Desarrollo de nanopartículas sólidas lipídicas como sistemas de administración de ADN para terapia génica

290 p. (Bibliogr. 257-290) Correo electrónico de la autora: ana.delpozo@ehu.es

Regulation of single exocytotic events by the cAMP signaling pathway

Permanece por esclarecer como a via de sinalização do cAMP modula a exocitose regulada. Os principais objetivos deste trabalho foram: i) avaliar o efeito do cAMP nos eventos exocitóticos, nas propriedades dos poros de fusão e na secreção hormonal; ii) perceber o impacto da sinalização por cAMP-HCN na exocitose e nas propriedades do poro de fusão; e iii) estudar as propriedades do poro de fusão na presença de um agente neurotóxico comum, como o alumínio. Lactotrofos, isolados a partir da hipófise anterior de ratos Wistar machos, foram usados como modelo celular. Os eventos unitários de fusão exocitótica e a prolactina (PRL) libertada foram avaliados, respetivamente, em ensaios eletrofisiológicos efectuados segundo a técnica de contacto hermético no modo sobre a célula aderida à pipeta porta-elétrodo e com recurso a métodos imunológicos de deteção. Os níveis intracelulares de cAMP foram aumentados por 3-isobutil-1-metilxantina (IMBX), forscolina e N6,2'-O-dibutiril adenosina- 3',5'-monofosfato cíclico (dbcAMP). A expressão dos canais HCN foi determinada por Western-blot, qRT-PCR e imunocitoquímica em combinação com microscopia confocal. Culturas primárias de lactotrofos foram também transfetadas com DNA plasmídico que codifica HCN2 juntamente com a proteína-verde-fluorescente e um agente farmacológico foi usado para avaliar o efeito de cAMP-HCN na exocitose. Observou-se que os lactotrofos responderam à forscolina e ao dbcAMP libertando PRL de um modo bifásico e dependente da concentração, uma vez que a secreção aumentou e diminuiu, respectivamente, na gama de baixas e altas concentrações. Os compostos que elevaram os níveis de cAMP aumentaram os eventos transientes e impediram a fusão completa. Além disso, o dbcAMP promoveu o aparecimento de eventos exocitóticos transientes de elevada periodicidade, cujos poros de fusão, de maior diâmetro, se mativeram abertos durante mais tempo. A expressão das quatro isoformas de HCN foi confirmada nos lactotrofos ao nível do mRNA e, tal como no coração, rim e hipófise, o mais abundante codifica a isoforma HCN2. Nos lactotrofos com sobre-expressão desta isoforma, o dbcAMP não só aumentou a frequência dos eventos transientes e a condutância dos poros, mas também a frequência dos eventos de fusão completa. Enquanto o bloqueador dos canais HCN, ZD7288, reduziu a frequência dos eventos transientes e de fusão completa desencadeados por dbcAMP e diminuiu o diâmetro dos poros de fusão. A simultânea diminuição da libertação de PRL, da frequência dos eventos transientes e do diâmetro dos poros de fusão representaram as principais alterações observados após pré-tratamento dos lactotrofos com concentração micromolar de alumínio. Em conclusão, os resultados demonstram que elevados níveis de cAMP reduzem a secreção de PRL devido à estabilização dos poros de fusão no estado de maior abertura. Além disso, a via de sinalização cAMP-HCN afecta a actividade exocitótica e modifica as propriedades dos poros de fusão, que parecem ser igualmente importantes na citotoxicidade induzida por alumínio.

Development of non-viral vectors for gene therapy for pathologies of the retina

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Desenvolvimento de ferramentas moleculares para indução de tolerância imunológica em transplante

As vacinas de DNA têm sido utilizadas para a indução de imunidade contra antígenos virais e bacterianos. A aplicação de modelos experimentais tem sido explorada visando a indução de tolerância imunológica através da expressão de genes cujos produtos podem modular o sistema imune para um estado de não responsividade. A terapia gênica oferece a possibilidade de manipulação do sistema imune do receptor, através de um sistema de administração de genes específicos sob condições pré-definidas. Sua eficácia depende dos níveis de expressão e da natureza do antígeno, da via de administração assim como de sua distribuição nos tecidos (a qual às vezes depende do promotor utilizado). Porém, sua aplicação clínica é limitada em parte devido aos baixos níveis de expressão obtidos in vivo. A VP22 é uma proteína do tegumento do vírus Herpes simples tipo 1, que tem a propriedade de fazer tráfego intercelular. Estudos recentes têm demonstrado a alta eficiência desta molécula no transporte de proteínas heterólogas como VP22-p53, VP22-β galactosidase e VP22-proteína verde fluorescente. Para a indução de tolerância imunológica, tem sido demonstrado que a persistência do antígeno, pelo menos por algum período, é muito importante. Moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC) têm sido utilizadas para induzir tolerância a nível central ou periférico, em diferentes protocolos. Dentre estas, as moléculas da classe I do camundongo, Kb, têm sido utilizadas com sucesso. O objetivo desse trabalho foi de construir duas vacinas recombinantes: pVP22::Kb e pCIneo::Kb. A primeira contém dois genes clonados na mesma pauta de leitura: a cadeia pesada de classe I Kb e VP22. O cDNA que codifica para o Kb foi obtido pela extração de RNA total de baço de um camundongo C57BL/6 (haplótipo H-2b) seguido de transcrição reversa. Este produto foi amplificado pela reação em cadeia da polimerase. Esta molécula também foi obtida pela amplificação direta do gene Kb previamente clonado no sítio EcoR I do plasmídeo pBluescriptIISK (Stratagene®). Ambos os produtos de PCR foram subclonados com extremidades cegas no plasmídeo pCRBluntII (Invitrogen®). Foram obtidos dezenove plasmídeos recombinantes, denominados pCRBluntII::Kb, e um deles foi escolhido e digerido com as enzimas de restrição Spe I e Xba I e defosforilado com a enzima fosfatase alcalina (CIAP). O fragmento digerido foi clonado nos plasmídeos pVP22-myc/His (Invitrogen®) e pCIneo (Promega®) previamente digeridos com a enzima Xba I. Os novos plasmídeos pVP22::Kb e pCIneo::Kb foram utilizados para transfectar a linhagem celular eucariótica CHO. A expressão do mRNA para o Kb foi confirmada pela transcrição reversa e PCR e a expressão da proteína por imunofluorescência e citometria de fluxo.

Desenvolvimento de uma estratégia de fusão gênica visando à localização de proteínas em plantas

Uma significativa quantidade de proteínas vegetais apresenta-se compartimentalizada nas diversas estruturas celulares. A sua localização pode conduzir à elucidação do funcionamento dos processos biossintéticos e catabólicos e auxiliar na identificação de genes importantes. A fim de localizar produtos gênicos relacionados à resistência, foi utilizada a fusão de cDNAs de arroz (Oryza sativa L.) ao gene da proteína verde fluorescente (GFP). Os cDNAs foram obtidos a partir de uma biblioteca supressiva subtrativa de genes de arroz durante uma interação incompatível com o fungo Magnaporthe grisea. Estes cDNAs foram fusionados a uma versão intensificada de gfp e usados para transformar 500 plantas de Arabidopsis thaliana. Outras 50 plantas foram transformadas com o mesmo vetor, porém sem a fusão (vetor vazio). Foram obtidas aproximadamente 25.500 sementes oriundas das plantas transformadas com as fusões EGFP::cDNAs e 35.000 sementes das transformadas com o vetor vazio, produzindo, respectivamente, 750 e 800 plantas tolerantes ao herbicida glufosinato de amônio. Após a seleção, segmentos foliares das plantas foram analisados por microscopia de fluorescência, visando o estabelecimento do padrão de localização de EGFP. Foram observadas 18 plantas transformadas com a fusão EGFP::cDNAs e 16 plantas transformadas com o vetor vazio apresentando expressão detectável de GFP. Uma planta transformada com uma fusão EGFP::cDNA apresentou localização diferenciada da fluorescência, notadamente nas células guarda dos estômatos e nos tricomas. Após seqüenciamento do cDNA fusionado, foi verificado que esta planta apresentava uma inserção similar a uma seqüência codificante de uma quinase, uma classe de enzimas envolvidas na transdução de sinais em resposta à infecção por patógenos.

Efeitos in vivo e in vitro de agonistas parciais do receptor NOP: implicações para o tratamento da ansiedade, depressão e mania

Introduction: This study aimed to investigate the effects of the two peptide NOP partial agonists (UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2) and the non peptide NOP partial agonist (AT-090) in the mouse emotional behavior as well as in the intracellular transduction pathways following the receptor binding. Methods: Male Swiss or CD-1 mice were used in this study together with NOP(+/+) and NOP(-/-) mice. The elevated plus maze (EPM) was used to evaluate the effects of compounds on anxiety-like behaviors. Diazepam and the NOP agonists, N/OFQ and Ro 65-6570, were used as positive controls in the EPM. NOP(+/+) and NOP(-/-) mice were used to evaluate the selectivity of those compounds that induced anxiolytic-like behaviors. The forced swim test (FST) was used to evaluate the effects of compounds on depressive-like behaviors. Nortriptyline and the NOP antagonists, UFP-101 and SB-612111, were used as positive controls in the FST. The effects of N/OFQ, UFP-101, SB-612111, UFP-113, [F/G]N/OFQ(1-13)NH2, and AT-090 were assessed in the methylphenidate-induced hyperlocomotion (MIH) test; in this assay valproate was used as positive control. The G protein and β-arrestin 2 transduction pathways of NOP receptor agonists (N/OFQ and Ro 65-6570), antagonist (UFP-101), and partial agonists (UFP-113, [F/G]N/OFQ(1-13)NH2, and AT-090) were also evaluated using an innovative assay that measures a bioluminescence resonance energy transfer process. For this, cell lines permanently co-expressing the NOP receptor coupled to luciferase (energy donor), and green fluorescent protein (energy acceptor) coupled to one of the effector proteins (G protein or β-arrestin 2) were used. Results: Diazepam (1 mg/kg), N/OFQ (1 nmol), Ro 65-6570 (0.1 mg/kg), and AT-090 (0.01 mg/kg) induced anxiolytic-like effect in mice in the EPM. The effects of Ro 65-6570 and AT-090 were selective to NOP receptor. UFP-113 (0.01-1 nmol) and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (0.1-3 nmol) were inactive in the EPM. In the FST, nortriptyline (30 mg/kg), UFP-101 (10 nmol), SB-612111 (10 mg/kg), UFP-113 (0.01 and 0.1 nmol), and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (0.3 and 1 nmol) induced antidepressant-like effects, while AT-090 (0.001-0.1 mg/kg) was inactive in this assay. The effects of UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 were selective to NOP receptor. Valproate (400 mg/kg) counteracted methylphenidate (MPH, 10 mg/kg)-induced hyperlocomotion in mice in the open field. N/OFQ (1 nmol), UFP-113 (0.01-0.1 nmol), and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (1 nmol) were also able to reduce the MPH-induced hyperlocomotion, without changing the locomotor activity per se. The effect of UFP-113 was selective to NOP receptor. The UFP-101 (10 nmol), SB-612111 (10 mg/kg), and AT-090 (0.001-0.03 mg/kg) did not change the hyperlocomotor effect of methylphenidate. In vitro, N/OFQ and Ro 65-6570 behaved as NOP full agonists for G-protein and β-arrestin 2 pathways. AT-090 behaved as NOP receptor partial agonist for both transduction pathways, while UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 behaved as partial agonists and antagonists of NOP receptor for NOP/G protein and NOP/β-arrestin 2, respectively. UFP-101 behaved as NOP receptor antagonist for both transduction pathways. Conclusion: NOP ligands producing same effects on NOP/G protein interaction (partial agonism), but with opposite effects on β-arrestin 2 recruitment (partial agonism vs antagonism), can promote different in vivo effects on anxiety and mood as it was observed in the behavioral tests. This work corroborates the potential of NOP receptor as an innovative pharmacological target for the treatment of emotional disorders.

Efeitos in vivo e in vitro de agonistas parciais do receptor NOP: implicações para o tratamento da ansiedade, depressão e mania

Introduction: This study aimed to investigate the effects of the two peptide NOP partial agonists (UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2) and the non peptide NOP partial agonist (AT-090) in the mouse emotional behavior as well as in the intracellular transduction pathways following the receptor binding. Methods: Male Swiss or CD-1 mice were used in this study together with NOP(+/+) and NOP(-/-) mice. The elevated plus maze (EPM) was used to evaluate the effects of compounds on anxiety-like behaviors. Diazepam and the NOP agonists, N/OFQ and Ro 65-6570, were used as positive controls in the EPM. NOP(+/+) and NOP(-/-) mice were used to evaluate the selectivity of those compounds that induced anxiolytic-like behaviors. The forced swim test (FST) was used to evaluate the effects of compounds on depressive-like behaviors. Nortriptyline and the NOP antagonists, UFP-101 and SB-612111, were used as positive controls in the FST. The effects of N/OFQ, UFP-101, SB-612111, UFP-113, [F/G]N/OFQ(1-13)NH2, and AT-090 were assessed in the methylphenidate-induced hyperlocomotion (MIH) test; in this assay valproate was used as positive control. The G protein and β-arrestin 2 transduction pathways of NOP receptor agonists (N/OFQ and Ro 65-6570), antagonist (UFP-101), and partial agonists (UFP-113, [F/G]N/OFQ(1-13)NH2, and AT-090) were also evaluated using an innovative assay that measures a bioluminescence resonance energy transfer process. For this, cell lines permanently co-expressing the NOP receptor coupled to luciferase (energy donor), and green fluorescent protein (energy acceptor) coupled to one of the effector proteins (G protein or β-arrestin 2) were used. Results: Diazepam (1 mg/kg), N/OFQ (1 nmol), Ro 65-6570 (0.1 mg/kg), and AT-090 (0.01 mg/kg) induced anxiolytic-like effect in mice in the EPM. The effects of Ro 65-6570 and AT-090 were selective to NOP receptor. UFP-113 (0.01-1 nmol) and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (0.1-3 nmol) were inactive in the EPM. In the FST, nortriptyline (30 mg/kg), UFP-101 (10 nmol), SB-612111 (10 mg/kg), UFP-113 (0.01 and 0.1 nmol), and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (0.3 and 1 nmol) induced antidepressant-like effects, while AT-090 (0.001-0.1 mg/kg) was inactive in this assay. The effects of UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 were selective to NOP receptor. Valproate (400 mg/kg) counteracted methylphenidate (MPH, 10 mg/kg)-induced hyperlocomotion in mice in the open field. N/OFQ (1 nmol), UFP-113 (0.01-0.1 nmol), and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 (1 nmol) were also able to reduce the MPH-induced hyperlocomotion, without changing the locomotor activity per se. The effect of UFP-113 was selective to NOP receptor. The UFP-101 (10 nmol), SB-612111 (10 mg/kg), and AT-090 (0.001-0.03 mg/kg) did not change the hyperlocomotor effect of methylphenidate. In vitro, N/OFQ and Ro 65-6570 behaved as NOP full agonists for G-protein and β-arrestin 2 pathways. AT-090 behaved as NOP receptor partial agonist for both transduction pathways, while UFP-113 and [F/G]N/OFQ(1-13)NH2 behaved as partial agonists and antagonists of NOP receptor for NOP/G protein and NOP/β-arrestin 2, respectively. UFP-101 behaved as NOP receptor antagonist for both transduction pathways. Conclusion: NOP ligands producing same effects on NOP/G protein interaction (partial agonism), but with opposite effects on β-arrestin 2 recruitment (partial agonism vs antagonism), can promote different in vivo effects on anxiety and mood as it was observed in the behavioral tests. This work corroborates the potential of NOP receptor as an innovative pharmacological target for the treatment of emotional disorders.

Nuevas perspectivas sobre la histopatología de la infección de Pinus Radiata por Fusarium Circinatum

223 p.

Diseño de un vector no viral basado en nanopartículas lipídicas para el tratamiento de la hepatitis C mediante ARN de interferencia

199 p.

Idoneidad de Escherichia coli portadoras de genes que codifican proteínas fluorescentes para conocer el destino de las bacterias intestinales durante el tratamiento de aguas residuales

Presentación de la la comunicación a la VII Reunión Microbiología del Medio Acuático celebradad en Bilbao del 25 al 27 de septiembre de 2008

Molecular genomics of a genetic code alteration

The genetic code is not universal. Alterations to its standard form have been discovered in both prokaryotes and eukaryotes and demolished the dogma of an immutable code. For instance, several Candida species translate the standard leucine CUG codon as serine. In the case of the human pathogen Candida albicans, a serine tRNA (tRNACAGSer) incorporates in vivo 97% of serine and 3% of leucine in proteins at CUG sites. Such ambiguity is flexible and the level of leucine incorporation increases significantly in response to environmental stress. To elucidate the function of such ambiguity and clarify whether the identity of the CUG codon could be reverted from serine back to leucine, we have developed a forced evolution strategy to increase leucine incorporation at CUGs and a fluorescent reporter system to monitor such incorporation in vivo. Leucine misincorporation increased from 3% up to nearly 100%, reverting CUG identity from serine back to leucine. Growth assays showed that increasing leucine incorporation produced impressive arrays of phenotypes of high adaptive potential. In particular, strains with high levels of leucine misincorporation exhibited novel phenotypes and high level of tolerance to antifungals. Whole genome re-sequencing revealed that increasing levels of leucine incorporation were associated with accumulation of single nucleotide polymorphisms (SNPs) and loss of heterozygozity (LOH) in the higher misincorporating strains. SNPs accumulated preferentially in genes involved in cell adhesion, filamentous growth and biofilm formation, indicating that C. albicans uses its natural CUG ambiguity to increase genetic diversity in pathogenesis and drug resistance related processes. The overall data provided evidence for unantecipated flexibility of the C. albicans genetic code and highlighted new roles of codon ambiguity on the evolution of genetic and phenotypic diversity.

Idrogeologia e geomorfologia dell'area carsica Buca di Ronzana, Dolina dell'Inferno e Farneto

Il ritrovamento, all'interno del Complesso Partigiano-Modenesi, di un grosso collettore attivo ha aggiunto un nuovo interrogativo nella già complessa situazione idrogeologica dell'area carsica Farneto, Buca di Ronzana, Dolina dell'Inferno. Si è quindi fatto ricorso ad un'attenta ricerca bibliografica riguardo alle colorazioni precedenti e ad un'accurata ricerca sul campo, in cui sono state descritte ed analizzate tutte le grotte, inghiottitoi e risorgenti attive della zona. In seguito è stata eseguita una nuova colorazione, immettendo 200 g di fluoresceina nella Valle Cieca di Ronzana il 16/5/2016, con fluocaptori posizionati in tre punti all'interno del Complesso Partigiano-Modenesi, nelle due risorgenti accessibili (Grotta Nuova e Ca' Masetti) e nella Grotta del Farneto. Il 22/5/2016 è stato osservato il torrente attivo principale della Grotta dei Modenesi di colore verde fluorescente, mentre nessuna traccia di colore è stata vista nelle altre cavità e nelle risorgenti. A fronte dei lavori svolti e dei risultati ottenuti con la collaborazione del GSB – USB, si può dunque affermare che: a) il torrente attivo scoperto a dicembre 2015 nel Complesso Grotta del Partigiano – Grotta dei Modenesi riceve l'acqua dalla Valle Cieca di Ronzana e, secondo le colorazioni di L. Fantini del 1959 e R. Casali nel 1972, recapita alla ex-risorgente del Fontanaccio, infine sfocia nel torrente Zena, dopo aver percorso un livello basso della Grotta del Farneto, inaccessibile all'uomo; b) il Sistema Ronzana-Modenesi-Farneto risulta completamente separato dall'adiacente sistema parallelo Coralupi-Nuova e dalla Risorgente di Ca' Masetti; c) le ricerche, le descrizioni e i risultati ottenuti con questa tesi possono essere utilizzati come base per effettuare nuove ricerche negli altri sistemi idrologici dell'area, in modo da chiarirne ulteriormente la circolazione idrica ipogea.

Proliferação celular em gestações naturais e de conceptos bovinos transgênicos e clonados, que expressam a proteína fluorescente verde (GFP)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Animal - FEIS