Células de anêmonas Bunodosoma cangicum expostas ao cobre: citotoxidade, defesa e dano de DNA

Anêmonas-do-mar são pólipos solitários, bentônicos, de pouca mobilidade, que habitam regiões entre-marés. Devido a estas características, são organismos que podem ser atingidos diretamente pela poluição aquática, no entanto, são pouco utilizados como modelo ecotoxicológico. O cobre é um metal essencial, que em altas concentrações pode ser tóxico, sendo bastante comum em ecossistemas marinhos. Um dos mecanismos de toxicidade do cobre envolve a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), podendo levar as células ao estresse oxidativo, que tem como característica danos celulares, inclusive no DNA. Muitos organismos possuem um mecanismo que bombeia os xenobióticos para fora da célula – multixenobiotic resistance (MXR) – que visa prevenir as células dos danos tóxicos causados pelo contaminante. Com isso, o presente trabalho estudou a capacidade de defesa e dano ao DNA à toxicidade causada pelo cobre em células de anêmonas Bunodosoma cangicum. Para isto, células de anêmonas, mantidas em cultura primária através de explante do disco podal, foram expostas ao cobre a duas concentrações (7,8 µg.L-1 Cu e 15,6 µg.L-1 Cu), além do grupo controle, por 6 e 24 h. Antes e após as exposições as células tiveram sua viabilidade avaliada através do método de exclusão por azul de tripan (0,08%) para analisar a citotoxicidade. Parâmetros como a indução do mecanismo MXR através do método de acúmulo de rodamina-B, espécies reativas de oxigênio e ensaio cometa, também foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o cobre é citotóxico, sendo constatada uma queda na viabilidade e no número de células, principalmente após 24 h de exposição, sendo que na concentração de cobre de 15,6 µg.L-1 , foi possível observar uma diminuição de 40% na viabilidade e uma redução em 36% no número de células (p < 0,05, n = 6). Em relação ao fenótipo MXR, foi observada uma ativação do mecanismo apenas naquelas células expostas ao cobre 7,8 µg.L-1 (53%) no tempo de 24 h (p < 0,05, n = 5). Na análise da geração de ERO foi observado um aumento de 11,5% naquelas células expostas por 6 h na concentração mais alta de cobre 15,6 µg.L-1 . Nas células que foram expostas por 24 h, o aumento de espécies reativas pode ser percebido já na concentração de 7,8 µg.L-1 , elevando-se para cerca de 20% quando exposto a 15,6 µg.L-1 (p < 0,05, n = 4-5). Quanto ao dano de DNA, foram vistas quebras na molécula desde 7,8 µg.L-1 Cu em 6 h, com danos ainda mais salientes naquelas células expostas por 24 h, na concentração de 7,8 µg.L -1 Cu (p < 0,05, n = 3-4), e para 15,6 µg.L-1 Cu a viabilidade celular (número de células) não permitiu a análise. Com base nestes dados, pode-se dizer que o cobre, mesmo em baixas concentrações causa estresse em células de B. cangicum, sendo citotóxico. Este metal causa estresse oxidativo com dano à molécula de DNA mesmo com a ativação do mecanismo de defesa.

Nitrogen vs argon: what is the most effective atmosphere for shelf-life extension of buckler sorrel leaves?

Buckler sorrel (Rumex induratus Boiss. & Reut.) is an underutilized leafy vegetable with peculiar sensory properties and potential as a gourmet food. In the food industry, different packaging methods have been used for shelf-life extension, but it is important to know how the quality of minimally processed vegetable is affected by these treatments. Recently, nitrogen and argon have been used for food packaging. Nitrogen is low soluble in water and other food constituents and does not support the growth of aerobic microbes. In turn, argon is biochemically active and appears to interfere with enzymatic oxygen receptor sites. In this study, modified atmospheres enriched with nitrogen and argon were evaluated for shelf-life extension of buckler sorrel leaves. Wild samples were gathered in Bragança, Portugal, considering local consumers’ sites and criteria. Healthy and undamaged leaves were selected, rinsed in tap water, and a portion was immediately analyzed (non-stored control). The remaining fresh material was packaged in polyethylene bags under nitrogen- and argon-enriched atmospheres and a conventional control atmosphere (air). All packaged samples were stored at 4 ºC for 12 days and then analyzed. The headspace gas composition was monitored during storage. Different quality attributes were evaluated, including visual (colour), nutritional (macronutrients, individual sugars and fatty acids) and bioactive (hydrophilic and lipophilic molecules and antioxidant properties) parameters. Different statistical tools were used; the one-way analysis of variance (ANO VA) was applied for analyse the differences among treatments and a linear discriminant analysis (LDA ) was used to evaluate the effects on the overall postharvest quality. The argon-enriched atmosphere better prevent the samples yellowing. The proximate composition did not change significantly during storage. Samples in control atmosphere revealed higher protein and ash contents and lower levels of lipids. The non-stored control samples presented the higher amounts of fructose, glucose and trehalose. The storage time increased the palmitic acid levels and decreased the content in α-linolenic and linoleic acids. The γ- e δ-tocopherols were higher after the 12 days of cold storage. Probably, the synthesis of these lipophilic compounds was a plant strategy to fight against the abiotic stress induced by storage. Higher levels of total phenolics and flavonoids and increased reducing power and β-carotene bleaching inhibition capacity were also found in the stored control samples. Once again, this result may be attributed to the intrinsic plant-protection mechanisms. Overall, the argon atmosphere was more suitable for quality preservation and shelf-life extension of buckler sorrel.

Régulation épigénétique de la défense antioxydante et de l'Angiopoietin-like 2 dans le contexte du vieillissement et des maladies cardiovasculaires

Suite à l’exposition à des facteurs de risque incluant la malnutrition, la dyslipidémie, la sédentarité et les désordres métaboliques, les maladies cardiovasculaires (MCV) sont caractérisées par un état pro-oxydant et pro-inflammatoire, et une dérégulation de l’expression de divers facteurs responsables de l’homéostasie de l’environnement rédox et inflammatoire. L’implication d’enzymes antioxydantes telles que les superoxyde dismutases (SOD) et les glutathion peroxydases (Gpx), ainsi que la contribution de médiateurs pro-inflammatoires tels que l’angiopoietin-like 2 (Angptl2) ont été rapportées dans le cadre des MCV. Toutefois, les mécanismes moléculaires sensibles aux facteurs de risque et menant au développement des MCV sont peu connus. L’épigénétique est un mécanisme de régulation de l’expression génique sensible aux stimuli extracellulaires et pourrait donc contribuer au développement des MCV. La méthylation de l’ADN est un des mécanismes épigénétiques pouvant varier tant de manière gène-spécifique qu’à l’échelle génomique, et la conséquence de tels changements sur l’expression des gènes ciblés dépend du site de méthylation. Puisqu’il a été démontré que des variations au niveau de la méthylation de l’ADN peuvent être associées à divers contextes pathologiques incluant les MCV, le but de nos travaux était d’étudier le lien entre la méthylation de gènes antioxydants et pro-inflammatoires avec leurs répercussions fonctionnelles biologiques en présence de facteurs de risques associés aux MCV, tels que le vieillissement, la dyslipidémie et la sédentarité. Dans la première étude, nous avons observé que dans l’artère fémorale de souris vieillissantes, la méthylation au niveau du promoteur du gène Sod2, codant pour l’enzyme antioxydante superoxyde dismutase de type 2 (SOD2 ou MnSOD), diminue avec l’âge. Ceci serait associé à l’induction de l’expression de MnSOD, renforçant ainsi la défense antioxydante endogène. Le vieillissement étant associé à une accumulation de la production de radicaux libres, nous avons étudié la vasodilatation dépendante de l’endothélium qui est sensible au stress oxydant. Nous avons observé que la capacité vasodilatatrice globale a été maintenue chez les souris âgées, aux dépens d’une diminution des facteurs hyperpolarisants dérivés de l’endothélium (EDHF) et d’une contribution accentuée de la voie du monoxyde d’azote (NO). Nous avons ensuite utilisé deux approches visant à réduire les niveaux de stress oxydant in vivo, soit la supplémentation avec un antioxydant, la catéchine, et l’exposition chronique à de l’exercice physique volontaire. Ces interventions ont permis de prévenir à la fois les changements au niveau de la fonction endothéliale et de l’hypométhylation de Sod2. Cette première étude démontre donc la sensibilité de la méthylation de l’ADN à l’environnement rédox. Dans la deuxième étude, nous avons démontré une régulation de l’expression de l’enzyme antioxydante glutathion peroxydase 1 (Gpx1) en lien avec la méthylation de son gène codant, Gpx1, dans un contexte de dyslipidémie sévère. Nos résultats démontrent que dans le muscle squelettique de souris transgéniques sévèrement dyslipidémiques (LDLr-/-; hApoB+/+), Gpx1 est hyperméthylé, ce qui diminue l’expression de Gpx1 et affaiblit la défense antioxydante endogène. Chez ces souris, l’exercice physique chronique a permis d’augmenter l’expression de Gpx1 en lien avec une hypométhylation transitoire de son gène. Cette étude démontre que le stress oxydant associé à la dyslipidémie sévère altère les mécanismes de défense antioxydante, en partie via un mécanisme épigénétique. De plus, on observe également que l’exercice physique permet de renverser ces effets et peut induire des changements épigénétiques, mais de manière transitoire. La troisième étude avait pour but d’étudier la régulation de l’Angptl2, une protéine circulante pro-inflammatoire, dans le contexte des MCV. Nous avons observé que chez des patients coronariens, la concentration circulante d’Angptl2 est significativement plus élevée que chez des sujets sains et ce, en lien avec une hypométhylation de son gène, ANGPTL2, mesurée dans les leucocytes circulants. Nous sommes les premiers à démontrer qu’en réponse à l’environnement pro-inflammatoire associé à une MCV, l’expression de l’Angptl2 est stimulée par un mécanisme épigénétique. Nos études ont permis d’identifier des nouvelles régions régulatrices différentiellement méthylées situées dans les gènes impliqués dans la défense antioxydante, soit Sod2 en lien avec le vieillissement et Gpx1 en lien avec la dyslipidémie et l’exercice. Nous avons également démontré un mécanisme de régulation de l’Angptl2 dépendant de la méthylation d’ANGPTL2 et ce, pour la première fois dans un contexte de MCV. Ces observations illustrent la nature dynamique de la régulation épigénétique par la méthylation de l’ADN en réponse aux stimuli environnementaux. Nos études contribuent ainsi à la compréhension et l’identification de mécanismes moléculaires impliqués dans le développement du phénotype pathologique suite à l’exposition aux facteurs de risque, ce qui ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.

Chronic contamination assessment integrating biomarkers' responses in transplanted mussels-A seasonal monitoring

This study aimed to provide the first biomonitoring integrating biomarkers and bioaccumulation data in São Paulo coast, Brazil and, for this purpose, a battery of biomarkers of defense mechanisms was analyzed and linked to contaminants' body burden in a weigh-of-evidence approach. The brown mussel Perna perna was selected to be transplanted from a farming area (Caraguatatuba) to four possibly polluted sites: Engenho D'Agua, DTCS (Dutos e Terminais do Centro-Oeste de São Paulo) oil terminal (Sao Sebastiao zone), Palmas Island, and Itaipu (It; Santos Bay zone). After 3 months of exposure in each season, mussels were recollected and the cytochrome P4501A (CYP1A)- and CYP3A-like activities, glutathione-S-transferase and antioxidants enzymes (catalase, glutathione peroxidase, and glutathione reductase) were analyzed in gills. The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons, linear alkylbenzenes, and nonessential metals (Cr, Cd, Pb, and Hg) in whole tissue were also analyzed and data were linked to biomarkers' responses by multivariate analysis (principal component analysisfactor analysis). A representation of estimated factor scores was performed to confirm the factor descriptions and to characterize the studied stations. Biomarkers exhibited most significant alterations all year long in mussels transplanted to It, located at Santos Bay zone, where bioaccumulation of organic and inorganic compounds was detected. This integrated approach using transplanted mussels showed satisfactory results, pointing out differences between sites, seasons, and critical areas, which could be related to land-based contaminants' sources. The influence of natural factors and other contaminants (e.g., pharmaceuticals) on biomarkers' responses are also discussed. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. Environ Toxicol, 2012.

Cuminum cyminum Linn (Apiaceae) extract attenuates MPTP-induced oxidative stress and behavioral impairments in mouse model of Parkinson’s disease

Purpose: To evaluate the protective effects of Cuminum cyminum Linn (Apiaceae, CCY) against 1- methyl-4 phenyl-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced oxidative stress and behavioral impairments in mouse model of Parkinson’s disease (PD). Methods: MPTP-intoxicated mice model of PD was used for evaluating the effect of CCY extract on behavioral deficits through rota rod, passive avoidance and open field tasks. The effect of CCY extract on oxidative stress levels were assessed by estimating enzyme status, including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and lipid peroxidation(LPO) in brain tissues of MPTP-induced mice. Results: MPTP (25 mg/kg, i.p.)-treated mice resulted in a significant (p < 0.001) behavioral deficit in locomotor behavior (from 56.24 ± 1.21 to 27.64 ± 0.94) and cognitive functions (from 298 ± 3.68 s to 207.28 ± 4.12 s) compared with their respective control groups. Administration of CCY extract (100, 200 and 300 mg/kg, p.o.) for three weeks significantly and dose-dependently improved (p < 0.001 at 300 mg/kg) locomotor and cognitive deficits in MPTP-treated mice. CCY treatment also significantly (p < 0.001 at 300 mg/kg) inhibited MPTP-induced decrease in antioxidant enzyme levels (superoxide dismutase and catalase) and lipid peroxides in mice brain tissues. Conclusion: CCY extract exhibits strong protection against MPTP-induced behavioral deficit through enhancement of antioxidant defense mechanisms. Therefore, CCY may be developed as a therapeutic strategy in the treatment of neurodegeneration seen in PD.

Impacto de la resiliencia en pacientes con Artritis Reumatoide

Introducción: La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad autoinmune-inflamatoria, que compromete las articulaciones diartrodiales. Tiene una importante repercusión sistémica que incluye la depresión; por lo tanto, tiene un severo impacto sobre la calidad de vida. Es posible que mecanismos de defensa, tales como la resiliencia, puedan amortiguar dicho impacto. Metodología: estudio de corte transversal, multicéntrico (análisis inicial dentro del grupo AR, con muestra no probabilística de 66 pacientes, posterior selección aleatoria simple de 16 pacientes de la muestra inicial y selección de 16 individuos sanos pareados). Posteriormente, se comparó la resiliencia entre sujetos con AR y sujetos sanos, mediante las escalas RS y CD-RISC25. Adicionalmente, se aplicaron las escalas EEAE, EADZ, SF-36 y PANAS. Los datos fueron evaluados mediante el coeficiente de correlación de Spearman, las pruebas U Mann-Whitney, Kruskall-Wallis, T de Student y análisis de varianza. Resultados: se encontraron diferencias significativas en las estrategias de afrontamiento no espirituales en grupos de resiliencia baja, media y alta; diferencias en las medianas de resiliencia en los grupos de depresión por EAZD en los pacientes. No se encontraron resultados significativos en las variables clínicas de la AR ni en la comparación con sujetos sanos. Conclusiones: el uso de estrategias de afrontamiento no espirituales y la ausencia de depresión, se asoció a mayores niveles de resiliencia en los pacientes con AR, por lo cual, los componentes emocionales y cognitivos se asocian a la resiliencia.

Caracterización y prevalencia del compromiso ocular en pacientes con enfermedad autoinmune y autoinflamatoria en un centro de referencia reumatológica en Colombia entre los años 2000 a 2015

RESUMEN Objetivo: Estimar la prevalencia de las diferentes enfermedades oftalmológicas que aparecen en el contexto de una enfermedad autoinmune (EAI) en pacientes de un centro de referencia reumatológica en Colombia, según características clínicas y sociodemográficas durante un período de 15 años, comprendido entre los años 2000 a 2015. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo, observacional de prevalencia. El tipo de muestreo fue aleatorio estratificado con asignación proporcional en el programa Epidat 3.4. Los datos se analizaron en el programa SPSS v22.0 y se realizó análisis univariado de las variables categóricas, para las variables cuantitativas se realizaron medidas de tendencia central. Resultados: De 1640 historias clínicas revisadas, se encontraron 634 pacientes (38,65%) con compromiso ocular. Si excluimos los pacientes con SS, que por definición presentan ojo seco, 222 pacientes (13,53%) presentaron compromiso oftalmológico. Del total de pacientes, el 83,3% fueron mujeres. La AR fue la enfermedad autoinmune con mayor compromiso oftalmológico con 138 pacientes (62,2%), y en último lugar la sarcoidosis con 1 solo paciente afectado. La QCS fue la manifestación más común en todos los grupos diagnósticos de EAI, con 146 pacientes (63,5%). De 414 pacientes con Síndrome de Sjögren (SS) y QCS 8 presentaron compromiso ocular adicional, siendo la uveítis la segunda patología ocular asociada en pacientes con SS y la primera causa en las espondiloartropatias (71,4 %). Los pacientes con catarata (4,1%) presentaron la mayor prevalencia de uso de corticoide (88.8%). De 222 pacientes, 28 (12,6%) presentaron uveítis. Del total de pacientes, 16 (7,2%) presentaron maculopatía por antimalaráricos y 6 (18,75%) de los pacientes con LES. Los ANAS se presentaron en el 100% los pacientes con trastorno vascular de la retina. Los pacientes con epiescleritis presentaron la mayor proporción de positivización de anticuerpos anti-DNA. La EAI que más presentó epiescleritis fue LES con 4 pacientes (12,5%) El 22% de paciente con anticuerpos anti-RNP presentaron escleritis y 32,1% de los pacientes con uveítis presentaron HLA-B27 positivo. Las manifestaciones oftalmológicas precedieron a las sistémicas entre un 11,1% y un 33,3% de los pacientes. Conclusión: Las enfermedades oculares se presentan con frecuencia en los pacientes colombianos con EAI (38.65%), siendo la AR la enfermedad con mayor compromiso ocular (62,2%) y la QCS la enfermedad ocular con mayor prevalencia en todas las EAI (63,5%). La uveítis se presentó en 28 pacientes (12,6%). Las manifestaciones oftalmológicas pueden preceder a las sistémicas. El examen oftalmológico debe ser incluido en los pacientes con EAI, por ser la enfermedad ocular una comorbilidad frecuente. Adicionalmente, los efectos oftalmológicos de las medicaciones sistémicas utilizadas en EAI deben ser estrechamente monitorizados, durante el curso del tratamiento.

Eucalyptus ESTs involved in mechanisms against plant pathogens and environmental stresses

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sequestration of plant secondary metabolites by insect herbivores: molecular mechanisms and ecological consequences

Numerous insect herbivores can take up and store plant toxins as self-defense against their own natural enemies. Plant toxin sequestration is tightly linked with tolerance strategies that keep the toxins functional. Specific transporters have been identified that likely allow the herbivore to control the spatiotemporal dynamics of toxin accumulation. Certain herbivores furthermore possess specific enzymes to boost the bioactivity of the sequestered toxins. Ecologists have studied plant toxin sequestration for decades. The recently uncovered molecular mechanisms in combination with transient, non-transgenic systems to manipulate insect gene expression will help to understand the importance of toxin sequestration for food-web dynamics in nature.

Defense and counterdefense in the plant world

An important role of RNA interference (RNAi)-like pathways in plants is defense against viral infection. Viruses can overcome this defense by expressing proteins that suppress the pathway. A new study of Agrobacterium tumefaciens infection reveals that this plant pathogen, although a bacterium, also induces and then suppresses the host RNAi response. © 2006 Nature Publishing Group.