Selective induction of apoptosis by the pyrrolo-1,5-benzoxazepine 7-[[dimethylcarbamoyl]oxy]-6-(2-naphthyl)pyrrolo-[2,1-d] (1,5)-benzoxazepine (PBOX-6) in Leukemia cells occurs via the c-Jun NH2-terminal kinase-dependent phosphorylation and inactivation of Bcl-2 and Bcl-XL

Overexpression of the Bcl-2 proto-oncogene in tumor cells confers resistance against chemotherapeutic drugs. In this study, we describe how the novel pyrrolo-1,5-benzoxazepine compound 7-[[dimethylcarbamoyl]oxy]-6-(2-naphthyl)pyrrolo-[2,1-d] (1,5)-benzoxazepine (PBOX-6) selectively induces apoptosis in Bcl-2-overexpressing cancer cells, whereas it shows no cytotoxic effect on normal peripheral blood mononuclear cells. PBOX-6 overcomes Bcl-2-mediated resistance to apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) K562 cells by the time- and dose-dependent phosphorylation and inactivation of antiapoptotic Bcl-2 family members Bcl-2 and Bcl-XL. PBOX-6 also induces Bcl-2 phosphorylation and apoptosis in wild-type T leukemia CEM cells and cells overexpressing Bcl-2. This is in contrast to chemotherapeutic agents such as etoposide, actinomycin D, and ultraviolet irradiation, whereby overexpression of Bcl-2 confers resistance against apoptosis. In addition, PBOX-6 induces Bcl-2 phosphorylation and apoptosis in wild-type Jurkat acute lymphoblastic leukemia cells and cells overexpressing Bcl-2. However, Jurkat cells containing a Bcl-2 triple mutant, whereby the principal Bcl-2 phosphorylation sites are mutated to alanine, demonstrate resistance against Bcl-2 phosphorylation and apoptosis. PBOX-6 also induces the early and transient activation of c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) in CEM cells. Inhibition of JNK activity prevents Bcl-2 phosphorylation and apoptosis, implicating JNK in the upstream signaling pathway leading to Bcl-2 phosphorylation. Collectively, these findings identify Bcl-2 phosphorylation and inactivation as a critical step in the apoptotic pathway induced by PBOX-6 and highlight its potential as an effective antileukemic agent.

Activation of the c-Jun N-terminal kinase (JNK) signaling pathway is essential during PBOX-6-induced apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) cells

The mitogen-activated protein (MAP) kinase family is activated in response to a wide variety of external stress signals such as UV irradiation, heat shock, and many chemotherapeutic drugs and leads to the induction of apoptosis. A novel series of pyrrolo-1,5-benzoxazepines have been shown to potently induce apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) cells, which are resistant to many chemotherapeutic agents. In this study we have delineated part of the mechanism by which a representative compound known as PBOX-6 induces apoptosis. We have investigated whether PBOX-6 induces activation of MAP kinase signaling pathways in CML cells. Treatment of K562 cells with PBOX-6 resulted in the transient activation of two JNK isoforms, JNK1 and JNK2. In contrast, PBOX-6 did not activate the extracellular signal-regulated kinase (ERK) or p38. Apoptosis was found to occur independently of the small GTPases Ras, Rac, and Cdc42 but involved phosphorylation of the JNK substrates, c-Jun and ATF-2. Pretreatment of K562 cells with the JNK inhibitor, dicoumarol, abolished PBOX-6-induced phosphorylation of c-Jun and ATF-2 and inhibited the induced apoptosis, suggesting that JNK activation is an essential component of the apoptotic pathway induced by PBOX-6. Consistent with this finding, transfection of K562 cells with the JNK scaffold protein, JIP-1, inhibited JNK activity and apoptosis induced by PBOX-6. JIP-1 specifically scaffolds JNK, MKK7, and members of the mixed-lineage kinase (MLK) family, implicating these kinases upstream of JNK in the apoptotic pathway induced by PBOX-6 in K562 cells.

c-Met inhibition in a HOXA9/Meis1 model of CN-AML

BACKGROUND: Hematopoiesis is a paradigm for developmental processes, hierarchically organized, with stem cells at its origin. Hematopoietic stem cells (HSCs) replenish progenitor and precursor cells of multiple lineages, which normally differentiate into short-lived mature circulating cells. Hematopoiesis has provided insight into the molecular basis of tissue homeostasis and malignancy. Malignant hematopoiesis, in particular acute myeloid leukemia (AML), results from impaired development or differentiation of HSCs and progenitors. Co-overexpression of HOX and TALE genes, particularly the HOXA cluster and MEIS1, is associated with AML. Clinically relevant models of AML are required to advance drug development for an aging patient cohort.

RESULTS: Molecular analysis identified altered gene, microRNA, and protein expression in HOXA9/Meis1 leukemic bone marrow compared to normal controls. A candidate drug screen identified the c-Met inhibitor SU11274 for further analysis. Altered cell cycle status, apoptosis, differentiation, and impaired colony formation were shown for SU11274 in AML cell lines and primary leukemic bone marrow.

CONCLUSIONS: The clonal HOXA9/Meis1 AML model is amenable to drug screening analysis. The data presented indicate that human AML cells respond in a similar manner to the HOXA9/Meis1 cells, indicating pre-clinical relevance of the mouse model.

Addiction to Runx1 is partially attenuated by loss of p53 in the Eµ-Myc lymphoma model

The Runx genes function as dominant oncogenes that collaborate potently with Myc or loss of p53 to induce lymphoma when over-expressed. Here we examined the requirement for basal Runx1 activity for tumor maintenance in the Eµ-Myc model of Burkitt's lymphoma. While normal Runx1fl/fl lymphoid cells permit mono-allelic deletion, primary Eµ-Myc lymphomas showed selection for retention of both alleles and attempts to enforce deletion in vivo led to compensatory expansion of p53null blasts retaining Runx1. Surprisingly, Runx1 could be excised completely from established Eµ-Myc lymphoma cell lines in vitro without obvious effects on cell phenotype. Established lines lacked functional p53, and were sensitive to death induced by introduction of a temperature-sensitive p53 (Val135) allele. Transcriptome analysis of Runx1-deleted cells revealed a gene signature associated with lymphoid proliferation, survival and differentiation, and included strong de-repression of recombination-activating (Rag) genes, an observation that was mirrored in a panel of human acute leukemias where RUNX1 and RAG1,2 mRNA expression were negatively correlated. Notably, despite their continued growth and tumorigenic potential, Runx1null lymphoma cells displayed impaired proliferation and markedly increased sensitivity to DNA damage and dexamethasone-induced apoptosis, validating Runx1 function as a potential therapeutic target in Myc-driven lymphomas regardless of their p53 status.

Optimisation of an aptamer-biosensor to detect C-reactive protein

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais, Universidade do Algarve, 2009

Deteção de proteínas virais com nanossensores óticos

O desenvolvimento de tecnologias para a deteção de vírus é um tema de grande interesse em medicina de diagnóstico. Neste contexto, os biossensores têm-se revelado importantes ferramentas bioanalíticas, na medida em que permitem efetuar deteções moleculares de forma rápida, específica, reprodutível e com baixo custo associado. No âmbito desta dissertação, estabeleceram-se metodologias para a deteção fluorescente do fator de infetividade viral (Vif) do VIH através de um nanossensor ótico funcionalizado com anticorpos recombinantes anti-Vif, fragmentos variáveis de cadeia simples 4BL. Quantum dots carboxílicos conjugados a proteínas Vif são excitados a um comprimento de onda de 405 nm, transmitindo luz fluorescente a 605 nm a um fotodetetor de silício amorfo hidrogenado com um filtro de fluorescência integrado. Para implementar um sistema de deteção sensível e eficiente, estudaram-se estratégias de ativação de superfície em chips de vidro. A variabilidade das condições experimentais de um protocolo de silanização com (3-mercaptopropil)-trimetoxisilano (MPTS) foi avaliada através da análise de ângulos de contacto e densidades moleculares de fluoresceína funcionalizada com maleimida. Estabeleceu-se que, uma incubação dos substratos por 4 h com 5% (w/v) MPTS, seguida de cura a 110 ºC por 2 h, e redução com 10 mM ditiotreitol por 30 min, promove a formação de camadas de organosilanos de qualidade com grupos tiol reativos bem orientados. Estratégias de imobilização do elemento recetor foram testadas em substratos de vidro ativados e em sistemas de microfluídica vidro/PDMS, tomando por base o tag de afinidade, glutationa S-transferase (GST), do anticorpo recombinante. Vidros funcionalizados com glutationa e anti-GST mostraram-se igualmente reativos ao anticorpo GST-4BL, resultando uma capacidade de ligação do antigénio de aproximadamente 4.76 x 1010 moléculas/cm2 de QD-Vif, o que corresponde a 15% da cobertura máxima de superfície. Dos ensaios em sistemas de microfluídica resultaram sinais fracos e poucos reprodutíveis, destacando a necessidade de desenvolver metodologias de funcionalização mais apropriadas.

Using genomics for drug discovery in medulloblastoma

Tese de doutoramento, Medicina (Neurocirurgia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Lancefield group C and G streptococci in human infection : molecular typing, virulence and antimicrobial susceptibility

Tese de doutoramento, Ciências e Tecnologias da Saúde (Microbiologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Arte rupestre do Vale do Tejo. Um ciclo artístico-cultural pré e proto-histórico

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em História, especialidade Arqueologia

Remyelination in vitro following protein kinase C activator-induced demyelination.

In previous work we found that mezerein, a C kinase activator, as well as basic fibroblast growth factor (FGF-2) induce demyelination and partial oligodendrocyte dedifferentiation in highly differentiated aggregating brain cell cultures. Here we show that following protein kinase C activator-induced demyelination, effective remyelination occurs. We found that mezerein or FGF-2 caused a transient increase in DNA synthesis following a pronounced decrease of the myelin markers myelin basic protein and 2',3'-cyclic nucleotide 3'-phosphohydrolase. Both oligodendrocytes and astrocytes were involved in this mitogenic response. Within 17 days after demyelination, myelin was restored to the level of the untreated controls. Transient mitotic activity was indispensable for remyelination. The present results suggest that myelinating oligodendrocytes retain the capacity to reenter the cell cycle, and that this plasticity is important for the regeneration of the oligodendrocyte lineage and remyelination. Although it cannot be excluded that a quiescent population of oligodendrocyte precursor cells was present in the aggregates and able to proliferate, differentiate and remyelinate, we could not find evidence supporting this view.

Functional studies of the deubiquitinating enzymes USP19, USP4 and UCH-L1

El marcaje de proteínas con ubiquitina, conocido como ubiquitinación, cumple diferentes funciones que incluyen la regulación de varios procesos celulares, tales como: la degradación de proteínas por medio del proteosoma, la reparación del ADN, la señalización mediada por receptores de membrana, y la endocitosis, entre otras (1). Las moléculas de ubiquitina pueden ser removidas de sus sustratos gracias a la acción de un gran grupo de proteasas, llamadas enzimas deubiquitinizantes (DUBs) (2). Las DUBs son esenciales para la manutención de la homeostasis de la ubiquitina y para la regulación del estado de ubiquitinación de diferentes sustratos. El gran número y la diversidad de DUBs descritas refleja tanto su especificidad como su utilización para regular un amplio espectro de sustratos y vías celulares. Aunque muchas DUBs han sido estudiadas a profundidad, actualmente se desconocen los sustratos y las funciones biológicas de la mayoría de ellas. En este trabajo se investigaron las funciones de las DUBs: USP19, USP4 y UCH-L1. Utilizando varias técnicas de biología molecular y celular se encontró que: i) USP19 es regulada por las ubiquitin ligasas SIAH1 y SIAH2 ii) USP19 es importante para regular HIF-1α, un factor de transcripción clave en la respuesta celular a hipoxia, iii) USP4 interactúa con el proteosoma, iv) La quimera mCherry-UCH-L1 reproduce parcialmente los fenotipos que nuestro grupo ha descrito previamente al usar otros constructos de la misma enzima, y v) UCH-L1 promueve la internalización de la bacteria Yersinia pseudotuberculosis.

Tectonothermal evolution and exhumation history of the Paleozoic Proto-Andean Gondwana margin crust: The Famatinian Belt in NW Argentina

We studied the P-T-t evolution of a mid-crustal igneous-metamorphic segment of the Famatinian Belt in the eastern sector of the Sierra de Velasco during its exhumation to the upper crust. Thermobarometric and geochronological methods combined with field observations permit us to distinguish three tectonic levels. The deepest Level I is represented by metasedimentary xenoliths and characterized by prograde isobaric heating at 20-25 km depth. Early/Middle Ordovician granites that contain xenoliths of Level I intruded in the shallower Level II. The latter is characterized by migmatization coeval with granitic intrusions and a retrograde isobaric cooling P-T path at 14-18 km depth. Level II was exhumed to the shallowest supracrustal Level III, where it was intruded by cordierite-bearing granites during the Middle/Late Ordovician and its host-rock was locally affected by high temperature-low pressure HT/LP metamorphism at 8-10 km depth. Level III was eventually intruded by Early Carboniferous granites after long-term slow exhumation to 6-7 km depth. Early/Middle Ordovician exhumation of Level II to Level III (Exhumation Period I,0.25-0.78 mm/yr) was faster than exhumation of Level III from the Middle/Late Ordovician to the Lower Carboniferous (Exhumation Period II, 0.01-0.09 mm/yr). Slow exhumation rates and the lack of regional evidence of tectonic exhumation suggest that erosion was the main exhumation mechanism of the Famatinian Belt. Widespread slow exhumation associated with crustal thickening under a HT regime suggests that the Famatinian Belt represents the middle crust of an ancient Altiplano-Puna-like orogen. This thermally weakened over-thickened Famatinian crust was slowly exhumed mainly by erosion during similar to 180 Myr. (C) 2010 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeito da anoxia e da recuperação sobre o metabolismo intermediário do caranguejo Chasmagnathus granulata alimentado com dieta rica em carboidratos ou proteínas

O caranguejo Chasmagnathus granulata (Crustacea, Decapoda, Grapsidae) apesar de ter evoluído de formas marinhas é uma espécie tipicamente estuarina, sendo dificilmente encontrada no mar. Em seu hábitat, o caranguejo permanece longos períodos fora da água, sendo considerado um animal tipicamente semiterrestre. As respostas fisiológicas às variações das concentrações de O2 incluem alterações significativas na ventilação, na circulação, no metabolismo e nas propriedades de afinidade da hemocianina pelo O2. Estudos anteriores comprovaram que em alguns tecidos específicos da carpa Carassius carassius ocorre redução significativa da síntese protéica mas no cérebro não ocorre a mesma resposta metabólica, sugerindo ser esta uma das estratégias de conservação de energia. Os resultados obtidos no presente estudo mostram que, após uma hora de anoxia, a glicose hemolinfática aumentou 3 e 4 vezes em animais alimentados com dieta rica em carboidratos (RC) e rica em proteínas (RP), respectivamente. Após três horas de recuperação, os níveis glicêmicos retornaram aos valores semelhantes aos do grupo controle em ambos os tratamentos alimentares. Após uma hora de anoxia, a concentração de glicose livre nas brânquias anteriores (BA) reduziu significativamente em animais alimentados com dieta RC (70%) e RP (60%). Nas brânquias posteriores (BP) de animais alimentados com dieta RC e dieta RP, a anoxia reduziu 64% e 54% (p<0,05), respectivamente. Estes valores mantiveram-se reduzidos durante o período de recuperação, tanto nas BA como nas BP. Em animais alimentados com dieta RP, as concentrações de glicogênio reduziram somente após três horas de recuperação, tanto em BA como em BP, entretanto,somente nas BA de animais alimentados com dieta RP houve um aumento de 118% (p<0,05) dos níveis de ATP na anoxia e 116% na recuperação aeróbica No hepatopâncreas, a síntese proteica reduziu 78% e 65% (p<0,05) na anoxia e recuperação em animais alimentados com dieta RP, respectivamente. Já nos animais alimentados com dieta RC, a síntese protéica no hepatopâncreas aumentou em 42%, na recuperação. No músculo de animais que receberam este tratamento alimentar, ocorreu um aumento de 213% (p<0,05) na síntese protéica durante o período de anoxia e uma redução de 12% durante o período de recuperação aeróbica. Em caramguejos alimentados com dieta RP, a síntese protéica reduziu na anoxia 57% nas BA e 36% nas BP. Na dieta RC houve um aumento de 13% da síntese protéica nas brânquias anteriores e 8% nas brânquias posteriores durante a recuperação. Portanto, a capacidade de síntese protéica no caranguejo C. granulata, está relacionada com a característica funcional e a capacidade metabólica do tecidos submetidos à anoxia e à recuperação aeróbica. Os resultados do presente estudo demonstram que durante a anoxia e a recuperação aeróbica no caranguejo C. granulata ocorrem ajustes metabólicos diferenciados. Estes ajustes também dependem dos tecidos analisados e das dietas administradas.

Efeitos do estresse hiposmótico e hiperosmótico, in vitro, sobre a síntese de proteínas, mobilização de proteínas, captação e oxidação de aminoácidos em tecidos do caranguejo Chasmagnathus gralulatus

Em crustáceos, ainda não são conhecidas as fontes de aminoácidos e as rotas metabólicas envolvidas no controle da concentração intracelular de aminoácidos. Os experimentos deste trabalho tiveram como objetivo investigar se o estresse osmótico provoca alterações intrínsecas sobre o metabolismo de aminoácidos nos tecidos de C. granulatus submetidos a estresse agudo in vitro. Medimos a síntese e a mobilização de proteínas, a captação de aminoácidos e a produção de 14CO2 a partir de 14C-leucina no hepatopâncreas, músculo mandibular e brânquias anteriores e posteriores submetidos a estresse hipo e hiperosmótico agudo, in vitro. O controle da síntese de proteínas parece estar envolvido no ajuste metabólico da concentração intracelular de aminoácidos no hepatopâncreas, músculo mandibular e brânquias submetidos à alteração osmótica aguda, in vitro. Por outro lado, durante o estresse hiposmótico agudo, in vitro, a diminuição na captação de aminoácidos via sistema A e o aumento na oxidação total de 14C-L-leucina foram usados como mecanismos para reduzir as concentrações intracelulares de aminoácidos nas brânquias posteriores e anteriores, respectivamente. A captação de aminoácidos e a mobilização de 14C-proteina não foram mecanismos usados para aumentar a concentração intracelular de aminoácidos em todos os tecidos estudados.