Mutagénèse semi-aléatoire au site actif de la DHFR humaine : création et caractérisation de variantes hautement résistantes au MTX.

La dihydrofolate réductase humaine (DHFRh) est une enzyme essentielle à la prolifération cellulaire. Elle réduit le dihydrofolate en tétrahydrofolate, un co-facteur impliqué dans la biosynthèse des purines et du thymidylate. La DHFRh est une cible de choix pour des agents de chimiothérapie comme le méthotrexate (MTX), inhibant spécifiquement l’enzyme ce qui mène à un arrêt de la prolifération et ultimement à la mort cellulaire. Le MTX est utilisé pour le traitement de plusieurs maladies prolifératives, incluant le cancer. La grande utilisation du MTX dans le milieu clinique a mené au développement de mécanismes de résistance, qui réduisent l’efficacité de traitement. La présente étude se penche sur l’un des mécanismes de résistance, soit des mutations dans la DHFRh qui réduisent son affinité pour le MTX, dans le but de mieux comprendre les éléments moléculaires requis pour la reconnaissance de l’inhibiteur au site actif de l’enzyme. En parallèle, nous visons à identifier des variantes plus résistantes au MTX pour leur utilisation en tant que marqueurs de sélection en culture cellulaire pour des systèmes particuliers, tel que la culture de cellules hématopoïétiques souches (CHS), qui offrent des possibilités intéressantes dans le domaine de la thérapie cellulaire. Pour étudier le rôle des différentes régions du site actif, et pour vérifier la présence d’une corrélation entre des mutations à ces régions et une augmentation de la résistance au MTX, une stratégie combinatoire a été dévelopée pour la création de plusieurs banques de variantes à des résidus du site actif à proximité du MTX lié. Les banques ont été sélectionnées in vivo dans un système bactérien en utilisant des milieux de croissance contenant des hautes concentrations de MTX. La banque DHFRh 31/34/35 généra un nombre considérable de variantes combinatoires de la DHFRh hautement résistantes au MTX. Les variantes les plus intéressantes ont été testées pour leur potentiel en tant que marqueur de sélection dans plusieurs lignées cellulaires, dont les cellules hématopoïétiques transduites. Une protection complète contre les effets cytotoxiques du MTX a été observée chez ces cellules suite à leur infection avec les variantes combinatoires. Pour mieux comprendre les causes moléculaires reliées à la résistance au MTX, des études de structure tridimensionnelle de variantes liées au MTX ont été entreprises. La résolution de la structure de la double variante F31R/Q35E lié au MTX a révélé que le phénotype de résistance était attribuable à d’importantes différences entre le site actif de la double variante et de l’enzyme native, possiblement dû à un phénomème dynamique. Une compréhension plus générale de la reconnaissance et la résistance aux antifolates a été réalisée en comparant des séquences et des structures de variantes de la DHFR résistants aux antifolates et provenant de différentes espèces. En somme, ces travaux apportent de nouveaux éléments pour la comprehension des intéractions importantes entre une enzyme et un ligand, pouvant aider au développement de nouveaux antifolates plus efficaces pour le traitement de diverses maladies. De plus, ces travaux ont généré de nouveaux gènes de résistance pouvant être utilisés en tant que marqueurs de sélection en biologie cellulaire.

Découverte d'inhibiteurs de la dihydrofolate réductase R67 impliquée dans la résistance au triméthoprime.

Le triméthoprime (TMP) est un antibiotique communément utilisé depuis les années 60. Le TMP est un inhibiteur de la dihydrofolate réductase (DHFR) bactérienne chromosomale. Cette enzyme est responsable de la réduction du dihydrofolate (DHF) en tétrahydrofolate (THF) chez les bactéries, qui lui, est essentiel à la synthèse des purines et ainsi, à la prolifération cellulaire. La résistance bactérienne au TMP est documentée depuis plus de 30 ans. Une des causes de cette résistance provient du fait que certaines souches bactériennes expriment une DHFR plasmidique, la DHFR R67. La DHFR R67 n'est pas affectée par le TMP, et peut ainsi remplacer la DHFR chromosomale lorsque celle-ci est inhibée par le TMP. À ce jour, aucun inhibiteur spécifique de la DHFR R67 est connu. En découvrant des inhibiteurs contre la DHFR R67, il serait possible de lever la résistance au TMP que la DHFR R67 confère aux bactéries. Afin de découvrir des inhibiteurs de DHFR R67, les approches de design à base de fragments et de criblage virtuel ont été choisies. L'approche de design à base de fragments a permis d'identifier sept composés simples et de faible poids moléculaire (fragments) inhibant faiblement la DHFR R67. À partir de ces fragments, des composés plus complexes et symétriques, inhibant la DHFR R67 dans l'ordre du micromolaire, ont été élaborés. Des études cinétiques ont montré que ces inhibiteurs sont compétitifs et qu'au moins deux molécules se lient simultanément dans le site actif de la DHFR R67. L'étude d'analogues des inhibiteurs micromolaires de la DHFR R67 a permis de déterminer que la présence de groupements carboxylate, benzimidazole et que la longueur des molécules influencent la puissance des inhibiteurs. Une étude par arrimage moléculaire, appuyée par les résultats in vitro, a permis d'élaborer un modèle qui suggère que les résidus Lys32, Gln67 et Ile68 seraient impliqués dans la liaison avec les inhibiteurs. Le criblage virtuel de la librairie de 80 000 composés de Maybridge avec le logiciel Moldock, et les essais d'inhibition in vitro des meilleurs candidats, a permis d'identifier quatre inhibiteurs micromolaires appartenant à des familles distinctes des composés précédemment identifiés. Un second criblage virtuel, d'une banque de 6 millions de composés, a permis d'identifier trois inhibiteurs micromolaires toujours distincts. Ces résultats offrent la base à partir de laquelle il sera possible de développer iv des composés plus efficaces et possédant des propriétés phamacologiquement acceptables dans le but de développer un antibiotique pouvant lever la résistance au TMP conféré par la DHFR R67.

Ectonucleotidase activities are altered in serum and platelets of L-NAME-treated rats

It is well known that hypertension is closely associated to the development of vascular diseases and that the inhibition of nitric oxide biosynthesis by administration of N omega-Nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride (L-NAME) leads to arterial hypertension. In the vascular system, extracellular purines mediate several effects: thus, ADP is the most important platelet agonist and recruiting agent, while adenosine, all end product Of nucleotide metabolism, is a vasodilator and inhibitor of platelet activation and recruitment. Members of several families of enzymes, known as ectonucleotidases, including E-NTPDases (ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase), E-NPP (ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase) and 5`-nucleotidase are able to hydrolyze extracellular nucleotides until their respective nucleosides. We investigated the ectonuclectidase activities of serum and platelets from rats made hypertensive by oral administration of L-NAME (30 mg/kg/day for 14 days or 30 mg/kg/day for 14 days Plus 7 days of L-NAME washout, in the drinking water) in comparison to normotensive control rats. L-NAME promoted a significant rise in systolic blood pressure from 112 +/- 9.8 to 158 +/- 23 mmHg. The left ventricle weight index (LVWI) was increased in rats treated with L-NAME for 14 days when compared to control animals. In Serum samples, ATP, ADP and AMP hydrolysis were reduced by about 27%, 36% and 27%, respectively. In platelets, the decrease in ATP, ADP and AMP hydrolysis Was approximately 27%, 24% and 32%, respectively. All parameters recovered after 7 days of L-NAME washout. HPLC demonstrated a reduction in ADP, AMP and hypoxanthine levels by about 64%, 69% and 87%, respectively. In this study, we showed that ectonucleotidase activities are decreased in serum and platelets from L-NAME-treated rats, which should represent an additional risk for the development of hypertension. The modulation of ectonucleotidase activities may represent an approach to antihypertensive therapy via inhibition of spontaneous platelet activation and recruitment, as well as thrombus formation. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

The influence of allopurinol on urinary purine loss after repeated sprint exercise in man

The influence of allopurinol on urinary purine loss was examined in 7 active male subjects (age 24.9 ± 3.0 years, weight 82.8 ± 8.3 kg, V˙o₂peak 48.1 ± 6.9 mL · kg⁻¹ · min⁻¹). These subjects performed, in random order, a trial with 5 days of prior ingestion of a placebo or allopurinol. Each trial consisted of eight 10-second sprints on an air-braked cycle ergometer and was separated by at least a week. A rest period of 50 seconds separated each repeated sprint. Forearm venous plasma inosine, hypoxanthine (Hx) and uric acid concentrations were measured at rest and during 120 minutes of recovery from exercise. Urinary inosine, Hx, xanthine, and uric acid excretion were also measured before and for 24 hours after exercise. During the first 120 minutes of recovery, plasma Hx concentrations, as well as the urinary Hx and xanthine excretion rates, were higher (P < .05) with allopurinol compared with the placebo trial. In contrast, plasma uric acid concentration and urinary uric acid excretion rates were lower (P < .05) with allopurinol. The total urinary excretion of purines (inosine + Hx + xanthine + uric acid) above basal levels was higher in the allopurinol trial compared with placebo. These results indicate that the total urinary purine excretion after intermittent sprint exercise was enhanced with allopurinol treatment. Furthermore, the composition of urinary purines was markedly affected by this drug.

Electrophysiological effects of guanosine and MK-801 in a quinolinic acid-induced seizure model

TORRES, F ; FILHO, M.S. ; ANTUNES, C. ; KALININE, E. ; ANTONIOLLI, E. ; PORTELA, Luis Valmor ; SOUZA, Diogo Onofre ; TORT, A. B. L. . Electrophysiological effects of guanosine and MK-801 in a quinolinic acid-induced seizure model. Experimental Neurology , v. 221, p. 296-306, 2010

Dermatose responsiva à biotina em cão

Os transtornos da pele e dos pelos são parte importante na prática clínica de pequenos animais. Numerosos fatores nutricionais afetam a homeostase, a qualidade e o aspecto da pelagem. As vitaminas do complexo B incluem compostos hidrossolúveis necessários como coenzimas em diversas funções celulares envolvidas no metabolismo energético e na síntese tecidual. A biotina, em especial, é necessária nas reações de carboxilação, participando da síntese de ácidos graxos, aminoácidos e purinas pelo tecido epitelial. Uma cadela com quadro de cistite recorrente e tumor venéreo transmissível foi tratada com antibioticoterapia prolongada e quimioterapia. Após alguns meses de tratamento, foram observadas lesões no plano nasal e nos coxins plantar e palmar, caracterizadas por hiperceratose, espessamento, fissuras, sangramento e inflamação. O paciente recebeu suplementação de 15mg de biotina por via oral (equivalente a 1,4mg kg-1 de peso corporal), uma vez por dia, durante 60 dias, havendo importante regressão das lesões. Sugere-se que, sob antibioticoterapia e doença, a síntese intestinal de biotina possa não ter sido suficiente, sendo necessária sua suplementação.

Teores de proteína bruta para bovinos alimentados com feno de capim-tifton 85: parâmetros ruminais, eficiência de síntese microbiana e degradabilidade in situ

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Lower levels of oxidative DNA damage and apoptosis in lymphocytes from patients undergoing surgery with propofol anesthesia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of diet on oxidative DNA damage, uracil misincorporation and DNA repair capability

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Structure of human PNP complexed with ligands

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) is a key enzyme in the purine-salvage pathway, which allows cells to utilize preformed bases and nucleosides in order to synthesize nucleotides. PNP is specific for purine nucleosides in the beta-configuration and exhibits a strong preference for purines containing a 6-keto group and ribosyl-containing nucleosides relative to the corresponding analogues. PNP was crystallized in complex with ligands and data collection was performed using synchrotron radiation. This work reports the structure of human PNP in complex with guanosine (at 2.80 angstrom resolution), 3' deoxyguanosine (at 2.86 angstrom resolution) and 8-azaguanine (at 2.85 angstrom resolution). These structures were compared with the PNP-guanine, PNP-inosine and PNP-immucillin-H complexes solved previously.

Kinetics and crystal structure of human purine nucleoside phosphorylase in complex with 7-methyl-6-thio-guanosine

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) catalyzes the reversible phosphorolysis of nucleosides and deoxynucleosides, generating ribose 1-phosphate and the purine base, which is an important step of purine catabolism pathway. The lack of such an activity in humans, owing to a genetic disorder, causes T-cell impairment, and drugs that inhibit this enzyme may have the potential of being utilized as modulators of the immunological system to treat leukemia, autoimmune diseases, and rejection in organ transplantation. Here, we describe kinetics and crystal structure of human PNP in complex with 7-methyl-6-thio-guanosine, a synthetic substrate, which is largely used in activity assays. Analysis of the structure identifies different protein conformational changes upon ligand binding, and comparison of kinetic and structural data permits an understanding of the effects of atomic substitution on key positions of the synthetic substrate and their consequences to enzyme binding and catalysis. Such knowledge may be helpful in designing new PNP inhibitors. © 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Influence of experimental canine ehrlichiosis on the E-ADA activity and purine levels in serum and possible functional correlations with pathogenesis

The aim of this study was to evaluate adenosine deaminase activity and purines levels in serum of dogs experimentally infected by Ehrlichia canis. Banked serum samples of dogs divided into two groups with five animals each: healthy animals and animals infected by E. canis. The concentration of purines (adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), adenosine monophosphate (AMP), adenosine, inosine, hypoxanthine, xanthine and uric acid), and adenosine deaminase (E-ADA) activity in sera were evaluated. Samples were collected on days 12 and 30 post-infection (PI). The E-ADA activity showed a significant reduction on day 12 PI, and increased on day 30 PI in dogs infected with E. canis. On day 12, an increase in seric concentration of ATP, ADP and adenosine was verified, and different levels of hypoxanthine, xanthine and uric acid had a drastic reduction in infected compared healthy dogs (P< 0.05). However, on day 30 PI, the levels of seric ADP and AMP decreased, unlike the concentration of xanthine and uric acid that increased significantly in infected dogs (P< 0.05). Therefore, the activity of E-ADA and purine levels are altered in experimental canine ehrlichiosis, probably with the purpose of modulating the pathogenesis of the disease related to immune response, oxidative stress and coagulation disorders in acute phase. © 2013 Elsevier B.V.

Polimorfismos gênicos e danos no DNA em indivíduos com obesidade mórbida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da suplementação com licopeno no estresse oxidativo decorrente da prenhez

Pós-graduação em Fisiopatologia em Clínica Médica - FMB

Comparison of oxidative stress in ASA physical status I patients scheduled for minimally invasive surgery under balanced or intravenous anesthesia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)