonatal. Entretanto, podem surgir também alterações morfofuncionais em diversos órgãos da mãe diabética, porém isso não é bem estabelecido. Investigar se haverá ou não alterações bioquímicas e histopatológicas em diversos órgãos, como hipófise, útero, placenta e pâncreas de ratas grávidas com diabetes mellitus durante e no final da gravidez e compará-las . Além disso, investigar se há alteração na matriz extracelular (MEC) da hipófise desses animais. No 5 dia de vida, ratas Wistar foram divididas em dois grupos: um tratado com estreptozotocina (Grupo Diabético / DIAB), na dose de 90 mg/kg, subcutâneo e outro grupo, que foi tratado com veículo (tampão citrato/CTR). Aos 90 dias de vidas, foram submetidas ao cruzamento. Após isso, foram sacrificadas no 11 e 21 dia de gravidez. Foram avaliados glicemia e bioquímica maternal e número de implantes .O pâncreas, útero, placenta e hipófises foram coradas com Hematoxilina e Eosina e somente as hipófises foram coradas com Massom e Picrosirius, para avaliação da MEC.Os animais diabéticos tanto do 11 quanto do 21 dia apresentaram uma redução no número de implantes, menor peso e maior glicemia e colesterol total, em relação aos animais controle independente do dia da gravidez. Não foi verificada diferença dos níveis de triglicerídeos entre os grupos não diabéticos e diabéticos, independente dos dias. Entretanto, os animais diabéticos que finalizaram o período de gestação apresentaram uma maior glicemia maternal em relação ao grupo diabético do 11 dia. Pâncreas de ratas diabéticas do 21 dia apresentaram vacuolização intracitoplasmática das ilhotas, insulite,migração de células inflamatórias, espessamento da parede do vaso e fibrose periductal e vascular. Essas alterações foram verificadas com bem menor intensidade nos animais diabéticos do 11 dia. Foi verificado que a placenta de animais diabéticos apresenta congestão na interface materno-fetal, migração celular, maior concentração de vasos maternos e fetais, mas em forma irregular , necrose e vacuolização. A hipófise de animais diabéticos mostraram células cromófobas agregadas, aumento da espessura de fibras de colágeno vermelhas da MEC, em contraste com o controle, que foi visualizado fibras em verde e em formato de feixe. A diabetes desempenhou um total remodelamento da hipófise. Gravidez de animais diabeticos mostraram maior dano ao pâncreas e placenta, especialmente no final da gravidez. Em consequência dessa alterações, esses animais diabéticos apresentaram hiperglicemia, maior colesterol total, porém menor peso materno, número de implantes e sem alterações nos triglicerídeos. Esse é o primeiro estudo a demonstrar remodelamento tecidual em alguns elementos da MEC na hipófise, como espessamento da camada da MEC e fibras de colágeno em verde. Alterações da MEC da hipófise são provavelmente devido ao processo de diabetes na gestação.

Bloqueadores do sistema renina-angiotensina em ilhotas pancreáticas e fígado na obesidade induzida por dieta em camundongos

As associações entre obesidade, doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD) e diabetes mellitus tipo 2 (DM2) são bem estabelecidas, e o sistema renina-angiotensina (SRA) pode proporcionar uma ligação entre eles. O bloqueio do SRA em diferentes níveis pode estar relacionado a respostas na resistência à insulina, remodelagem do pâncreas e do fígado em um modelo de obesidade induzida por dieta. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta hiperlipídica (HF) durante oito semanas e depois tratados com alisquireno (50 mg/kg/dia), enalapril (30 mg/kg/dia) ou losartana (10 mg/kg/dia) por um período adicional de seis semanas. As drogas foram incorporadas na dieta. Avaliou-se a massa corporal (MC), pressão arterial, consumo e gasto energético (GE), metabolismo da glicose e lipídico, histopatologia pancreática e hepática, análise hormonal, imunohistoquímica, perfil gênico e/ou proteico do SRA no pâncreas, gliconeogênese hepática, sinalização da insulina, oxidação e acúmulo lipídico. Todos os inibidores do SRA reduziram significativamente o aumento da pressão arterial nos camundongos alimentados com dieta HF. O tratamento com enalapril, mas não alisquireno ou losartana, reduziu o ganho de MC e a ingestão alimentar; aumentou o GE; amenizou a intolerância à glicose e resistência à insulina; melhorou a massa de células alfa e beta; impediu a redução da adiponectina plasmática e restaurou a sensibilidade à leptina. Além disso, o tratamento com enalapril melhorou a expressão proteica nas ilhotas pancreáticas de Pdx1, GLUT2, ECA2 e do receptor Mas. O tratamento com losartana apresentou uma elevação na expressão proteica de AT2R no pâncreas. No fígado, a administração de enalapril atenuou a esteatose hepática, o acúmulo de triglicerídeos e preveniu o aumento dos níveis de PEPCK, G6Pase e do GLUT2. Do mesmo modo, o enalapril melhorou a transdução dos sinais da insulina através da via IRS-1/Akt, bem como reduziu os níveis de expressão gênica e/ou proteica de PPAR-gama, SREBP-1c e FAS. Esses resultados sugerem que a inibição da ECA com enalapril atenuou muitos efeitos deletérios provocados pelo consumo da dieta HF, incluindo: normalização da morfologia e função das ilhotas pancreáticas, proteção contra a resistência à insulina e acúmulo de lipídios no fígado. Estes efeitos protetores do enalapril podem ser atribuídos, principalmente, à redução no ganho de MC e ingestão alimentar, aumento do GE, ativação do eixo ECA2/Ang(1-7)/receptor Mas e dos níveis de adiponectina, o que promove uma melhora na ação hepática da insulina e leptina, normalização da gliconeogênese, amenizando a NAFLD.

Benefícios do treinamento intervalado de alta intensidade (natação) na obesidade (estudo experimental)

É um desafio na sociedade moderna controlar a obesidade e comorbidades associadas na população. O objetivo do estudo foi avaliar o impacto do treinamento intervalado de alta intensidade no contexto da obesidade induzida por dieta em modelo animal. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com ração padrão (grupo magro - LE) ou dieta rica em gordura (grupo obeso - OB). Após 12 semanas, os animais foram divididos em grupos não treinados (LE-NT e OB-NT) e grupos treinados (LE-T e OB-T) e teve início um protocolo de exercício. Nos grupos treinados em comparação aos grupos não treinados observou-se que o treinamento intervalado de alta intensidade levou a reduções significativas na massa corporal, glicemia e tolerância oral à glicose, colesterol total, triglicérides, lipoproteína de baixa densidade-colesterol, aspartato transaminase e alanina aminotransferase no fígado. Além disso, nos grupos treinados, o protocolo de exercício melhorou a imunodensidade de insulina nas ilhotas, reduziu os níveis de citocinas inflamatórias, adiposidade e esteatose hepática. O treinamento de alta intensidade melhorou a beta-oxidação e os níveis de receptores ativados por proliferador de peroxissomo (PPAR)-alfa e reduziu os níveis de lipogênese e de PPAR-gama no fígado. No músculo esquelético, o treinamento de alta intensidade também melhorou o PPAR-alfa e transportador de glicose (GLUT) -4 e reduziu os níveis de PPAR-gama. Esses achados reforçam a noção de que o treinamento de alta intensidade é relevante como uma abordagem não farmacológica para controlar a resistência à insulina, glicemia, e esteatose hepática. Em conclusão, treinamento de alta intensidade leva à perda de massa corporal e pode atenuar os efeitos adversos causados pela ingestão crônica de uma dieta rica em gordura. Apesar de uma ingestão contínua dessa dieta, o treinamento de alta intensidade melhora as enzimas hepáticas e o perfil inflamatório.