Orientador: Rejane Maira GóesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Dentre os efeitos decorrentes do diabetes na próstata de roedores estão à atrofia prostática, comprometimento da capacidade secretora, desequilíbrio na cinética epitelial, remodelação da matriz extracelular e mudanças morfofuncionais nas células estromais. Essas alterações têm sido associadas em grande parte à queda androgênica e à escassez insulínica. Entretanto, não se podem negligenciar os efeitos da hiperglicemia prolongada que ocasiona estresse oxidativo. A melatonina (MLT) possui propriedades antitumorais e é um potente antioxidante. Os indivíduos diabéticos apresentam comprometimento da síntese de MLT. Este estudo visou examinar se o tratamento de ratos com MLT desde o período pré-púbere até a idade adulta afeta a maturação da próstata ventral e os efeitos da administração prolongada de MLT na glândula. Também foi analisado o papel protetor da MLT nas alterações decorrentes do diabetes experimental em curto e longo prazo. A MLT foi administrada na água de beber (10?g/Kg peso corpóreo/dia) a partir da 5ª semana de idade até o final do experimento. Na 13ª semana de idade o diabetes foi induzido pela estreptozotocina (STZ, 40mg/Kg de peso corpóreo, ip). Os ratos foram eutanasiados na 14ª semana (1 semana de diabetes) e na 21ª semana de idade (2 meses de diabetes). Os resultados desse delineamento experimental (8 grupos/N = 10) resultaram em 3 capítulos. No 1º capítulo foram quantificados a atividade de catalase (CAT), glutationa S-tranferase (GST) e glutationa peroxidase (GPx) e peroxidação lipídica na próstata, testículo e epidídimo. O sistema antioxidante prostático foi o mais vulnerável ao diabetes, no qual houve aumento em curto prazo da GPx e da GST (p = 0.0186) e em longo termo da CAT e GST (p ? 0.001). A ingestão de MLT por ratos saudáveis aumentou em 47% a atividade da GPx epididimal. A MLT normalizou as desordens enzimáticas na próstata demonstrando a sua ação antioxidante mesmo em baixa dosagem. No 2º capítulo foram analisados os efeitos da MLT na maturação prostática e nas injúrias causadas pelo diabetes com ênfase na proliferação celular, apoptose e expressão do receptor de andrógeno (AR). Esse neurohormônio diminuiu em 10% a frequência de células AR-positivas epiteliais em ratos saudáveis no início da vida adulta. O tratamento com MLT a ratos diabéticos de longo prazo diminuiu os índices apoptóticos e aumentou a proliferação celular, devido à normalização da testosterona circulante encontrada nesses animais. A influência in vitro da MLT em células tumorais andrógeno-dependentes (22Rv1), independentes (PC3) e células epiteliais humanas (PNTA1) em condições normais (NC) e hiperglicêmicas (HG) foram avaliadas. As células 22Rv1 foram as mais sensíveis à MLT. Esse hormônio diminuiu os índices mitóticos das linhagens 22Rv1 e PNTA após curta pré-incubação em meio hiperglicêmico. Porém, os níveis proliferativos das células PC3 foram favorecidos pela MLT em condições HG. Assim como nos animais diabéticos de longo prazo, a MLT favoreceu a sobrevivência das células PC3 em condições hiperglicêmicas. No 3º capítulo foi analisado se o diabetes induzido por STZ favorece o estabelecimento de lesões malignas e pré-malignas na próstata. Também foi avaliado se a MLT evita o desenvolvimento dessas alterações histopatológicas nos animais diabéticos e se ingestão desse hormônio afeta o componente epitelial e estromal de animais sadios. A MLT foi mais influente na histologia prostática quando administrada durante a puberdade. Esse tratamento atenuou a atrofia epitelial e das células musculares lisas, restaurou a distribuição colagênica e reduziu a incidência de neoplasias intraepiteliais (PIN) de alto grau, prostatite e atrofia proliferativa inflamatória (PIA) nos ratos diabéticos. Entretanto, a baixa dosagem MLT não impediu a ocorrência do carcinoma microinvasivo. O diabetes induzido por STZ permite o estudo da incidência e progressão tumoral em condições de hiperglicemia, porém não se podem descartar os efeitos específicos da droga tais como o aumento da metilação que ocorre nos animais diabéticosAbstract: The prostate response to diabetes in rodents includes atrophy, impairment of secretory activity, imbalance in epithelial kinetics, extracellular matrix remodeling and morphofuncional changes of stromal cells. These alterations are associated to the drop of androgen levels and insulin scarcity. However, the effects of prolonged hyperglycemia, which leads to oxidative stress, cannot be neglected. Melatonin (MLT) has antitumor and antioxidant actions. Diabetic individuals have a malfunction of MLT synthesis. This investigation aimed to examine if MLT treatment to rats since prepubertal period until adulthood affects ventral prostate maturation and the effects of prolonged administration of this hormone in the gland. The protective action of MLT on alterations caused by short- and long-term diabetes was also analyzed. MLT was provided in drinking water (10 ?g/kg b.w./day) since 5th week of age until the end of experiment. Diabetes was induced by streptozotocin (STZ, 40mg/kg b.w., ip) in 13 weeks old rats. The rats were euthanized with 14 (one-week diabetes) or 21 weeks old (two months diabetes). The results of the above experimental design (8 groups/N =10) were divided in 3 chapters. In the first chapter, the activity of catalase (CAT), gluthatione S-transferase (GST) and glutathione peroxidase (GPx) and lipid peroxidation levels were assessed in prostate, testis and epidydimis. Prostate antioxidant system was the most vulnerable to diabetic condition, in which there was an increase of GPx and GST (p = 0.0186) activities at short-term, and CAT and GST (p ? 0.001) at long-term. MLT normalized the enzymatic disorders in prostate, proving its antioxidant property even at low dosage. In the second chapter, the effects of MLT in prostate maturation and injuries caused by experimental diabetes were studied regarding cell proliferation, apoptosis and androgen receptor expression (AR). This neurohormone decreased by 10% frequency of the epithelial AR-positive cells in healthy rats at early adult life. The treatment with MLT to long-term diabetic rats decreased the apoptotic index and increased the cell proliferation, and this was due to the normalization of circulating testosterone levels found in these animals. The in vitro effect of MLT on androgen-dependent (22Rv1), independent (PC3) tumor cells and human epithelial cells (PNTA1) under normal (NC) and hyperglycemic (HG) conditions were evaluated. 22Rv1 cells were the most sensitive to MLT. This hormone diminished the mitosis of 22Rv1 and PNTA1 after short pre-incubation in hyperglycemic medium. Similar to the long-term diabetic animals, MLT favored the survival of PC3 cells in hyperglycemic condition. In the third chapter, we investigated if STZ-induced diabetes favors the establishment of malignant and pre-malignant lesions in prostate. The effectiveness of MLT in avoiding these histopathological alterations in diabetic animals and if its ingestion by healthy rats affects the epithelial and stromal compartiments were evaluated. MLT was more influent in prostatic histology when administered during puberty. This treatment attenuated the atrophy of epithelium and smooth muscle cells, restored the collagen distribution and reduced the incidence of high-grade intraepithelial neoplasia (PIN), prostatitis and proliferative inflammatory atrophy (PIA). Meanwhile, low doses of MLT did not preclude the occurrence of microinvasive carcinoma. The STZ-induced diabetes allows the assessment of tumor incidence and progression under hyperglycemic conditions, but the secondary effects of STZ cannot be discarded, as the increase of DNA methylation found in diabetic animalsDoutoradoBiologia CelularDoutora em Biologia Funcional e Molecular