Expression of galectin-3 modulates T-cell growth and apoptosis.

Galectin-3 is a member (if a large family of beta-galactoside-binding animal lectins. It has been shown that the expression of galectin-3 is upregulated in proliferating cells, suggesting a possible role for this lectin in regulation of cell growth. Previously, we have shown that T cells infected with human T-cell leukemia virus type I express high levels of galectin-3, in contrast to uninfected cells, which do not express detectable amounts of this protein. In this study, we examined growth properties of human leukemia T cells transfected with galectin-3 cDNA, and thus constitutively overexpressing this lectin. Transfectants expressing galectin-3 displayed higher growth rates than control transfectants, which do not express this lectin. Furthermore, galectin-3 expression in these cells confers resistance to apoptosis induced by anti-Fas antibody and staurosporine. Galectin-3 was found to have significant sequence similarity with Bcl-2, a well-characterized suppressor of apoptosis. In particular, the lectin contains the NWGR motif that is highly conserved among members of the Bcl-2 family and shown to be critical for the apoptosis-suppressing activity. We further demonstrated that galectin-3 interacts with Bc1-2 in a lactose-inhibitable manner. We conclude that galectin-3 is a regulator of cell growth and apoptosis and it may function through a cell death inhibition pathway that involves Bcl-2.

Arachidonate lipoxygenases as essential regulators of cell survival and apoptosis.

Arachidonic acid (AA) metabolites derived from both cyclooxygenase (COX) and lipoxygenase (LOX) pathways transduce a variety of signals related to cell growth. Here, we report that the AA LOX pathway also functions as a critical regulator of cell survival and apoptosis. Rat Walker 256 (W256) carcinosarcoma cells express 12-LOX and synthesize 12(S)- and 15(S)-hydroxyeicosatetraenoic acids as their major LOX metabolites. W256 cells transfected with 12-LOX-specific antisense oligonucleotide or antisense oligonucleotides directed to conserved regions of LOXs underwent time- and dose-dependent apoptosis. Likewise, treatment of W256 cells with various LOX but not COX inhibitors induced apoptotic cell death, which could be partially inhibited by exogenous 12(S)- or 15(S)-hydroxyeicosatetraenoic acids. The W256 cell apoptosis induced by antisense oligos and LOX inhibitors was followed by a rapid downregulation of bcl-2 protein, a dramatic decrease in the bcl-2/bax ratio, and could be suppressed by bcl-2 overexpression. In contrast, p53, which is wild type in W256 cells, did not undergo alterations during apoptosis induction. The results suggest that the LOX pathway plays an important physiological role in regulating apoptosis.

The contrasting roles of ICE family proteases and interleukin-1beta in apoptosis induced by trophic factor withdrawal and by copper/zinc superoxide dismutase down-regulation.

We compare here the mechanisms of apoptotic death of PC12 cells induced by down-regulation of Cu2+,Zn2+ superoxide dismutase (SOD1) and withdrawal of trophic support (serum/nerve growth factor). Our previous results indicated that the initiating causes of death are different in each paradigm. However, bcl-2 rescues cells in either paradigm, suggesting common downstream elements to the cell death pathway. To determine whether the ICE [interleukin 1beta converting enzyme] family of proteases, which is required for apoptosis on trophic factor withdrawal, is also required for apoptosis induced by oxidative stress, we have developed a novel peptide inhibitor that mimics the common catalytic site of these enzymes and thereby blocks their access to substrates. This differs from the more usual pseudosubstrate approach to enzyme inhibition. Blockade of ICE family proteases by either this inhibitor or by a permeant competitive ICE family antagonist rescues PC12 cells from apoptotic death following apoptosis induced by down-regulation of SOD1, as well as from trophic factor/nerve growth factor deprivation. SOD1 down-regulation results in an increase in interleukin 1beta (IL- 1beta) production by the cells, and cell death under these conditions can be prevented by either blocking antibodies against IL-1beta or the IL-1 receptor antagonist (IL-1Ralpha). In contrast, trophic factor withdrawal does not increase IL-1beta secretion, and the blocking antibody failed to protect PC12 cells from trophic factor withdrawal, whereas the receptor antagonist was only partially protective at very high concentrations. There were substantial differences in the concentrations of pseudosubstrate inhibitors which rescued cells from SOD1 down-regulation and trophic factor deprivation. These results suggest the involvement of different members of the ICE family, different substrates, or both in the two different initiating causes of cell death.

Human semaphorins A(V) and IV reside in the 3p21.3 small cell lung cancer deletion region and demonstrate distinct expression patterns.

Semaphorins and collapsins make up a family of conserved genes that encode nerve growth cone guidance signals. We have identified two additional members of the human semaphorin family [human semaphorin A(V) and human semaphorin IV] in chromosome region 3p21.3, where several small cell lung cancer (SCLC) cell lines exhibit homozygous deletions indicative of a tumor suppressor gene. Human semaphorin A(V) has 86% amino acid homology with murine semaphorin A, whereas semaphorin IV is most closely related to murine semaphorin E, with 50% homology. These semaphorin genes are approximately 70 kb apart flanking two GTP-binding protein genes, GNAI-2 and GNAT-1. In contrast, other human semaphorin gene sequences (human semaphorin III and homologues of murine semaphorins B and C) are not located on chromosome 3. Human semaphorin A(V) is translated in vitro into a 90-kDa protein, which accumulates at the endoplasmic reticulum. The human semaphorin A(V) (3.4-kb mRNA) and IV (3.9- and 2.9-kb mRNAs) genes are expressed abundantly but differentially in a variety of human neural and nonneural tissues. Human semaphorin A(V) was expressed in only 1 out of 23 SCLCs and 7 out of 16 non-SCLCs, whereas semaphorin IV was expressed in 19 out of 23 SCLCs and 13 out of 16 non-SCLCs. Mutational analysis in semaphorin A(V) revealed mutations (germ line in one case) in 3 of 40 lung cancers. Our data suggest the need to determine the function of human semaphorins A(V) and IV in nonneural tissues and their role in the pathogenesis of lung cancer.

Pathogenic autoantibodies are routinely generated during the response to foreign antigen: a paradigm for autoimmune disease.

The immune system's ability to distinguish self and nonself is essential for both host defense against foreign agents and protection of self-antigens from autoimmune destruction. Such discrimination is complicated by extensive structural homology shared between foreign and self antigens. One hypothesis to explain the development of an autoimmune response is that some B cells activated by foreign antigen acquire, through somatic mutation, specificity for both the eliciting foreign antigen and self antigen. If such clones arise frequently, there must be a mechanism for their elimination. We have analyzed the extent of autoreactivity arising in a nonautoimmune host during the response to a foreign antigen. To overcome the process of apoptosis in primary B cells that might routinely eliminate autoreactive clones, we generated B-cell hybridomas from spleen cells of immunized mice by using a fusion partner constitutively expressing bcl-2. Multiple lines were obtained that recognize simultaneously the hapten phosphorylcholine and the self antigen double-stranded DNA. This dual specificity was not present early but was detected by day 10 after immunization. Some of these cross-reactive antibodies deposit in kidneys in a pattern similar to what is seen in autoimmune disease. These results demonstrate that autoantibodies arise at a high frequency as part of a response to foreign antigen. It has previously been shown that autoreactivity is regulated by central deletion; these data demonstrate a need for negative selection in peripheral lymphoid organs also, to regulate autoantibodies acquiring their self-specificity by somatic mutation.

p53 expression is required for thymocyte apoptosis induced by adenosine deaminase deficiency.

Adenosine deaminase (ADA, EC 3.5.4.4) is a ubiquitous enzyme in the purine catabolic pathway. In contrast to the widespread tissue distribution of this enzyme, inherited ADA deficiency in human results in a tissue-specific severe combined immunodeficiency. To explain the molecular basis for this remarkable tissue specificity, we have used a genetic approach to study ADA deficiency. We demonstrate that ADA deficiency causes depletion of CD8low transitional and CD4+CD8+ double-positive thymocytes by an apoptotic mechanism. This effect is mediated by a p53-dependent pathway, since p53-deficient mice are resistant to the apoptosis induced by ADA deficiency. DNA damage, known to be caused by the abnormal accumulation of dATP in ADA deficiency, is therefore responsible for the ablation of T-cell development and for the immunodeficiency. The two thymocyte subsets most susceptible to apoptosis induced by ADA deficiency are also the two thymocyte subsets with the lowest levels of bcl-2 expression. We show that thymocytes from transgenic mice that overexpress bcl-2 in the thymus are rescued from apoptosis induced by ADA deficiency. Thus, the tissue specificity of the pathological effects of ADA deficiency is due to the low bcl-2 expression in CD8low transitional and CD4+CD8+ double-positive thymocytes.

Nonsteroidal antiinflammatory drugs cause apoptosis and induce cyclooxygenases in chicken embryo fibroblasts.

Programmed cell death (apoptosis) is an intrinsic part of organismal development and aging. Here we report that many nonsteroidal antiinflammatory drugs (NSAIDs) cause apoptosis when applied to v-src-transformed chicken embryo fibroblasts (CEFs). Cell death was characterized by morphological changes, the induction of tissue transglutaminase, and autodigestion of DNA. Dexamethasone, a repressor of cyclooxygenase (COX) 2, neither induced apoptosis nor altered the NSAID effect. Prostaglandin E2, the primary eicosanoid made by CEFs, also failed to inhibit apoptosis. Expression of the protooncogene bcl-2 is very low in CEFs and is not altered by NSAID treatment. In contrast, p20, a protein that may protect against apoptosis when fibroblasts enter G0 phase, was strongly repressed. The NSAID concentrations used here transiently inhibit COXs. Nevertheless, COX-1 and COX-2 mRNAs and COX-2 protein were induced. In some cell types, then, chronic NSAID treatment may lead to increased, rather than decreased, COX activity and, thus, exacerbate prostaglandin-mediated inflammatory effects. The COX-2 transcript is a partially spliced and nonfunctional form previously described. Thus, these findings suggest that COXs and their products play key roles in preventing apoptosis in CEFs and perhaps other cell types.

Tumorigenic activity of the BCR-ABL oncogenes is mediated by BCL2.

BCR-ABL is a chimeric oncogene generated by translocation of sequences from the c-abl protein-tyrosine kinase gene on chromosome 9 into the BCR gene on chromosome 22. Alternative chimeric proteins, p210BCR-ABL and p190BCR-ABL, are produced that are characteristic of chronic myelogenous leukemia and acute lymphoblastic leukemia, respectively. Their role in the etiology of human leukemia remains to be defined. Transformed murine hematopoietic cells can be used as a model of BCR-ABL function since these cells can be made growth factor independent and tumorigenic by the action of the BCR-ABL oncogene. We show that the BCR-ABL oncogenes prevent apoptotic death in these cells by inducing a Bcl-2 expression pathway. Furthermore, BCR-ABL-expressing cells revert to factor dependence and nontumorigenicity after Bcl-2 expression is suppressed. These results help to explain the ability of BCR-ABL oncogenes to synergize with c-myc in cell transformation.

Role of heme regulated eIF2α kinase in pancreatic beta cell function and viability

The eukaryotic translation initiation factor 2 alpha (eIF2α) is part of the initiation complex that drives the initiator amino acid methionine to the ribosome, a crucial step in protein translation. In stress conditions such as virus infection, endoplasmic reticulum (ER) stress, amino acid or heme deficiency eIF2α can be phosphorylated and thereby inhibit global protein synthesis. This adaptive mechanism prevents protein accumulation and consequent cytotoxic effects. Heme-regulated eIF2α kinase (HRI) is a member of the eIF2α kinase family that regulates protein translation in heme deficiency conditions. Although present in all tissues, HRI is predominantly expressed in erythroid cells where it remains inactive in the presence of normal heme concentrations. In response to heme deficiency, HRI is activated and phosphorylates eIF2α decreasing globin synthesis. This mechanism is important to prevent accumulation of heme-free globin chains which cause ER stress and apoptosis. RNA sequencing data from our group showed that in human islets and in primary rat beta cells HRI is the most expressed eIF2α kinase compared to the other family members. Despite its high expression levels, little is known about HRI function in beta cells. The aim of this project is to identify the role of HRI in pancreatic beta cells. This was investigated taking a loss-of-function approach. HRI knock down (KD) by RNA interference induced beta cell apoptosis in basal condition. HRI KD potentiated the apoptotic effects of palmitate or proinflammatory cytokines, two in vitro models for type 2 and type 1 diabetes, respectively. Increased cytokine-induced apoptosis was also observed in HRI-deficient primary rat beta cells. Unexpectedly, we observed a mild increase in eIF2α phosphorylation in HRI-deficient cells. The levels of mRNA or protein expression of C/EBP homologous protein (CHOP) and activating transcription factor 4 (ATF4) were not modified. HRI KD cells have decreased spliced X-box binding protein 1 (XBP1s), an important branch of the ER stress response. However, overexpression of XBP1s by adenovirus in HRI KD cells did not protect from HRI siRNA-induced apoptosis. HRI deficiency decreased phosphorylation of Akt and its downstream targets glycogen synthase kinase 3 (GSK3), forkhead box protein O1 (FOXO1) and Bcl-2-associated death promoter (BAD). Overexpression of a constitutively active form of Akt by adenovirus in HRI-deficient beta cells partially decreased HRI KD-mediated apoptosis. Interestingly, BAD silencing protected from apoptosis caused by HRI deficiency. HRI silencing in beta cells also induced JNK activation. These results suggest an important role of HRI in beta cell survival through modulation of the Akt/BAD pathway. Thus, HRI may be an interesting target to modulate beta cell fate in diabetic conditions.

Alterações em adrenais de cães relacionadas à morte súbita ou agônica: análise morfométrica, histopatológica, imunoistoquímica e correlação com os níveis de adrenalina e noradrenalina na medula adrenal

A necropsia é essencial para a identificação da causa de morte e dos processos que culminaram no óbito do animal. O presente estudo visou à pesquisa da real ocorrência de morte súbita e inesperada em cães submetidos à necropsia, e à determinação da discrepância entre as suspeitas dos proprietários em relação ao estado de saúde prévio e à causa de morte de seus cães, quando comparadas às conclusões necroscópicas. Este trabalho também focou nas alterações morfológicas e funcionais nas glândulas adrenais de cães necropsiados, a fim de se estudar a aplicação de possíveis marcadores da resposta adrenal ao estresse sofrido pelo animal na iminência do óbito. Foram utilizados os dados de 82 cães necropsiados na FMVZ-USP para análise da ocorrência real de morte súbita nestes animais. As alterações morfológicas nas adrenais de 46 cães necropsiados foram avaliadas através de análises morfométricas e histopatológicas. Também foram avaliados os índices de proliferação e apoptose nas células do córtex adrenal em relação à causa de morte do animal, através da marcação imunoistoquímica para o antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA) e para BAX e Bcl-2, proteínas envolvidas na regulação da apoptose. A análise das alterações funcionais sofridas pelas adrenais focou na quantificação das concentrações das catecolaminas adrenalina e noradrenalina na medula adrenal dos cães por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção eletroquímica (CLAE-DE). Dentre os resultados encontrados, a suspeita do proprietário de que seu cão sofreu uma morte súbita e inesperada é muito maior do que a real ocorrência deste tipo de morte em cães, sendo o óbito por decorrência de complicações de doenças muito mais frequente. As características morfométricas das adrenais dos cães apresentaram maior influência pelo peso corpóreo do animal e pela presença ou ausência de hiperplasia cortical do que pela associação com doenças crônicas ou condições agudas. Cães que vieram a óbito em decorrência de complicações de doenças crônicas exibiram fibrose em região corticomedular e focos de infiltrado inflamatório, ausentes nos animais com morte súbita ou doenças agudas, além de maior ocorrência de hiperplasia adrenocortical. Cães que sofriam de alterações cardíacas crônicas apresentaram alterações histopatológicas significativas mais marcantes em suas adrenais, como necrose, fibrose e depleção vacuolar cortical. Por outro lado, a congestão severa nas adrenais foi um achado mais frequente nos animais previamente saudáveis que sofreram morte súbita ou que vieram a óbito por doenças agudas. A avaliação dos índices de proliferação celular e apoptose no córtex das adrenais através da marcação imunoistoquímica para PCNA e BAX e Bcl-2, respectivamente, não apresentou potencial relevante para o estudo dos efeitos do estresse por doenças crônicas sobre as adrenais de cães. As concentrações de adrenalina e noradrenalina na medula adrenal se mostraram muito maiores em cães machos quando comparados às fêmeas. Os achados deste estudo podem auxiliar nas conclusões da necropsia, sendo especialmente relevantes em casos médico-legais, nos quais todos os achados possíveis devem ser relatados e analisados a fim de se prover um diagnóstico preciso, seguro e incontroverso

Resistência de células de carcinoma epidermóide bucal à terapia fotodinâmica mediada pelo ácido 5-aminolevulínico

O carcinoma epidermóide bucal (CEC) é uma neoplasia maligna com alta morbidade e mortalidade e de difícil tratamento. O tratamento convencional para o CEC inclui cirurgia e radioterapia, seguida ou não de quimioterapia. Apesar de serem amplamente difundidos, esses tratamentos podem ser ineficazes para alguns CECs resistentes. A terapia fotodinâmica (PDT) oncológica tem sido utilizada para o tratamento adjuvante do CEC bucal, principalmente nos casos menos invasivos e que necessitam de redução do tumor para a ressecção cirúrgica. Contudo, semelhantemente aos tratamentos convencionais, a PDT pode também induzir o aparecimento de populações celulares resistentes, fato já descrito para carcinoma cutâneo, adenocarcinoma de cólon e adenocarcinoma mamário. A hipótese de que células de CEC bucal possam desenvolver resistência à PDT ainda não foi testada. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar se células de CEC bucal (SCC9) desenvolvem resistência a ciclos repetidos de PDT mediada pelo ácido 5- aminolevulínico (5-ALA-PDT) e avaliar se nesse processo ocorre modificação da expressão de marcadores relacionados a sobrevivência celular (NF?B, Bcl-2, iNOS, mTOR e Akt). Foi utilizada linhagem de células de CEC bucal (SCC9), submetida às seguintes condições: 1) Controle - células cultivadas sem nenhum tratamento; 2) ALA - células incubadas com 5-ALA (1mM durante 4 horas); 3) LED - tratadas com iluminação LED (630nm, 5,86J/cm2, 22,5J, 150mW, 150s); 4) PDT - tratadas com 5- ALA-PDT, com os protocolos do grupo ALA e LED combinados, gerando dose letal de 90%. Inicialmente foi realizado somente um ciclo de PDT, sendo avaliada a viabilidade celular em todos os grupos após 24, 48, 72 e 120h da irradiação. Também foi realizado ensaio de detecção da fragmentação de DNA (TUNEL) e análise por imunofluorescência da expressão das proteínas NF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt nas células viáveis. Como resultado desse primeiro tratamento com 5-ALA-PDT, observou-se que as células sobreviventes ao tratamento apresentaram intensa marcação para pmTOR e exibiram potencial de crescimento durante o período analisado. Após esses ensaios, as células que sobreviveram a essa primeira sessão foram coletadas, replaqueadas e novamente cultivadas, sendo então submetidas a novo ciclo de 5-ALA-PDT. Esse processo foi realizado 5 vezes, variando-se a intensidade de irradiação à medida que se observava aumento na viabilidade celular. As populações celulares que exibiram viabilidade 1,5 vezes maior do que a detectada no primeiro ciclo PDT foram consideradas resistentes ao tratamento. Os mesmos marcadores analisados no primeiro ciclo de PDT foram novamente avaliados nas populações resistentes. Foram obtidas quatro populações celulares resistentes, com viabilidade de até 4,6 vezes maior do que a do primeiro ciclo de PDT e irradiação com LED que variou de 5,86 a 9,38J/cm2. A população mais resistente apresentou ainda menor intensidade de protoporfirina IX, maior capacidade de migração e modificação na morfologia nuclear. As populações resistentes testadas exibiram aumento na expressão de pNF?B, iNOS, pmTOR e pAkt, mas não da proteína anti-apoptótica Bcl- 2. Ensaio in vivo foi também conduzido em ratos, nos quais CEC bucal foi quimicamente induzido e tratado ou não com 5-ALA-PDT. Houve intensa expressão imuno-histoquímica das proteínas pNF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt em relação ao controle não tratado, nas células adjacentes à área de necrose provocada pela PDT. Concluiu-se que as células de CEC bucal tratadas com 5-ALA-PDT a uma dose de 90% de letalidade desenvolveram viabilidade crescente após ciclos repetidos do tratamento, bem como exibiram superexpressão de proteínas relacionadas à sobrevivência celular, tanto in vitro quanto in vivo. Esses fatos, aliados à maior capacidade de migração, sugerem a aquisição de fenótipo de resistência à 5-ALAPDT. Esse aspecto deve ser cuidadosamente considerado no momento da instituição dessa terapia para os CECs bucais.

Investigação da atividade apoptótica na abertura luminal dos ductos das glândulas salivares: análise comparativa entre modelo animal e humano

As glândulas salivares são estruturas essenciais para a manutenção da homeostase da cavidade oral pela síntese e secreção do fluido salivar. A disfunção ou perda permanente das glândulas salivares causadas por radioterapia, doenças inflamatórias ou desordens congênitas elevam principalmente o risco de infecções da mucosa oral e de estruturas dentárias, além de potencialmente prejudicar funções fisiológicas como fala, mastigação e paladar, diretamente interferindo na qualidade de vida dos indivíduos afetados. Os tratamentos atualmente disponíveis são apenas paliativos, ressaltando a necessidade de se compreender melhor os processos embriogênicos a fim de desenvolver novas estratégias terapêuticas capazes de regenerar as glândulas salivares. O princípio da formação das glândulas salivares baseia-se na coordenação de diversos processos morfogenéticos, e este trabalho foca particularmente em investigar a formação do espaço luminal do sistema de ductos, uma vez que a adequada abertura dos lumens é um processo essencial para a secreção salivar. Relata-se que a remoção das células centrais dos cordões sólidos epiteliais por morte celular apoptótica é o principal mecanismo de abertura do espaço luminal dos futuros ductos glandulares em camundongos. Porém, pouco se sabe sobre o controle temporal da apoptose durante o desenvolvimento glandular e sobre seu comportamento em glândulas salivares humanas. Neste trabalho, o perfil de expressão de diversas proteínas envolvidas na cascata apoptótica em glândulas salivares fetais humanas foi analisado de acordo com cada estágio morfogenético por imunoistoquímica (Bax, Bak, Bad, Bid, Bcl-2, Bcl-x, Bcl-xL, caspase-3 clivada, caspases-6, -7 e -9, apaf-1, survivina e citocromo c). As análises semi-qualitativas resultaram em negatividade apenas para as proteínas Bcl-2, Bad, Bid e caspase-3 clivada em todas as fases de desenvolvimento. A expressão nuclear de Bax e Bak foi identificada em presumidos espaços luminais em estágios precoces, enquanto Bcl-xL foi o fator antiapoptótico da família Bcl-2 que exibiu expressão nuclear mais importante. Caspases-6, -7 e -9 foram positivas em todas as fases, e a ausência de caspase-3 clivada sugere caspase-7 como principal caspase efetora da apoptose em desenvolvimento de glândulas salivares humanas. Ambos os componentes do complexo apoptossomo foram positivos durante o desenvolvimento glandular, e o inibidor survivina demonstrou mais positividade nuclear em estágios mais avançados. Ao observar a expressão de reguladores apoptóticos durante o desenvolvimento glandular humano, foram realizados experimentos funcionais com culturas de tecido glandular de camundongos para avaliar o papel das caspases durante a formação desta estrutura. Inicialmente detectou-se a atividade apoptótica em glândulas salivares de camundongos albinos no centro dos cordões epiteliais primários a partir de estágios precoces de desenvolvimento através de TUNEL e caspase-3 clivada. A partir disso, foi realizada a inibição apoptótica funcional in vitro durante o mesmo período, que resultou em ductos significativamente mais amplos e em defeitos morfológicos importantes nas estruturas luminal e acinar. Este trabalho evidenciou portanto atividade apoptótica durante a formação de glândulas salivares humanas e de camundongo, expressando-se em fases mais precoces do que reportadas anteriormente. Além disso, a ausência de Bad e Bid indica que a via intrínseca está mais ativa que a extrínseca, e distintos perfis de expressão da maioria das moléculas sugere adicionais funções não-apoptóticas durante a morfogênese glandular.

APLICACIÓN DE SUSTANCIAS ACTIVAS DE PLANTAS MEDICINALES COMO ADITIVOS ALIMENTARIOS PARA REDUCIR LOS EFECTOS CITOGENOTÓXICOS E INMUNOTÓXICOS INDUCIDOS POR OCRATOXINA A Y MEJORAR LA PRODUCCIÓN PORCINA.

La producción porcina se encuentra entre una de las más importantes en el continente americano. La carne y subproductos de cerdos alimentados con cereales contaminados por ocratoxina A (OTA) son también fuente de contaminación para el hombre. Esta toxina producida por diferentes especies de Aspergillus presenta propiedades nefrotóxicas, genotóxicas e inmunosupresoras. Actualmente hay un considerable interés en la industria de alimentos por las sustancias vegetales como una alternativa para la prevención de las micotoxicosis. Baccharis articulata y Minthostachys verticillata son plantas medicinales argentinas que han sido ampliamente estudiadas por nuestro grupo de investigación, demostrando propiedades antivirales, antimicrobianas, inmunomoduladoras y antioxidantes. Estudios recientes mostraron que ácido clorogénico aislado de B. articulata redujo los efectos tóxicos de OTA en linfocitos de ratas. Además, estudios in vitro e in vivo demostraron ausencia de efectos citotóxicos y genotóxicos para estas sustancias vegetales. La hipótesis planteada es: El aceite esencial y/o uno de sus componentes puros (limoneno) obtenidos de M. verticillata y los componentes mayoritarios de B. articulata, poseen capacidad para reducir los efectos citogenotóxicos e inmunotóxicos inducidos por OTA, permitiendo su utilización como aditivos alimentarios para el mejoramiento de la producción porcina”. El objetivo del proyecto es caracterizar in vitro e in vivo la capacidad de sustancias obtenidas de plantas medicinales para revertir los efectos tóxicos inducidos por OTA y su posible aplicación como aditivos biológicos en los agroecosistemas de producción porcina. Se recolectará el material vegetal y se obtendrá aceite esencial y extractos acuosos, luego se realizará la identificación y cuantificación de los compuestos puros por CG o HPLC. Para los ensayos de citotoxicidad in vitro, células Vero y PBMCs de ratas Wistar, se enfrentarán a diferentes concentraciones de las sustancias vegetales SV y OTA y la viabilidad celular será evaluada por test de captación de rojo neutro, tinción de exclusión al azul de tripán y método colorimétrico de MTT. La apoptosis inducida por OTA y el efecto protector de las SV se evaluará mediante análisis de fragmentación de ADN por TUNEL, expresión de caspasas-3 y 8 por Western-Blot, expresión de Bax, y Bcl-2 por inmunohistoquímica, RT-PCR y real time PCR y análisis de externalización de fosfatidilserina (FS) por citometría de flujo. Para los estudios in vivo se utilizarán ratas Wistar que serán alimentadas diariamente y por 28 días con diferentes dietas que incluirán el alimento balanceado adicionado con distintas concentraciones de OTA, SV o combinaciones de OTA+SV. Luego, se sacrificarán los animales y se determinará el daño genotóxico inducido por OTA y la reducción del daño por las SV, mediante el test de micronúcleos. También se caracterizará la respuesta inmune de las ratas tratadas determinando la producción de Ac por ELISA, y la respuesta de las PBMCs a mitógenos por citometría de flujo. Teniendo en cuenta los resultados preliminares obtenidos con ácido clorogénico, se esperan obtener similares resultados tanto con el aceite esencial de M. verticillata así como con los otros compuestos. También se espera que las SV adicionadas a las raciones alimentarias contaminadas con OTA, reduzcan los daños citogenotóxicos e inmunotóxicos que produce esta micotoxina. El proyecto posee un fuerte impacto sobre el sector productivo dado que, los riesgos relacionados con la contaminación por micotoxinas están presentes en todos los ámbitos del sector agrícola-ganadero, afectando la economía de nuestro país. La incorporación de sustancias vegetales, inocuas, como aditivos alimentarios para disminuir los efectos tóxicos que causa OTA aportará conocimientos y tecnología a la industria pecuaria y alimentaria para mejorar la producción porcina así como la calidad de la carne y los subproductos destinados a consumo humano

Human naïve regulatory T-cells feature high steady-state turnover and are maintained by IL-7

Naïve FoxP3-expressing regulatory T-cells (Tregs) are essential to control immune responses via continuous replenishment of the activated-Treg pool with thymus-committed suppressor cells. The mechanisms underlying naïve-Treg maintenance throughout life in face of the age-associated thymic involution remain unclear. We found that in adults thymectomized early in infancy the naïve-Treg pool is remarkably well preserved, in contrast to conventional naïve CD4 T-cells. Naïve-Tregs featured high levels of cycling and pro-survival markers, even in healthy individuals, and contrasted with other circulating naïve/memory CD4 T-cell subsets in terms of their strong γc-cytokine-dependent signaling, particularly in response to IL-7. Accordingly, ex-vivo stimulation of naïve-Tregs with IL-7 induced robust cytokine-dependent signaling, Bcl-2 expression, and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-dependent proliferation, whilst preserving naïve phenotype and suppressive capacity. Altogether, our data strongly implicate IL-7 in the thymus-independent long-term survival of functional naïve-Tregs, and highlight the potential of targeting the IL-7 pathway to modulate Tregs in different clinical settings.

Avaliação da técnica imunohistoquímica como método de deteção da apoptose a nível celular

A apoptose constitui um processo fisiológico de morte celular, caracterizado por alterações morfológicas distintas e mecanismos bioquímicos e moleculares bem definidos. O seu papel de destaque em numerosos eventos biológicos e importantes processos patológicos conduziu a um crescente interesse na investigação dos mecanismos celulares que regulam o processo apoptótico. A aplicação de metodologias capazes de identificar células apoptóticas despoletou um enorme desenvolvimento de técnicas. No entanto, as propriedades demonstradas por estes ensaios nem sempre se aplicam ao estudo de amostras tecidulares, pelo que a escolha dos diferentes métodos deverá ser criteriosamente avaliada, tendo em conta a aplicação pretendida e as alterações morfológicas que se pretendem detetar. Das várias técnicas disponíveis para deteção da apoptose em tecidos, muitos investigadores recomendam o método TUNEL, o qual se baseia na marcação de produtos endonucleossómicos resultantes da fragmentação do DNA. Outros métodos histoquímicos também disponíveis incluem a deteção do citocromo c, libertado da mitocôndria ou a deteção das proteínas pró e anti-apoptóticas, Bax, Bidm e Bcl-2, envolvidas nos mecanismos intrínsecos da apoptose. Mais recentemente, a marcação de produtos específicos resultantes da clivagem de proteínas alvo pelas caspases, tem vindo a ser considerada uma abordagem promissora. Como principal objectivo deste trabalho pretendeu-se avaliar a técnica imunohistoquímica como método de deteção da apoptose a nível celular, em tecidos animais, tendo por base o método TUNEL, o qual permite a deteção de fragmentos de DNA. Os resultados obtidos permitiram concluir que, apesar do método TUNEL possuir as suas limitações ao nível da sensibilidade e especificidade, o mesmo constitui um mecanismo imunohistoquímico útil na deteção de células apoptóticas. Contudo, segundo opinião de vários autores, adverte-se para a necessidade da aplicação de pelo menos dois métodos imunohistoquímicos como forma de validar a ocorrência do processo apoptótico, razão pela qual se optou pela deteção do citocromo c citosólico como método complementar, uma vez que a sua libertação para o espaço citosólico se encontra implicada na ativação da apoptose.