RESSALVA Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo desta dissertação será disponibilizado somente a partir de 16/02/2023. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS CAMPUS DE BOTUCATU Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Dissertação de Mestrado CAROLINE CRISTINA PINTO-SOUZA ESTUDO DOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DA ARGINASE NA PRÉ-ECLÂMPSIA BOTUCATU - SP 2022 CAROLINE CRISTINA PINTO-SOUZA ESTUDO DOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DA ARGINASE NA PRÉ-ECLÂMPSIA Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, do Instituto de Biociências de Botucatu, Universidade Estadual Paulista para obtenção do título de Mestre em Biotecnologia, Área de concentração: Genética Humana e Médica/Farmacogenética. Orientadora: Profa. Dra. Valéria Cristina Sandrim Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, IBB-UNESP BOTUCATU-SP 2022 Dedico este trabalho aos meus pais, por estarem presentes ao longo da minha jornada acadêmica, pelos sábios conselhos, por me incentivarem a me aprimorar mais e mais e a ser receptiva aos diversos horizontes proporcionados pelo destino AGRADECIMENTOS A Deus por me guiar diante de momentos de tribulação, fortificando-me com perseverança e fé, pelas sucessivas bênçãos que proporciona em minha trilha. Aos meus pais, pelos incessantes investimentos nas mais variadas áreas da vida, por todos os aprendizados, por me estimularem na carreira científica, assim como na minha desenvoltura literária, musical e esportiva. À CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico) e à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) - processos nº [001; 2014-5/305587 e 2019/07230-8], nesta ordem, pelo apoio financeiro. Ao Instituto de Biociências de Botucatu e ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, pela oportunidade de desenvolver o Projeto de Pesquisa, por todos os conhecimentos adquiridos, por ampliarem minhas perspectivas dentro e fora do meio acadêmico. À Professora Dra. Valéria Cristina Sandrim, minha Orientadora e transbordante fonte de inspiração como Docente, Pesquisadora e Ser humano; pela enfática disponibilidade e sensibilidade, à farta necessários no período da pandemia; por valorizar meus aspectos diferenciais e possibilitar marcantes participações em projeto de extensão e eventos científicos, pelos sábios ensinamentos que me conduzem à excelência pessoal e profissional. Aos Professores - Dra. Fernanda Coeli-Lacchini, Dr. Marcelo Rizzatti Luizon, Dr. Ricardo Cavalli e Dr. Ricardo Lacchini pela colaboração nos experimentos, análises de dados e artigos. Aos estimados colegas de Laboratório e do Departamento de Farmacologia e Biofísica pela generosidade, preciosas indicações e diálogos construtivos. A todos aqueles que me encorajaram, através de simples gestos - desde diálogos cordiais às mais diretas palavras de incentivo, acompanhando meus passos - tão logo o êxito. Gratidão!!! “Entrega o teu caminho ao SENHOR; confia nele, e ele tudo fará. E ele fará sobressair a tua justiça como a luz; e o teu juízo, como o meio-dia”. (Salmos 37:5-7) PRÓLOGO Esta dissertação será apresentada na forma de uma breve introdução acerca da desordem hipertensiva gestacional denominada pré-eclâmpsia, bem como, os aspectos envolvidos na fisiopatologia desta doença, como a disfunção endotelial, a relação entre a biodisponibilidade de óxido nítrico com a arginase e com os polimorfismos genéticos das duas isoformas (1 e 2) desta enzima. E na sequência, dois manuscritos relativos ao projeto de dissertação consoante as normas da revista Nitric Oxide à qual foram submetidos para publicação. Lista de abreviaturas e siglas ARG1 - gene que codifica a arginase 1 ARG2 - gene que codifica a arginase 2 ADMA - dimetilarginina assimétrica BEC - S-(2-bromoetil)-L-cisteína DE - disfunção endotelial ELISAs - Enzyme linked immunoassays eNOS - óxido nítrico sintase endotelial FC - frequência cardíaca GMPc - monofosfato de guanosina cíclica GS - gestação saudável hCG - gonadotrofina coriônica humana HMOX-1 - gene que codifica a heme oxygenase-1 HP - healthy pregnant IL-6 - interleucina 6 iNOS - óxido nítrico sintase induzída MMP-9 - gene que codifica a matrix metaloproteinase-9 NADPH - fosfato de dinucleótido de nicotinamida e adenina NO - óxido nítrico NOS - óxido nítrico sintase NOS3 - Óxido Nítrico Sintase 3, gene que codifica a eNOS nNOS - óxido nítrico sintase neuronal PE - pré-eclâmpsia PlGF - fator de crescimento placentário rs - referential snp sEng - endoglina solúvel SHR - spontaneously hypertensive rats sFlt-1 - tirosina quinase fms solúvel SNP - single nucleotide polymorphism TGF - fator de crescimento transformador TNF - fator de necrose tumoral VEGF - fator de crescimento endotelial vascular VS - volume sanguíneo WKY - Wistar–Kyoto SUMÁRIO INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 01 Pré-eclâmpsia (PE) - Contexto e problema ............................................................................ 01 Fisiopatologia da PE ............................................................................................................... 02 Papel do NO na gestação normal e na PE .............................................................................. 04 Estudos da arginase na pré-eclâmpsia .................................................................................... 07 Polimorfismos genéticos da arginase ..................................................................................... 10 JUSTIFICATIVA .................................................................................................................... 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 16 MANUSCRITO REFERENTE AO PROJETO DE MESTRADO ........................................ 22 RESUMO ............................................................................................................................... 22 TITLE PAGE (1) .................................................................................................................... 23 Competing interest ................................................................................................................. 24 Funding ................................................................................................................................... 24 Ethical approval and consent of participants .......................................................................... 24 Publicação do artigo na Revista Nitric Oxide …………………………………………….... 26 ABSTRACT ........................................................................................................................... 27 INTRODUCTION .................................................................................................................. 28 MATERIAL AND METHODS .............................................................................................. 29 Subjects .................................................................................................................................. 29 Measurement of nitrite concentrations ................................................................................... 30 Genotyping ............................................................................................................................. 30 Statistical analysis .................................................................................................................. 30 RESULTS ............................................................................................................................... 31 DISCUSSION ....................................................................................................................... 32 REFERENCES ....................................................................................................................... 35 ACKNOWLEDGEMENTS ................................................................................................... 39 TABLES ................................................................................................................................. 40 FIGURE LEGENDS .............................................................................................................. 42 FIGURE 1, 2 .......................................................................................................................... 43 FIGURE 3............................................................................................................................... 44 SUPPLEMENTARY INFORMATION .................................................................................. 45 TITLE PAGE (2) .................................................................................................................... 47 Competing interest ................................................................................................................. 48 Funding ................................................................................................................................... 48 Ethical approval and consent of participants .......................................................................... 48 ABSTRACT ........................................................................................................................... 50 INTRODUCTION .................................................................................................................. 51 MATERIAL AND METHODS .............................................................................................. 52 Subjects .................................................................................................................................. 52 Antihypertensive Treatment and Drug Response Evaluation ................................................ 53 Patients subsets ....................................................................................................................... 54 Enzyme linked immunoassays (ELISAs) of Arginase 1 and Arginase 2 and Measurement of Nitrite Concentrations ............................................................................................................ 54 Genotyping ............................................................................................................................. 54 Statistical analysis .................................................................................................................. 55 RESULTS ............................................................................................................................... 55 DISCUSSION ....................................................................................................................... 56 REFERENCES ....................................................................................................................... 60 ACKNOWLEDGEMENTS ................................................................................................... 63 TABLES ................................................................................................................................. 64 FIGURE LEGENDS .............................................................................................................. 66 FIGURE 1 .............................................................................................................................. 67 SUPPLEMENTARY INFORMATION .................................................................................. 68 Aprovação do Projeto no Comitê de Ética em Pesquisa ........................................................ 73 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN COLLEGE OF OBSTETRICIANS; TASK FORCE ON HYPERTENSION IN PREGNANCY. Hypertension in pregnancy. Report of the American College of Obstetricians and Gynecologists’ Task Force on Hypertension in Pregnancy. In: OBSTETRICS AND GYNECOLOGY, [s. 1.], v. 122, n. 5, p. 1122-1131, 2013. ANUMBA, D. O.; ROBSON, S. C.; BOYS, R. J.; FORD, G. A. Nitric oxide activity in the peripheral vasculature during normotensive and preeclamptic pregnancy. The American journal of physiology, [s. l.], v. 277, n. 2, p. H848-54, 1999. ASH, D. E. Structure and Function of Arginases. The Journal of Nutrition, [s. l.], v. 134, n. 10, p. 2760S-2764S, 2004. BAYLIS, C. Arginine, arginine analogs and nitric oxide production in chronic kidney disease. Nature Clinical Practice Nephrology, [s. d.], v. 2, n. 4, p. 209–220, 2006. BERKOWITZ, D. E.; WHITE, R.; LI, D.; MINHAS, K. M.; CERNETICH, A.; KIM, S.; BURKE, S.; SHOUKAS, A. A.; NYHAN, D.; CHAMPION, H. C.; HARE, J. M. Arginase reciprocally regulates nitric oxide synthase activity and contributes to endothelial dysfunction in aging blood vessels. Circulation, [s. l.], v. 108, n. 16, p. 2000–6, 2003. BERNARDI, F.; CONSTANTINO, L.; MACHADO, R.; PETRONILHO, F.; DAL-PIZZOL, F. Plasma nitric oxide, endothelin-1, arginase and superoxide dismutase in pre-eclamptic women. Journal of Obstetrics and Gynaecology Research, [s. l.], v. 34, n. 6, p. 957–963, 2008. BERTOZZI-MATHEUS, M.; BUENO-PEREIRA, T.O.; VIANA-MATTIOLI, S.; CARLSTRÖM, M.; CAVALLI, R.C.; SANDRIM, V.C. Different profiles of circulating arginase 2 in subtypes of preeclampsia pregnant women. Clinical Biochemistry, [s. l.], v. 92, p. 25–33, 2021. BRENNAN, L. J.; MORTON, J. S.; DAVIDGE, S. T. Vascular Dysfunction in Preeclampsia. Microcirculation, [s. l.], v. 21, n. 1, p. 4–14, 2014. BROWN, M. A.; MAGEE, L. A.; KENNY, L. C.; KARUMANCHI, S. A.; MCCARTHY, F. P.; SAITO, S.; HALL, D. R.; WARREN, C. E.; ADOYI, G.; ISHAKU, S. Hypertensive disorders of pregnancy: ISSHP classification, diagnosis, and management recommendations for international practice. Hypertension, [s. l.], v. 72, n. 1, p. 24-43, 2018. CALDEIRA-DIAS, M.; LUIZON, M. R.; DEFFUNE, E.; TANUS-SANTOS, J. E.; FREIRE, P. P.; CARVALHO, R. F.; BETTIOL, H.; CARDOSO, V. C.; ANTONIO BARBIERI, M.; CAVALLI, R. C.; SANDRIM, V. C. Preeclamptic plasma stimulates the expression of miRNAs, leading to a decrease in endothelin-1 production in endothelial cells. Pregnancy Hypertension, [s. l.], v. 12, p. 75–81, 2018. CALDEIRA-DIAS, M.; MONTENEGRO, M. F.; BETTIOL, H.; BARBIERI, M. A.; CARDOSO, V. C.; CAVALLI, R. C.; SANDRIM, V. C. Resveratrol improves endothelial cell markers impaired by plasma incubation from women who subsequently develop preeclampsia. Hypertension Research, [s. l.], v. 42, n. 8, p. 1166–1174, 2019. CALDWELL, R. B.; TOQUE, H. A.; NARAYANAN, S. P; CALDWELL, R. W. Arginase: An old enzyme with new tricks. Trends in Pharmacological Sciences, [s. l.], v. 36, p. 395–405, 2015. CAMA, E.; COLLELUORI, D. M.; EMIG, F. A.; SHIN, H.; KIM, S. W.; KIM, N. N.; TRAISH, A. M.; ASH, D. E.; CHRISTIANSON, D. W. Human arginase II: Crystal structure and physiological role in male and female sexual arousal. Biochemistry, [s. l.], v. 42, n. 28, p. 8445–8451, 2003. CHESLEY, L. C.; TALLEDO, E.; BOHLER, C. S.; ZUSPAN, F. P. VASCULAR REACTIVITY TO ANGIOTENSIN II AND NOREPINEPHRINE IN PREGNANT WOMEN. American journal of obstetrics and gynecology, [s. l.], v. 91, p. 837–42, 1965. CHOI, S.; PARK, C.; AHN, M.; LEE, J. H.; SHIN, T. Immunohistochemical study of arginase 1 and 2 in various tissues of rats. Acta Histochemica, [s. l.], v. 114, n. 5, p. 487–494, 2012. COCKELL, A. P.; POSTON, L. Flow-mediated vasodilatation is enhanced in normal pregnancy but reduced in preeclampsia. Hypertension, [s. l.], v. 30, n. 2, p. 247–251, 1997. 16 DAMSKY, C. H.; FISHER, S. J. Trophoblast pseudo-vasculogenesis: Faking it with endothelial adhesion receptors. Current Biology, [s. 5.], v. 10, [s. n.], p. 660–6, 1998. DING, J.; KANG, Y.; FAN, Y.; CHEN, Q. Efficacy of resveratrol to supplement oral nifedipine treatment in pregnancy-induced preeclampsia. Endocrine Connections, [s. l.], v. 6, n. 8, p. 595–600, 2017. DUAN, Q. L.; GAUME, B. R.; HAWKINS, G. A.; HIMES, B. E.; BLEECKER, E. R.; KLANDERMAN, B.; IRVIN, C. G.; PETERS, S. P.; MEYERS, D. A.; HANRAHAN, J. P.; LIMA, J. J.; LITONJUA, A. A.; TANTISIRA, K. G.; LIGGETT, S. B. Regulatory haplotypes in ARG1 are associated with altered bronchodilator response. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, [s. l.], v. 183, n. 4, p. 449–454, 2011. DUMONT, J.; ZUREIK, M.; COTTEL, D.; MONTAYE, M.; DUCIMETIÈRE, P.; AMOUYEL, P.; BROUSSEAU, T. Association of arginase 1 gene polymorphisms with the risk of myocardial infarction and common carotid intima-media thickness. Journal of Medical Genetics, [s. l.], v. 44, n. 8, p. 526–531, 2007. DURANTE, W.; JOHNSON, F. K.; JOHNSON, R. A. Arginase: A critical regulator of nitric oxide synthesis and vascular function. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, [s. 9.], v. 34, [s. n.], p. 906-911, 2007. DUSSE, L. M. S.; A.; VIEIRA, L. M.; CARVALHO, M. G. Revisão sobre óxido nítrico - Nitric oxide revision. Jornal Brasileiro de Patologia e Medicina Laboratorial, [s. l], v. 39, n. 4, p. 343-350, 2003. DZIK, J. M. Evolutionary roots of arginase expression and regulation. Frontiers in Immunology, [s. l.], v. 5, n. 544, p. 1–12, 2014. FISHER, S. J.; DAMSKY, C. H. Human cytotrophoblast invasion. Seminars in Cell and Developmental Biology, [s. l.], v. 4, n. 3, p. 183–188, 1993. FONTANA, V.; LUIZON, M. R.; SANDRIM, V. C. An update on the pharmacogenetics of treating hypertension. Journal of Human Hypertension, [s. 5.] v. 29, n. 5, p. 283-291, 2015. FÖRSTERMANN, U; SESSA, W. C. Nitric oxide synthases: regulation and function. European Heart Journal [s. l.] v. 33 n.7, p. 829-837, 2012. GONZÁLEZ-GARRIDO CHEM, J. A.; OLIVARES-CORICHI, I. M.; TOVAR-RODRIGUEZ, J. M.; HERNÁNDEZ-SANTANA, N. A.; MÉNDEZ-BOLAINA, E.; CEBALLOS-REYES, G. M.; GARCÍA-SÁNCHEZ, J. R. Influence of the at 2 receptor on the L-arginine-nitric oxide pathway and effects of (-)-epicatechin on HUVECs from women with preeclampsia. Journal of Human Hypertension, [s. l.], v. 27, n. 6, p. 355–361, 2013. GOULOPOULOU, S.; DAVIDGE, S. T. Molecular mechanisms of maternal vascular dysfunction in preeclampsia. CellPress, [s. 2.], v. 21, [s. n], p. 88–97, 2015. HSU, C. N.; TAIN, Y. L. Impact of Arginine Nutrition and Metabolism during Pregnancy on Offspring Outcomes, Nutrients, [s. l.], v. 11, n. 7, p. 1452, 2019. IVES, C. W.; SINKEY, R.; RAJAPREYAR, I.; TITA, A. T. N; OPARIL, S. Preeclampsia-Pathophysiology and Clinical Presentations: JACC State-of-the-Art Review, Journal of the American College of Cardiology, [s. l.], v. 76, n. 14, p. 1690–1702, 2020. JOHNSON, F. K.; PEYTON, K. J.; LIU, X. M.; AZAM, M. A.; SHEBIB, A. R.; JOHNSON, R. A.; DURANTE, W. Arginase promotes endothelial dysfunction and hypertension in obese rats. Obesity, [s. l.], v. 23, n. 2, p. 383–390, 2015. JONES, R. L.; STOIKOS, C.; FINDLAY, J. K; SALAMONSEN, L. A. TGF-β superfamily expression and actions in the endometrium and placenta. Reproduction, [s. l.], v. 132, n. 1, p. 217–232, 2006. KHALIL, A.; HARDMAN, L.; 0’BRIEN, P. The role of arginine, homoarginine and nitric oxide in pregnancy, Amino Acids, [s. l.], v. 47, p. 1715–1727, 2015. KHANKIN, E. V.; KO, N. L.; MANDALÀ, M.; KARUMANCHI, S. A.; OSOL, G. Normalization of wall shear stress as a physiological mechanism for regulating maternal uterine artery expansive remodeling during pregnancy, Federation of American Societies for Experimental Biology Advances, [s. l.], v. 3, n. 9, p. 702-708, 2021. 17 KRÓL, M.; KEPINSKA, M. Human Nitric Oxide Synthase—Its Functions, Polymorphisms, and Inhibitors in the Context of Inflammation, Diabetes and Cardiovascular Diseases. International Journal of Molecular Sciences, [s. l.], v. 22, p. 56, 2020. KOHLMANN, JR., O.; GUS, M.; RIBEIRO, A. B.; VIANNA, D.; COELHO, E. B.; BARBOSA, E.; ALMEIDA, F. A.; FEITOSA, G.; MORENO, H.; GUIMARÃES, J. I.; RIBEIRO, J. P.; RAMIREZ, J. A. F.; MARTINS, J. F. V.; SANTOS, R. A. S. Dos. Tratamento medicamentoso. Jornal Brasileiro de Nefrologia, [s. l.], v. 32, p. 29–43, 2010. LANDRUM, M.; LEE, J.; RILEY, G.; JANG, W.; RUBINSTEIN, W.; CHURCH, D.; MAGLOTT, D. The NCBI Handbook, [s. l.], v.2, 2013. LANDRUM, M. J.; LEE, J. M.; BENSON, M.; BROWN, G.; CHAO, C.; CHITIPIRALLA, S.; GU, B.; HART, J.; HOFFMAN, D.; HOOVER, J.; JANG, W.; KATZ, K.; OVETSKY, M.; RILEY, G.; SETHI, A.; TULLY, R.; VILLAMARIN-SALOMON, R.; RUBINSTEIN, W.; MAGLOTT, D. R. ClinVar: public archive of interpretations of clinically relevant variants, Nucleic Acids Res, [s. l.], v.44, D862–D868, 2016. LAURENTI, R.; JORGE, M. H. P. de M.; GOTLIEB, S. L. D. Mortes por doenças infecciosas em mulheres: Ocorrências no ciclo gravídico-puerperal. Revista da Associação Médica Brasileira, [s. l.], v. 55, n. 1, p. 64–69, 2009. LO, J. O.; MISSION, J. F.; CAUGHEY, A. B. Hypertensive disease of pregnancy and maternal mortality. Current Opinion in Obstetrics and Gynecology, [s. l.], v. 25, n. 2, p. 124–132, 2013. LONETTI,. A.; FONTANA, M. C.; MARTINELLI, G.; IACOBUCCI, I. Single Nucleotide Polymorphisms as Genomic Markers for High-Throughput Pharmacogenomic Studies. Methods in Molecular Biology, [s. l.], v. 1368, p. 143–159, 2016. LOURENÇO, D. A; CHOUPINA, A. B. Bioinformática aplicada à caracterização de íntrons Bioinformatics applied to the characterization of introns. adolesCIÊNCIA - Revista júnior de Investigação, [s. l.], v. 6, 2019. LUIZON, M. R.; CALDEIRA-DIAS, M.; DEFFUNE, E.; FERNANDES, K. S.; CAVALLI, R. C.; TANUS-SANTOS, J. E.; SANDRIM, V. C. Antihypertensive therapy in pre-eclampsia: Effects of plasma from nonresponsive patients on endothelial gene expression. Pharmacogenomics, [s. l.], v. 17, n. 10, p. 1121–1127, 2016. LUIZON, M. R.; PALEI, A. C.; CAVALLI, R. C.; SANDRIM, V. C. Pharmacogenetics in the treatment of pre-eclampsia: current findings, challenges and perspectives. Pharmacogenomics, [s. l.], v. 18, n. 6, p. 571–583, 2017. LUIZON, M. R.; SANDRIM, V. C. Pharmacogenomic approaches that may guide preeclampsia therapy. Pharmacogenomics, [s. 6.], v. 14, [s. n.], p. 591-593, 2013. MACGILLIVRAY, I.; ROSE, G. A.; ROWE, B. Blood pressure survey in pregnancy. Clinical science, [s. l.], v. 37, n. 2, p. 395–407, 1969. MACKENZIE, R.; SANDRIM, V.; CARTY, D.; MCCLURE, J.; FREEMAN, D.; DOMINICZAK, A.; MCBRIDE, M.; DELLES, C. Endothelial FOS expression and pre-eclampsia. BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology, [s. l.], v. 119, n. 13, p. 1564–1571, 2012. MAYNARD, S. E.; KARUMANCHI, S. A. Angiogenic Factors and Preeclampsia. Seminars in Nephrology, [s. l.], v. 31, n. 1, p. 33–46, 2011. MAYNARD, S. E.; MIN, J.-Y.; MERCHAN, J.; LIM, K.-H.; LI, J.; MONDAL, S.; LIBERMANN, T. A.; MORGAN, J. P.; SELLKE, F. W.; STILLMAN, I. E.; EPSTEIN, F. H.; SUKHATME, V. P.; KARUMANCHI, S. A. Excess placental soluble fms-like tyrosine kinase 1(sFlt1) may contribute to endothelial dysfunction, hypertension, and proteinuria in preeclampsia. Journal of Clinical Investigation, [s. l.], v. 111, n. 5, p. 649–658, 2003. MCCANN HAWORTH, S.M.; ZHUGE, Z.; NIHLÉN, C.; VON ROSEN, M.F.; WEITZBERG, E.; LUNDBERG, J.O.; KRMAR, R.T.; NASIELL, J.; CARLSTRÖM, M. Red blood cells from patients with pre-eclampsia induce endothelial dysfunction. Journal of Hypertension, [s. l.], v. 39, n. 8, p. 1628-1641, 2021. 18 MEROUFEL, D.; DUMONT, J.; MÉDIÈNE-BENCHEKOR, S.; BENHAMMAMOUCH, S.; DUCIMETIÈRE, P.; COTTEL, D.; MONTAYE, M.; AMOUYEL, P.; BROUSSEAU, T. Characterization of arginase 1 gene polymorphisms in the Algerian population and association with blood pressure. Clinical Biochemistry, [s. l.], v. 42, n. 10–11, p. 1178–1182, 2009. MOL, B. W. J.; ROBERTS, C. T.; THANGARATINAM, S.; MAGEE, L. A.; DE GROOT, C. J. M.; HOFMEYR, G. J. Pre-eclampsia. In: THE LANCET,[s. 10022], v. 387, [s. n.], p. 999–1011, 2016. MORRIS, S. M. Arginine metabolism in vascular biology and disease. Vascular Medicine, [s. l.], v. 10, n. 1_suppl, p. S83–S87, 2005. NATIONAL CENTER FOR BIOTECHNOLOGY INFORMATION. Clustered RefSNPs (rs) and Other Data Computed in House. SNP FAQ Archive . Bethesda (MD): U.S., 2005 NORIS, M.; TODESCHINI, M.; CASSIS, P.; PASTA, F.; CAPPELLINI, A.; BONAZZOLA, S.; MACCONI, D.; MAUCCI, R.; PORRATI, F.; BENIGNI, A.; PICCIOLO, C.; REMUZZI, G. L-Arginine Depletion in Preeclampsia Orients Nitric Oxide Synthase Toward Oxidant Species. Hypertension, [s. l.], v. 43, n. 3, p. 614–622, 2004. NUSSBAUM, R. L.; MCINNES, R. R.; HUNTINGTON, W. F. Thompson & Thompson – Genética Médica. Sétima Edição. Editora Guanabara Koogan, S.A, Rio de Janeiro, RJ, cap. 4, p. 43 - 54, 2008. PAGE, E. W.; CHRISTIANSON, R. Influence of blood pressure changes with and without proteinuria upon outcome of pregnancy. American Journal of Obstetrics and Gynecology, [s. l.], v. 126, n. 7, p. 821–833, 1976. PALEI, A. C. T.; SANDRIM, V. C.; AMARAL, L. M.; MACHADO, J. S. R.; CAVALLI, R. C.; LACCHINI, R.; DUARTE, G.; TANUS-SANTOS, J. E. Effects of Matrix Metalloproteinase (MMP)-2 Polymorphisms on Responsiveness to Antihypertensive Therapy of Women with Hypertensive Disorders of Pregnancy. Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology, [s. l.], v. 111, n. 4, p. 262–267, 2012. PERNOW, J.; JUNG, C. Arginase as a potential target in the treatment of cardiovascular disease: Reversal of arginine steal? Cardiovascular Research, [s. 3.], v. 98, [s. n.], p. 334–343, 2013. PHIPPS, E. A.; THADHANI, R.; BENZING, T.; ANANTH KARUMANCHI, S. Pre-eclampsia: pathogenesis, novel diagnostics and therapies. Hypertension, [s. 5.], v. 15, [s. d.], p. 275–289, 2019. PINHEIRO, M. B.; GOMES, K. B.; DUSSE, L. M. S. Fibrinolytic system in preeclampsia. Clinica Chimica Acta, [s. d.], v. 416, [s. d.], p. 67-71, 2013. POWE, C. E.; LEVINE, R. J.; KARUMANCHI, S. A. Preeclampsia, a disease of the maternal endothelium: The role of antiangiogenic factors and implications for later cardiovascular disease. Circulation, [s. l.], v. 123, n. 24, p. 2856–2869, 2011. QUITTER, F.; FIGULLA, H. R.; FERRARI, M.; PERNOW, J.; JUNG, C. Increased arginase levels in heart failure represent a therapeutic target to rescue microvascular perfusion. Clinical Hemorheology and Microcirculation, [s. l.], v. 54, n. 1, p. 75–85, 2013. RANA, S.; BURKE, S. D.; KARUNMANCHI, S. A. Imbalances in circulating angiogenic factors in the pathophysiology of preeclampsia and related disorders. American Journal of Obstetrics and Gynecology, [s. l.], v. 20, p. S0002-9378, 2020. REITER, C. D.; WANG, X.; TANUS-SANTOS, J. E.; HOGG, N.; CANNON, R. O.; SCHECHTER, A. N.; GLADWIN, M. T. Cell-free hemoglobin limits nitric oxide bioavailability in sickle-cell disease. Nature Medicine, [s. l.], v. 8, n. 12, p. 1383–1389, 2002. ROBERTS, J. Endothelial Dysfunction in Preeclampsia. Seminars in Reproductive Medicine, [s. l.], v. 16, n. 01, p. 5–15, 1998. ROCHA-PENHA, L.; CALDEIRA-DIAS, M.; TANUS-SANTOS, J. E.; DE CARVALHO CAVALLI, R.; SANDRIM, V. C. Myeloperoxidase in Hypertensive Disorders of Pregnancy and Its Relation with Nitric Oxide. Hypertension, [s. l.], v. 69, n. 6, p. 1173–1180, 2017. ROVINSKY, J. J.; JAFFIN, H. Cardiovascular hemodynamics in pregnancy. I. Blood and plasma volumes in multiple pregnancy. American Journal of Obstetrics and Gynecology, [s. l.], v. 93, n. 1, p. 1–15, 1965. 19 ROVINSKY, J. J.; JAFFIN, H. Cardiovascular hemodynamics in pregnancy. II. Cardiac output and left ventricular work in multiple pregnancy. American journal of obstetrics and gynecology, [s. l.], v. 95, n. 6, p. 781–6, 1966a. ROVINSKY, J. J.; JAFFIN, H. Cardiovascular hemodynamics in pregnancy. 3. Cardiac rate, stroke volume, total peripheral resistance, and central blood volume in multiple pregnancy. Synthesis of results. American journal of obstetrics and gynecology, [s. l.], v. 95, n. 6, p. 787–94, 1966b. SANKARALINGAM, S.; XU, H.; DAVIDGE, S. T. Arginase contributes to endothelial cell oxidative stress in response to plasma from women with preeclampsia. Cardiovascular Research, [s. l.], v. 85, n. 1, p. 194–203, 2010. SANKARALINGAM, S.; XU, H.; JIANG, Y.; SAWAMURA, T.; DAVIDGE, S. T. Evidence for increased methylglyoxal in the vasculature of women with preeclampsia: Role in upregulation of LOX-1 and arginase. Hypertension, [s. l.], v. 54, n. 4, p. 897–904, 2009. SALAM, M. T.; BASTAIN, T. M.; RAPPAPORT, E. B.; ISLAM, T.; BERHANE, K.; GAUDERMAN, W. J.; GILLILAND, F. D. Genetic variations in nitric oxide synthase and arginase influence exhaled nitric oxide levels in children. Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology, [s. l.], v. 66, n. 3, p. 412–419, 2011. SANDRIM, V. C.; DIAS, M. C.; BOVOLATO, A. L. de C.; TANUS-SANTOS, J. E.; DEFFUNE, E.; CAVALLI, R. C. Plasma from pre-eclamptic patients induces the expression of the anti-angiogenic miR-195-5p in endothelial cells. Journal of Cellular and Molecular Medicine, [s. 6.], v. 20, [s.n], p. 1198-2000, 2016. SANDRIM, V. C.; MONTENEGRO, M. F.; PALEI, A. C. T.; METZGER, I. F.; SERTORIO, J. T. C.; CAVALLI, R. C.; TANUS-SANTOS, J. E. Increased circulating cell-free hemoglobin levels reduce nitric oxide bioavailability in preeclampsia. Free Radical Biology and Medicine, [s. l.], v. 49, n. 3, p. 493–500, 2010a. SANDRIM, V. C.; PALEI, A. C. T.; ELEUTERIO, N.; TANUS-SANTOS, J. E.; CAVALLI, R. C. Antihypertensive therapy in preeclampsia is not modulated by VEGF polymorphisms. Archives of Gynecology and Obstetrics, [s. l.], v. 291, n. 4, p. 799–803, 2015. SANDRIM, V. C.; PALEI, A. C. T.; LUIZON, M. R.; IZIDORO-TOLEDO, T. C.; CAVALLI, R. C.; TANUS-SANTOS, J. E. ENOS haplotypes affect the responsiveness to antihypertensive therapy in preeclampsia but not in gestational hypertension. Pharmacogenomics Journal, [s. l.], v. 10, n. 1, p. 40–45, 2010b. SANDRIM, V. C.; PALEI, A. C. T.; METZGER, I. F.; CAVALLI, R. C.; DUARTE, G.; TANUS-SANTOS, J. E. Interethnic differences in ADMA concentrations and negative association with nitric oxide formation in preeclampsia. Clinica Chimica Acta, [s. l.], v. 411, n. 19–20, p. 1457–1460, 2010c. SANDRIM, V. C.; PALEI, A. C. T.; METZGER, I. F.; GOMES, V. A.; CAVALLI, R. C.; TANUS-SANTOS, J. E. Nitric Oxide Formation Is Inversely Related to Serum Levels of Antiangiogenic Factors Soluble Fms-Like Tyrosine Kinase-1 and Soluble Endogline in Preeclampsia. Hypertension, [s. l.], v. 52, n. 2, p. 402–407, 2008. SANDRIM, V. C.; PALEI, A. C. T.; SERTORIO, J. T.; CAVALLI, R. C.; DUARTE, G.; TANUS-SANTOS, J. E. Effects of eNOS polymorphisms on nitric oxide formation in healthy pregnancy and in pre-eclampsia. Molecular Human Reproduction, [s. l.], v. 16, n. 7, p. 506–510, 2010d. SAVVIDOU, M. D.; HINGORANI, A. D.; TSIKAS, D.; FRÖLICH, J. C.; VALLANCE, P.; NICOLAIDES, K. H. Endothelial dysfunction and raised plasma concentrations of asymmetric dimethylarginine in pregnant women who subsequently develop pre-eclampsia. Lancet, [s. l.], v. 361, n. 9368, p. 1511–1517, 2003. SUTTON, E. F.; GEMMEL, M.; POWERS, S.W. Nitric oxide signaling in pregnancy and preeclampsia. Nitric Oxide Biology and Chemistry, , [s. l.], v. 95, p. 55-62, 2020. TANAKA, H.; KUMASAWA, K.; KAKIGANO, A.; MIMURA, K.; ENDO, M.; TOMIMATSU, T.; KIMURA, T. Arginase controls soluble vascular endothelial growth factor receptor 1 (sFlt1) to maintain pregnancy homeostasis. Biochemical and Biophysical Research Communications, [s. l.], v. 499, n. 2, p. 150–155, 2018. THENGCHAISRI, N.; HEIN, T. W.; WANG, W.; XU, X.; LI, Z.; FOSSUM, T. W.; KUO, L. Upregulation of arginase by H2O2 impairs endothelium-dependent nitric oxide-mediated dilation of coronary arterioles. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology, [s. l.], v. 26, n. 9, p. 2035–42, 2006. 20 TOQUE, H. A.; ROMERO, M. J.; TOSTES, R. C.; SHATANAWI, A.; CHANDRA, S.; CARNEIRO, Z. N.; INSCHO, E. W.; WEBB, R. C.; CALDWELL, R. B.; CALDWELL, R. W. p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) increases arginase activity and contributes to endothelial dysfunction in corpora cavernosa from angiotensin-II-treated mice. Journal of Sexual Medicine, [s. l.], v. 7, n. 12, p. 3857–3867, 2010. VAN VOORHIS, B. J.; MOORE, K.; STRIJBOS, P. J. L. M.; NELSON, S.; BAYLIS, S. A.; GRZYBICKI, D.; WEINER, C. P. expression and localization of inducible and endothelial nitric oxide synthase in the rat ovary: Effects of gonadotropin stimulation in vivo. Journal of Clinical Investigation, [s. l.], v. 96, n. 6, p. 2719–2726, 1995. VENKATESHA, S.; TOPORSIAN, M.; LAM, C.; HANAI, J. I.; MAMMOTO, T.; KIM, Y. M.; BDOLAH, Y.; LIM, K. H.; YUAN, H. T.; LIBERMANN, T. A.; STILLMAN, I. E.; ROBERTS, D.; D’AMORE, P. A.; EPSTEIN, F. H.; SELLKE, F. W.; ROMERO, R.; SUKHATME, V. P.; LETARTE, M.; KARUMANCHI, S. A. Soluble endoglin contributes to the pathogenesis of preeclampsia. Nature Medicine, [s. l.], v. 12, n. 6, p. 642–649, 2006. VON DADELSZEN, P.; MAGEE, L. A.; ROBERTS, J. M. Subclassification of Preeclampsia. Hypertension in pregnancy, [s. 2], v. 22, [s. n.], p. 143–8, 2003. WEINSHILBOUM, R. M.; WANG, L. Pharmacogenetics and Pharmacogenomics: Development, Science, and Translation. Annual Review of Genomics and Human Genetics, [s. l.], v. 7, n. 1, p. 223–245, 2006. WIECZOREK, K. M.; BREWER, A. S.; MYATT, L. Shear stress may stimulate release and action of nitric oxide in the human fetal-placental vasculature. American Journal of Obstetrics and Gynecology, [s. l.], v. 173, n. 3 PART 1, p. 708–713, 1995. WU, G.; MORRIS, S. M. Arginine metabolism: nitric oxide and beyond. Journal of Biochemistry, [s. l.], v. 336, n. 10, p.1–17. , 1998. XIA, N.; DAIBER, A.; FÖRSTERMANN, U.; LI, H. Antioxidant effects of resveratrol in the cardiovascular system. British Journal of Pharmacology, [s. l.], v. 174, n. 10, p. 1633–1646, 2017. ZUSPAN, F. P.; TALLEDO, O. E.; CHESLEY, L. C.; ABBOTT, M. Angiotensin and Norepinephrine Infusions During Pregnancy: Alterations in Plasma Epinephrine (E) and Norepinephrine (NE). The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, [s. l.], v. 33, n. 6, p. 929–933, 1971. 21 MANUSCRITO REFERENTE AO PROJETO DE MESTRADO RESUMO PINTO-SOUZA, C. C. Estudo dos polimorfismos genéticos da arginase na pré-eclâmpsia. 2021. Dissertação (Mestrado), Instituto de Biociências de Botucatu - Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2021. A pré-eclâmpsia (PE) se encontra associada à redução da biodisponibilidade do óxido nítrico (NO). A arginase se relaciona à síntese de NO, porém, é relativamente inexplorada na PE. No entanto, nenhum estudo anterior examinou se as variações nos genes ARG1 e ARG2, que codificam a arginase, afetam a biodisponibilidade do NO e o risco de desenvolver PE. Neste trabalho, comparamos a frequência dos alelos e genótipos de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) em ARG1 (rs2781659; rs2781667; rs2246012; rs17599586) e ARG2 (rs3742879; rs10483801) em mulheres grávidas saudáveis (GS) e PE, e examinamos se estes SNPs afetam as concentrações plasmáticas de nitrito (um marcador da formação de NO) nestes grupos. Também verificamos se haveria modulação dos níveis plasmáticos da arginase e nitrito pelos polimorfismos em mulheres com PE responsivas ou não à terapia anti-hipertensiva. Os genótipos para os SNPs de ARG1 e ARG2 foram determinados pela sonda Taqman, o nitrito do plasma, por um ensaio de quimioluminescência baseado em ozônio. As concentrações das isoformas de arginase foram medidas em amostras de plasma usando kits ELISA disponíveis comercialmente. Em relação aos SNPs de ARG1, as frequências dos portadores de G para rs2781659, e as frequências do alelo C para rs2246012 foram maiores na PE em comparação com mulheres GS. Além disso, o genótipo GG de rs2781659 e o genótipo TT de rs2781667 foram associados ao nitrito plasmático mais elevado em GS. Nossos resultados sugerem que os SNPs de ARG1 aumentam a susceptibilidade à PE e modulam o nitrito plasmático a níveis elevados em mulheres GS. Além disso, o SNP rs3742879 de ARG2 está associado à não responsividade e modula os níveis de arginase 2 e nitrito. Enquanto os polimorfismos de ARG1 não têm esse efeito. Palavras-chave: arginase, óxido nítrico, nitrito, pré-eclâmpsia, polimorfismos genéticos, gravidez; responsividade 22 ABSTRACT Background and aims: Preeclampsia is associated with reduced nitric oxide (NO) bioavailability. Arginase is related to NO synthesis, but relatively unexplored in preeclampsia. However, no previous study has examined whether variations in ARG1 and ARG2 genes affect NO bioavailability and the risk of preeclampsia. Here, we compared the alleles and genotypes of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in ARG1 (rs2781659; rs2781667; rs2246012; rs17599586) and ARG2 (rs3742879; rs10483801) in healthy pregnant women and preeclampsia, and examined whether these SNPs affect plasma nitrite concentrations (a marker of NO formation) in these groups. Methods: Genotypes for the ARG1 and ARG2 SNPs were determined by Taqman probe and plasma nitrite by an ozone-based chemiluminescence assay. Results: Regarding ARG1 SNPs, the GG genotype and G allele frequencies for rs2781659, and the C allele frequencies for rs2246012 were higher in preeclampsia compared to healthy pregnant women. Moreover, the GG genotype for rs2781659 and the TT genotype for rs2781667 were associated with higher plasma nitrite in healthy pregnant women. We found no association of ARG2 polymorphisms with preeclampsia or nitrite levels in the study groups. Conclusions: Our results suggest that SNPs of ARG1 increase the risk of preeclampsia and modulate plasma nitrite levels in healthy pregnant women. Keywords: arginase, nitric oxide, nitrite, pre-eclampsia, genetic polymorphisms, pregnancy 27