Investigação da atividade toxicológica de análogos de estatinas em modelos experimentais in vitro

As estatinas são fármacos inibidores competitivos da enzima hidroxi-3-metil-glutaril Coenzima A (HMGCoA) redutase, amplamente utilizados para o controle da hipercolesterolemia total e, em especial, para a redução dos níveis séricos de LDLc (Low Density Lipoprotein cholesterol). Além do efeito primário, esses fármacos apresentam vários efeitos secundários, chamados de efeitos pleiotrópicos, envolvendo atividade anti-inflamatória, antitumoral e antiparasitária. Para o desenvolvimento de inovações na área de química medicinal é imprescindível avaliar o risco de efeitos adversos para saúde ou, em outras palavras, a segurança terapêutica do novo produto nas condições propostas de uso. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi investigar a genotoxicidade de quatro análogos inibidores da biossíntese de lipídios, da classe das estatinas, em modelos experimentais in vitro, testados previamente contra o clone W2 de Plasmodium falciparum a fim de se obter o IC50 dessas moléculas frente ao patógeno. Foram desenvolvidas quatro novas moléculas (PCSR02.001, PCSR09.001, PCSR08.002 e PCSR10.002). Para a avaliação da toxicidade, foram realizados o teste de mutagenicidade bacteriana (teste de Ames), o ensaio de viabilidade celular utilizando o reagente WST-1 e o ensaio de indução de micronúcleos, ambos utilizando uma linhagem ovariana (CHO-K1) e uma linhagem hepática (HepG2). Levando em conta o fato de nenhuma das amostras ter induzido efeitos mutagênicos nas linhagens de S. enterica sorovar Typhimurium, e PCSR10.002 ter apresentado citotoxicidade sugere-se então que este composto seja o mais tóxico. Comparativamente, PCSR10.002 foi mais genotóxico e citotóxico para a linhagem CHO-K1 do que para a linhagem HepG2. PCSR02.001 apresentou elevado potencial genotóxico para células ovarianas, mas não foi capaz de induzir a formação de micronúcleos em células hepáticas, apresentando, portanto um perfil similar ao observado em PCSR10.002. Assim como a atorvastatina, PCSR09.001 apresentou elevado potencial pró-apoptótico para a linhagem de hepatócitos. Já PCSR08.002, apresentou aumento na apoptose de CHO-K1. A indução de apoptose não é necessariamente um evento negativo, já que é pouco lesiva e responsável pela eliminação de células danificadas. Porém, as respostas de apoptose induzidas por esse composto foram muito inferiores àquelas induzidas pela atorvastatina (cerca de 4 vezes menor que a atorvastatina). PCSR08.002 foi aquele se mostrou menos tóxico e essa amostra foi a que teve menor risco relativo, em uma análise global das respostas de citotoxicidade e não demonstrou ter potencial genotóxico para as linhagens utilizadas nesse estudo. Conclui-se, portanto, que a análise da atividade toxicológica utilizando modelos experimentais in vitro dessas estatinas constitui um importante passo para o estabelecimento de novos candidatos à fármacos com maior segurança.

Efeitos da hipóxia-isquemia pré-natal durante o desenvolvimento: receptores e transportadores glutamatérgicos e comunicação celular in vitro

O cérebro infantil humano submetido à hipóxia-isquemia (HI) apresenta perda de oligodendrócitos, hipomielinização, astrogliose, alterações no desenvolvimento cortical e no comportamento motor, incluindo a paralisia cerebral. O cerebelo desempenha um importante papel no controle motor e diversos danos vêm sendo observados em humanos e animais que sofreram HI. A excitotoxicidade glutamatérgica é frequentemente associada à HI e junções celulares podem ser responsáveis pela transferência de moléculas capazes de modular os danos decorrentes. Dados prévios de nosso grupo utilizando um modelo de HI pré-natal em ratos demonstraram danos permanentes na estrutura cerebelar, indicando que os efeitos deletérios da HI pré-natal podem ser mantidos até a vida adulta. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os níveis de conexinas, receptores e transportadores de glutamato ao longo do desenvolvimento do cerebelo HI, e avaliar a configuração das junções celulares em culturas de astrócitos derivadas do cerebelo de ratos submetidos a esse modelo. Ratas no 18 dia de gestação, após anestesia, tiveram as quatro artérias uterinas obstruídas por 45 minutos (Grupo HI). Animais controle tiveram os úteros expostos sem sofrer a obstrução (Grupo SH). A gestação prosseguiu e apenas filhotes nascidos a termo foram utilizados. Os animais foram decapitados aos 2 (P2), 9 (P9), 16 (P16),23 (P23), 30 (P30), 45 (P45) e 90 (P90) dias pós-natal. Os cerebelos foram submetidos à técnica de Western blotting utilizando os anticorpos anti-NR2B, anti-GluR3, anti-EAAT1, anti-GFAP e anti-Cx43. Para a cultura de astrócitos foram utilizados cerebelos de animais P2. Após terem atingido confluência, as células foram fixadas e imunomarcadas com os anticorpos anti-Cx43, anti-GFAP, anti-nestina e anti-A2B5. Nossos resultados demonstram diferenças nos níveis de GluR3 durante o desenvolvimento do cerebelo SH e HI, havendo uma redução significativa da expressão desta subunidade no grupo HI em P9. Por outro lado, não foram verificadas alterações nos níveis de NR2B e de GFAP entre os grupos nas diferentes idades. Observou-se redução significativa de Cx43 em animais HI em P2 bem como nos astrócitos HI em cultura, os quais também apresentaram alterações morfológicas e diferenças na expressão do marcador A2B5. A alteração referente a GluR3 no grupo HI pode ser causada pela redução da arborização das células de Purkinje e pela redução no número de precursores de oligodendrócitos no cerebelo de animais HI em P9, já observadas em nosso laboratório. A diminuição de Cx43 indica que a passagem de substâncias por canais astrocitários pode estar reduzida e contribuir para a expansão dos danos persistentes descritos em HI. Alterações morfológicas e na expressão de marcadores da diferenciação de astrócitos podem refletir os potenciais efeitos de HI sobre a maturação destas células a longo-prazo. Nossos resultados apontam que a HI sistêmica pré-natal pode ser responsável por alterações que caracterizam a excitotoxicidade glutamatérgica. Ressaltamos também a importância da comunicação entre astrócitos como estratégia neuroprotetora nesta lesão.

Influência da grelina sobre o processo de estímulo-secreção de insulina in vitro em camundongos Swiss adultos hiperalimentados na lactação

O excesso ou a privação de nutrientes em períodos específicos do desenvolvimento, tais como a lactação, estimulam alterações no metabolismo celular, por exemplo. Estas modificações perpetuam-se ao longo da vida e em conseqüência tornam o organismo mais suscetível ao aparecimento de patologias na idade adulta (Programação Metabólica). Estudamos a influência da grelina na secreção de insulina em camundongos Swiss de 120 dias submetidos à hiperalimentação na lactação. Para induzir a hiperalimentação as ninhadas foram reduzidas a 3 filhotes machos por lactante no 3o dia de vida pós-natal. As ninhadas controle foram ajustadas para 9 filhotes machos por lactante. Na idade adulta os animais hiperalimentados (AH) exibiram em comparação aos animais controle (AC) um incremento de 20% no peso corporal, maior índice de Lee (1705,63 g/mm + 29,3 vs 1374,10 g/mm + 54,9; p< 0,001), elevação da gordura corporal (31,0% + 4,6 vs 21,5% + 3,6; p< 0,01), aumento da gordura retroperitoneal (0,79 g + 0,1 vs 0,44 g + 0,1; p< 0,001), hiperglicemia de jejum (151,83 mg/ dl + 8,3 vs 118,0 mg/ dl + 1,0; p< 0,001), hiperinsulinemia de jejum (54,06 UI/ml + 2,3 vs 19,28 UI/ml + 1,53; p< 0,001) e hipogrelinemia de jejum (98,64 pg/ml + 56,5 vs 201,14 pg/ml + 46,4; p< 0,05). Os AH apresentaram maior secreção de insulina in vitro em presença de glicose aos 10 minutos (209,66 UI/ml + 46,5; p< 0,05), 30 minutos (441,88 UI/ml + 30,2; p< 0,05) e 60 minutos (214,34 UI/ml + 29,8) em comparação aos AC, respectivamente 86,90 UI/ml + 9,5; 74,31 UI/ml + 7,7 vs 27,45 UI/ml + 6,1; p< 0,05. As ilhotas pancreáticas dos AH adultos demonstraram em relação aos AC diminuição do consumo de O2 (1,76 pmols O2/ s. ilhota-1 + 0,4 vs 4,85 pmols O2/ s. ilhota-1 + 1,5; p< 0,001) e elevação do conteúdo do receptor de grelina GHSR1A (3,05 % + 2,13 vs 0,95 % + 0,1; p< 0,05). A grelina acilada estimulou a secreção de insulina in vitro dos AC aos 30 minutos (controle com grelina: 208,50 UI/ml + 40,85 vs controle sem grelina: 74,31 UI/ml + 7,7; p< 0,05) e diminuiu a razão do controle respiratório (controle com grelina: 1,45 + 0,2 vs controle sem grelina: 2,51 + 0,7; p< 0,05). Nos AH, a grelina acilada elevou o conteúdo de GLUT2 nas ilhotas pancreáticas em relação aos AC (hiperalimentados com grelina: 2,07 % + 0,5 vs controle com grelina: 0,85 % + 0,4; p< 0,01); entretanto a grelina não foi capaz de estimular a secreção de insulina nestes animais. Concluímos que a hiperalimentação na lactação associou-se ao aumento da gordura corporal e elevou a secreção de insulina na fase tardia do desenvolvimento. A grelina acilada estimulou a secreção de insulina somente nos AC adultos.

A modulação da via do AMPc/PKA altera a morfologia da oligodendroglia e a distribuição das proteínas CNPase e MAG in vitro

A diferenciação da oligodendroglia depende de alterações coordenadas no citoesqueleto e na sua relação com a membrana plasmática, um componente importante para a formação da bainha de mielina. A 23 nucleotídeo cíclico 3 fosfodiesterase (CNPase) está relacionada com a organização do citoesqueleto, sendo uma proteína ancoradoura de microtúbulos na membrana plasmática. In vitro, a CNPase compõe, com a F-actina e os microtúbulos, as estruturas semelhantes a nervuras ou os componentes radiais. A glicoproteína associada a mielina (MAG), também é importante para a formação dos véus de membrana e está associada a CNPase e a tubulina. Além disso, as três proteínas podem ser reguladas pela via de sinalização do AMPc/PKA. Buscando avaliar os efeitos da via do AMPc/PKA na regulação da diferenciação oligodendroglial, culturas de hemisférios cerebrais com 5 dias foram tratadas por 30 min ou 24 h com o inibidor (SQ22356-SQ [1 M]) ou com o ativador (forscolina [10M]) da adenilato ciclase ou com o inibidor da PKA, H-89 [1 M]. A oligodendroglia foi identificada pelo anticorpo anti-CNPase e por sua morfologia. Com 30 min de tratamento com forscolina, as células das culturas tratadas apresentaram prolongamentos maiores e menos véus de membrana quando comparadas às culturas controle. O tratamento com SQ também causou um aumento no tamanho dos prolongamentos e o tratamento com H-89 causou a redução no tamanho dos prolongamentos e nos véus de membrana. Com 24 h, as células tratadas com forscolina apresentaram poucos prolongamentos, já as culturas tratadas com SQ apresentaram um aumento no tamanho do prolongamento e as tratadas com H-89 demonstraram redução no véu de membrana. Observamos também alterações na distribuição da CNPase, tubulina e MAG, a primeira apresentou uma concentração próxima ao núcleo depois dos dois tempos de tratamento com H-89, o mesmo ocorreu com a tubulina. A CNPase adquiriu ainda um padrão puntiforme depois de 24 h de tratamento com ambos os inibidores. A MAG apresentou um aumento na concentração próximo ao núcleo depois de 30 min de tratamento com forscolina e SQ. O tratamento com SQ também reduziu a distribuição da MAG nos véus de membrana. A mesma redução foi observada depois de 24 h de tratamento com H-89. Esses resultados reforçam a participação da via do AMPc/PKA no desenvolvimento da oligodendroglia, incluindo a formação dos prolongamentos, suas ramificações e ainda a formação dos véus de membrana, com prováveis consequências na formação e manutenção da bainha de mielina.

Produção de plantas e metabólitos de Cleome dendroides Schult. & Schult. f. (Cleomaceae) utilizando diferentes sistemas de cultivo in vitro

Cleome dendroides é uma espécie endêmica da Mata Atlântica dos estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo, bioma alterado por intensa atividade antrópica, o que constitui uma ameaça à preservação de suas populações. Não existem estudos dos pontos de vista fisiológico, biotecnológico, fitoquímico ou farmacológico sobre a espécie. Considerando-se o perfil fitoquímico e o potencial medicinal do gênero, torna-se relevante definirem-se protocolos para a produção de plantas e metabólitos de C. dendroides utilizando diferentes sistemas de cultivo in vitro. No presente trabalho, foram realizados estudos sobre a germinação in vivo da espécie, avaliando-se a influência do substrato, temperatura e luz. Não se observou qualquer tipo de dormência, sendo as temperaturas de 20, 25 e 20-30C, em areia ou vermiculita, apropriadas para a germinação in vivo. Definiu-se também uma metodologia eficiente de germinação sob condições in vitro, e as plântulas obtidas foram utilizadas como fonte de explantes para os estudos de propagação in vitro. A resposta morfogênica foi avaliada considerando-se a origem e tipo do explante, tipos e concentrações de reguladores de crescimento e número de subculturas. A metodologia empregada mostrou-se eficiente para a produção de brotos e manutenção de estoques de plantas in vitro que serviram como fonte de explantes. A melhor condição para a propagação in vitro foi definida em meio solidificado contendo BA, independentemente do tipo de explante e da origem. Os brotos obtidos foram alongados, enraizados e aclimatizados. Também foi estabelecida a cultura de raízes e a regeneração de brotos a partir destas culturas. Avaliou-se o efeito da origem do explante, assim como dos tipos e concentrações de fitorreguladores sobre a proliferação de raízes e a regeneração de brotos. O fitorregulador AIB propiciou maior multiplicação das raízes, enquanto BA mostrou-se eficiente na regeneração de brotos a partir das raízes recém-formadas. Foi estabelecido ainda um protocolo de cultura de calos e de suspensões celulares. Avaliou-se o efeito da origem e do tipo de explante, dos tipos e das concentrações de fitorreguladores sobre a calogênese. A combinação de PIC com KIN foi a mais eficiente para a indução de calos em explantes de plântulas obtidas a partir de germinação in vitro, produzindo calos que foram mantidos por pelo menos dois anos. As suspensões celulares também foram estabelecidas em meio contendo PIC + KIN, mantendo uma produção de biomassa de cerca de cinco vezes o peso fresco inicial por três sucessivas subculturas. Análises histoquímicas e fitoquímicas revelaram a presença de alcaloides nos calos e nas suspensões celulares. Foram realizadas análises fitoquímicas de plantas de campo, plantas aclimatizadas, plantas mantidas em estoque in vitro e culturas de raízes, as quais indicaram a presença de derivados de glicosinolatos. Os resultados demonstraram a viabilidade de produção de material vegetal de C. dendroides por meio de métodos biotecnológicos e a produção in vitro de metabólitos de importância medicinal

Maturation of rhesus monkey oocytes in chemically defined culture media and their functional assessment by IVF and embryo development

This study compared success of in-vitro maturation of rhesus monkey oocytes in protein-free versus serum-containing culture systems, assessed by embryo development subsequent to IVF. Four media were tested: (i) modified Connaught Medical Research Laborato

17 beta-Estradiol and progesterone improve in-vitro cytoplasmic maturation of oocytes from unstimulated prepubertal and adult rhesus monkeys

BACKGROUND: Effects of 17beta-estradiol and progesterone on rhesus monkey oocyte maturation in vitro were evaluated by embryo development subsequent to IVF. METHODS AND RESULTS: In experiment 1, immature cumulus-oocyte complexes collected from unstimulated adult females during the non-breeding season were matured in modified medium CMRL-1066 containing various combinations of gonadotrophins (FSH + LH), estradiol and/or progesterone. Formation of morulae and blastocysts was greatest in oocytes matured in medium containing estradiol and/or progesterone, with or without gonadotrophins (morula 38-46%, blastocyst 14-20%) than in control oocytes matured without estradiol or progesterone (morula 14%, blastocyst 0%). In experiment 2, cumulus-oocyte complexes from unstimulated prepubertal female monkeys were matured in medium with gonadotrophins, estradiol or progesterone. The best development to the morula stage was obtained with oocytes matured with gonadotrophins and estradiol or gonadotrophins and progesterone (43 and 25 morulae, respectively), while control oocytes matured with gonadotrophins but without steroid hormones gave the poorest morula developmental response (12%). However, there was no difference in blastocyst development across all groups (0-3%). CONCLUSIONS: These results demonstrate that during rhesus monkey oocyte maturation in vitro: (i) estradiol or progesterone can improve oocyte developmental competence; (ii) immature oocytes from prepubertal versus adult females have differential responses to challenge with estradiol or progesterone.

An allelic series reveals essential roles for FY in plant development in addition to flowering-time control

The autonomous pathway functions to promote flowering in Arabidopsis by limiting the accumulation of the floral repressor FLOWERING LOCUS C (FLC). Within this pathway FCA is a plant-specific, nuclear RNA-binding protein, which interacts with FY, a highly conserved eukaryotic polyadenylation factor. FCA and FY function to control polyadenylation site choice during processing of the FCA transcript. Null mutations in the yeast FY homologue Pfs2p are lethal. This raises the question as to whether these essential RNA processing functions are conserved in plants. Characterisation of an allelic series of fy mutations reveals that null alleles are embryo lethal. Furthermore, silencing of FY, but not FCA, is deleterious to growth in Nicotiana. The late-flowering fy alleles are hypomorphic and indicate a requirement for both intact FY WD repeats and the C-terminal domain in repression of FLC. The FY C-terminal domain binds FCA and in vitro assays demonstrate a requirement for both C-terminal FY-PPLPP repeats during this interaction. The expression domain of FY supports its roles in essential and flowering-time functions. Hence, FY may mediate both regulated and constitutive RNA 3'-end processing.

The giant panda (Ailurapoda melanoleuca) somatic nucleus can dedifferentiate in rabbit ooplasm and support early development of the reconstructed egg

The giant panda skeletal muscle cells, uterus epithelial cells and mammary gland cells from an adult individual were cultured and used as nucleus donor for the construction of interspecies embryos by transferring them into enucleated rabbit eggs. All the three kinds of somatic cells were able to reprogram in rabbit ooplasm and support early embryo development, of which mammary gland cells were proven to be the Lest, followed by uterus epithelial cells and skeletal muscle cells. The experiments showed that direct injection of mammary gland cell into enucleated rabbit ooplasm, combined with in vivo development in ligated rabbit oviduct, achieved higher blastocyst development than in vitro culture after the somatic cell was injected into the perivitelline space and fused with the enucleated egg by electrical stimulation. The chromosome analysis demonstrated that the genetic materials in reconstructed blastocyst cells were the same as that in panda somatic cells. In addition, giant panda mitochondrial DNA (mtDNA) was shown to exist in the interspecies reconstructed blastocyst. The data suggest that (i) the ability of ooplasm to dedifferentiate somatic cells is not species-specific; (ii) there is compatibility between interspecies somatic nucleus and ooplasm during early development of the reconstructed egg.

In vitro construction of a recombinant human embryonic brain-derived neurotrophin-4 gene and pEGFP-N1 vector

BACKGROUND: Neurotrophin-4 (NT-4) can promote neuronal growth, development, differentiation, maturation, and survival. NT-4 can also improve recovery and regeneration of injured neurons, but cannot pass through the blood-brain barrier, which limits its ac

In-vitro effect of fungicides on hyphal growth and sporogenesis of Lagenidium sp. isolated from Penaeus monodon larvae and Scylla serrata eggs

The sensitivity of Lagenidium, isolated from Penaeus monodon, Scylla serrata , to 34 antimycotics was determined. Effects on the development of vesicles, zoospores and mycelial growth were evaluated. Although mycoidal levels of the chemicals tested will be ideal for lethal treatment on control of the fungus, the high dose required may be lethal to the host, thus the use of mycostatic concentrations is more practical. Treatments of rearing water containing larvae, adult shrimps or crabs should be done only after preliminary tolerance experiments using at least the mycostatic dose prove to be safe for the hosts. Mycocidal doses can be used for determining disinfection doses of equipment and facilities used in rearing procedures as well as for destroying batches of infected larvae.

Epigenetic marks in cloned rhesus monkey embryos: Comparison with counterparts produced in vitro

Until now, no primate animals have been successfully cloned to birth with somatic cell nuclear transfer (SCNT) procedures, and little is known about the molecular events that occurred in the reconstructed embryos during preimplantation development. In man

Anti HIV-1 agents 5: Synthesis and anti-HIV-1 activity of some N-arylsulfonyl-3-acetylindoles in vitro

In continuation of our program aimed at the discovery and development of compounds with superior anti-human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) activity, 21N-arylsulfonyl-3-acetylindole analogs (2a-u) were synthesized and preliminarily evaluated as HIV-1 inhibitors in vitro. Among of all the analogs, several compounds exhibited significant anti-HIV-1 activity, especially N-phenylsulfonyl-3-acetyl-6-methylindole (2j) and N-(p-ethyl)phenylsulfonyl-3-acetyl-6-methylindole (2n) showed the most potent anti-HIV-1 activity with EC50 values of 0.36 and 0.13 mu g/mL, and TI values of >555.55 and 791.85, respectively. It demonstrated that introduction of the acetyl group at the 3-position of N-arylsulfonyl-6-methylindoles could generally lead to the more potent analogs. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Development of cell culture from caudal fin and heart of Tor tor (Hamilton-Buchanan)

Tor mahseer (Tor tor), possess high commercial and recreational value as they are potential game as well as food fish of India. Two cell culture systems were developed from fin and heart of T. tor (Hamilton-Buchanan). The explants excised aseptically from fingerling of T. tor were cultured in Leibovitz-15 (L-15) medium with 20% fetal bovine serum (FBS). Radiation of cells started after 72 hours and 48 hours of explant attachment from caudal fin and heart respectively. Confluent monolayer of cells with heterogeneous morphology around fin explants was observed after 7-10 days, where as a homogenous confluent layer of fibroblastic cells from heart explant was observed after 12-13 days. The establishment of cell culture systems from different organs and tissues of commercial important species would facilitates in vitro research.