Antiplasmodial activity of iron(II) and ruthenium(II) organometallic complexes against Plasmodium falciparum blood parasites

This work reports the in vitro activity against Plasmodium falciparum blood forms (W2 clone, chloroquine-resistant) of tamoxifen-based compounds and their ferrocenyl (ferrocifens) and ruthenocenyl (ruthenocifens) derivatives, as well as their cytotoxicity against HepG2 human hepatoma cells. Surprisingly with these series, results indicate that the biological activity of ruthenocifens is better than that of ferrocifens and other tamoxifen-like compounds. The synthesis of a new metal-based compound is also described. It was shown, for the first time, that ruthenocifens are good antiplasmodial prototypes. Further studies will be conducted aiming at a better understanding of their mechanism of action and at obtaining new compounds with better therapeutic profile.

Development of gene therapy to deliver the receptor-specific rhTRAIL DHER variant to induce apoptosis in activated hepatic stellate cells for the treatment of liver fibrosis

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Marine photosynthetic organisms from the Portuguese coast as sources of antitumoural compounds

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016

Anti-apoptotic effects of phyllanthin against alcoholinduced liver cell death

Purpose: To evaluate the anti-apoptotic effect of phyllanthin on alcohol-induced liver cell death in HepG2 cells alone and in co-culture with human monocytic (THP-1) differentiated macrophage cells. Methods: Cell viability was determined by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. The cells were pretreated with 1, 5 and 10 μM phyllanthin for 24 h followed by 1300 mM alcohol for HepG2 cells and 2000 mM alcohol for the co-cultured cells. Thereafter, intracellular reactive oxygen species (ROS), mitochondrial membrane potential (MMP) changes, apoptotic cell death and caspase-3/7 activities were assessed. Results: Alcohol exposure significantly increased intracellular ROS generation (p < 0.001), decreased MMP changes (p < 0.001), increased the number of apoptotic and necrotic cells (p < 0.001) and also induced higher caspase-3/7 activity (p < 0.001) in the co-culture with THP-1 differentiated macrophage cells than in HepG2 cells alone. Pretreatment of HepG2 cells and co-cultured cells with phyllanthin for 24 h prior to alcohol exposure significantly decreased intracellular production of ROS (p < 0.001) and also increased the change in MMP (p < 0.001) as well as caused a decrease in the number of apoptotic and necrotic cells (p < 0.001), but inhibited caspase-3/7 activity (p < 0.001). Conclusion: The results indicate that phyllanthin treatment may have a significant therapeutic effect on alcohol-related liver diseases.

Anti-cancer and antioxidant properties of phenolics isolated from Toona sinensis A Juss acetone leaf extract

Purpose: To investigate the antioxidant and anticancer activities of phenolics from the leaf extract of Toona sinensis (TS). Methods: Acetone leaf extract of TS was screened for total phenolic and flavanoid contents, and the flanonoids were subjected to high performance liquid chromatographic (HPLC) analysis. Antioxidant properties were assessed via oxygen radical absorbance capacity (ORAC), peroxyl radical scavenging capacity (PSC) and cellular antioxidant activity (CAA), while anti-proliferative activity ins HepG2 cell line was assessed using methylene blue assay. Results: The extract contained 36.02 ± 0.24 mg of gallic acid equiv/g dry weight (DW) and 20.24 ± 1.73 mg of catechin equiv/g DW of total phenolic and total flavonoid, respectively. The levels of rutin and quercitrin were 0.51 and 19.55 mg/g, respectively. Epicatechin, gallic acid, quercitin, isoquercetin were not detected. The extract showed significant antioxidant potential and high anti-proliferation capacity with low cytotoxicity against HepG2 cell in vitro. The underlying mechanism of anti-proliferative effect was induction of apoptosis. Conclusion: TS leaf extract possesses significant in vitro antioxidant properties and anti-proliferative effect against HepG2 cells, which make it a potential anticancer drug source.

Isolation and identification of two galangin metabolites from rat urine and determination of their in vitro hypolipidemic activity

Purpose: To investigate the lipid-lowering activity of two metabolites of galangin, namely, galangin-3-Oβ-D-glucuronic acid (GG-1) and galangin-7-O-β-D-glucuronic acid (GG-2). Methods: Female Sprague-Dawley rats were orally administered with galangin. The two metabolites of galangin were isolated from urine sample and purified using Sephadex LH-20 and semi-preparative high performance liquid chromatography (HPLC). The structures of the metabolites were identified by analyzing spectroscopic data. Hypolipidemic activity was evaluated in HepG2 cells. The down- or upregulation of lipogenic genes was detected using real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR). Results: Both metabolites of galangin showed hypolipidemic activity. These activities are closely associated with the down-regulation of lipogenic genes such as SREBP-1a, SREBP-1c, and SREBP-2 transcription factors, and the downstream genes such as FAS, ACC, and HMGR were revealed by realtime qPCR data. Conclusion: The results show that both metabolites possess better lipid-lowering activities than galangin. These hypolipidemic activities are closely associated with inhibiting key genes or proteins that regulated the biosynthesis of both cholesterol and triglycerides.

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

199 p.

Élucidation et identification des différents interacteurs impliqués dans le mécanisme de régulation du LDLR par la protéine PCSK9

Résumé : Les maladies cardiovasculaires représentent la principale cause de mortalité mondiale, soit le tiers des décès annuels selon l’Organisation mondiale de la Santé. L’hypercholestérolémie, caractérisée par une élévation des niveaux plasmatiques de lipoprotéines de faible densité (LDL), est l’un des facteurs de risque majeur pour les maladies cardiovasculaires. La proprotéine convertase subtilisine/kexine type 9 (PCSK9) joue un rôle essentiel dans l’homéostasie du cholestérol sanguin par la régulation des niveaux protéiques du récepteur LDL (LDLR). PCSK9 est capable de se lier au LDLR et favorise l’internalisation et la dégradation du récepteur dans les lysosomes. L’inhibition de PCSK9 s’avère une cible thérapeutique validée pour le traitement de l’hypercholestérolémie et la prévention des maladies cardiovasculaires. Par contre, plusieurs mécanismes responsables de la régulation et la dégradation du complexe PCSK9-LDLR n’ont pas encore été complètement caractérisés comme la régulation par la protéine annexin A2 (AnxA2), un inhibiteur endogène de PCSK9. De plus, plusieurs évidences suggèrent la présence d’une ou plusieurs protéines, encore inconnues, impliquées dans le mécanisme d’action de PCSK9. Celles-ci pourraient réguler l’internalisation et le transport du complexe PCSK9-LDLR vers les lysosomes. Les objectifs de cette thèse sont de mieux définir le rôle et l’impact de l’AnxA2 sur la protéine PCSK9 en plus d’identifier de nouveaux partenaires d’interactions de PCSK9 pour mieux caractériser son mécanisme d’action sur la régulation des niveaux de LDLR. Nous avons démontré que l’inhibition de PCSK9 par l’AnxA2 extracellulaire s’effectue via sa liaison aux domaines M1+M2 de la région C-terminale de PCSK9 et nous avons mis en évidence les premières preuves d’un contrôle intracellulaire de l’AnxA2 sur la traduction de l’ARNm de PCSK9. Nos résultats révèlent une liaison de l’AnxA2 à l’ARN messager de PCSK9 qui cause une répression traductionnelle. Nous avons également identifié la protéine glypican-3 (GPC3) comme un nouveau partenaire d’interaction extracellulaire avec le PCSK9 et intracellulaire avec le complexe PCSK9-LDLR dans le réticulum endoplasmique des cellules HepG2 et Huh7. Nos études démontrent que GPC3 réduit l’activité extracellulaire de PCSK9 en agissant comme un compétiteur du LDLR pour la liaison avec PCSK9. Une meilleure compréhension des mécanismes de régulation et de dégradation du complexe PCKS9-LDLR permettra de mieux évaluer l’impact et l’efficacité des inhibiteurs de la protéine PCSK9.

Estudio de las modificaciones conformacionales y su influencia en la actividad inmunológica de péptidos derivados de las familias de las proteínas spect-1 y -2, siap-1 y -2 de plasmodium falciparum

SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2 son proteínas pertenecientes al esporozoíto de Plasmodium falciparum causante de la malaria más agresiva en los humanos. Estas proteínas están involucradas en el paso del parásito a través de las células del hospedero humano y en la invasión del hepatocito, haciéndolas blancos atractivos para ser estudiadas. Péptidos conservados de alta capacidad de unión (cHABPs) a células HeLa y HepG2 derivados de estas moléculas son no inmunogénicos porque son incapaces de generar una respuesta inmunitaria, pero son claves para el parásito porque cumplen una función importante durante la infección del hospedero humano. En este trabajo se encontró que algunos cHABPs pertenecientes a las proteínas SPECT-1 y -2, están posiblemente involucrados con la unión y formación de poros sobre la membrana de las células hospederas, ayudando al esporozoíto a abrirse paso través de las células del hospedero. Por otro lado, con el fin de cambiar el comportamiento inmunológico de cHABPs derivados de SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2, se obtuvieron nuevos péptidos mediante el reemplazo de aminoácidos críticos por otros residuos cuya masa molecular sea similar, pero diferente en su polaridad. En este trabajo se reporta que dichas modificaciones promovieron cambios en la estructura secundaria (determinada por DC o 1H-RMN) de los péptidos modificados (mHABPs) cuando se comparó con la estructura de los cHABPs nativos; adicionalmente, estos mHABPs invirtieron su comportamiento inmunológico convirtiéndose en péptidos inmunogénicos inductores de anticuerpos. Lo que permite establecer la existencia de una relación entre la estructura que adoptan estos mHABPs con su actividad inmunológica. Además, algunos de los mHABPs estudiados aquí, pueden ser candidatos a ser incluidos en la vacuna contra la malaria químicamente sintetizada multi-epitope y multi-estadio que se está desarrollando en la Fundación Instituto de Inmunología de Colombia (FIDIC).

Estudio conformacional de péptidos modificados de las proteínas STARP, CelTOS, TRSP y SERA 5 de Plasmodium falciparum y su relación con una respuesta inmune en malaria

El desarrollo de una vacuna contra malaria es un área de exploración activa pero con enormes retos debido especialmente a la complejidad del ciclo del parásito. Así, es necesario bloquear las diferentes etapas de la invasión que tiene el Plasmodium falciparum y extraer de ellas la mayor información posible de la artillería que utiliza para su ataque. Para esto, péptidos de las proteínas STARP, CelTOS y TRSP (del esporozoito) y SERA 5 (del merozoito) que tienen alta afinidad de unión a células HepG2 y a glóbulos rojos respectivamente (conocidos como cHABPs), han sido modificados (conocidos como mHABPs), sintetizados y evaluados a nivel de respuesta inmune en monos Aotus así como estudiados en su conformación estructural por RMN de 1H. Los resultados muestran que los péptidos nativos no son inmunogénicos, pero pueden inducir altos títulos de anticuerpos cuando sus residuos críticos o sus vecinos son reemplazados por otro con un volumen y masa similar, pero diferente polaridad. El estudio conformacional pone de manifiesto que las estructuras de los péptidos nativos son diferentes de sus péptidos modificados ya sea que muestren regiones estructuradas más cortas o más largas o que no presenten ninguna, en comparación con sus análogos modificados altamente inmunogénicos. Las características estereoquímicas particulares en las cadenas laterales de algunos residuos de aminoácidos de estos péptidos modificados así como los rasgos fisicoquímicos parecen jugar un rol importante en la respuesta inmune apropiada cuando estos fueron inmunizados en grupos de monos Aotus confiriendo un avance al diseño de una vacuna contra malaria totalmente eficaz.