A obesidade é definida como o acúmulo excessivo de gordura que causa danos à saúde do indivíduo. Nas últimas décadas, alguns fatores têm sido atribuídos ao ganho de peso, como o aumento da ingestão de alimentos altamente energéticos e ricos em gordura e o aumento da inatividade física. A obesidade induzida por dieta hiperlipídica leva a uma maior ativação do sistema renina-angiotensina incluindo o SRA localizado no cérebro e nos adipócitos levando, portanto, ao aumento da angiotensina II (ANG II) perifericamente e no cérebro. A ANG II atuando nos receptores AT1 no sistema nervoso central (SNC) está envolvida na manutenção de diferentes tipos de hipertensão, incluindo a hipertensão relacionada à obesidade. Dados do grupo da Dr. de Kloet mostraram que os receptores AT1a (AT1aR), parecem estar envolvidos no controle da ingestão alimentar. A deleção de AT1aR do núcleo paraventricular dos neurônios do hipotálamo (PVN), área importante, que é muito ativa durante a obesidade, exacerba a obesidade induzida pela dieta, em parte, pelo aumento da ingestão alimentar, mas se tal ativação influencia diretamente na ingestão alimentar ou peso corporal em condições basais ou na obesidade ainda precisa ser esclarecido. Assim, o presente projeto visa verificar se os circuitos centrais por meio da ANG II e do receptor AT1aR atuam dentro do PVN coordenando as respostas ingestivas durante a obesidade. Esses experimentos utilizarão o sistema Cre-Lox, transferência de genes mediada por vírus, optogenética e quimiogenética in vivo para testar a hipótese de que a ativação aguda/crônica de neurônios AT1aR no PVN diminuirá a ingestão de alimentos e esse efeito será aumentado em camundongos obesos em uma dieta rica em gorduras. (AU)

A principal função fisiológica da leptina é sinalizar o balanço energético negativo e a diminuição das reservas de energia. Além da importante função no metabolismo, a leptina pode participar em muitos processos, incluindo a modulação da resposta imune. Os linfócitos expressam a forma longa do receptor de leptina (OB-Rb) e, portanto, sofrem efeitos diretos da leptina em suas funções. A ativação dos linfócitos é associada com vias metabólicas especificas para otimizar sua função. A integração de vários sinais extracelulares afeta os programas de transcrição e as vias de sinalização que determinam, nas células T CD4+, vários eventos que incluem a modulação do metabolismo energético, a proliferação celular e a produção de citocinas. A principal via de sinalização da leptina é a via JAK-STAT, entretanto, a leptina ativa outras vias de sinalização que são importantes para o metabolismo celular como a proteína alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR), proteína quinase ativada por AMP (AMPK) e fator de transcrição 1a induzível por hipóxia (HIF1a). mTOR e AMPK desempenham papéis importantes e distintos no metabolismo e imunidade. O programa de transcrição dependente de HIF1± é importante para mediar a atividade glicolítica, contribuindo assim para a polarização em direção aos perfis Th1 e Th17. A proteína mTOR é envolvida com a maior diferenciação para linfócitos Th1 e menor polarização para linfócitos Treg. Embora muitos estudos abordando o efeito da leptina no sistema imunológico tenham sido publicados, o efeito dessa adipocina no metabolismo dessas células ainda não está claro. A descrição dos efeitos da leptina no metabolismo das células imunes, bem como das vias de sinalização utilizadas nesses processos, será de grande ajuda no desenvolvimento de alternativas terapêuticas para o tratamento de doenças como o linfoma de células T (TCL). Portanto, nosso estudo tem como objetivo avaliar o efeito da leptina nas vias de sinalização e no metabolismo dos linfócitos T. Inicialmente, as células Jurkat serão tratadas por 24 h com leptina humana recombinante a 0, 50, 100 e 200 ng/mL. A taxa de consumo de oxigênio (OCR) e a taxa de produção de prótons (PPR) serão medidas usando o Seahorse Extracellular Flux Analyzer. A fosforilação e a expressão total das proteínas envolvidas na sinalização da leptina relacionadas ao metabolismo celular serão avaliadas por Western blotting. O perfil metabólico será analisado por meio de NRM e espectrometria de massa, disponíveis no Australian National Phenome Centre na Murdoch University (Perth, WA). Esperamos, ao final deste projeto, determinar as características bioenergéticas dos linfócitos modulados pela leptina e as vias de sinalização envolvidas neste processo. (AU)

O balanço energético é definido por dois componentes: o consumo e o gasto de energia. Mesmo pequenas perturbações crônicas em qualquer um desses dois componentes podem levar a um aumento (obesidade) ou diminuição no peso corporal. A obesidade não é apenas um problema significativo em si, mas é também um importante indutor de diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares e certas formas de câncer. Atualmente, não há tratamento satisfatório para a obesidade e, na realidade, pouca compreensão da causa da obesidade, exceto pela afirmação auto-evidente de que ela surge de um desequilíbrio entre o consumo de energia e o gasto de energia. A identificação de um novo tipo de adipócitos, isto é, os adipócitos brite/bege, que parecem possuir a capacidade de aumentar o gasto energético e que estão localizados nos próprios depósitos adiposos brancos, forneceu uma base para o estudo de novas oportunidades, tanto para neutralizar o desenvolvimento da obesidade e talvez até mesmo diminuí-la em pessoas já obesas. Para confirmar essa questão, o presente projeto utilizará um modelo de camundongo manipulado fisiologicamente e/ou geneticamente para discriminar a importância das células brite/bege e BAT para combater a obesidade e suas comorbidades. Nosso objetivo é avaliar a competência termogênica de depósitos clássicos de tecido adiposo marrom e brite/bege em camundongos fisiologicamente humanizados para (re) ganhar alta capacidade termogênica em tratamentos fisiológicos ou farmacológicos. Para este propósito, usaremos camundongos floxados com UCP1 com camundongos expressando Cre-recombinase sob o controle do promotor Myf5 (que é ativo em adipócitos marrons clássicos mas não em adipócitos brite/bege) - BATUCP1-KO. O objetivo deste projeto é entender o significado funcional das distintas populações de adipócitos brite/bege e marrom, mas em um modelo de camundongo relevante para a fisiologia humana. Esperamos que, através deste projeto, possamos obter conhecimento sobre a magnitude dos efeitos metabólicos benéficos exercidos pela atividade de cada tipo de adipócitos envolvidos na termogênese - marrom clássico e brite/bege. Considerando as vastas implicações médicas da epidemia de obesidade e suas co-morbidades, até mesmo uma melhora modesta do balanço energético pode ser importante. Os estudos de adipócitos competentes envolvidos na termogênese e aqui propostos poderiam representar um meio de desenvolver métodos para melhorar a termogênese. O interesse internacional no tecido adiposo brite/bege é impulsionado principalmente pela antecipação de que esses tecidos podem ser recrutados para aumentar o gasto de energia e assim restringir o desenvolvimento da obesidade e até mesmo melhorar a obesidade existente - com a finalidade médica de diminuir as comorbidades induzidas pela obesidade, como o diabetes tipo 2. Isso será rigorosamente avaliado. O presente pedido não envolve quaisquer estudos clínicos diretos, mas deve indicar possibilidades terapêuticas futuras. (AU)

O objetivo deste experimento é determinar os efeitos de dois métodos de proteção ruminal e duas doses de colina sobre a composição do tecido hepático em vacas induzidas a desenvolver esteatose hepática. As vacas receberão 1 de 5 tratamentos fornecido "top-dressed" diariamente, por 14 dias: - A (controle negativo): "top-dressed" com lipídeos contendo material com 0 g de íon colina; - B (controle positivo, Reashure baixo): "top-dressed" com 60 g/dia do produto contendo cloreto de colina protegido fornecendo 12,9g de íon colina; - C (controle positivo, Reashure alto): "top-dressed" com 120 g/dia do produto contendo cloreto de colina protegido fornecendo 25,8g de íon colina; - D (novo produto, Protótipo baixo): "top-dressed" com Xg/dia do produto contendo cloreto de colina protegido fornecendo 12,9g de íon colina; - E (novo produto, Protótipo alto): "top-dressed" com 2Xg/dia do produto contendo cloreto de colina protegido fornecendo 25,8g de íon colina. O experimento será conduzido como um duplo-cego, em um delineamento experimental em blocos casualizados, em que 100 vacas em pré-parto serão incluídas no experimento, 20 por tratamento. As vacas serão alimentadas ad-libitum dos dias 1 a 5 do experimento. A partir do dia 6, a alimentação será restrita para suprir aproximadamente 50% das necessidades líquidas de energia. O revestimento lipídico será misturado conforme necessário com os tratamentos A a E para ajustar a quantidade total de lipídios e farelo de milho será usado para completar 200g fornecidos "top-dressed" diariamente. O tecido hepático será coletado para biópsia no dia 6 da experiência (último dia de alimentação ad-libitum, onde as vacas já terão recebido os tratamentos por 4 dias) e novamente no dia 13 (dia 8 da restrição alimentar). As avaliações a serem realizadas incluem: 1) tecido hepático - quantificar a expressão de lipídios totais, triacilglicerol, glicogênio e matéria seca, mRNA e proteína das vias ligadas à gliconeogênese, fluxo lipídico, síntese e secreção de VLDL e mensuração de marcadores pró-inflamatórios; 2) composição sanguínea - metabólitos de colina, concentrações de ácidos graxos (NEFA), beta-hidroxibutirato (BHB), glicose, insulina, triacilglicerol, ácidos graxos, colesterol, amilóide A sérica, apolipoproteína B48 e haptoglobina. Os dados serão analisados utilizando o procedimento MIXED do SAS. Os contrastes serão usados para testar os efeitos lineares e quadráticos do nível de colina, do método de proteção, da dose de colina e interação entre o método de proteção e dose. (AU)

O balanço de energia é definido por dois componentes: consumo de energia e gasto de energia. Mesmo pequenas perturbações crônicas em qualquer um desses dois componentes pode levar a um aumento (obesidade) ou diminuição no peso corporal. A obesidade não é apenas um problema significativo em si, mas é também um importante indutor de diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares e certas formas de câncer. Atualmente, não há tratamento satisfatório para a obesidade e, na realidade, há pouca compreensão da causa da obesidade, exceto pela afirmação autoevidente de que ela surge de um desequilíbrio entre o consumo de energia e o gasto de energia. A presença de dois tipos distintos de tecido adiposo, que têm funções opostas, é conhecida há décadas. O tecido adiposo branco (TAB) é o principal tecido de armazenamento de energia, enquanto o tecido adiposo marrom (TAM) dissipa energia como calor e é necessário para a termorregulação sem tremores. Dentro dos depósitos de tecido adiposo branco clássico, um tipo particular de adipócitos às vezes ocorre. Esses adipócitos manifestam várias características clássicas dos adipócitos marrons, principalmente a presença da UCP1 (proteína desacopladora-1) e, por meio dela, a capacidade de dissipar energia, queimar alimentos e, assim, contrabalançar o desenvolvimento da obesidade. A identificação de um novo tipo de adipócito, isto é, os adipócitos bege, que possuem a capacidade de aumentar o gasto energético e estão localizados nos próprios depósitos do TAB, forneceu uma base para estudar novas oportunidades, tanto para contrabalançar o desenvolvimento de obesidade e talvez até diminuindo em pessoas já obesas. No entanto, essas células não expressam todos os genes encontrados nos adipócitos marrons clássicos e apresentam uma ontogenia distinta e uma localização anatômica específica. Assim, esse tipo particular de célula adiposa não pode ser classificado como marrom ou branco. O objetivo do estudo aqui descritos é compreender o significado funcional das distintas populações de adipócitos bege, buscando elucidar o significado funcional de populações distintas de adipócitos bege; o significado funcional de determinados genes seletivos de adipócitos bege; o potencial benefício terapêutico dos adipócitos bege. Investigaremos os seguintes parâmetros: 1) Caracterização funcional de adipócitos bege pela avaliação da atividade termogênica dependente de UCP1 e da utilização de substratos energéticos, 2) expressão e regulação específica de genes em adipócitos bege e marrom e 3) benefício terapêutico potencial de adipócitos bege no metabolismo sistêmico de glicose e lipídios e sensibilidade à insulina. Considerando as vastas implicações médicas da epidemia da obesidade, até mesmo uma melhoria modesta do balanço energético pode ser importante. Os estudos de adipócitos bege aqui propostos poderiam representar um meio de desenvolver métodos para realizar tal melhoria. (AU)

Vacas em início de lactação geralmente entram em um período de balanço energético negativo e a suplementação de ácidos graxos (AG) é uma estratégia que pode aumentar a ingestão de energia e o desempenho dessas vacas. Infelizmente, há uma escassez de relatos na literatura na determinação dos efeitos da suplementação de AG em vacas leiteiras em início de lactação. É importante ressaltar que não há relatos na literatura acerca de comparações da suplementação com AG individuais, ou mix de AG individuais para vacas em início de lactação. Objetiva-se é determinar os efeitos de AG individuais sobre a produção de e os componentes do leite, mudança de peso e escore corporal, digestibilidade de nutrientes, consumo de energia, balanço energético e eficiência alimentar de vacas em início de lactação. Este estudo aborda duas questões práticas importantes: 1) A suplementação com AG individuais/ou mix de AG individuais afeta o desempenho e o metabolismo das vacas leiteiras no início da lactação? 2) O perfil dos AG faz diferença para vacas em início de lactação? Durante o estágio no exterior, o doutorando participará da condução do experimento relacionado e assistirá às aulas do programa de Pós-Graduação do Departamento de Zootecnia. Juntamente com seu supervisor na Michigan State University, o doutorando analisará os seus dados, para que, ao final do estágio no exterior, ele tenha escrito e submetido trabalhos científicos, contribuindo para a visibilidade e impacto da ciência brasileira. (AU)

A obesidade tem sido considerada uma epidemia mundial. Dados da OMS são categóricos ao afirmar que a obesidade é responsável pelo desenvolvimento de uma série de patologias, entre elas: diabetes mellitus tipo II, doenças cardiovasculares, acidente vascular cerebral (AVC), dislipidemias, osteoartrites e alguns tipos de câncer. Desta maneira, atualmente existe grande demanda para o melhor entendimento dos processos bioquímicos e metabólicos relacionados à obesidade. A via de transdução de sinal da proteína mTOR tem sido associada ao controle do balanço energético do organismo, funcionando ora como um sensor da quantidade de nutrientes disponível ora como um sinalizador para o gasto ou armazenamento dessa energia. O presente projeto de pesquisa visa o estudo das diferentes S6Ks conhecidas efetoras da resposta dirigida por mTOR no sistema nervoso central (SNC) e suas conseqüências para a homeostase energética do organismo. Para tanto, a proposta do presente projeto é utilizar um sistema viral adeno-associado (AAV) Cre dependente a fim de superexpressar as isoformas de S6Ks (p70-S6K1 e p54-S6K2) em camundongos adultos machos POMC-Cre, disponíveis na Universidade de Michigan, sob coorientação da pesquisadora Dra. Carol F. Elias. A superexpressão de S6Ks seria direcionada a neurônios específicos que expressam neuropeptídeos POMC no hipotálamo, permitindo a análise específica de seus efeitos sem interferência de sua ação em outros neurônios. Considerando-se a problemática envolvendo a obesidade, suas doenças associadas e o papel da via mTOR/S6Ks no controle central e periférico do metabolismo, espera-se que o desenvolvimento do presente projeto de pesquisa possa trazer maior entendimento a respeito dos processos bioquímicos e metabólicos por trás destas condições, além da possibilidade de desenvolvimento de tratamentos mais efetivos e seguros. (AU)

O sudeste da Amazônia foi submetido a uma rápida mudança no uso e ocupação dos solos. Há estudos indicando que os efeitos combinados do desmatamento e as mudanças climáticas alteraram os componentes do balanço hídrico e balanço de energia em muitas regiões da bacia Amazônica. Avaliar alterações nos componentes destes balanços, na região amazônica, é essencial para entender como as atividades antropogênicas e as mudanças climáticas alteram a disponibilidade dos recursos hídricos. Um fator limitante para os estudos hidrológicos na região é a falta de dados hidrológicos, há um número reduzido de estações climáticas e fluviométricas nas sub-bacias da Amazônia. Uma alternativa aos métodos convencionais são os dados de sensoriamento remoto. As informações de sensores remotos tem sido utilizadas para estimar a precipitação (P), a evapotranspiração (ET) e a variação do armazenamento de água (”s) na Bacia Amazônica. Dentre estas informações, a de maior dificuldade de obtenção é a ET. A maioria dos modelos para predição da ET requerem dados de radiação infravermelha termal, a partir de imagens livres da nuvem. Na Bacia Amazônica, imagens livres de nuvens são difíceis de obter, particularmente durante a estação chuvosa. Em contrapartida, os dados de sensores de microondas são menos afetados pela cobertura das nuvens e fornecem informações contínuas sobre a superfície, mesmo em dias nublados. Eles também permitem à obtenção de parâmetros da superfície terrestre e até mesmo gerar estimativas da ET. Portanto, este estudo abordará as seguintes questões: (a) É possível gerar estimativas confiáveis da ET, em uma região que se encontra regularmente coberta por nuvens, tendo como base dados de sensores de microondas? (b) Como as mudanças no uso do solo influenciaram o uso da água pela paisagem? (c) Os produtos do TRMM e GRACE descrevem corretamente as variações espaço-temporais da precipitação e do armazenamento de água na região de estudo? (d) É possível fechar o balanço hídrico do UX usando dados de sensoriamento remoto? Para realizar esta tarefa, será criado um banco de dados contendo informações meteorológicas, informações espaciais de sensores na faixa do termal, visível e de microondas, assim como mapas de uso do solo. Os dados de temperatura de superfície (LST) serão obtidos a partir dos sensores a bordo do satélite MODIS (para dias de céu claros), enquanto que em dias nublados, a LST será obtida a partir dos produtos do AMSR-E e TRMM. Tais informações serão fornecidas ao modelo ALEXI (Polar-MW-ALEXI), o qual estimará a ET diariamente, para os últimos 15 anos. As estimativas do ALEXI serão validadas com base nos dados de torres de fluxo do "Large Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia" (LBA). As estimativas do TRMM e GRACE serão obtidas para todo o período do estudo e, posteriormente, serão validadas com base em medições in situ de precipitação e vazão, respectivamente. Uma vez que ET, P e ”s forem validados, esses dados serão utilizados no balanço hídrico do Alto Xingu. O valor estimado de Q, obtido como o resíduo do balanço hídrico (P-ET- ”s), será comparado a medições in situ da vazão. A partir desta comparação será definida a capacidade dos dados de sensoriamento remoto em realizar o calculo do balanço hídrico de bacias hidrográficas de média e grande escala. Com base nas atividades aqui descritas, espera-se: (a) realizar estimativas consistentes da ET, mesmo em dias nublados; (b) indicar um melhor potencial preditivo do Polar-MW-ALEXI em relação a produtos atualmente disponíveis (por exemplo, MOD16ET) (c) identificar mudanças bruscas na evapotranspiração da bacia, devido às mudanças no uso do solo; (d) avaliar o potencial de dados de sensoriamento remoto para realização do balanço hídrico do UX. (AU)

A obesidade, doença caracterizada pela inflamação crônica de baixo grau no tecido adiposo, resulta da perturbação do balanço energético corporal, induzida por fatores como a subnutrição e o sedentarismo, levando ao ganho de peso e aos distúrbios metabólicos. Várias vias intracelulares estão associadas à ocorrência da resistência à insulina (RI) e, dentre elas, esta a enzima iNOS, que é induzida por citocinas pró-inflamatórias durante a obesidade. Muitos estudos demonstraram, em camundongos obesos, a superexpressão da iNOS, prejudicando a sinalização e ação da insulina em tecidos periféricos e que, em camundongos nocautes iNOS KO, há uma reversão da hiperglicemia em jejum e da hiperinsulinemia, com consequente melhora da RI. Uma vez que os mecanismos responsáveis pelo surgimento da obesidade e da resistência à insulina ainda não foram totalmente elucidados, é necessário estudar as várias condições que podem levar a essas patologias. Recentemente, estudos demonstraram diferenças na composição da microbiota intestinal de indivíduos obesos, em comparação com indivíduos magros, com diferentes proporções nos filos bacterianos. Além disso, a expressão da iNOS foi descrita como capaz de ocasionar mudanças no intestino. Destaca-se, dessa forma, a importância do estudo da microbiota intestinal de camundongos iNOS KO, para a melhor compreensão dos mecanismos que levam a variações neste microambiente e se essas variações podem causar mudanças na sensibilidade à insulina. Nesse sentido, o primeiro objetivo do estudo é de investigar o envolvimento da iNOS na composição da microbiota intestinal, através da avaliação do perfil metagenômico de camundongos iNOS KO tratados com dieta rica hiperlipídica. Outro aspecto relevante é o envolvimento dessa enzima no mecanismo de resposta ao Estresse de Retículo Endoplasmático (RE), uma vez que existe um aumento na expressão da iNOS e na produção de NO nestas situações. Contudo, os mecanismos pelos quais a inativação da iNOS protege contra o estresse de RE ainda não foram completamente demonstrados. Diante disso, o segundo objetivo é investigar o envolvimento da iNOS na s-nitrosação de proteínas chave da UPR (ATF6 e PERK). Este estudo é de grande importância para o melhor entendimento desses processos, levando à descoberta de novas formas terapêuticas que envolvam a via da iNOS, modulando o estresse de RE e suas doenças associadas. (AU)

A agricultura é a forma mais antiga de organização espacial, constituindo uma atividade socioeconômica necessária para a produção de alimentos. Ela representa um setor econômico que possui influências por condições diferentes: clima (evapotranspiração), o relevo e os tipos de solo e fontes de água (o volume e a quantidade de água necessária para irrigação da cultura). Evapotranspiração é o parâmetro mais importante na análise do equilíbrio hidrológico e na estimativa da fonte de água do solo e da água em áreas agrícolas. A finalidade desta missão de pesquisa na Universidade de Bucareste é destacar a aplicabilidade do modelo CropWat para determinar a evapotranspiração do solo em regiões da soja em diferentes regiões climáticas (no clima subtropical de Ohio - no clima temperado do noroeste do rio Grande do Sul, no norte de Mato Grosso, clima Equatorial, e no leste de Madhya Pradesh. O conhecimento da evapotranspiração é essencial, especialmente para períodos de seca causada por déficit hídrico, atmosférico e do solo, pode ser medido diretamente por transferência de massa ou o método de balanço de energia. (AU)