Efeito do Fucoidam de Fucus vesiculosus em um modelo experimental de artrite reumatóide

Rheumatoid arthritis (RA) is systemic auto imune disorder. It is caracterized by chronic inflammation of joints leading to progressive erosion of cartilage and bone. We investigated the effect of the administration of fucoidan, sulfated polysaccharides, from algae Fucus vesiculosus in the acute (6h) in zymosan-induced arthritis (AZy). Wistar rats (180-230 g) were used for all groups experimental. Non-treated animals received just intraarticular injection of 1 mg the zymosan, control group received intraarticular injection of 50 µL the saline, groups received either fucoidan of Fucus vesiculosus (15, 30, 50 or 70 mg/Kg) or parecoxib (1 mg/Kg) 1 hour after injection of zymosan. After 6 h, the articular exudates were collected for evaluation of the cell influx and nitrite (Griess reaction) release. The sinovial membranes and articular cartilages were excised for histopathological analysis and by determination of the glycosaminoglycan (GAG), respectively. ZyA led to increased NO and cell influx into the joints. Therapeutic administration of the fucoidan or parecoxib did significantly inhibited the cell influx and the synovitis, as compared to non-treated rats (p<0,05), though being able to reduced NO release. Representative agarose gel electrophoresis of the GAGs, the content of condroitin-sulphate was observed during the process. These findings suggest that the fucoidan from Fucus vesiculosus has potential anti-inflammatory activity

Efeito de frações obtidas da fucoidana de Fucus vesiculosus em modelo experimental de artrite induzida por Zymosan

The fucoidan from Fucus vesiculosus is known for having diverse biological properties. This study analyzed the therapeutic action of populations of commercial fucoidan (F. vesiculosus) on zymosan-induced arthritis. Three populations of fucoidan were obtained after acetone fractionation; these were denominated F1 (52.3%), F2 (36.7%) and F3 (10.7%). Chemical analyses showed that F1 contained the largest amount of sulfate ion. The electrophoretic profile shows that the commercial or total fucoidan (TF), different from the other fucoidans and from glycosaminoglycan patterns, is quite polydisperse, which indicates that it is composed of a mixture of sulfate polysaccharides. On the other hand, the fucoidans obtained from TF showed only an electrophoretic band with much lower polydispersion than that observed for TF. Fucoidan F2 showed a migration between fucoidans F1 and F3. Owing to the small amount of mass obtained from F3, we used only fucoidans F1 and F2 in the induced arthritis tests. After 1 hour of induction, we administered F1 or F2 (10, 25 and 50 mg/kg i.p.) or diclofenac sodium (10 mg/kg i.p.) or lumiracoxib (5 mg/kg o.a.) or L-NAME (30 mg/kg i.p.). After 6 hours, we performed analyses of cell influx and nitrite levels in addition to histopathological analysis. Fucoidans F1 and F2 were more potent both in decreasing the number of leukocytes and the amount of nitric oxide found in the synovial fluid. This indicates that the anti-inflammatory mechanism of these fucoidans is not only related to selectin block, but also to nitric oxide synthesis inhibition

Rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293

La possibilité de programmer une cellule dans le but de produire une protéine d’intérêt est apparue au début des années 1970 avec l’essor du génie génétique. Environ dix années plus tard, l’insuline issue de la plateforme de production microbienne Escherichia coli, fut la première protéine recombinante (r-protéine) humaine commercialisée. Les défis associés à la production de r-protéines plus complexes et glycosylées ont amené l’industrie biopharmaceutique à développer des systèmes d’expression en cellules de mammifères. Ces derniers permettent d’obtenir des protéines humaines correctement repliées et de ce fait, biologiquement actives. Afin de transférer le gène d’intérêt dans les cellules de mammifères, le polyéthylènimine (PEI) est certainement un des vecteurs synthétiques le plus utilisé en raison de son efficacité, mais aussi sa simplicité d’élaboration, son faible coût et sa stabilité en solution qui facilite son utilisation. Il est donc largement employé dans le contexte de la production de r-protéines à grande échelle et fait l’objet d’intenses recherches dans le domaine de la thérapie génique non virale. Le PEI est capable de condenser efficacement l’ADN plasmidique (vecteur d’expression contenant le gène d’intérêt) pour former des complexes de petites tailles appelés polyplexes. Ces derniers doivent contourner plusieurs étapes limitantes afin de délivrer le gène d’intérêt au noyau de la cellule hôte. Dans les conditions optimales du transfert de gène par le PEI, les polyplexes arborent une charge positive nette interagissant de manière électrostatique avec les protéoglycanes à héparane sulfate (HSPG) qui décorent la surface cellulaire. On observe deux familles d’HSPG exprimés en abondance à la surface des cellules de mammifères : les syndécanes (4 membres, SDC1-4) et les glypicanes (6 membres, GPC1-6). Si l’implication des HSPG dans l’attachement cellulaire des polyplexes est aujourd’hui largement acceptée, leur rôle individuel vis-à-vis de cet attachement et des étapes subséquentes du transfert de gène reste à confirmer. Après avoir optimisées les conditions de transfection des cellules de mammifères CHO et HEK293 dans le but de produire des r-protéines secrétées, nous avons entrepris des cinétiques de capture, d’internalisation des polyplexes et aussi d’expression du transgène afin de mieux comprendre le processus de transfert de gène. Nous avons pu observer des différences au niveau de ces paramètres de transfection dépendamment du système d’expression et des caractéristiques structurelles du PEI utilisé. Ces résultats présentés sous forme d’articles scientifiques constituent une base solide de l’enchaînement dans le temps des évènements essentiels à une transfection efficace des cellules CHO et HEK293 par le PEI. Chaque type cellulaire possède un profil d’expression des HSPG qui lui est propre, ces derniers étant plus ou moins permissifs au transfert de gène. En effet, une étude menée dans notre laboratoire montre que les SDC1 et SDC2 ont des rôles opposés vis-à-vis du transfert de gène. Alors que tous deux sont capables de lier les polyplexes, l’expression de SDC1 permet leur internalisation contrairement à l’expression de SDC2 qui l’inhibe. De plus, lorsque le SDC1 est exprimé à la surface des cellules HEK293, l’efficacité de transfection est augmentée de douze pourcents. En utilisant la capacité de SDC1 à induire l’internalisation des polyplexes, nous avons étudié le trafic intracellulaire des complexes SDC1 / polyplexes dans les cellules HEK293. De plus, nos observations suggèrent une nouvelle voie par laquelle les polyplexes pourraient atteindre efficacement le noyau cellulaire. Dans le contexte du transfert de gène, les HSPG sont essentiellement étudiés dans leur globalité. S’il est vrai que le rôle des syndécanes dans ce contexte est le sujet de quelques études, celui des glypicanes est inexploré. Grâce à une série de traitements chimiques et enzymatiques visant une approche « perte de fonction », l’importance de la sulfatation comme modification post-traductionnelle, l’effet des chaînes d’héparanes sulfates mais aussi des glypicanes sur l’attachement, l’internalisation des polyplexes, et l’expression du transgène ont été étudiés dans les cellules CHO et HEK293. L’ensemble de nos observations indique clairement que le rôle des HSPG dans le transfert de gène devrait être investigué individuellement plutôt que collectivement. En effet, le rôle spécifique de chaque membre des HSPG sur la capture des polyplexes et leur permissivité à l’expression génique demeure encore inconnu. En exprimant de manière transitoire chaque membre des syndécanes et glypicanes à la surface des cellules CHO, nous avons déterminé leur effet inhibiteur ou activateur sur la capture des polyplexes sans pouvoir conclure quant à l’effet de cette surexpression sur l’efficacité de transfection. Par contre, lorsqu’ils sont présents dans le milieu de culture, le domaine extracellulaire des HSPG réduit l’efficacité de transfection des cellules CHO sans induire la dissociation des polyplexes. Curieusement, lorsque chaque HSPG est exprimé de manière stable dans les cellules CHO, seulement une légère modulation de l’expression du transgène a pu être observée. Ces travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes d'action du vecteur polycationique polyéthylènimine et à préciser le rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293.

Structural determination and gynecological tumor diagnosis using antibody chip captured proteins

Purpose: To identify markers for gynecological tumor diagnosis using antibody chip capture. Methods: Marker proteins, including cancer antigen 153 (CA153), CA125, and carcinoembryonic antigen (CEA), were analyzed using antibody chip capture of serum samples. Fifteen agglutinin types that specifically recognized five common glycans (fucose, sialic acid, mannose, N - acetylgalactosamine, and N-acetylglucosamine) were used to detect marker protein glycan levels. The levels of CA153, CA125, and CEA from 49 healthy control samples, 31 breast cancer samples, 24 cervical cancer samples, and 19 ovarian cancer samples were used to measure the glycan levels of these marker proteins. Results: In breast cancer samples, CA153 and CA125 were down-regulated (p < 0.01), while differences in ovarian cancer samples were not statistically significant (p > 0.01). The total accuracy was 85.1 %, with 96.8 % accuracy for breast cancer, 75 % in cervical cancer, and 78.9 % in ovarian cancer. Cross-validation analyses showed that breast cancer had 93.5 % accuracy, cervical cancer was 66.7 %, and ovarian cancer was 68.4 %, leading to 78.4 % total accuracy (58/74). Conclusions: The results indicate that better clinical diagnosis of gynecological tumors can be obtained by monitoring changes in glycan levels of serum proteins and types of proteoglycan changes.