Síntese e estudo da diapocinina como um inibidor da NADPH Oxidase em neutrófilos e células mononucleares de sangue periférico

Apocynin, a methoxy-catechol originally extracted from the root of Picrorhiza kurroa, has been used as an inhibitor of the NADPH oxidase complex in phagocytic and nonphagocytic cells. Its mechanism of inhibition is linked to their prior activation through the action of peroxidases leading to oxidation of the dimeric product, diapocynin. In this study, dipocinina was synthesized and investigated its effect as an inhibitor of activation NADPH oxidase in neutrophils (PMN) and peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The synthesis of diapocinina was performed by oxidation of apocinina by potassium persulphate in the midst of water for 5 minutes at room temperature. The precipitate was filtered and washed with water and methanol. Diapocinina was characterized by mass spectrometry. PMN and PBMC were obtained from peripheral blood of healthy donors and purified for gelatin sedimentation, or centrifugation with Histopaque ®, the red cells were lysed with ice water or ammonium chloride. Diapocinina or apocinina were incubated with opsonized zymosan, activation of PMNs and release of superoxide anion, these monitored by chemiluminescent assay dependent lucigenina. We found that diapocinina inhibitor was no better than the apocinina in PMN. However, diapocinina was more efficient than apocinina as an inhibitor of NADPH oxidase in PBMC. In conclusion, whereas PBMC are relatively poor compared with peroxidases PMN, our results are consistent with the need for oxidation apocinina for its effect as an inhibitor of NADPH oxidase

Impairment of neutrophil migration to remote inflammatory site during lung histoplasmosis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemical, enzymatic and cellular antioxidant activity studies of Agaricus blazei Murrill

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Structural characterization of Li-MN doped powders prepared by Pechini's method

Pechini's method has been successfully used to prepare Li-doped MgNb2O6(MN) at short time and low temperature. It consists in the preparation of metal citrate solution, which is polymerized at 250°C to form a high viscous resin. This resin was burned in a box type furnace at 400°C/2h and ground in a mortar. Successive steps of calcination up to 900°C were used to form a crystalline precursor. SEM, DTA and XRD were used to characterize the powders. MN precursor powders containing from 0.1 to 5.0 mol% of LiNbO3 additive was prepared aiming better dielectric properties and microstructural characteristics of the PMN prepared from columbite route. SEM analysis showed that particles increased by sintering, forming large agglomerates. The surface area is also substantially reduced with the increase in additive amount above 1.0 mol%. In XRD pattern of the precursor material with 5.0 mol% of additive was observed the LiNbO3 phase of trigonal structure. XRD data were used for Rietveld refinement and a decrease in microstrain and pronounced increase in crystallite size with the increase of LiNbO3 were observed. It is in agreement with the particle morphologies observed by SEM analysis.

The importance of myeloperoxidase in apocynin-mediated NADPH oxidase inhibition

Apocynin is widely used as an inhibitor of the NADPH oxidase. Since myeloperoxidase (MPO) has been considered as essential for the mechanism of action of apocynin, here we used cells with different levels of MPO and compared their sensitivity to apocynin. HL-60 cells were differentiated with DMSO or IFN γ /TNF α and compared with peripheral mononuclear (PBMC) and polymorphonuclear cells (PMN). The relative MPO activity was PBMC = HL60 DMSO < HL60 IFN γ < PMN. Apocynin inhibited the intracellular reactive oxygen species production by PMN (80%) and IFN γ /TNF α -differentiated HL-60 cells (45%) but showed a minor effect in PBMC and DMSO differentiated HL-60 cells (20%). The addition of azide decreased the efficiency of apocynin in PMN and the addition of peroxidase increased the inhibition in PBMC. We also determined the gene expression of the components gp91phox, p47phox, p22phox and p67phox in the resting cells. Apocynin did not change gp91phox, p47phox or p22phox gene expression in nonstimulated PBMC, HL60 DMSO, HL60 IFN γ /TNF α , and PMN and has a subtle increase in p67phox in HL60 IFN γ /TNF α . The results from this work suggest that a rational search for better inhibitors of NADPH oxidase in leukocytes should include a correlation with their affinity as substrates for MPO.

Protective effects of the galectin-1 protein on in vivo and in vitro models of ocular inflammation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Eugenol attenuates pulmonary damage induced by diesel exhaust particles

Zin WA, Silva AG, Magalhaes CB, Carvalho GM, Riva DR, Lima CC, Leal-Cardoso JH, Takiya CM, Valen a SS, Saldiva PH, Faffe DS. Eugenol attenuates pulmonary damage induced by diesel exhaust particles. J Appl Physiol 112: 911-917, 2012. First published December 22, 2011; doi: 10.1152/japplphysiol.00764.2011.-Environmentally relevant doses of inhaled diesel particles elicit pulmonary inflammation and impair lung mechanics. Eugenol, a methoxyphenol component of clove oil, presents in vitro and in vivo anti-inflammatory and antioxidant properties. Our aim was to examine a possible protective role of eugenol against lung injuries induced by diesel particles. Male BALB/c mice were divided into four groups. Mice received saline (10 mu l in; CTRL group) or 15 mu g of diesel particles DEP (15 mu g in; DIE and DEUG groups). After 1 h, mice received saline (10 mu l; CTRL and DIE groups) or eugenol (164 mg/kg; EUG and DEUG group) by gavage. Twenty-four hours after gavage, pulmonary resistive (Delta P1), viscoelastic (Delta P2) and total (Delta Ptot) pressures, static elastance (Est), and viscoelastic component of elastance (Delta E) were measured. We also determined the fraction areas of normal and collapsed alveoli, amounts of polymorpho- (PMN) and mononuclear cells in lung parenchyma, apoptosis, and oxidative stress. Est, Delta P2, Delta Ptot, and Delta E were significantly higher in the DIE than in the other groups. DIE also showed significantly more PMN, airspace collapse, and apoptosis than the other groups. However, no beneficial effect on lipid peroxidation was observed in DEUG group. In conclusion, eugenol avoided changes in lung mechanics, pulmonary inflammation, and alveolar collapse elicited by diesel particles. It attenuated the activation signal of caspase-3 by DEP, but apoptosis evaluated by TUNEL was avoided. Finally, it could not avoid oxidative stress as indicated by malondialdehyde.

Avaliação da apoptose de leucócitos polimorfonucleares CH138+ em leite bovino de alta e baixa contagem de células somáticas : dados preliminares

A apoptose de leucócitos polimorfonucleares (PMN) é um evento central no processo de resolução da inflamação. Sendo a contagem de células somáticas (CCS) um indicador da situação imunológica da glândula mamária, o presente estudo buscou esclarecer a influência que esses fatores têm um sobre o outro e sobre a evolução do processo inflamatório. Marcaram-se as amostras de leite com anexina-V, iodeto de propídeo (PI), anticorpo anti-CH138A. Encontrou-se correlação negativa entre apoptose de PMN e CCS, além de diferença estatística entre um grupo de alta CCS e um grupo de baixa CCS quanto à taxa de PMN viáveis, em apoptose, em necrose e em necrose e/ou apoptose. De modo geral, o grupo de alta celularidade apresentou menos CH138+ em apoptose e mais células em necrose ou viáveis do que o grupo de baixa celularidade. Conclui-se que apoptose de PMN e CCS estão relacionados, e que em mamas com CCS elevada este evento está diminuído. Apesar de haver maior disponibilidade de fagócitos para a defesa nessa situação, os efeitos anti-inflamatórios da apoptose também estão diminuídos, enquanto os efeitos pró-inflamatórios da necrose estão aumentados, o que pode colaborar com a cronificação da inflamação.

Il trapianto di midollo osseo aploidentico nelle patologie oncoematologiche: studio clinico

L’argomento della presente tesi di dottorato riguarda lo studio clinico del trapianto di cellule staminali emopoietiche aploidentiche nelle patologie oncoematologiche. Nel periodo di tempo compreso tra 1/12/2005 ed il 30/10/2007 sono stati arruolati 10 pazienti (6 LAM, 3 LAL, 1 LMC in crisi blastica mieloide) nell’ambito di uno studio clinico che prevedeva il trapianto di midollo osseo aploidentico per pazienti affetti da patologia oncoematologica in prima o successiva recidiva, per i quali non fosse disponibile un donatore di midollo osseo consanguineo o da banca. Lo schema di condizionamento al trapianto di midollo osseo utilizzato era il seguente: Fludarabina 150/m2, Busulfano orale 14mg/kg, Tiothepa 10mg/kg e Ciclofosfamide 160mg/kg. Per la profilassi della malattia da trapianto contro l’ospite è stata somministrata timoglobulina antilinfocitaria (ATG) al dosaggio complessivo di 12.5 mg/kg, short course metotrexate (+1, +3 e +11), cortisone e ciclosporina con tapering precoce al + 60. I pazienti hanno reinfuso una megadose di cellule CD34+ mediana pari a 12.8x106/kg. Tre pazienti non sono valutabili per l’attecchimento a causa di rigetto (1/3) o morte precoce (2/3). Sette pazienti sono valutabili per l’attecchimento; per questi pazienti il tempo mediano a 500 PMN/mmc e a 20 x 109/l piastrine è stato rispettivamente di 17 e 20 giorni. Quattro pazienti su 7 hanno svillupato una Graft versus Host Disease (GVHD) acuta di grado II-IV, mentre soltanto 1/7 ha sviluppato una GVHD cronica. Sette pazienti su 10 trapiantati hanno ottenuto una remissione completa successivamente al trapianto. Di questi, attualmente 2 pazienti sono vivi in remissione completa, mentre gli altri 5 sono ricaduti e successivamente deceduti. In conclusione, il trapianto aploidentico è una procedura fattibile ed efficace. Tale procedura è in grado di garantire un 20% di lungo sopravviventi in un setting di pazienti a prognosi estremamente infausta.

The Enhanced Single-dish Control System and wide surveys of compact sources

The Italian radio telescopes currently undergo a major upgrade period in response to the growing demand for deep radio observations, such as surveys on large sky areas or observations of vast samples of compact radio sources. The optimised employment of the Italian antennas, at first constructed mainly for VLBI activities and provided with a control system (FS – Field System) not tailored to single-dish observations, required important modifications in particular of the guiding software and data acquisition system. The production of a completely new control system called ESCS (Enhanced Single-dish Control System) for the Medicina dish started in 2007, in synergy with the software development for the forthcoming Sardinia Radio Telescope (SRT). The aim is to produce a system optimised for single-dish observations in continuum, spectrometry and polarimetry. ESCS is also planned to be installed at the Noto site. A substantial part of this thesis work consisted in designing and developing subsystems within ESCS, in order to provide this software with tools to carry out large maps, spanning from the implementation of On-The-Fly fast scans (following both conventional and innovative observing strategies) to the production of single-dish standard output files and the realisation of tools for the quick-look of the acquired data. The test period coincided with the commissioning phase for two devices temporarily installed – while waiting for the SRT to be completed – on the Medicina antenna: a 18-26 GHz 7-feed receiver and the 14-channel analogue backend developed for its use. It is worth stressing that it is the only K-band multi-feed receiver at present available worldwide. The commissioning of the overall hardware/software system constituted a considerable section of the thesis work. Tests were led in order to verify the system stability and its capabilities, down to sensitivity levels which had never been reached in Medicina using the previous observing techniques and hardware devices. The aim was also to assess the scientific potential of the multi-feed receiver for the production of wide maps, exploiting its temporary availability on a mid-sized antenna. Dishes like the 32-m antennas at Medicina and Noto, in fact, offer the best conditions for large-area surveys, especially at high frequencies, as they provide a suited compromise between sufficiently large beam sizes to cover quickly large areas of the sky (typical of small-sized telescopes) and sensitivity (typical of large-sized telescopes). The KNoWS (K-band Northern Wide Survey) project is aimed at the realisation of a full-northern-sky survey at 21 GHz; its pilot observations, performed using the new ESCS tools and a peculiar observing strategy, constituted an ideal test-bed for ESCS itself and for the multi-feed/backend system. The KNoWS group, which I am part of, supported the commissioning activities also providing map-making and source-extraction tools, in order to complete the necessary data reduction pipeline and assess the general system scientific capabilities. The K-band observations, which were carried out in several sessions along the December 2008-March 2010 period, were accompanied by the realisation of a 5 GHz test survey during the summertime, which is not suitable for high-frequency observations. This activity was conceived in order to check the new analogue backend separately from the multi-feed receiver, and to simultaneously produce original scientific data (the 6-cm Medicina Survey, 6MS, a polar cap survey to complete PMN-GB6 and provide an all-sky coverage at 5 GHz).

Lineare und nichtlineare dielektrische Spektroskopie am Relaxor-Ferroelektrikum Bleimagnesiumniobat

Relaxor-Ferroelektrika sind wegen ihrer möglichen technischen Anwendungen und vom Standpunkt der Grundlagenforschung als Beispiel für ungeordnete Systeme von wissenschaftlichem Interesse. Trotz zahlreicher experimenteller Untersuchungen sind die mikroskopischen Ursachen ihrer Eigenschaften aber nach wie vor ungeklärt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Relaxor-Ferroelektrikum Bleimagnesiumniobat-Bleititanat (PMN-10PT) mittels linearer und nichtlinearer dielektrischer Spektroskopie untersucht. Durch Anregung mit starken elektrischen Wechselfeldern konnten mit der Methode des nichtresonanten dielektrischen Lochbrennens frequenzselektiv einzelne spektrale Bereiche aus dem verbreiterten Relaxationsspektrum herausgegriffen und deren Rückrelaxation separat verfolgt werden. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, daß eine langlebige dynamische Heterogenität der dipolaren Reorientierung existiert. Durch ihr ausgeprägt nichtergodisches Verhalten zeigen Relaxor-Ferroelektrika starke Alterungseffekte. Die Untersuchung des Alterungsverhaltens der dielektrischen Suszeptibilität zeigte, daß ein Gedächtnis für die bei einer Alterungstemperatur eingenommene Konfiguration bestehen bleibt, sofern die Temperatur nach einer unvollständigen isothermen Alterung nur um einige Grad abgesenkt oder erhöht wurde.Außerdem wurde die induzierte Polarisation bei stochastischen dielektrischen Anregungen mit elektrischen Feldern, die in sehr guter Näherung ein weißes Rauschen darstellten, untersucht. Über die Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Feld und Polarisation konnte die Impulsantwortfunktion des Systems berechnet werden.Die experimentellen Ergebnisse am Relaxor-Ferroelektrikum PMN-10PT können sehr gut mit einem Modell eines ungeordneten Ferroelektrikums erklärt werden, dessen Domänenwände unordnungsbedingt an sogenannten Pinning-Zentren festhaften.

Kostimulatorische Rezeptoren in der Aktivierung humaner neutrophiler Granulozyten

Neutrophile Granulozyten spielen eine wichtige Rolle in der ersten Phase der Inflammation. Sie infiltrieren den Infektionsort um den eingedrungenen Erreger zu bekämpfen und Ihre Effektor Funktion auszuführen. Neben den Mustererkennenden Rezeptoren des angeborenen Immunsystems (pattern recognition receptors) werden weitere Rezeptoren auf der Oberfläche von neutrophilen Granulozyten exprimiert, welche zur Aktivierung der Zelle beitragen können. In dieser arbeit wurden der Herpes Virus Entry Mediator (HVEM) und Triggering Receptor expressed on Myeloid Cells-1 (TREM-1) auf neutrophilen untersucht. Für HVEM konnte eine synergistische Aktivierung von neutrophilen Granulozyten im Zusammenspiel mit Toll like Rezeptor (TLR) Liganden nachgewiesen werden. Für TREM-1 konnte ein Vorhandensein eines Liganden auch Thrombozyten beschrieben. Es wurden weiterhin Mechanismen untersucht und beschrieben, welche für die synergistische Aktivierung von neutrophilen Granulozyten verantwortlich sind, welche nach TREM-1 und TLR Stimulation erkennbar ist.

Zur Zytotoxizität von enzymatisch verändertem Low Density Lipoprotein: Differenzielle Empfindlichkeit von Granulozyten und Makrophagen gegenüber E-LDL

Low density lipoprotein (LDL) wird in der Arterienwand enzymatisch gespalten. Das Produkt, E-LDL, enthält neben freiem Cholesterol unveresterte Fettsäuren und induziert die Produktion von Interleukin 8 (IL-8) in Endothelzellen. Der Transkriptionsfaktor nuclear factor-kappaB (NF-κB), der das IL-8-Gen normalerweise reguliert, wurde durch E-LDL jedoch nicht aktiviert: Das veränderte Lipoprotein bewirkte im Gegenteil eine Hemmung von NF-κB vor dessen Translokation in den Zellkern. In E-LDL enthaltene freie Fettsäuren waren für die Hemmung verantwortlich. Dagegen aktivierte E-LDL den Transkriptionsfaktor AP-1, wie durch Phosphorylierung von c-jun gezeigt wurde. IL-8 lockt polymorphkernige Granulozyten (PMN) an, die jedoch in der frühen atherosklerotischen Läsion nicht vorkommen. Die vorliegende Arbeit bietet eine mögliche Erklärung für ihre Abwesenheit: PMN zeigten sich wesentlich empfindlicher gegenüber der Toxizität von E-LDL als Makrophagen. Es ist denkbar, daß sie in die Läsion zwar einwandern, nach ihrem raschen Tod dort jedoch nicht mehr detektiert werden können. E-LDL aktivierte PMN, wie durch Superoxidbildung und Peroxidasefreisetzung gezeigt wurde. Sowohl Aktivierung als auch Toxizität wurden von den in E-LDL enthaltenen freien Fettsäuren verursacht, die eine direkte Schädigung der Zellmembran bewirkten. Die E-LDL-bedingte Freisetzung proinflammatorischer Substanzen aus PMN könnte ein Grund dafür sein, daß die Depletion dieser Zellen die Läsionsentwicklung hemmt.

Patogenesi molecolare delle osteomieliti associate all'impianto

L’osteomielite associata all’impianto è un processo infettivo a carico del tessuto osseo spesso accompagnato dalla distruzione dell’osso stesso. La patogenesi delle osteomieliti associate all’impianto si basa su due concetti fondamentali: l’internalizzazione del patogeno all’interno degli osteoblasti e la capacità dei batteri di formare il biofilm. Entrambi i meccanismi consentono infatti di prevenire l’eliminazione del batterio da parte delle difese immunitarie dell’ospite e di ostacolare l’azione della maggior parte degli antibiotici (che non penetrano e non agiscono pertanto su microrganismi intracellulari), così sostenendo ed alimentando l’infezione. Il saggio di invasione messo a punto su micropiastra ha consentito di investigare in modo approfondito e dettagliato il ruolo ed il peso dell’internalizzazione nella patogenesi delle infezioni ortopediche peri-protesiche causate da S. aureus, S. epidermidis, S. lugdunensis ed E. faecalis. Lo studio ha evidenziato che l’invasione delle cellule MG-63 non rappresenta un meccanismo patogenetico delle infezioni ortopediche associate all’impianto causate da S. epidermidis, S. lugdunensis ed E. faecalis; al contrario, in S. aureus la spiccata capacità invasiva rappresenta un’abile strategia patogenetica che consente al patogeno di sfuggire alla terapia sistemica e alla risposta immunitaria dell’ospite. È stato studiato inoltre il ruolo dell’immunità innata nella difesa contro il biofilm batterico. In seguito all’incubazione del biofilm opsonizzato di S. epidermidis con i PMN è stato possibile osservare la formazione delle NETs. Le NETs rappresentano ottime armi nella difesa contro il biofilm batterico, infatti le trappole sono in grado di limitare la diffusione batterica e quindi di confinare l’infezione. La comprensione del ruolo dell’internalizzazione nella patogenesi delle osteomieliti associate all’impianto e lo studio della risposta immunitaria innata a questo tipo di infezioni, spesso caratterizzate dalla presenza di biofilm, sono presupposti per identificare e affinare le migliori strategie terapeutiche necessarie ad eradicare l'infezione.

Zelluläre und molekulare Mechanismen der angeborenen Immunität

Die myeloide Zelllinie MUTZ-3 konnte als geeignetes Modellsystem zur Charakterisierung der TREM-1-Signaltransduktion etabliert werden, da diese TREM-1 und dessen essentielles Adaptermoleküle DAP12 funktional exprimiert. Übereinstimmend mit bisherigen Daten wurden die Kinasen PI3K und p38-MAPK als wichtige Regulatoren in der Signalweiterleitung nach TREM-1-Aktivierung identifiziert, wobei sich einige Unterschiede in der exakten Signalhierarchie zwischen monozytären und granulozytären Zellen ergaben. So erfolgt die Aktivierung von PI3K und p38-MAPK in PMN unabhängig voneinander und in monozytären Zellen findet die Aktivierung von p38-MAPK vor der Akt-Phosphorylierung statt und ist für Letztere notwendig. Zudem ist die Ca2+-Mobilisierung in PMN nur von PI3K abhängig und in monozytären Zellen von PI3K und p38-MAPK. Bei der durch TLR- oder NLR-Koligation gesteigerten TREM-1-Aktivierung sind PI3K und p38-MAPK ebenfalls zentrale Regulatoren. Es ergaben sich ebenfalls Unterschiede in der exakten TREM-1-Signaltransduktion.rnrnEin Mausmodell für invasive Aspergillose (IA) wurde erfolgreich etabliert, wobei die wichtige Rolle der PMN bei der Abwehr von Pilzinfektionen durch deren Depletion mit unterschiedlichen Antikörpern belegt wurde. Für das Abtöten von A. fumigatus-Konidien sind oxidative und nicht-oxidative PMN-Effektormechanismen notwendig. Dabei konnte die essentielle Rolle der oxidativen PMN-Effektorfunktionen anhand NADPH-Oxidase-defizienter p47phox-/- und gp91phox-/- Mäuse für das Überleben von Pilzinfektionen gezeigt werden. Dagegen war die Infektion von Neutrophiler Elastase defizienter ELANE Mäuse nicht letal. Dies deutet darauf hin, dass diese als prototypische Serinprotease und wichtiger Bestandteil der NET-Formation nicht essentiell für das Überleben von IA ist oder durch andere, nicht-oxidative Effektormechanismen kompensiert werden kann. Keinen Einfluss auf die IA hatte die Depletion von Arginin mittels ADI-PEG, da weder das Überleben der Mäuse noch das Abtöten der Pilzkonidien beeinflusst wurde. Außerdem wurden keine Veränderung in der Einwanderung und Aktivierung von PMN nach Infektion quantifiziert. Dagegen induzierte die Defizienz in ADAMTS13 (ADAMTS13-/- Mäuse) eine verminderte Rekrutierung von PMN, einhergehend mit erhöhter Mortalität, vermindertem Abtöten von A. fumigatus-Konidien und erhöhter Schädigung der Lunge bei IA. Da in vitro keine generellen oder pilzspezifischen Defekte der PMN quantifiziert wurden, muss ADAMTS13 die Einwanderung der PMN beeinflussen. Normalerweise spaltet die Protease ADAMTS13 den von-Willebrand-Faktor (vWF), der die Quervernetzung und das Anhaften von Blutplättchen an beschädigte Gefäßwände steuert. Ob und wie ADAMTS13 oder der vWF die verminderte PMN-Einwanderung bei Pilzinfektionen verursacht, muss weiter untersucht werden.rnrnZusammenfassend verbessern die erhaltenen Daten für eine zellspezifische TREM-1-Signaltransduktion, ein von oxidativen und nicht-oxidativen PMN-Effektorfunktionen abhängiges sowie Arginin-unabhängiges Abtöten vom Pilz A. fumigatus als auch der Einfluss von ADAMTS13 und vWF bei der Rekrutierung von PMN nach A. fumigatus-Infektion unser Verständnis der angeborenen Immunität. Diese Erkenntnisse dienen der zukünftigen Entwicklung von Therapien zur Behandlung von schweren Entzündungsreaktionen wie Aspergillose und Sepsis.