Modulação redox da homeostase de células musculares lisas através de estimuladores do sistema NADPH oxidase

As doenças cardiovasculares representam a principal causa de morte nos países ocidentais. Dentre essas doenças, a aterosclerose é que mais se destaca, sendo caracterizada pelo acúmulo de células musculares lisas vasculares (CMLV). O efeito patológico das CMLV em resposta a diferentes estímulos pode acarretar em disfunções nestas células. É notável que a aterosclerose ocorra principalmente em vasos sinuosos onde ocorre um forte turbilhonamento do fluxo sanguíneo, que pode acarretar em hemólise e, consequentemente, acúmulo de heme livre. Além disso, no processo de aterogênese as moléculas de adesão, principalmente integrinas, são de crucial importância durante a resposta de CMLV. Nesse trabalho nosso objetivo inicial foi avaliar o efeito do heme livre nas funções de CMLV, bem como os mecanismos moleculares por trás desses efeitos. Em uma segunda parte, investigamos o envolvimento da integrina α1ß1 no efeito da Angiotensina II (Ang II) em CMLV. Nós observamos que o heme livre é capaz de induzir a proliferação e migração de CMLV via espécies reativas de oxigênio (ERO) provenientes da NADPHoxidase (NADPHox). Adicionalmente vimos que o heme ativa vias de sinalização redox-sensíveis relacionadas à proliferação celular, como MAPKinases e o fator de transcrição NFκB. Também observamos que há uma ligação entre a NADPHox e o sistema heme oxigenase (HO), uma vez que o heme induz a expressão de HO-1 e o pré-tratamento das CMLV com inibidores de HO levam ao aumento tanto o efeito proliferação quanto a indução de ERO promovidas pelo heme. Além disso, vimos que o efeito contra-regulatório promovido pela HO ocorre devido as metabolites do heme: biliverdina, bilirrubina e monóxido de carbono. Por último, quando bloqueamos tanto a NADPHox quanto o sistema HO o heme não teve efeito algum na proliferação de CMLV. Em um segundo estudo, observamos que o efeito da Ang II sobre a migração de CMLV foi inibido quando as células foram pré-tratadas com o ligante da integrina α1ß1, a desintegrina Obtustatina. A seguir observamos que o efeito da Ang II na ativação de FAK e na colocalização actina-ILK é dependente da integrina α1ß1, que possivelmente ativa PKCα, uma vez que vimos que a produção de ERO induzida por Ang II foi inibida pela Obtustatina. Vimos que a indução da expressão de ILK por Ang II em CMLV é dependente da integrina α1ß1 e também observamos que a Obtustatina inibibiu o desacoplamento de ILK da FAK, uma vez que a Obtustatina bloqueou a fosforilação de FAK induzida por Ang II (processo crucial para o desacoplamento da ILK). Nós também observamos que a Ang II induz, via integrina α1ß1, a fosforilação de AKT e a diminuição da expressão de p21, provavelmente via ILK. Corroborando estes dados, nós mostramos que o pré-tratamento com Obtustatina induziu um estacionamento na fase G0 e diminuição da proliferação de CMLV tratadas com Ang II. Portanto, mostramos nesse trabalho que o heme livre induz a ativação de CML via NADPHox, que é elegantemente contra-regulado pelo sistema HO. Além disso, sugerimos que a integrina α1ß1 pode ser um importante alvo molecular para o desenvolvimento de intervenções mais efetivas para a aterosclerose.

A influência do metabolismo redox na transmissão da doença de Chagas

As formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi proliferam e se diferenciam no interior de diferentes compartimentos do trato digestivo dos triatomíneos. Esses ambientes antagônicos, no que diz respeito à concentração de nutrientes, pH e status redox, constituem um desafio para o protozoário por conterem moléculas e fatores capazes de deflagrar diferentes sinalizações e respostas no parasito. Por isso, testamos a influência de produtos abundantes do metabolismo do vetor e de status redox distintos, frente aos processos de proliferação e diferenciação in vivo e in vitro. Como exemplo temos o heme e a hemozoína, subprodutos da digestão da hemoglobina, e o urato, rico na urina dos insetos. O heme é uma importante molécula em todos os seres vivos. Nosso grupo mostrou seu papel na proliferação in vitro de T. cruzi e que esse sinal é governado pela enzima redox-sensível CaMKII (Lara et al., 2007; Souza et al., 2009). Esse efeito parece depender de uma sinalização redox, onde o heme e não seus análigos induz a formação de EROs, modulando a atividade da CaMKII (Nogueira et al, 2011). Apesar de gerar espécies reativas de oxigênio (EROs) em formas epimastigotas, o heme não alterou a ultraestrutura desses parasitos mostrando uma adaptação a ambientes oxidantes. Além disso, a adição de FCCP inibiu a formação de EROs mitocondrial, diminuindo a proliferação dos parasitos. Em contrapartida, a AA aumentou drasticamente a produção de EROs mitocondrial levando à morte dos epimastigotas. Estes resultados confirmam a hipótese de regulação redox do crescimento de epimastigotas. A formação de β- hematina (hemozoína) constitui uma elegante estratégia para minimizar o efeito tóxico do heme nos insetos hematófagos. Contudo, a β-hematina não influenciou a proliferação ou a metaciclogênese in vitro. Já o urato, e outros antioxidantes clássicos como o GSH e o NAC prejudicaram a proliferação in vitro de epimastigotas. Estes efeitos foram parcialmente revertidos quando os antioxidantes foram incubados juntamente com o heme. Durante a metaciclogênese in vitro, o NAC e o urato induziram um aumento significativo das formas tripomastigotas e levaram a diminuição da porcentagem de formas epimastigotas. Em contrapartida, o heme e a β-hematina apresentaram o efeito oposto, diminuindo a porcentagem de formas tripomastigotas e aumentando a de epimastigotas. No intuito de confirmar a influencia do status redox na biologia do parasito in vivo, nós quantificamos a carga parasitária nas porções anterior e posterior e no reto do triatomíneo alimentado na presença ou na ausência de NAC e urato por qPCR. O tratamento com os antioxidantes aumentou a carga parasitária em todas as partes do intestino analisadas. Posteriormente, para diferenciar as formas evolutivas responsáveis pelo incremento da carga parasitária, foram realizadas contagens diferenciais nas mesmas porções do intestino do inseto vetor. Cinco dias após a infecção foi observado aumento significativo de formas tripomastigotas e diminuição de formas epimastigotas in vivo. Em conjunto, estes dados sugerem que, assim como a concentração de nutrientes e o pH, o status redox também pode influenciar a biologia do T. cruzi no interior do inseto vetor. Neste cenário, moléculas oxidantes agiriam a favor da proliferação, e em contraste, antioxidantes parecem favorecer a metaciclogênese.

Frog skins keep redox homeostasis by antioxidant peptides with rapid radical scavenging ability

The question of how amphibians can protect themselves from reactive oxygen species when exposed to the sun in an oxygen-rich atmosphere is important and interesting, not only from an evolutionary viewpoint, but also as a primer for researchers interested in mammalian skin biology, in which such peptide systems for antioxidant defense are not well studied. The identification of an antioxidant peptide named antioxidin-RL from frog (Odorrana livida) skin in this report supports the idea that a peptide antioxidant system may be a widespread antioxidant strategy among amphibian skins. Its ability to eliminate most of the 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) radical tested within 2 s, which is much faster than the commercial antioxidant factor butylated hydroxytoluene, suggests that it has a potentially large impact on redox homeostasis in amphibian skins. Cys10 is proven to be responsible for its rapid radical scavenging function and tyrosines take part in the binding of antioxidin-RL to radicals according to our nuclear magnetic resonance assay. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

A study of capacitance-voltage characteristics of lead zirconate titanate ferroelectric thin films and their usage to investigate polarization and coercive field.

Capacitance-voltage (C-V) characteristics of lead zirconate titanate (PZT) thin films with a thickness of 130 nm were measured between 300 and 533 K. The transition between ferroelectric and paraelectric phases was revealed to be of second order in our case, with a Curie temperature at around 450 K. A linear relationship was found between the measured capacitance and the inverse square root of the applied voltage. It was shown that such a relationship could be fitted well by a universal expression of C/A = k(V+V(0))(-1/2) and that this expression could be derived by expanding the Landau-Devonshire free energy at an effective equilibrium position of the Ti/Zr ion in a PZT unit cell. By using the derived equations in this work, the free energy parameters for an individual material can be obtained solely from the corresponding C-V data, and the temperature dependences of both remnant polarization and coercive voltage are shown to be in quantitative agreement with the experimental data.

Orthorhombic α-moo 3 coatings with lath-shaped morphology developed by SPPS: Applications to super-capacitors

Electrical double-layer capacitors owe their large capacitance to the formation of a double-layer at the electrode/electrolyte interface of high surface area carbon-based electrode materials. Greater electrical energy storage capacity has been attributed to transition metal oxides/nitrides that undergo fast, reversible redox reactions at the electrode surface (pseudo-capacitive behavior) in addition to forming electrical double-layers. Solution Precursor Plasma Spray (SPPS) has shown promise for depositing porous, high surface area transition metal oxides. This investigation explored the potential of SPPS to fabricate a-MoO 3 coatings with micro-structures suitable for use as super-capacitor electrodes. The effects of number of spray passes, spray distance, solution concentration, flow rate and spray velocity on the chemistry and micro-structure of the a-MoO 3 deposits were examined. DTA/TGA, SEM, XRD, and electrochemical analyses were performed to characterize the coatings. The results demonstrate the importance of post-deposition heating of the deposit by subsequent passes of the plasma on the coating morphology. © ASM International.

Analysis of amorphous indium-gallium-zinc-oxide thin-film transistor contact metal using Pilling-Bedworth theory and a variable capacitance diode model

It is widely reported that threshold voltage and on-state current of amorphous indium-gallium-zinc-oxide bottom-gate thin-film transistors are strongly influenced by the choice of source/drain contact metal. Electrical characterisation of thin-film transistors indicates that the electrical properties depend on the type and thickness of the metal(s) used. Electron transport mechanisms and possibilities for control of the defect state density are discussed. Pilling-Bedworth theory for metal oxidation explains the interaction between contact metal and amorphous indium-gallium-zinc-oxide, which leads to significant trap formation. Charge trapping within these states leads to variable capacitance diode-like behavior and is shown to explain the thin-film transistor operation. © 2013 AIP Publishing LLC.