Efeitos da morte cerebral na microvasculatura pulmonar em um modelo experimental de doador de pulmão / Brain death effects on lung microvasculature in an experimental model of lung donor

RESUMO Objetivo A morte cerebral (MC) desencadeia alterações hemodinâmicas e inflamatórias importantes, comprometendo a viabilidade dos órgãos empregados em transplantes. Para compreender melhor as alterações microcirculatórias nos pulmões de doadores com MC, o presente estudo investigou a microcirculação pulmonar em um modelo de roedor com MC via microscopia intravital. Métodos Ratos Wistar machos foram anestesiados e ventilados mecanicamente. Eles foram submetidos a trepanação e a MC induzida por meio do aumento da pressão intracraniana. Os ratos do grupo Sham (SH), utilizado como controle, foram submetidos apenas à trepanação. Em ambos os grupos, foram monitorados o O2 expiratório e o CO2, e, após 3 horas, foi realizada a toracotomia e criada uma janela para observar a superfície pulmonar usando o sistema de microscopia intravital. As expressões pulmonares das moléculas de adesão intercelular (ICAM)-1 e da óxido nítrico-sintase endotelial (eNOS) foram avaliadas por imuno-histoquímica, e as citocinas foram medidas em amostras pulmonares. Resultados Três horas após os procedimentos cirúrgicos, a perfusão pulmonar foi de 73% no grupo SH. Por outro lado, os animais com MC apresentaram uma importante diminuição na perfusão do órgão para 28% (p = 0,036). O comprometimento microcirculatório pulmonar após a indução de MC foi associado a um aumento do número de leucócitos recrutados para o tecido pulmonar, além de uma redução na expressão de eNOS e um aumento na expressão de ICAM-1 nas células endoteliais do pulmão. Os ratos com MC apresentaram valores mais elevados de O2 expiratório e valores mais baixos de CO2 em comparação com os animais SH após 3 horas de monitorização. Conclusões Os dados apresentados demonstraram que a MC desencadeia uma importante hipoperfusão e inflamação nos pulmões, comprometendo a microcirculação pulmonar do doador.

ABSTRACT Objective Brain death (BD) triggers important hemodynamic and inflammatory alterations, compromising the viability of organs suitable for transplantation. To better understand the microcirculatory alterations in donor lungs caused by BD. The present study investigated the pulmonary microcirculation in a rodent model of BD via intravital microscopy. Methods Male Wistar rats were anaesthetized and mechanically ventilated. They were trepanned and BD was induced through the increase in intracranial pressure. As control group, sham-operated (SH) rats were trepanned only. In both groups, expiratory O2 and CO2 were monitored and after three hours, a thoracotomy was performed, and a window was created to observe the lung surface using an epi-fluorescence intravital microscopy. Lung expression of intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) was evaluated by immunohistochemistry, and cytokines were measured in lung samples. Results Three hours after the surgical procedures, pulmonary perfusion was 73% in the SH group. On the other hand, BD animals showed an important decrease in organ perfusion to 28% (p = 0.036). Lung microcirculatory compromise after BD induction was associated with an augmentation of the number of leukocytes recruited to lung tissue, and with a reduction in eNOS expression and an increase in ICAM-1 expression on lung endothelial cells. BD rats showed higher values of expiratory O2 and lower values of CO2 in comparison with SH animals after three hours of monitoring. Conclusion Data presented showed that BD triggers an important hypoperfusion and inflammation in the lungs, compromising the donor pulmonary microcirculation.

Efeito do agonista PPAR LYSO-7 sobre a instalação e cicatrização de úlceras gástricas induzidas em camundongos / Effect of PPAR agonist LYSO-7 on installation and healing of gastric ulcers induced in mice

A úlcera gástrica é uma doença crônica, de alta prevalência, e a eficácia dos tratamentos farmacológicos disponíveis é limitada pela alta incidência de efeitos adversos. Neste trabalho é mostrado o mecanismo de ação terapêutica e os efeitos toxicológicos da molécula indol-tiazolidínica LYSO-7 em diferentes modelos experimentais de úlcera gástrica. Camundongos Swiss machos foram tratados com veículo, LYSO-7 (5, 25 ou 50 mg/kg, v.o.) ou bezafibrato (25 ou 50 mg/kg, v.o.) 1 hora antes da administração oral de Et/HCl (60%/0,03 M) ou indometacina (100 mg/kg). Em outro conjunto de ensaios, animais foram pré-tratados com GW9962, um antagonista PPARγ (2 mg/kg, i.p.); anticorpo anti-granulócito (50 µL, i.p.), ou L-NAME (70 mg/kg, i.p) 1 hora antes dos tratamentos com veículo ou LYSO-7. Uma hora após administração da solução de Et/HCl, os neutrófilos foram quantificados no sangue e medula óssea, a rede microcirculatória gástrica foi estudada em in situ, utilizando a técnica de microscopia intravital; o tecido gástrico foi utilizado para quantificar a percentagem de área lesada, atividade da MPO, a expressão gênica e proteica de PPARγ, expressão proteica de iNOS e eNOS, e a atividade das enzimas catalase, SOD, GPx, GR e GST. Uma hora após a administração de indometacina, o tecido gástrico foi removido para avaliar a eficácia do tratamento e a secreção de mediadores inflamatórios. Ensaio de úlcera crônica, induzida por ácido acético, foi realizado em camundongos Balb/c WT ou ANXA1-/-, aplicando-se 20µL de ácido acético na camada subserosa do estômago e 24 horas após a indução, os animais foram tratados, uma vez ao dia, durante sete dias com LYSO-7 (50 mg/kg), bezafibrato (50 mg/kg) ou veículo. Foram realizados ensaios com macrófagos recrutados para o peritônio pela ação do tioglicolato de sódio (3%, i.p.) e com neutrófilos recrutados pela ação do glicogênio de ostra (1%, i.p.). Ensaios de toxicologia aguda, crônica e mutagenicidade também foram realizados. Os resultados obtidos mostram que o tratamento com LYSO-7 reduz a área lesada, o influxo de neutrófilos e a estase da rede microcirculatória provocada pela administração de Et/HCl. Os efeitos protetores foram revertidos em animais pré-tratados com GW9962, indicando a participação do PPARγ no efeito. O influxo de neutrófilos é determinante para a lesão, uma vez que a depleção destas células reduziu a ulceração gástrica, e indica que o bloqueio da mobilização de neutrófilos da medula óssea para o sangue e destes para o tecido lesado pela LYSO-7 pode ser um mecanismo de ação gastroprotetora desta molécula. A reversão da estase vascular na microcirculação, mas não o influxo de neutrófilos, é mediado pelo NO, pois o pré-tratamento com L-NAME aboliu os efeitos da LYSO-7 no restabelecimento do fluxo sanguíneo da microcirculação. Este efeito pode ser dependente da maior e menor expressão proteica de eNOS e iNOS, respectivamente. A LYSO-7 foi capaz de alterar favoravelmente a atividade das enzimas antioxidantes no tecido gástrico. Ainda, a LYSO-7 diminuiu a área lesada e reduziu a concentração de TNFα e aumentou a de IL-10 no tecido gástrico lesado pela indometacina. Na resolução do processo inflamatório, o tratamento com LYSO-7 diminuiu a percentagem de área lesada, aumentou a apoptose de neutrófilos e a eferocitose de neutrófilos por macrófagos peritoneais, inibiu a secreção de TNFα e aumentou a secreção de IL-10, TFG-1ß e VEGF para o sobrenadante de macrófagos em fagocitose. A resolução de lesão gástrica, bem como a indução da fagocitose pela LYSO-7 foi reduzida em animais ANXA1-/-. As investigações destes últimos dados mostraram a relação da ANXA1 e PPARγ, já que a expressão do receptor é reduzida em macrófagos obtidos de animais depletados de ANXA1. Os estudos toxicológicos mostraram que a LYSO-7 apresenta baixa toxicidade aguda e crônica in vivo, além de não ocasionar mutagenicidade em eritrócitos da medula óssea. Os dados obtidos mostram que a molécula LYSO-7 atua como agonista PPARγ na modulação da úlcera gástrica e modula a migração de neutrófilos e o fluxo sanguíneo na microcirculação. A transativação e transrepressão de eNOS e iNOS, respectivamente, o bloqueio da migração de neutrófilos para a lesão e a inibição da atividade de enzimas oxidativa, ativação de enzimas antioxidantes no epitélio gástrico e a inibição da secreção de mediadores inflamatórios parecem ser os mecanismos de ação da LYSO-7 na citoproteção gástrica. Adicionalmente, a LYSO-7 atua na resolução do processo inflamatório promovendo downregulation na secreção de mediadores inflamatórios, aumento na apoptose de neutrófilos e eferocitose de neutrófilos apoptóticos

Gastric ulcer is a chronic disease that presents high prevalence, and effectiveness of pharmacological treatments available is limited by several adverse effects. In this study is shown the mechanism of action and toxicological effects of the molecule indole-thiazolidine LYSO-7 in different models of gastric ulcer. Male Swiss mice were treated with vehicle LYSO-7 (5, 25, or 50 mg/kg, p.o.) or bezafibrate (25 or 50 mg/kg, p.o.) 1 hour before the oral administration of Et/HCl (60%/0.03 M) or indomethacin (100 mg/kg). In another set of assays, animals were pre-treated with GW9962, a PPARγ antagonist (2 mg/kg, i.p.), anti-granulocyte antibody (50 µL, i.p.) or L-NAME (70 mg/kg, i.p.) 1 hour before the treatment with vehicle or LYSO-7. One hour after administration of the Et/HCl solution, neutrophils were quantified in the blood and bone marrow, the gastric microcirculatory network was studied in situ by intravital microscopy, in the gastric tissue were quantified the percentage of injured area, MPO activity, PPARγ gene and protein expression, iNOS and eNOS protein expression, and catalase, SOD, GPx, GR and GST activity. One hour after indomethacin administration, gastric tissue was removed to verify the efficacy of LYSO-7 on inflammatory mediator secretion. Chronic ulcer assay induced by acetic acid was carried out in Balb/c WT or ANXA1-/-, applying 20µL of acetic acid in the subserosal layer of the stomach and 24 hours after induction, animals were treated during seven days, once a day, with LYSO-7 (50 mg/kg), bezafibrate (50 mg/kg) or vehicle. Assays were performed with macrophages recruited to the peritoneum by sodium thioglycollate (3%, i.p.) and neutrophils by oyster glycogen (1%, i.p.). Acute and chronic toxicological and mutagenicity assays were also conducted. The results obtained show that LYSO-7 treatment decrease the injured area, neutrophil influx and microcirculatory stasis evoked by Et/HCl administration. Protective effects were reversed in animals pretreated with GW9962, indicating the involvement of PPARγ. Neutrophil influx is a determinant of the gastric lesion, once the depletion of these cells decreased the gastric damage, indicating that in the neutrophil mobilization blockade from the bone marrow to blood and to injured tissue may be a gastroprotective mechanism of LYSO-7. The vascular stasis reversion in the microcirculation is mediated by NO, but not the neutrophil influx, since the pretreatment with L-NAME abolished the effects of LYSO-7 on blood flow. This effect was dependent on increase and decrease of eNOS and iNOS protein expression, respectively. LYSO-7 positively altered the activity of antioxidant enzymes in the gastric tissue. Furthermore, LYSO-7 reduced the injured area and the concentration of TNFα and increased IL-10 in the gastric tissue in the indomethacin-induced ulcer model. In the resolution of inflammation, LYSO-7 treatment decreased the percentage of the injured area, increased the neutrophils apoptosis and the efferocytosis of apoptotic neutrophils by peritoneal macrophages, inhibited the TNFα release and increased the secretion of IL-10, IL-1ß and VEGF in the supernatant of phagocytosis assay. The resolution of gastric lesions, as well as, the induction of phagocytosis by LYSO-7 was reduced in animals ANXA1-/-. This data shown the relation of PPARγ and ANXA1, as PPARγ expression is reduced in macrophages obtained from ANXA1-/- animals. Toxicological studies showed that LYSO-7 has low acute and chronic toxicity in vivo, and did not cause mutagenicity in bone marrow erythrocytes. The data obtained show that LYSO-7 acts as PPARγ in the modulation of gastric ulcer and modulate neutrophil migration and blood flow in the microcirculation. The transactivation and transrepression of eNOS and iNOS, respectively, blocking the neutrophil influx into the injury, antioxidant enzymes activation in the gastric epithelium and inhibition of inflammatory mediators release seem to be the mechanisms action of LYSO-7 in gastric cytoprotection. Additionally, LYSO-7 operates in the resolution of inflammation promoting downregulation in the secretion of inflammatory mediators and increases the neutrophil apoptosis and efferocytosis of apoptotic neutrophils

Efeitos dos ligantes de TSPO sobre a migração leucocitária: participação de receptores de glicorticóides / Effects of TSPO ligands on leukocyte migration: role of glucocorticoids receptors

Além dos receptores no sistema nervoso central (SNC), acoplados a receptores GABAA (CBR - central benzodiazepine receptor), outros sítios periféricos de ligação para os benzodiazepínicos (BDZ) foram descritos e denominados de "periféricos" (PBR peripheral benzodiazepine receptor) ou TSPO - Translocator protein. Sua função como modulador do sistema imune tem sido proposta, com a participação, pelo menos em parte, de glicocorticóides endógenos (GE). No entanto, os mecanismos da modulação dos TSPO sobre o processo inflamatório e a relação destes receptores com os GE ainda não estão totalmente estabelecidos. Desta forma, este trabalho visou investigar os efeitos de dois ligantes sintéticos de TSPO, um benzodiazepínico, Ro5-4864, e uma isoquinolona carboxamida, PK 11195, e suas relações com os GE, sobre os eventos da migração leucocitária. Para tanto, ratos Wistar machos foram tratados in vivo com RU 38486 (antagonista de receptor de GE) ou com veículo e, adicionalmente, os ligantes de TSPO, Ro5-4864 e/ou PK 11195, foram aplicados topicamente sobre a microcirculação do mesentério dos animais para avaliação do comportamento rolling e aderência de leucócitos, por microscopia intravital, em condições basais ou após estimulação pelo peptídeo formil-metionil-leucilfenilalanina (fMLP). Leucócitos periféricos foram coletados e tratados in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão, quimiotaxia e influxo de cálcio em condições basais ou após estimulação pelo fMLP. Ainda, culturas primárias de células endoteliais da microcirculação de ratos foram tratadas in vitro com os ligantes de TSPO para avaliação da expressão de moléculas de adesão em condições basais ou após estimulação pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS). Os resultados obtidos mostraram que: 1) o ligante de TSPO, Ro5-4864, alterou a ação do fMLP, uma vez que inibiu a diminuição do rolling, o aumento de células aderentes, a clivagem de L-selectina, o aumento de expressão de PECAM-1 (platelet endothelial cell adhesion molecule), a quimiotaxia e o influxo de cálcio em neutrófilos; não afetou a expressão de PECAM-1 e ICAM-1 (intracellular cell adhesion molecule) induzida pelo LPS em células endoteliais; 2) o PK 11195 aumentou o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos induzido pelo fMLP; 3) a co-administração dos ligantes de TSPO, Ro5-4864 e PK 11195, reverteu os efeitos do Ro5-4864 sobre a expressão de L-selectina e PECAM-1, o influxo de cálcio e a quimiotaxia de neutrófilos. A possível inter-relação dos TSPO e GE foi verificada uma vez que o Ro5-4864 inibiu o aumento do número de leucócitos rolling e aderidos à parede vascular in vivo causado pelo tratamento com RU 38486; inibiu o aumento da expressão de L-selectina em neutrófilos e de ß2-integrina presente em linfócitos e de PECAM-1 em neutrófilos. Ainda, foi verificado que neutrófilos possuem expressões de TSPO maiores que linfócitos e células endoteliais e que esta expressão é aumentada em neutrófilos pela ação do fMLP. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho sugerem que os ligantes de TSPO modulam diferentemente as funções de adesão e mobilidade de leucócitos e de adesão da célula endotelial e que uma relação alostérica de agonismo/antagonismo entre estes pode ser sugerida. Adicionalmente, os resultados mostram uma possível relação entre os TSPO e os receptores de citoplasmáticos de GE no controle da interação leucócito-endotélio

Besides central benzodiazepine receptor (CBR) found on central nervous system (CNS) coupled to GABAA, another binding site for benzodiazepines was described and named peripheral benzodiazepine receptor (PBR) or Translocator protein (TSPO). The mainly function described to this TSPO is steroidogenesis. Additionally, its function as an immune modulator has been proposed with the involvement, at least in part, of endogenous glucocorticoids (EG). However, mechanisms of TSPO modulation on inflammatory process and the relation between the receptor and EG has not been totally established. This study aimed investigates effects of two synthetic TSPO ligands, a benzodiazepine, Ro5-4864, and an isoquinoline carboxamide, PK 11195, and their relation with EG on leukocyte migration. For this purpose, male Wistar rats were in vivo treated with RU 38486 (EG antagonist receptor) or vehicle and, in addition, TSPO ligands, Ro5-4864 and/or PK 11195, were topically applied on animal mesentery microcirculation to evaluate leukocyte rolling and adhesion, by intravital microscopy, under basal conditions or after stimulation by N-formyl-methionine-leucine-phenylalanine (fMLP). In addition, peripheral leukocytes were collected and in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression, chemotaxis and calcium influx. Endothelial cells obtained from cremaster muscle were in vitro treated with TSPO ligands to evaluate adhesion molecules expression under basal conditions or after stimulation by lipopolysaccharide from E.coli (LPS). Our results showed that: 1) TSPO ligand, Ro5-4864, altered the fMLP action since TSPO ligand inhibited the decrease of rolling, the increase of adherent cells, L-selectin cleavage, the increase of PECAM-1 expression, neutrophil chemotaxis and calcium influx; did not affect expression of PECAM-1 and ICAM-1 induced by LPS on endothelial cells; 2) PK 11195 increased fMLP-induced neutrophil calcium influx and chemotaxis; 3) co-administration of TSPO ligands, Ro5-4864 and PK 11195, reverted Ro5-4864 effects on L-selectin and PECAM-1 expression, neutrophil and calcium influx, as well as PECAM-1 and ICAM-1 expression on endothelial cells; 3) a possible inter-relation between TSPO and EG was observed since Ro5-4864 inhibited the increase of in vivo leukocyte rolling and adhesion induced by RU 38486 in vivo treatment; it inhibited the increase of neutrophil L-selectin, lymphocyte ß2-integrin and leukocyte PECAM-1 expressions; 4) It was showed that neutrophil have more TSPO than lymphocytes and endothelial cells, and this expression is increased by fMLP stimulation. Taken together, our results suggest that TSPO ligands differently modulate leukocyte adhesion and motility functions and endothelial cells adhesion, and further, they suggest an allosteric agonist/antagonist relation. Additionally, they showed a relation between TSPO and EG cytoplasmic receptor on the control of leukocyte-endothelial interaction

Visualização in vivo de células mononucleares de medula óssea na microcirculação coronariana após isquemia miocárdica / In vivo visualization of bone marrow mononuclear cells in coronary microcirculation after myocardial ischemia

A terapia celular para doenças cardiovasculares representa uma nova e promissora opção terapêutica, principalmente para a cardiopatia isquêmica. A injeção de células mononucleares de medula óssea (CMMO) pela via intracoronariana (ICO) é a mais estudada em ensaios clínicos. Embora já se tenha documentado efeitos benéficos com essa terapia, dados relativos aos mecanismos de interação entre as células transplantadas e o ambiente microvascular cardíaco são escassos. A avaliação das CMMO na microcirculação miocárdica tem o potencial de esclarecer seus mecanismos de ação, abrindo novas possibilidades terapêuticas. O objetivo do estudo foi descrever e avaliar uma inovadora técnica de injeção ICO direta e visualização in vivo das CMMO na microcirculação miocárdica de pequenos roedores, após um período de isquemia miocárdica global (IMG) seguida de reperfusão, na presença e na ausência da aterosclerose. Materiais e Métodos: A técnica de transplante cardíaco heterotópico cervical (TCHC) em murinos foi modificada com a inserção e fixação de um microcateter conectado a uma seringa, no tronco braquiocefálico do animal doador. IMG foi induzida ocluindo-se a artéria nutridora do enxerto com um microclamp vascular, por 1 hora. As CMMO foram isoladas e marcadas antes da injeção ICO. Microscopia intravital de fluorescência (MIF) foi usada para análise da microcirculação coronariana do ventrículo direito (VD), incluindo arteríolas, capilares e vênulas pós-capilares. Parâmetros de perfusão e permeabilidade microvasculares e as interações entre as CMMO e células endoteliais foram estudados. O impacto da aterosclerose na recuperação, fenótipo e função celular também foi avaliado. Resultado: A MIF permitiu análise detalhada da microcirculação coronariana e da cinética das CMMO injetadas pela via ICO. A IMG afetou a microcirculação, reduzindo a densidade capilar funcional (DCF). Tal redução foi maior na presença de aterosclerose...

Cell therapy for cardiovascular disease represents a promising new therapeutic option, especially for ischemic heart disease. The intracoronary (ICo) injection of bone marow mononuclear cells (BMMC) is the most commonly studied rote in clinical trials. Although it has been documented beneficial effects with this therapy, data pertaining the mechanisms of interaction between transplanted cells and cardiac microvascular environment are lacking. Assessement of BMMC in myocardial microcirculation has the potential to clarify its mechanisms of action, opening new therapeutic possibilities. The objective of the study was to describe and to evaluate an innovative technique of direct ICo injection and in vivo visualization of BMMC in myocardial small rodents, after a period of global cardiac ischemia (GMI) and reperfusion, in the presence and absence of atherosclerosis. Materials and Methods: The syngeneic murine cervical heterotopic heart transplantation (CHHT) technique was modified by inserting and fixing a catheter connected to a syringe into the donor animal brachiocephalic trunk. GMI was induced occluding the nutritive artery of the graft for 1 hour. Bone marrow mononuclear cells were isolated and labeled prior to ICo injection. Intravital fluorescence microscopy (IFM) was used for analysis of the coronary microcirculation of the right ventricle (RV), including arterioles, capillaries and venules. Parameters of microvascular perfusion, microvascular permeability and the interactions between the BMMC and endothelial cells were studied. The impact of atherosclerosis on the recovery, phenotype and cellular function was also evaluated. Results: The IFM has allowed detailed analysis of both the coronary microcirculation, as the kinetics of BMMC. The GMI affected microcirculation, reducing the functional capillary density (FCD). This reduction was higher in the presence of atherosclerosis. The main area of cell retention was the capillary network...