Function of microRNA-146a and NF-κB in physiologic and pathologic hematopoiesis

During inflammation and infection, hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) are stimulated to proliferate and differentiate into mature immune cells, especially of the myeloid lineage. MicroRNA-146a (miR-146a) is a critical negative regulator of inflammation. Deletion of the gene encoding miR-146a—expressed in all blood cell types—produces effects that appear as dysregulated inflammatory hematopoiesis, leading to a decline in the number and quality of hematopoietic stem cells (HSCs), excessive myeloproliferation, and, ultimately, to exhaustion of the HSCs and hematopoietic neoplasms. Six-week-old deleted mice are normal, with no effect on cell numbers, but by 4 months bone marrow hypercellularity can be seen, and by 8 months marrow exhaustion is becoming evident. The ability of HSCs to replenish the entire hematopoietic repertoire in a myelo-ablated mouse also declines precipitously as miR-146a-deficient mice age. In the absence of miR-146a, LPS-mediated serial inflammatory stimulation accelerates the effects of aging. This chronic inflammatory stress on HSCs in deleted mice involves a molecular axis consisting of upregulation of the signaling protein TRAF6 leading to excessive activity of the transcription factor NF-κB and overproduction of the cytokine IL-6. At the cellular level, transplant studies show that the defects are attributable to both an intrinsic problem in the miR-146a-deficient HSCs and extrinsic effects of miR-146a-deficient lymphocytes and non-hematopoietic cells. This study has identified a microRNA, miR-146a, to be a critical regulator of HSC homeostasis during chronic inflammatory challenge in mice and has provided a molecular connection between chronic inflammation and the development of bone marrow failure and myeloproliferative neoplasms. This may have implications for human hematopoietic malignancies, such as myelodysplastic syndrome, which frequently displays downregulated miR-146a expression.

Processo de separação por membranas para remoção de sulfato de níquel e zinco de efluente sintético de indústrias metal-mecânicas

O objetivo do presente trabalho foi investigar o desempenho de membranas comerciais e funcionalizadas na remoção de metais pesados de efluentes sintéticos, simulando os efluentes gerados pelas indústrias metal-mecânicas. As membranas funcionalizadas foram preparadas em laboratório a partir de diferentes poli (éter imidas) sulfonadas, SPEI, que apresentavam alta hidrofilicidade e capacidade de troca iônica. As permeabilidades hidráulicas das membranas de SPEI aumentaram com o grau de sulfonação. Porém, as rejeições foram ainda muito baixas comparadas as membranas comerciais. Por esta razão, algumas membranas comerciais (NF-90, SW30, HRP98PP e BW30LE) foram investigadas e avaliadas quanto ao comportamento da permeabilidade de água e o grau de rejeição a metais pesados. Os resultados mostraram que a membrana de osmose inversa de baixa energia (BW30LE) tinha o melhor fluxo de água (48,44 L/h.m2) e grau de rejeição a cádmio (98%). Logo, ela foi selecionada para o tratamento dos efluentes sintéticos de indústrias metal-mecânicas contendo níquel e zinco. As indústrias da região de Valencia, na Espanha, forneceram amostras de seus efluentes para análise quantitativa, possibilitando o prepararo de soluções sintéticas modelos. Os resultados foram obtidos variando algumas condições de permeação, tais como a força motriz, o pH e a concentração dos metais na solução de alimentação. Os resultados indicaram que o processo de osmose inversa com a membrana BW30LE é altamente adequado para o tratamento de efluentes contendo metais pesados

Efeito de ExoU na ativação de NF-κB e na secreção de IL-8 por células humanas infectadas por Pseudomonas aeruginosa

ExoU, uma citotoxina produzida pelo patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa e translocada para o citossol de células hospedeiras via sistema de secreção do tipo III, é associada à gravidade de infecções agudas. Estudos anteriores realizados em nosso laboratório relataram a potente atividade pró-inflamatória de ExoU, responsável por um intenso recrutamento de neutrófilos para o sítio de infecção. No presente trabalho, o efeito de ExoU na modulação da ativação do fator transcricional NF-κB e na regulação da expressão e da secreção da quimiocina para neutrófilos IL-8 foi avaliado em culturas de células epiteliais respiratórias e endoteliais humanas infectadas com a cepa PA103 de P. aeruginosa (produtora de ExoU) ou com a mutante deletada no gene exoU, PA103κexoU. Análises por RT-PCR semi-quantitativo mostraram que a infecção pela cepa produtora de ExoU levou ao aumento dos níveis de mRNA de IL-8, enquanto ensaios de alteração da mobilidade eletroforética (EMSA), supershift e com gene repórter mostraram que ExoU induziu a translocação nuclear do heterodímero transativador p65/p50 de NF-κB e a ativação da transcrição de genes dependente deste fator transcricional. Adicionalmente, o tratamento das culturas celulares com um inibidor de NF-κB antes da infecção bacteriana reduziu significativamente os níveis de mRNA de IL-8 e da secreção desta quimiocina. Em conjunto, estes resultados mostram que ExoU ativa NF-κB e, consequentemente, estimula a expressão e a secreção de IL-8 por células epiteliais respiratórias e células endoteliais infectadas com P. aeruginosa

Differential activity of GSK-3 isoforms regulates NF-kappa B and TRAIL- or TNF alpha induced apoptosis in pancreatic cancer cells

While TRAIL is a promising anticancer agent due to its ability to selectively induce apoptosis in neoplastic cells, many tumors, including pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA), display intrinsic resistance, highlighting the need for TRAIL-sensitizing agents. Here we report that TRAIL-induced apoptosis in PDA cell lines is enhanced by pharmacological inhibition of glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) or by shRNA-mediated depletion of either GSK-3 alpha or GSK-3 beta. In contrast, depletion of GSK-3 beta, but not GSK-3 alpha, sensitized PDA cell lines to TNF alpha-induced cell death. Further experiments demonstrated that TNF alpha-stimulated I kappa B alpha phosphorylation and degradation as well as p65 nuclear translocation were normal in GSK-3 beta-deficient MEFs. Nonetheless, inhibition of GSK-3 beta function in MEFs or PDA cell lines impaired the expression of the NF-kappa B target genes Bcl-xL and cIAP2, but not I kappa B alpha. Significantly, the expression of Bcl-xL and cIAP2 could be reestablished by expression of GSK-3 beta targeted to the nucleus but not GSK-3 beta targeted to the cytoplasm, suggesting that GSK-3 beta regulates NF-kappa B function within the nucleus. Consistent with this notion, chromatin immunoprecipitation demonstrated that GSK-3 inhibition resulted in either decreased p65 binding to the promoter of BIR3, which encodes cIAP2, or increased p50 binding as well as recruitment of SIRT1 and HDAC3 to the promoter of BCL2L1, which encodes Bcl-xL. Importantly, depletion of Bcl-xL but not cIAP2, mimicked the sensitizing effect of GSK-3 inhibition on TRAIL-induced apoptosis, whereas Bcl-xL overexpression ameliorated the sensitization by GSK-3 inhibition. These results not only suggest that GSK-3 beta overexpression and nuclear localization contribute to TNF alpha and TRAIL resistance via anti-apoptotic NF-kappa B genes such as Bcl-xL, but also provide a rationale for further exploration of GSK-3 inhibitors combined with TRAIL for the treatment of PDA.

Double proximity effect in lateral S-NF-S junctions

We investigate planar Josephson junctions where the intermediate spacer between the two superconductors is an hybrid structure made by a normal metal and a ferromagnet. The different behaviors of the S-N-S junctions with thicknesses of 50 nm in both Cu and Nb layers, and S-N/F-S junctions with 10 nm of Co, 50 nm of Cu and 50 nm of Nb are studied. In this way, we analyze the influence of the ferromagnetic exchange interaction on the proximity effect. A dramatic supression of the josephson critical current of the Nb-(Cu/Co)-Nb junctions is observed. We believe that the reason for this is due to the length scale of the superconducting correlations of the electrons and holes of the weak link is larger than the thickness of Cu/Co bilayer.