Estudo da expressão genica global na fase tardia da proteção cardiaca induzida por compostos quinazolinicos em coração de camundongos
Ana Carolina Deckmann
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP D357e
[Global gene expression in late phase of myocardial protection induced by quinazolinic compounds in heart of mice]
Campinas, SP : [s.n.], 2008.
259p. : il.
Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Resumo: O termo síndrome coronária aguda compreende a angina instável e o infarto do miocárdio, entidades clínicas freqüentes e potencialmente letais. Ambas as situações caracterizam-se por um desbalanço entre a oferta e a demanda de oxigênio no miocárdio, freqüentemente desencadeadas pela...
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Resumo: O termo síndrome coronária aguda compreende a angina instável e o infarto do miocárdio, entidades clínicas freqüentes e potencialmente letais. Ambas as situações caracterizam-se por um desbalanço entre a oferta e a demanda de oxigênio no miocárdio, freqüentemente desencadeadas pela diminuição da perfusão resultante de estreitamento ou oclusão de artérias coronárias em conseqüência de aterosclerose. As elevadas taxas de morbidade e mortalidade destas condições são atribuídas, principalmente, à perda de massa miocárdica e instabilidades elétricas decorrentes não apenas da isquemia, mas também da reperfusão espontânea ou induzida de áreas do miocárdio isquêmico. Desta forma, é intensa a busca por estratégias e agentes farmacológicos que possam reduzir os danos miocárdicos provocados tanto pela isquemia como pela reperfusão. Evidências experimentais e algumas evidências clínicas indicam que a adenosina (Ado) administrada sistemicamente é capaz de proteger o miocárdio dos efeitos da isquemia/reperfusão. A proteção conferida pela Ado ocorre tanto aguda (1-6 horas) como tardiamente (1-3 dias) após a administração em dose única. Enquanto a proteção aguda depende da ativação de vias de sinalização que mobilizam efetores constitutivamente expressos nas células, a proteção tardia parece depender da alteração da expressão de genes envolvidos em múltiplas funções celulares. No entanto, algumas características da ação sistêmica da Ado, tais como a meia-vida curta e seus efeitos cardiovasculares (i.e. bradicardia e hipotensão), são barreiras importantes para seu uso clínico nas síndromes coronárias agudas. Uma das maneiras de evitar estes efeitos indesejáveis é utilizar agentes farmacológicos que aumentam a biodisponibilidade de Ado, como antagonistas de seus transportadores ou inibidores da adenosina quinase, uma enzima-chave no metabolismo de purinas que fosforila a adenosina em AMP através de hidrólise do ATP. Neste contexto, demonstramos anteriormente que compostos derivados de anilinoquinazolinas são inibidores de adenosina quinase e induzem a proteção miocárdica tanto aguda como tardia em modelo de coração isolado. Tendo em vista que a proteção tardia depende da expressão diferencial de genes, o presente estudo foi planejado para investigar as respostas transcricionais envolvidas na cardioproteção induzida tardiamente após a administração do composto quinazolínico líder inibidor de adenosina quinase, DMA. Para tanto, foram utilizados lâminas de oligonucleotídeos contendo as sequências referentes a todos os genes de camundongo (~35 mil genes). As sondas de RNA foram sintetizadas a partir de corações de camundongos tratados com dose única de DMA O termo síndrome coronária aguda compreende a angina instável e o infarto do miocárdio, entidades clínicas freqüentes e potencialmente letais. Ambas as situações caracterizam-se por um desbalanço entre a oferta e a demanda de oxigênio no miocárdio, freqüentemente desencadeadas pela diminuição da perfusão resultante de estreitamento ou oclusão de artérias coronárias em conseqüência de aterosclerose. As elevadas taxas de morbidade e mortalidade destas condições são atribuídas, principalmente, à perda de massa miocárdica e instabilidades elétricas decorrentes não apenas da isquemia, mas também da reperfusão espontânea ou induzida de áreas do miocárdio isquêmico. Desta forma, é intensa a busca por estratégias e agentes farmacológicos que possam reduzir os danos miocárdicos provocados tanto pela isquemia como pela reperfusão. Evidências experimentais e algumas evidências clínicas indicam que a adenosina (Ado) administrada sistemicamente é capaz de proteger o miocárdio dos efeitos da isquemia/reperfusão. A proteção conferida pela Ado ocorre tanto aguda (1-6 horas) como tardiamente (1-3 dias) após a administração em dose única. Enquanto a proteção aguda depende da ativação de vias de sinalização que mobilizam efetores constitutivamente expressos nas células, a proteção tardia parece depender da alteração da expressão de genes envolvidos em múltiplas funções celulares. No entanto, algumas características da ação sistêmica da Ado, tais como a meia-vida curta e seus efeitos cardiovasculares (i.e. bradicardia e hipotensão), são barreiras importantes para seu uso clínico nas síndromes coronárias agudas. Uma das maneiras de evitar estes efeitos indesejáveis é utilizar agentes farmacológicos que aumentam a biodisponibilidade de Ado, como antagonistas de seus transportadores ou inibidores da adenosina quinase, uma enzima-chave no metabolismo de purinas que fosforila a adenosina em AMP através de hidrólise do ATP. Neste contexto, demonstramos anteriormente que compostos derivados de anilinoquinazolinas são inibidores de adenosina quinase e induzem a proteção miocárdica tanto aguda como tardia em modelo de coração isolado. Tendo em vista que a proteção tardia depende da expressão diferencial de genes, o presente estudo foi planejado para investigar as respostas transcricionais envolvidas na cardioproteção induzida tardiamente após a administração do composto quinazolínico líder inibidor de adenosina quinase, DMA. Para tanto, foram utilizados lâminas de oligonucleotídeos contendo as sequências referentes a todos os genes de camundongo (~35 mil genes). As sondas de RNA foram sintetizadas a partir de corações de camundongos tratados com dose única de DMA
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Abstract: The term acute coronary syndrome includes unstable angina and myocardial infarction, which are frequent and potentially lethal clinical entities. Both situations are characterized by an imbalance between myocardial oxygen supply and demand, often triggered by the reduced perfusion caused...
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Abstract: The term acute coronary syndrome includes unstable angina and myocardial infarction, which are frequent and potentially lethal clinical entities. Both situations are characterized by an imbalance between myocardial oxygen supply and demand, often triggered by the reduced perfusion caused by narrowing or occlusion of coronary arteries due to atherosclerosis. The high morbidity and mortality rates determined by these conditions are attributed mainly to loss of myocardial and electrical instabilities, arising not only from ischemia, but also from spontaneous or induced reperfusion of the ischemic regions. Thus, there is much interest in the development of strategies and pharmacological agents able to minimize the injuries caused not only by myocardial ischemia but also by reperfusion. Experimental and clinical data indicate that systemically administered adenosine (Ado) is able to protect the myocardium from ischemia/reperfusion injuries. The protection induced by Ado occurs in two phases, an acute (1-6 hours) and a late (1-3 days) phase after a single dose administration. While acute protection depends on activation of signaling pathways that mobilize end-effectors constitutively expressed in the cells, the late protection depends on the alterations of the expression of genes involved in multiple cellular functions. However, some characteristics of the systemic action of Ado, such as its short half-life and cardiovascular side effects (i.e. bradycardia and hypotension), are major barriers to its clinical use in acute coronary syndromes. One way to circumvent these undesirable effects is to use pharmacological agents that increase Ado bioavailability, as antagonists of its transporters or adenosine kinase (ADK) inhibitors. ADK is a key enzyme in the metabolism of purines that phosphorilates adenosine to AMP by ATP hydrolysis. In this context, we have previously demonstrated that derivatives of anilinoquinazolines are potent inhibitors of adenosine kinase and induce both acute and late phases of cardioprotection, as showed in isolated heart model. The present study was designed to investigate the transcriptional responses involved in late cardioprotection induced by administration of the anilinoquinazoline DMA. We used oligonucleotide microarrays containing representative sequences of all genes from mouse genome (~35 thousand genes). The RNA probes were synthesized from hearts of mice treated with DMA (30 mg/kg, single dose) ou vehicle (DMSO), 24 and 48 hours prior to tissue excision. We considered differentially expressed (fold change>[2.0], p<0.1) a total of 1061 genes in 24-hour and 844 genes in 48-hour groups, in comparison to vehicle treated samples. Most of these transcripts were unknown genes (ESTs-Expressed Sequence Tags; 63% at 24 hours, 76% in 48 hours). In 24h transcriptome, most of the genes (75% of the known genes and 62% of ESTs) were upregulated, while in 48h transcriptome 56% of the known genes and 58% of ESTs were upregulated. The functional analysis of known genes showed large representation of classes associated with cell adhesion, signaling, transport and metabolism in 24 hours, and cell adhesion, development of multicellular organism and metabolism in 48 hours. The analysis of gene identities revealed few coincidences between the two transcriptomes, and clustering analysis performed to study the gene profile transition from 24 to 48h revealed that most genes presents transitory regulation of its expression (i.e., tendency of upregulation at 24h followed by downregulation at 48h and vice-versa). Analysis of differentially expressed genes in terms of metabolic and signaling pathways in which they are inserted allowed us to assess a putative metabolome of myocardial cells treated by the quinazoline DMA. Results indicated that the most affected pathways are glucose and lipids metabolism, PPAR-? and adipocytokines, angiogenic responses, among others. Among these results, we confirmed experimentally the angiogenic effect of DMA and also the expression of genes and proteins associated with modifications in cardiac energy metabolism. Our results indicate that various cellular responses, including the energetic metabolism, ion homeostasis and changes in cell osmolarity, must cooperate to induce the cardioprotection phenotype after DMA administration. Studies focusing the mechanistic modifications of these groups of genes will contribute to elucidate their involvement in the protection induced by treatment with quinazolines, and will provide clues to comprehend myocardial protection phenomenon. Keywords: cardioprotection, quinazolinic compounds, gene expression, oligonucleotide microarrays, Mus musculus
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Franchini, Kleber Gomes, 1961-
Orientador
Costa, Fernando Ferreira, 1950-
Avaliador
Cunha Neto, Edecio
Avaliador
Sogayar, Mari Cleide
Avaliador
Estudo da expressão genica global na fase tardia da proteção cardiaca induzida por compostos quinazolinicos em coração de camundongos
Ana Carolina Deckmann
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Ana Carolina Deckmann
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