Tauroursodeoxycholic acid prevents retinal degeneration in transgenic P23H rats

Purpose. To evaluate the preventive effect of tauroursodeoxycholic acid (TUDCA) on photoreceptor degeneration, synaptic connectivity and functional activity of the retina in the transgenic P23H rat, an animal model of autosomal dominant retinitis pigmentosa (RP). Methods. P23H line-3 rats were injected with TUDCA once a week from postnatal day (P)21 to P120, in parallel with vehicle-administered controls. At P120, functional activity of the retina was evaluated by electroretinographic (ERG) recording. The effects of TUDCA on the number, morphology, integrity, and synaptic connectivity of retinal cells were characterized by immunofluorescence confocal microscopy. Results. The amplitude of ERG a- and b-waves was significantly higher in TUDCA-treated animals under both scotopic and photopic conditions than in control animals. In the central area of the retina, TUDCA-treated P23H rats showed threefold more photoreceptors than control animals. The number of TUNEL-positive cells was significantly smaller in TUDCA-treated rats, in which photoreceptor morphology was preserved. Presynaptic and postsynaptic elements, as well as the synaptic contacts between photoreceptors and bipolar or horizontal cells, were preserved in TUDCA-treated P23H rats. Furthermore, in TUDCA-treated rat retinas, the number of both rod bipolar and horizontal cell bodies, as well as the density of their synaptic terminals in the outer plexiform layer, was greater than in control rats. Conclusions. TUDCA treatment was capable of preserving cone and rod structure and function, together with their contacts with their postsynaptic neurons. The neuroprotective effects of TUDCA make this compound potentially useful for delaying retinal degeneration in RP.

Estudio de la muerte celular por Apoptosis en el ovario de Columba maculosa y Columbina picui (Aves:Columbidae) durante el Ciclo Reproductivo Anual.”

En este trabajo se analizarán las características estructurales, cuantitativas y el proceso de muerte celular por apoptosis en el ovario de C. maculosa y C.picui con el objetivo de aportar conocimientos básicos a la biología reproductiva de estas aves. Cincuenta hembras adultas de cada especie se capturarán en el Dpto. Río Primero (Pcia. de Cba), R. Argentina, durante el ciclo reproductivo 2011-2012. Las muestras de ovarios se fijaran en Formalina Neutra pH 7.0, procesarán con la técnica de inclusión en parafina y colorearan con Hematoxilina /Eosina y Reacción Nuclear de Feulgen. Cinco muestras serán utilizadas para la determinación de muerte celular por apoptosis con la técnica de TUNEL. Se estudiarán las características morfohistológicas del ovario de C.maculosa y C. picui e identificarán, categorizarán y cuantificarán los folículos atrésicos no bursting (folículos atrésicos previtelogénicos y vcitelogénicos pequeños que conservan la integridad de la pared folicular) y bursting (folículos vitelogénicos mayores de 2 mm que liberar el contenido folicular por ruptura de la pared folicular) durante el ciclo reproductivo anual. Mediante la marcación de ADN fragmentado, se revelará la muerte celular por apoptosis en las células granulosas de los folículos atrésicos. Se compararán las semejanzas y diferencias estructurales y cuantitativas y el proceso de muerte celular en los folículos regresivos entre las dos especies. Los resultados de este trabajo representarán un importante aporte al conocimiento de la atresia folicular como así también a la muerte celular, un proceso estrechamente asociado a la misma, aún poco estudiado en el ovario de las aves.

Aspectos bioquímicos y celulares de la reproducción de los vectores de la enfermedad de Chagas: regulación e importancia fisiológica.

En la hipótesis de trabajo del presente proyecto se considera la importancia del metabolismo de lípidos y proteínas en los insectos hematófagos, en particular en los vectores de la enfermedad de Chagas, para afrontar exitosamente la demanda energética de la reproducción. Las hembras de estas especies pueden ingerir una comida de sangre abundante en lípidos y proteínas, los que son modificados en el intestino para su utilización y posterior almacenamiento en estructuras organizadas en el tejido ovárico, sustentando así el rápido crecimiento de los ovocitos. Estos aspectos resultan críticos para el ciclo de vida del insecto y para el mantenimiento de la cadena epidemiológica de la enfermedad. En estas especies, recientemente hemos caracterizado a nivel bioquímico y celular la interacción entre lipoproteínas y tejidos [Fruttero y col., Insect Biochem. Mol. Biol. 39: 322-331 (2009); Fruttero y col. Biocel 33 (3): 260 (2009)] y las fases del ciclo reproductivo [Aguirre y col., J. Insect Physiol. 54: 393-402 (2008)]. No obstante, los factores que participan en su regulación son aún escasamente conocidos. En este contexto, el estudio propone emplear dos especies de triatominos con el objeto de: (1) caracterizar los factores involucrados en la formación y regulación de reservas nutricionales en los ovocitos; (2) analizar los eventos que participan en la regresión del tejido ovárico: atresia folicular y mecanismos de muerte celular. (3) evaluar el impacto de productos naturales (ureasas vegetales y péptidos derivados) en el desarrollo del tejido ovárico. Para la ejecución de los objetivos se llevarán a cabo ensayos in vivo e in vitro con trazadores fluorescentes, fraccionamiento subcelular, estudios de expresión de proteínas (mRNA y proteína), estudios histo-morfológicos, ultraestructurales e inmunocitoquímicos, microscopía láser confocalizada, ensayos de actividad enzimática, ELISA, western-blot, electroforesis bidimensional, espectrometria de masas en tándem, etc. También se evaluarán los mecanismos de muerte celular (apoptosis/autofagia) mediante microscopía electrónica, detección de apoptosis in situ (TUNEL), inmunofluorescencia, etc. Los resultados obtenidos permitirán un mejor conocimiento sobre la fisiología y bioquímica de estos vectores, los que resultan indispensables en el diseño de nuevas estrategias para su control. Debido a la carencia de un tratamiento específico para la enfermedad y a la falta de métodos preventivos (vacuna), el control del vector es una de las vías más importantes para reducir la incidencia de la enfermedad. Actualmente, la situación socio-económica que sufren amplios núcleos de nuestra población propicia condiciones de vida que facilitan la reproducción de los vectores y la transmisión vectorial del parásito. El estudio permitirá además explorar aspectos bioquímicos y celulares básicos, generando conocimientos que podrían ser extensivos a otros insectos de importancia económica en la ganadería y/o agricultura.

APLICACIÓN DE SUSTANCIAS ACTIVAS DE PLANTAS MEDICINALES COMO ADITIVOS ALIMENTARIOS PARA REDUCIR LOS EFECTOS CITOGENOTÓXICOS E INMUNOTÓXICOS INDUCIDOS POR OCRATOXINA A Y MEJORAR LA PRODUCCIÓN PORCINA.

La producción porcina se encuentra entre una de las más importantes en el continente americano. La carne y subproductos de cerdos alimentados con cereales contaminados por ocratoxina A (OTA) son también fuente de contaminación para el hombre. Esta toxina producida por diferentes especies de Aspergillus presenta propiedades nefrotóxicas, genotóxicas e inmunosupresoras. Actualmente hay un considerable interés en la industria de alimentos por las sustancias vegetales como una alternativa para la prevención de las micotoxicosis. Baccharis articulata y Minthostachys verticillata son plantas medicinales argentinas que han sido ampliamente estudiadas por nuestro grupo de investigación, demostrando propiedades antivirales, antimicrobianas, inmunomoduladoras y antioxidantes. Estudios recientes mostraron que ácido clorogénico aislado de B. articulata redujo los efectos tóxicos de OTA en linfocitos de ratas. Además, estudios in vitro e in vivo demostraron ausencia de efectos citotóxicos y genotóxicos para estas sustancias vegetales. La hipótesis planteada es: El aceite esencial y/o uno de sus componentes puros (limoneno) obtenidos de M. verticillata y los componentes mayoritarios de B. articulata, poseen capacidad para reducir los efectos citogenotóxicos e inmunotóxicos inducidos por OTA, permitiendo su utilización como aditivos alimentarios para el mejoramiento de la producción porcina”. El objetivo del proyecto es caracterizar in vitro e in vivo la capacidad de sustancias obtenidas de plantas medicinales para revertir los efectos tóxicos inducidos por OTA y su posible aplicación como aditivos biológicos en los agroecosistemas de producción porcina. Se recolectará el material vegetal y se obtendrá aceite esencial y extractos acuosos, luego se realizará la identificación y cuantificación de los compuestos puros por CG o HPLC. Para los ensayos de citotoxicidad in vitro, células Vero y PBMCs de ratas Wistar, se enfrentarán a diferentes concentraciones de las sustancias vegetales SV y OTA y la viabilidad celular será evaluada por test de captación de rojo neutro, tinción de exclusión al azul de tripán y método colorimétrico de MTT. La apoptosis inducida por OTA y el efecto protector de las SV se evaluará mediante análisis de fragmentación de ADN por TUNEL, expresión de caspasas-3 y 8 por Western-Blot, expresión de Bax, y Bcl-2 por inmunohistoquímica, RT-PCR y real time PCR y análisis de externalización de fosfatidilserina (FS) por citometría de flujo. Para los estudios in vivo se utilizarán ratas Wistar que serán alimentadas diariamente y por 28 días con diferentes dietas que incluirán el alimento balanceado adicionado con distintas concentraciones de OTA, SV o combinaciones de OTA+SV. Luego, se sacrificarán los animales y se determinará el daño genotóxico inducido por OTA y la reducción del daño por las SV, mediante el test de micronúcleos. También se caracterizará la respuesta inmune de las ratas tratadas determinando la producción de Ac por ELISA, y la respuesta de las PBMCs a mitógenos por citometría de flujo. Teniendo en cuenta los resultados preliminares obtenidos con ácido clorogénico, se esperan obtener similares resultados tanto con el aceite esencial de M. verticillata así como con los otros compuestos. También se espera que las SV adicionadas a las raciones alimentarias contaminadas con OTA, reduzcan los daños citogenotóxicos e inmunotóxicos que produce esta micotoxina. El proyecto posee un fuerte impacto sobre el sector productivo dado que, los riesgos relacionados con la contaminación por micotoxinas están presentes en todos los ámbitos del sector agrícola-ganadero, afectando la economía de nuestro país. La incorporación de sustancias vegetales, inocuas, como aditivos alimentarios para disminuir los efectos tóxicos que causa OTA aportará conocimientos y tecnología a la industria pecuaria y alimentaria para mejorar la producción porcina así como la calidad de la carne y los subproductos destinados a consumo humano

Avaliação da técnica imunohistoquímica como método de deteção da apoptose a nível celular

A apoptose constitui um processo fisiológico de morte celular, caracterizado por alterações morfológicas distintas e mecanismos bioquímicos e moleculares bem definidos. O seu papel de destaque em numerosos eventos biológicos e importantes processos patológicos conduziu a um crescente interesse na investigação dos mecanismos celulares que regulam o processo apoptótico. A aplicação de metodologias capazes de identificar células apoptóticas despoletou um enorme desenvolvimento de técnicas. No entanto, as propriedades demonstradas por estes ensaios nem sempre se aplicam ao estudo de amostras tecidulares, pelo que a escolha dos diferentes métodos deverá ser criteriosamente avaliada, tendo em conta a aplicação pretendida e as alterações morfológicas que se pretendem detetar. Das várias técnicas disponíveis para deteção da apoptose em tecidos, muitos investigadores recomendam o método TUNEL, o qual se baseia na marcação de produtos endonucleossómicos resultantes da fragmentação do DNA. Outros métodos histoquímicos também disponíveis incluem a deteção do citocromo c, libertado da mitocôndria ou a deteção das proteínas pró e anti-apoptóticas, Bax, Bidm e Bcl-2, envolvidas nos mecanismos intrínsecos da apoptose. Mais recentemente, a marcação de produtos específicos resultantes da clivagem de proteínas alvo pelas caspases, tem vindo a ser considerada uma abordagem promissora. Como principal objectivo deste trabalho pretendeu-se avaliar a técnica imunohistoquímica como método de deteção da apoptose a nível celular, em tecidos animais, tendo por base o método TUNEL, o qual permite a deteção de fragmentos de DNA. Os resultados obtidos permitiram concluir que, apesar do método TUNEL possuir as suas limitações ao nível da sensibilidade e especificidade, o mesmo constitui um mecanismo imunohistoquímico útil na deteção de células apoptóticas. Contudo, segundo opinião de vários autores, adverte-se para a necessidade da aplicação de pelo menos dois métodos imunohistoquímicos como forma de validar a ocorrência do processo apoptótico, razão pela qual se optou pela deteção do citocromo c citosólico como método complementar, uma vez que a sua libertação para o espaço citosólico se encontra implicada na ativação da apoptose.

Aplicação de técnicas de detecção de apoptose versus proliferação celular no estudo do mastocitoma canino

A apoptose é um mecanismo de morte celular programada que ocorre naturalmente nos tecidos. Alterações neste mecanismo podem resultar na formação de neoplasias. O mastocitoma é uma das neoplasias cutâneas mais frequente em canídeos. O fator de prognóstico mais utilizado é o grau histológico. Porém, devido à imprevisibilidade desta neoplasia é necessário um melhor conhecimento do comportamento da mesma para se melhorarem competências em oncologia. Neste projeto foram estudados 23 amostras de mastocitomas caninos de variadas idades, raça e sexo, que foram submetidas à técnica de imunohistoquímica de modo a analisar a expressão de dois marcadores pró-apoptóticos (TUNEL e Bax), um marcador antiapoptótico (Bcl-2) e um marcador proliferativo (Ki-67). A expressão de TUNEL, Bcl-2 e Ki-67 aumentou do grau I para o grau III do mastocitoma e a de Bax diminuiu. Houve também uma diminuição na expressão de Bax e Bcl-2 no mastocitomas de grau II e um ligeiro aumento na expressão de Ki-67 na mesma classe tumoral. Observou-se assim maior atividade anti-apoptótica e aumento da proliferação celular, associados a um ao prolongamento na sobrevivência das células neoplásicas e, consequentemente, a um pior prognóstico, no grau de malignidade mais severo o grau III.

Pontosubicular apoptosis ("necrosis") in human neonates with intrauterine growth retardation and placental infarction

In a previous study of 37 autopsied stillbirths with non-dysmorphic intrauterine growth retardation ( IUGR), 26 cases were associated with placental infarction, a morphologic marker of uteroplacental insufficiency. Nine of the 26 cases with both IUGR and placental infarction, where archival tissue was available, had grey matter ischaemic lesions that were subsequently identified as pontosubicular necrosis. This lesion is now regarded as a localized form of apoptosis. A further eight third trimester stillbirth cases with both IUGR and placental infarction were ascertained prospectively. Sixteen of these 17 cases showed pontosubicular apoptosis, identified morphologically and verified using activated caspase-3 and TUNEL. Five of the 17 cases showed apoptosis in the frontal or temporal cortex as well. In this current study, pontosubicular apoptosis was strongly associated with IUGR and placental infarction in third trimester stillborns, suggesting that uteroplacental insufficiency leading to chronic fetal hypoxaemia may cause cerebral apoptosis.

Intrauterine growth restriction due to uteroplacental vascular insufficiency leads to increased hypoxia-induced cerebral apoptosis in newborn piglets

Uteroplacental vascular insufficiency in humans is a common cause of intrauterine growth restriction (IUGR) and is associated with an increased incidence of perinatal asphyxia and neurodevelopmental disorders compared to normal weight newborns. Experimental models that provide an opportunity to analyze the pathogenesis of these relationships are limited. Here, we used neonatal pigs from large litters in which there were piglets of normal birth weight (for controls) and of low birth weight (for uteroplacental vascular insufficiency). Hypoxia was induced in paired littermates by reducing the fraction of inspired oxygen to 4% for 25 min. Brain tissue was collected 4 h post-hypoxia. Cerebral levels of apoptosis were quantified morphologically and verified with caspase-3 activity and TUNEL. Expression of Bcl-2, BcI-XL and Bax proteins was investigated using immunohistochemistry. Cellular positivity for Bcl-2 was consistently higher in the non-apoptotic white matter of the hypoxic IUGR animals compared with their littermates and reached significance at P < 0.05 in several pairs of littermates. Alterations in Bax showed a trend towards higher expression in the hypoxic IUGR littermates but rarely reached significance. The IUGR piglets showed a significantly greater amount of apoptosis in response to the hypoxia than the normal weight piglets, suggesting an increased vulnerability to apoptosis in the IUGR piglets. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

CXCR4/SDF1 interaction inhibits the primordial to primary follicle transition in the neonatal mouse ovary

The molecular mechanisms behind the entry of the primordial follicle into the growing follicle pool remain poorly understood. To investigate this process further, a microarray-based comparison was undertaken between 2-day postpartum mouse ovaries consisting of primordial follicles/naked oocytes only and those with both primordial follicles and newly activated follicles (7-day postpartum). Gene candidates identified included the chemoattractive cytokine stromal derived factor-1 (SDF1) and its receptor CXCR4. SDF1 and CXCR4 have been implicated in a variety of physiological processes including the migration of embryonic germ cells to the gonads. SDF1-alpha expression increased with the developmental stage of the follicle. Embryonic expression was found to be dichotomous post-genii cell migration, with low expression in the female. Immunohistochemical studies nonetheless indicate that the autocrine pattern of expression ligand and receptor begins during embryonic life. Addition of recombinant SDF1-alpha to neonatal mouse ovaries in vitro resulted in significantly higher follicle densities than for control ovaries. TUNEL analysis indicated no detectable difference in populations of apoptotic cells of treated or control ovaries. Treated ovaries also contained a significantly lower percentage of activated follicles as determined by measurement of oocyte diameter and morphological analysis. Treatment of cultured ovaries with an inhibitor of SDF1-alpha, AMD3100, ablated the effect of SDF1-alpha. By retaining follicles in an unactivated state, SDF1/CXCR4 signaling may play an important role in maintaining the size and longevity of the primordial follicle pool. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

Innocuité d'un nouvel agent spermicide (FTDBA) pour l'ADN des spermatozoïdes humains

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Influence du tabagisme et des antioxydants sur la fertilité masculine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Innocuité d'un nouvel agent spermicide (FTDBA) pour l'ADN des spermatozoïdes humains

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Influence du tabagisme et des antioxydants sur la fertilité masculine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Survival or death: a dual role of autophagy in stress-induced pericyte loss in diabetic retinopathy

Aims/hypothesis
Intra-retinal extravasation and modification of LDL have been implicated in diabetic retinopathy: autophagy may mediate these effects.
Methods
Immunohistochemistry was used to detect autophagy marker LC3B in human and murine diabetic and non-diabetic retinas. Cultured human retinal capillary pericytes (HRCPs) were treated with in vitro-modified heavily-oxidised glycated LDL (HOG-LDL) vs native LDL (N-LDL) with or without autophagy modulators: green fluorescent protein–LC3 transfection; small interfering RNAs against Beclin-1, c-Jun NH(2)-terminal kinase (JNK) and C/EBP-homologous protein (CHOP); autophagy inhibitor 3-MA (5 mmol/l) and/or caspase inhibitor Z-VAD-fmk (100 μmol/l). Autophagy, cell viability, oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, JNK activation, apoptosis and CHOP expression were assessed by western blots, CCK-8 assay and TUNEL assay. Finally, HOG-LDL vs N-LDL were injected intravitreally to STZ-induced diabetic vs control rats (yielding 50 and 200 mg protein/l intravitreal concentration) and, after 7 days, retinas were analysed for ER stress, autophagy and apoptosis.
Results
Intra-retinal autophagy (LC3B staining) was increased in diabetic vs non-diabetic humans and mice. In HRCPs, 50 mg/l HOG-LDL elicited autophagy without altering cell viability, and inhibition of autophagy decreased survival. At 100–200 mg/l, HOG-LDL caused significant cell death, and inhibition of either autophagy or apoptosis improved survival. Further, 25–200 mg/l HOG-LDL dose-dependently induced oxidative and ER stress. JNK activation was implicated in autophagy but not in apoptosis. In diabetic rat retina, 50 mg/l intravitreal HOG-LDL elicited autophagy and ER stress but not apoptosis; 200 mg/l elicited greater ER stress and apoptosis.
Conclusions
Autophagy has a dual role in diabetic retinopathy: under mild stress (50 mg/l HOG-LDL) it is protective; under more severe stress (200 mg/l HOG-LDL) it promotes cell death.

A bioavailable cathepsin S nitrile inhibitor abrogates tumor development

BACKGROUND: Cathepsin S has been implicated in a variety of malignancies with genetic ablation studies demonstrating a key role in tumor invasion and neo-angiogenesis. Thus, the application of cathepsin S inhibitors may have clinical utility in the treatment of cancer. In this investigation, we applied a cell-permeable dipeptidyl nitrile inhibitor of cathepsin S, originally developed to target cathepsin S in inflammatory diseases, in both in vitro and in vivo tumor models.

METHODS: Validation of cathepsin S selectivity was carried out by assaying fluorogenic substrate turnover using recombinant cathepsin protease. Complete kinetic analysis was carried out and true K i values calculated. Abrogation of tumour invasion using murine MC38 and human MCF7 cell lines were carried out in vitro using a transwell migration assay. Effect on endothelial tube formation was evaluated using primary HUVEC cells. The effect of inhibitor in vivo on MC38 and MCF7 tumor progression was evaluated using cells propagated in C57BL/6 and BALB/c mice respectively. Subsequent immunohistochemical staining of proliferation (Ki67) and apoptosis (TUNEL) was carried out on MCF7 tumors.

RESULTS: We confirmed that this inhibitor was able to selectively target cathepsin S over family members K, V, L and B. The inhibitor also significantly reduced MC38 and MCF7 cell invasion and furthermore, significantly reduced HUVEC endothelial tubule formation in vitro. In vivo analysis revealed that the compound could significantly reduce tumor volume in murine MC38 syngeneic and MCF7 xenograft models. Immunohistochemical analysis of MCF7 tumors revealed cathepsin S inhibitor treatment significantly reduced proliferation and increased apoptosis.

CONCLUSIONS: In summary, these results highlight the characterisation of this nitrile cathepsin S inhibitor using in vitro and in vivo tumor models, presenting a compound which may be used to further dissect the role of cathepsin S in cancer progression and may hold therapeutic potential.