Reversible oxidation of phosphatase and tensin homolog (PTEN) alters its interactions with signaling and regulatory proteins

Phosphatase and tensin homolog (PTEN) is involved in a number of different cellular processes including metabolism, apoptosis, cell proliferation and survival. It is a redox-sensitive dual-specificity protein phosphatase that acts as a tumor suppressor by negatively regulating the PI3K/Akt pathway. While direct evidence of redox regulation of PTEN downstream signaling has been reported, the effect of PTEN redox status on its protein-protein interactions is poorly understood. PTEN-GST in its reduced and a DTT-reversible H2O2-oxidized form was immobilized on a glutathione-sepharose support and incubated with cell lysate to capture interacting proteins. Captured proteins were analyzed by LC-MSMS and comparatively quantified using label-free methods. 97 Potential protein interactors were identified, including a significant number that are novel. The abundance of fourteen interactors was found to vary significantly with the redox status of PTEN. Altered binding to PTEN was confirmed by affinity pull-down and Western blotting for Prdx1, Trx, and Anxa2, while DDB1 was validated as a novel interactor with unaltered binding. These results suggest that the redox status of PTEN causes a functional variation in the PTEN interactome. The resin capture method developed had distinct advantages in that the redox status of PTEN could be directly controlled and measured.

The redoxomics of PTEN: walking a fine line between damage and signaling:mass spectrometry-based approaches to study the effect of oxidation on PTEN function, structure, and protein-protein interactions

The research described in this PhD thesis focuses on proteomics approaches to study the effect of oxidation on the modification status and protein-protein interactions of PTEN, a redox-sensitive phosphatase involved in a number of cellular processes including metabolism, apoptosis, cell proliferation, and survival. While direct evidence of a redox regulation of PTEN and its downstream signaling has been reported, the effect of cellular oxidative stress or direct PTEN oxidation on PTEN structure and interactome is still poorly defined. In a first study, GST-tagged PTEN was directly oxidized over a range of hypochlorous acid (HOCl) concentration, assayed for phosphatase activity, and oxidative post-translational modifications (oxPTMs) were quantified using LC-MS/MS-based label-free methods. In a second study, GSTtagged PTEN was prepared in a reduced and reversibly H2O2-oxidized form, immobilized on a resin support and incubated with HCT116 cell lysate to capture PTEN interacting proteins, which were analyzed by LC-MS/MS and comparatively quantified using label-free methods. In parallel experiments, HCT116 cells transfected with a GFP-tagged PTEN were treated with H2O2 and PTENinteracting proteins immunoprecipitated using standard methods. Several high abundance HOCl-induced oxPTMs were mapped, including those taking place at amino acids known to be important for PTEN phosphatase activity and protein-protein interactions, such as Met35, Tyr155, Tyr240 and Tyr315. A PTEN redox interactome was also characterized, which identified a number of PTEN-interacting proteins that vary with the reversible inactivation of PTEN caused by H2O2 oxidation. These included new PTEN interactors as well as the redox proteins peroxiredoxin-1 (Prdx1) and thioredoxin (Trx), which are known to be involved in the recycling of PTEN active site following H2O2-induced reversible inactivation. The results suggest that the oxidative modification of PTEN causes functional alterations in PTEN structure and interactome, with fundamental implications for the PTEN signaling role in many cellular processes, such as those involved in the pathophysiology of disease and ageing.

Caractérisation fonctionnelle de SH3AP1 : un nouvel adaptateur moléculaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Impact of the invasive macroalgae Asparagopsis armata - an ecotoxicological assessment

Os Oceanos representam o maior sistema de suporte de vida sendo a uma grande fonte de riqueza, oportunidade e abundância. No entanto, a humanidade tem levado este ecossistema ao seu limite com crescentes níveis de poluição e outras pressões antropogénicas. A introdução de espécies não-nativas é reconhecida como uma das maiores ameaças à biodiversidade e a segunda maior causa de extinção das espécies. A macroalga vermelha Asparagopsis armata é uma espécie invasora originária da Austrália e que atualmente apresenta uma ampla distribuição em todo o globo devido à sua estratégia oportunista, ausência de predadores e altas taxas de crescimento. Uma questão emergente está relacionada com a capacidade destas espécies invasoras produzirem grandes quantidades de metabolitos halogenados potencialmente tóxicos. Esta característica pode representar um perigo adicional para o equilíbrio ecológico da comunidade invadida. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial ecotoxicológico dos exsudatos de A. armata usando um gastrópode, Gibbula umbilicalis, como organismo modelo. A macroalga recolhida na costa de Peniche (Portugal) foi colocada em tanques no laboratório, durante 12 h, sendo depois o meio recolhido e filtrado para ensaios posteriores com os exsudatos da alga. No ensaio agudo, observou-se a mortalidade de G. umbilicalis que foi exposta a crescentes diluições do exsudato durante 96 h. Adicionalmente, os gastrópodes foram expostos a concentrações não letais do exsudato e analisou-se as respostas bioquímicas recorrendo a biomarcadores relacionados com destoxificação, defesas antioxidantes, danos oxidativos, danos neurotóxicos e metabolismo energético. Os resultados revelaram que os exsudatos de A. armata afetaram significativamente a sobrevivência dos organismos expostos com uma CL50 96h de 5.03% de exsudato da alga. A exposição aos exsudatos da alga também resultou em efeitos bioquímicos e metabólicos ao nível subcelular com resultados significativos na inibição da glutationa-S-transferase (GST), perda de integridade do ADN e níveis crescentes de atividade da lactato desidrogenase (LDH), dando uma indicação dos mecanismos de toxicidade desta alga marinha. Os níveis mais elevados de danos no ADN ocorreram quando a GST apresentou os níveis mais baixos de atividade e esta mesma atividade aumentou quando os danos no ADN diminuíram, em simultâneo com o aumento dos níveis de atividade da LDH, indicando que as necessidades energéticas aumentam devido à necessidade de sintetizar mais enzima. Conclui-se que a A. armata tem capacidade de libertar substâncias tóxicas que podem ter potenciais impactos no ambiente envolvente. Adicionalmente, as respostas bioquímicas estudadas em G. umbilicalis têm potencial para serem usadas como sinais de aviso na determinação dos efeitos provocados pelos compostos libertados por esta macroalga vermelha.

Function of the PDLIM2 protein in oncogenic Wnt signalling pathways

Aberrant regulation of the Wnt signalling pathway is a recurrent theme in cancer biology. Hyper activation due to oncogenic mutations and paracrine activity has been found in both colon cancer and breast cancer, and continues to evolve as a central mechanism in oncogenesis. PDLIM2, a cytoskeletal PDZ protein, is an IGF-1 regulated gene that is highly expressed in cancer cell lines derived from metastatic tumours. Suppression of PDLIM2 inhibits polarized cell migration, reverses the Epithelial to Mesenchymal transition (EMT) phenotype, suppresses the transcription of β-catenin target genes, and regulates gene expression of key transcription factors in EMT. This thesis investigates the mechanism by which PDLIM2 contributes to the maintenance of Wnt signalling in cancer cells. Here we show that PDLIM2 is a critical regulator of the Wnt pathway by regulating β-catenin at the adherens juctions, as also its transcriptional activity by the interaction of PDLIM2 with TCF4 at the nucleus. Evaluation of PDLIM2 in macrophages and co-culture studies with cancer cells and fibroblasts showed the influence exerted on PDLIM2 by paracrine cues. Thus, PDLIM2 integrates cytoskeleton signalling with gene expression by modulating the Wnt signalling pathway and reconciling microenvironmental cues with signals in epithelial cells. Negative correlation of mRNA and protein levels in the triple negative breast cancer cell BT549 suggests that PDLIM2 is part of a more complex mechanism that involves transcription and posttranslational modifications. GST pulldown studies and subsequent mass spectrometry analysis showed that PDLIM2 interacts with 300 proteins, with a high biological function in protein biosynthesis and Ubiquitin/proteasome pathways, including 13 E3 ligases. Overall, these data suggest that PDLIM2 has two distinct functions depending of its location. Located at the cytoplasm mediates cytoskeletal re-arrangements, whereas at the nucleus PDLIM2 acts as a signal transduction adaptor protein mediating transcription and ubiquitination of key transcription factors in cancer development.

Caractérisation fonctionnelle de SH3AP1 : un nouvel adaptateur moléculaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Vasodilator-Stimulated Phosphoprotein (VASP)-dependent and -independent pathways regulate thrombin-induced activation of Rap1b in platelets

Background: Vasodilator-Stimulated Phosphoprotein (VASP) is involved in the inhibition of agonist-induced platelet aggregation by cyclic nucleotides and the adhesion of platelets to the vascular wall. αIIbβ3 is the main integrin responsible for platelet activation and Rap1b plays a key role in integrin signalling. We investigated whether VASP is involved in the regulation of Rap1b in platelets since VASP-null platelets exhibit augmented adhesion to endothelial cells in vivo.

Methods: Washed platelets from wild type and VASP-deficient mice were stimulated with thrombin, the purinergic receptors agonist ADP, or the thromboxane A2 receptor agonist U46619 and Rap1b activation was measured using the GST-RalGDS-RBD binding assay. Interaction of VASP and Crkl was investigated by co-immunoprecipitation, confocal microscopy, and pull-down assays using Crkl domains expressed as GST-fusion proteins.

Results: Surprisingly, we found that activation of Rap1b in response to thrombin, ADP, or U46619 was significantly reduced in platelets from VASP-null mice compared to platelets from wild type mice. However, inhibition of thrombin-induced activation of Rap1b by nitric oxide was similar in platelets from wild type and VASP-null mice indicating that the NO/cGMP/PKG pathway controls inhibition of Rap1b independently from VASP. To understand how VASP regulated Rap1b, we investigated association between VASP and the Crk-like protein (Crkl), an adapter protein which activates the Rap1b guanine nucleotide exchange factor C3G. We demonstrated the formation of a Crkl/VASP complex by showing that: 1) Crkl co-immunoprecipitated VASP from platelet lysates; 2) Crkl and VASP dynamically co-localized at actin-rich protrusions reminiscent of focal adhesions, filopodia, and lamellipodia upon platelet spreading on fibronectin; 3) recombinant VASP bound directly to the N-terminal SH3 domain of Crkl; 4) PKA-mediated VASP phosphorylation on Ser157 abrogated the binding of Crkl.

Conclusions: We identified Crkl as a novel protein interacting with VASP in platelets. We propose that the C3G/Crkl/VASP complex plays a role in the regulation of Rap1b and this explains, at least in part, the reduced agonist-induced activation of Rap1b in VASP-null platelets. In addition, the fact that PKA-dependent VASP phosphorylation abrogated its interaction with Crkl may provide, at least in part, a rationale for the PKA-dependent inhibition of Rap1b and platelet aggregation.

Neue und selektive GSTP1-Inhibitoren mit 1,2,4-Trioxanstruktur als Grundlage für die Entwicklung einer effektiven Tumortherapie

Im Rahmen dieser Arbeit wurden selektive Inhibitoren der Glutathion-Transferase P1 (GSTP1) mit 1,2,4-Trioxanstruktur als potentielle Wirkstoffe gegen multiresistente Tumore synthetisiert. Die Darstellung dieser Substanzen erfolgte über Typ-II-Photooxygenierung allylischer Alkohole mit anschließender Säure-katalysierter Peroxyacetalisierung unter Verwendung von 4-Nitrobenzaldehyd. Über diesen Syntheseweg konnten unterschiedlich substituierte 1,2,4-Trioxane dargestellt werden. Die höchste biologische Aktivität zeigten Verbindungen mit aromatischen Estersubstituenten am 1,2,4-Trioxanring. Es wurde eine Leitstruktur entwickelt, die einen α,β-ungesättigten aromatischen Estersubstituenten in Position 6 des 1,2,4-Trioxangerüsts und in Position 3 einen 4-Nitrophenylsubstituenten aufweist. Die Verbindungen dieser Substanzklasse zeigen Inhibition der GSTP1 im niedrig mikromolaren Bereich. Durch Aktivitätsstudien an den GST-Klassen A und M konnte gezeigt werden, dass die Verbindungen selektiv GSTP1 inhibieren. Nachdem mittels quantitativer PCR 12 Krebszelllinien, die hohe GSTP1-Expressionsniveaus zeigen, identifiziert worden waren, wurde die Aktivität der 1,2,4-Trioxane gegenüber GST, die in Krebszelllysaten vorkommt, nachgewiesen. Die GST in der Brustkrebsepithelzelllinie HBL100 und der Lungenkarzinomzelllinie SK-MES-1 wird durch 1,2,4-Trioxane noch effektiver inhibiert als aufgereinigte GSTP1 (IC50 im nanomolaren Bereich).

Exposure to toxic Alexandrium minutum activates the detoxifying and antioxidant systems in gills of the oyster Crassostrea gigas

Harmful algal blooms of Alexandrium spp. dinoflagellates regularly occur in French coastal waters contaminating shellfish. Studies have demonstrated that toxic Alexandrium spp. disrupt behavioural and physiological processes in marine filter-feeders, but molecular modifications triggered by phycotoxins are less well understood. This study analyzed the mRNA levels of 7 genes encoding antioxidant/detoxifying enzymes in gills of Pacific oysters (Crassostrea gigas) exposed to a cultured, toxic strain of A. minutum, a producer of paralytic shellfish toxins (PST) or fed Tisochrysis lutea (T. lutea, formerly Isochrysis sp., clone Tahitian (T. iso)), a non-toxic control diet, in four repeated experiments. Transcript levels of sigma-class glutathione S-transferase (GST), glutathione reductase (GR) and ferritin (Fer) were significantly higher in oysters exposed to A. minutum compared to oysters fed T. lutea. The detoxification pathway based upon glutathione (GSH)-conjugation of toxic compounds (phase II) is likely activated, and catalyzed by GST. This system appeared to be activated in gills probably for the detoxification of PST and/or extra-cellular compounds, produced by A. minutum. GST, GR and Fer can also contribute to antioxidant functions to prevent cellular damage from increased reactive oxygen species (ROS) originating either from A. minutum cells directly, from oyster hemocytes during immune response, or from other gill cells as by-products of detoxification.

Interaction between mercury (Hg), arsenic (As) and selenium (Se) affects the activity of glutathione S-transferase in breast milk: possible relationship with fish and shellfish intake

Breast milk is regarded as an ideal source of nutrients for the growth and development of neonates, but it can also be a potential source of pollutants. Mothers can be exposed to different contaminants as a result of their lifestyle and environmental pollution. Mercury (Hg) and arsenic (As) could adversely affect the development of fetal and neonatal nervous system. Some fish and shellfish are rich in selenium (Se), an essential trace element that forms part of several enzymes related to the detoxification process, including glutathione S-transferase (GST). The goal of this study was to determine the interaction between Hg, As and Se and analyze its effect on the activity of GST in breast milk. Milk samples were collected from women between day 7 and 10 postpartum. The GST activity was determined spectrophotometrically; total Hg, As and Se concentrations were measured by atomic absorption spectrometry. To explain the possible association of Hg, As and Se concentrations with GST activity in breast milk, generalized linear models were constructed. The model explained 44% of the GST activity measured in breast milk. The GLM suggests that GST activity was positively correlated with Hg, As and Se concentrations. The activity of the enzyme was also explained by the frequency of consumption of marine fish and shellfish in the diet of the breastfeeding women.

Impact de la modulation de l’expression de la protéine sécrétogranine III sur les fonctions analgésiques du récepteur NTS2

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) représentent la famille de récepteurs membranaires la plus étendue. Présentement, 30% des médicaments disponibles sur le marché agissent sur plus ou moins 4% des RCPG connus. Cela indique qu’il existe encore une multitude de RCPG à explorer, qui pourraient démontrer un potentiel thérapeutique intéressant pour des pathologies encore sans traitement disponible. La douleur chronique, qui affecte 1 canadien sur 5, fait partie de ces affections pour lesquelles les thérapies sont faiblement efficaces. Dans le but éventuel de pallier à ce problème, le projet de ce mémoire consistait à mieux comprendre les mécanismes régissant l’adressage membranaire du récepteur de la neurotensine de type 2 (NTS2), un RCPG dont l’activation induit des effets analgésiques puissants de type non opioïdergique. Des données du laboratoire ayant révélé une interaction entre la 3e boucle intracellulaire de NTS2 et la sécrétogranine III (SgIII), une protéine résidente de la voie de sécrétion régulée, notre objectif était de caractériser le rôle de SgIII dans la fonctionnalité du récepteur NTS2. Pour ce faire, l’interaction entre les deux protéines a d’abord été vérifiée par co-immunoprécipitation, GST pull down, essais de colocalisation subcellulaire et par FRET. Nous avons également utilisé un outil d’interférence à l’ARN (DsiRNA) pour invalider la protéine SgIII dans un modèle cellulaire neuronal et chez l’animal. Des essais de radioliaison sur le modèle cellulaire ont révélé une diminution de l’adressage de NTS2 à la membrane plasmique lorsque SgIII était supprimée. De la même façon, une invalidation de SgIII chez le rat inhibe les effets analgésiques d’un agoniste NTS2-sélectif (JMV-431), qui sont normalement observés dans le test de retrait de la queue (douleur aiguë). Nous avons cependant identifié que des stimulations au KCl, à la capsaïcine et à la neurotensine induisaient plutôt une insertion du récepteur à la membrane dans les cellules neuronales. Puisque l’interaction entre SgIII et la 3e boucle intracellulaire du récepteur NTS2 est peu probable selon un système de sécrétion classique, un modèle hypothétique de transition dans les corps multi-vésiculaires a été vérifié. Ainsi, la présence de NTS2 et de SgIII a été révélée dans des préparations exosomales de DRG F11, en plus d’une transférabilité du récepteur par le milieu extracellulaire. En somme, ces résultats démontrent la dépendance du récepteur NTS2 envers SgIII et la voie de sécrétion régulée, en plus d’identifier certains facteurs pouvant augmenter son expression à la surface cellulaire. Le projet contribue ainsi à ouvrir la voie vers des approches pour potentialiser les propriétés de NTS2 in vivo¸ en plus d’une piste d’explication concernant le trafic intracellulaire du récepteur.

Efeitos bioquímicos da exposição ao nanomaterial óxido de grafeno em diferentes tecidos do camarão branco (Litopenaeus vannamei; Crustacea, Decapoda), através da suplementação na ração

O desenvolvimento da nanotecnologia vem se intensificando nos últimos anos. Sendo que os NM já estão sendo utilizados em vários produtos disponíveis no mercado. Dentre os NM mais utilizados estão os compostos de carbono que embora sejam compostos somente por este elemento podem ter estruturas diferentes que refletem em suas aplicações e possivelmente em seus efeitos. Dentre os NM de carbono, o grafeno e o óxido de grafeno apresentam promissoras características que ampliam sua utilização em diversos segmentos desde eletrônicos até a distribuição de medicamentos. A intensificação da produção e utilização destes NM é acompanhada pela liberação destes nanomateriais no ambiente que pode afetar os organismos vivos, principalmente os animais aquáticos. Entretanto, pouco se sabe sobre os efeitos do óxido de grafeno em crustáceos de importância comercial como é o caso do camarão branco Litopenaeus vannamei. Portanto, a presente dissertação teve como objetivo avaliar os efeitos biológicos da exposição ao óxido de grafeno em diferentes tecidos do camarão.

Avaliação transcricional de Glutationas -transferases em PEIXE-ZEBRA (Danio rerio) e alterações causadas pela exposição á Microcistina-LR

As Microcistinas são heptapeptídios cíclicos produzidos como metabólitos secundários por diferentes espécies de cianobactérias, sendo relevantes pelo seu potencial hepatotóxico. Peixes apresentam estratégias bioquímicas para detoxificar contaminantes ambientais, incluindo a ativação de enzimas de fase II de biotransformação, que incluem as isoformas de glutationa S-transferase (GST). As GST catalizam a conjugação de glutationa reduzida (GSH) com uma variedade de xenobióticos, incluindo as microcistinas. O presente estudo avaliou os níveis transcricionais de quinze isoformas de GST a fim de identificar isoformas possivelmente envolvidas na detoxificação de contaminantes ambientais como a microcistina-LR (MC-LR) em Danio rerio. A técnica de PCR em tempo real (RT-qPCR) foi utilizada para avaliação dos níveis transcricionais, permitindo análise das GST em diferentes órgãos, abundância e a ativação/repressão das isoformas de GST pela exposição à MC-LR. Foram avaliados os possíveis efeitos causados em brânquia e fígado após exposição por 24 hs às concentrações de 5 µg.L-1 e 50 µg.L-1 de MC-LR. Baseado nos scores de estabilidade para oito genes normalizadores, foram selecionados glicose-6-fosfato desidrogenase (g6pdh), β-actina1 e beta-2-microglobulina (b2m); b2m, alfa-tubulina 1 (tuba) e β- actin1; e tuba, b2m e g6pdh, para normalização dos níveis trancricionais de GST para distribuição órgão-específica, abundância e efeito da MC-LR em brânquia e fígado, respectivamente. A avaliação transcricional da distribuição órgão-específica revelou níveis significativos de gstal e gstk1.1 no fígado; gstp1 e gstp2 em brânquia; mgst3a, gstr1, gstm2, gstm33, gstp1, gstp2 e gstk1.1 no intestino; gstm2, gstm3 e gstal no olho e gstt1a e gsta2.1 no cérebro. Considerando os níveis de transcritos para um dado órgão, gstk1.1, gstal, gstp1 e gstt2 foram mais abundantes nos órgãos de detoxificação, tais como o fígado, brânquias e intestino, enquanto gstt1a e gsta2.1 foram mais abundantes no rim. Em brânquia, gsta2.1 e gstt1b foram reprimidas por 5 µg.L-1 de MC-LR e mgst1.1 foi reprimida em 50 µg.L-1 de MC-LR. No fígado, as isoformas gst2.2 e gstp2 foram reprimidas em ambas as concentrações, gstal foi reprimida em 5 µg.L-1, e gstt1a e gstk1.1 foram reprimidas em 50 µg.L-1 de MC-LR. As isoformas gstal, gstr1, gstp1, mgst3a, gstm1, gstm2 e gstm3 não foram alteradas pela exposição a MC-LR. Os resultados obtidos fornecem informações para a escolha de isoformas específicas de GST possivelmente envolvidas na detoxificação/toxicidade de MC-LR, a serem melhores caracterizadas ao nível protéico e também contribui para a escolha de genes normalizadores a serem utilizados em outros estudos da mesma natureza

Interação da cianotoxina microcistina e o nanomaterial de carbono fulereno (C60) em brânquias do peixe Cyprinus carpio (Teleostei: Cyprinidae) sob incidência de radiação UVA

A produção mundial de nanomateriais tem aumentado nos últimos anos, em função de suas variadas aplicações tecnológicas e, como consequência do seu crescente uso e demanda, poderão existir riscos ambientais sendo a água o ambiente onde muitas destas substâncias podem exercer efeitos deletérios. Um dos nanomaterias de carbono mais utilizados é o fulereno, um composto orgânico lipofílico que pode se comportar como carreador de moléculas tóxicas, potencializando a entrada de contaminantes ambientais em órgãos específicos, fenômeno conhecido como “cavalo de Troia”. As microcistinas (MC) são cianotoxinas produzidas por cianobactérias durante episódios de floração, afetando aos organismos aquáticos e ao ser humano. Diversos estudos demonstram que organismos expostos tanto às MCs quanto ao fulereno podem causar produção excessiva de espécies ativas de oxigênio e alterar os níveis de antioxidantes. Além disso, outro fator que pode vir a intensificar o potencial tóxico de ambos é a incidência de radiação UVA. Sendo assim, procurou-se avaliar os efeitos em parâmetros de estresse oxidativo da co-exposição ex vivo da cianotoxina microcistina-LR (MC-LR) e o nanomaterial de carbono fulereno em brânquias do peixe Cyprinus carpio sob incidência de radiação UVA. Os resultados mostraram que: (a) houve uma perda da capacidade antioxidante no tratamento com MC-LR (baixa concentração) quando coexposta com fulereno no UVA em relação com o tratamento realizado sem co-exposição com fulereno; (b) o fulereno no UV diminuiu a atividade da enzima glutationa-Stransferase (GST) quando comparado com o controle no UV; (c) a MC-LR (alta concentração) co-exposta com fulereno foi capaz de diminuir as concentrações do antioxidante glutationa (GSH) quando comparado com o mesmo tratamento tanto no UVA quanto no escuro sem a co-exposição ao fulereno; (d) o tratamento MC-LR (baixa concentração) com UVA aumentou o dano oxidativo lipídico quando comparado com o controle UVA; (e) o fulereno não causou uma maior bioacumulação da microcistina no tecido. Sendo assim, pode-se concluir que o fulereno não apresentou o potencial de carregador de moléculas nessas concentrações de microcistina, porém, a co-exposição dos compostos diminuem tanto capacidade antioxidante total, como a concentração da GSH, podendo gerar problemas a longo prazo na detoxificação da toxina.

Modulação da capacidade antioxidante e de detoxificação no peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) após tratamento com nanocápsulas de ácido lipóico

O metabolismo aeróbico é muito eficiente no processo de geração de energia, no entanto, é uma fonte de produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Para a prevenção dos efeitos potencialmente danosos dessas ERO, os organismos desenvolveram um sistema de defesa antioxidante (SDA), que inclui compostos enzimáticos e não enzimáticos. O ácido lipóico (AL) é uma molécula lipo e hidro solúvel, com capacidade de atravessar membranas celulares. Ele possui propriedades antioxidantes, auxiliando na eliminação de ERO, induzindo a expressão de genes importantes nas defesas antioxidantes, quelando metais e interagindo com outros antioxidantes. Trabalhos prévios demonstraram que nanocápsulas poliméricas de ácido lipóico favoreceram a proteção deste antioxidante, aumentando sua estabilidade físico- química em comparação com formulações contendo ácido lipóico livre. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar o efeito do AL livre e do AL em nanocápsulas sobre a atividade de enzimas antioxidantes (glutamato-cisteína ligase, GCL e glutationa-S- transferase, GST), a concentração de glutationa reduzida (GSH) e sub-produtos da peroxidação lipídica (malondealdeído, método TBARS) e da expressão de genes que codificam para as diferentes formas da enzima GST (alfa e pi). Para isso o peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) foi exposto a uma dose de 40 mg/kg a diferentes formas de AL (livre e em nanocápsulas) por injeção intraperitoneal (duas injeções, sendo a primeira no tempo 0 e a segunda após 24 h), sendo logo sacrificados a diferentes tempos da primeira injeção (48 h, 96 h e uma semana), sendo dissecados o cérebro, fígado e músculo dos peixes de cada tratamento. Os resultados obtidos indicam que os órgãos respondem de forma diferente. A curto prazo, o fígado foi o principal órgão a apresentar respostas antioxidantes após tratamento com AL, enquanto que a longo prazo o cérebro e o músculo se mostraram mais responsivos em termos antioxidantes quando 6 comparado ao fígado. Foi também importante a forma em que o AL é administrado, livre ou em nanocápsulas, sendo observado que um mesmo órgão em um mesmo tempo de exposição pode responder de forma diferente de acordo com o tipo de AL que está sendo utilizado. Além disso, o efeito antioxidante do AL nanoencapsulado parece ser mais efetivo quando utilizado a longo prazo, sugerindo que a forma nanoencapsulada libera o antioxidante em forma mais lenta. Os resultados também indicam que a composição da nanocápsulas deve ser levada em consideração, uma vez que foi observado um efeito antioxidante significativo nos tratamentos que continham apenas a nanocápsulas, sem o AL. Sugere-se que este efeito ocorra devido à produção endógena do próprio antioxidante em questão, favorecida pela composição da própria nanocápsula, que possui ácido octanóico, substrato para a síntese de AL. Também se observou um efeito pró-oxidante em alguns tratamentos onde foi utilizada esta formulação, sugerindo que alguns componentes da nanocápsula, como por exemplo, o surfactante que é utilizado para estabilizar a suspensão, possam aumentar a suscetibilidade dos órgãos ao estresse oxidativo.