Expanding our therapeutic options: β-blockers for colon cancer?

Supported by U. Porto/Santander Totta (IJUP) (PP-IJUP2011-320)

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

L’amélioration de la performance et de la structure cardiaque par la moxonidine chez les SHR est accompagnée d’une diminution des cytokines, de la MAPK p38 et de l’Akt

L’hypertrophie du ventricule gauche (HVG) est un processus adaptif et compensatoire qui se développe conséquemment à l’hypertension artérielle pour s’opposer à l’élévation chronique de la pression artérielle. L’HVG est caractérisée par une hypertrophie des cardiomyocytes suite à l’augmentation de la synthèse d’ADN, une prolifération des fibroblastes, une augmentation du dépôt de collagène et une altération de la matrice extracellulaire (MEC). Ces changements génèrent des troubles de relaxation et mènent au dysfonctionnement diastolique, ce qui diminue la performance cardiaque. La suractivité du système nerveux sympathique (SNS) joue un rôle essentiel dans le développement de l’hypertension artérielle et de l’HVG à cause de la libération excessive des catécholamines et de leurs effets sur la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires et sur les différentes voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives. Le traitement antihypertenseur avec de la moxonidine, un composé sympatholytique d’action centrale, permet une régression de l’HVG suite à une réduction soutenue de la synthèse d'ADN et d’une stimulation transitoire de la fragmentation de l'ADN qui se produit au début du traitement. En raison de l’interaction entre l’HVG, les cytokines inflammatoires, le SNS et leurs effets sur les protéines de signalisation hypertrophiques, l’objectif de cette étude est de détecter dans un modèle animal d’hypertension artérielle et d’HVG, les différentes voies de signalisation associées à la régression de l’HVG et à la performance cardiaque. Des rats spontanément hypertendus (SHR, 12 semaines) ont reçu de la moxonidine à 0, 100 et 400 µg/kg/h, pour une période de 1 et 4 semaines, via des mini-pompes osmotiques implantées d’une façon sous-cutanée. Après 4 semaines de traitement, la performance cardiaque a été mesurée par écho-doppler. Les rats ont ensuite été euthanasiés, le sang a été recueilli pour mesurer les concentrations des cytokines plasmatiques et les cœurs ont été prélevés pour la détermination histologique du dépôt de collagène et de l'expression des protéines de signalisation dans le ventricule gauche. Le traitement de 4 semaines n’a eu aucun effet sur les paramètres systoliques mais a permis d’améliorer les paramètres diastoliques ainsi que la performance cardiaque globale. Par rapport au véhicule, la moxonidine (400 µg/kg/h) a permis d’augmenter transitoirement la concentration plasmatique de l’IL-1β après une semaine et de réduire la masse ventriculaire gauche. De même, on a observé une diminution du dépôt de collagène et des concentrations plasmatiques des cytokines IL-6 et TNF-α, ainsi qu’une diminution de la phosphorylation de p38 et d’Akt dans le ventricule gauche après 1 et 4 semaines de traitement, et cela avec une réduction de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque. Fait intéressant, les effets anti-hypertrophiques, anti-fibrotiques et anti-inflammatoires de la moxonidine ont pu être observés avec la dose sous-hypotensive (100 µg/kg/h). Ces résultats suggèrent des effets cardiovasculaires bénéfiques de la moxonidine associés à une amélioration de la performance cardiaque, une régulation de l'inflammation en diminuant les niveaux plasmatiques des cytokines pro-inflammatoires ainsi qu’en inhibant la MAPK p38 et Akt, et nous permettent de suggérer que, outre l'inhibition du SNS, moxonidine peut agir sur des sites périphériques.

Le rôle et la régulation du pyroglutamylated RF-amide peptide dans le tissu adipeux lors de l’obésité

L’obésité est définie comme un surplus de masse adipeuse. Cette condition représente un problème de santé publique devenu pandémique dans les pays industrialisés. Elle prédispose à des maladies potentiellement mortelles comme le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et la stéatose hépatique non-alcoolique. L’accumulation du tissu adipeux intra-abdominal, formé d’adipocytes, est corrélée avec la résistance à l’insuline. L’augmentation de la masse adipeuse se fait par l’hyperplasie des préadipocytes, la différenciation des préadipocytes en adipocytes et l’hypertrophie des adipocytes. La différenciation des préadipocytes se fait selon l’adipogenèse qui est régulée par une multitude de facteurs, mais qui est inhibée pas les stimuli inflammatoires qui sont aussi responsables de la résistance à l’insuline et de l’apparition des problèmes de santé liés à l’obésité. Nous avons identifié un nouveau système de régulation autocrine/paracrine de l’adipogenèse dans les cellules du tissu adipeux. Le pyroglutamylated RF-amide peptide (QRFP), qui était connu pour son rôle dans la régulation de l’appétit, est un activateur de l’adipogenèse par l’activation de son récepteur, le G protein-coupled receptor 103 (GPR103). Le QRFP est exprimé dans les macrophages et les adipocytes alors que le GPR103 de sous-type b est exprimé dans les adipocytes seulement. Un traitement des adipocytes avec le QRFP augmente le captage des acides gras, l’accumulation de lipides ainsi que l’expression et l’activité de l’enzyme LPL. Le QRFP augmente aussi l’expression des gènes des transporteurs d’acides gras CD36 et FATP1, de l’enzyme activatrice d’acides gras ACSL1 et des facteurs de transcription PPAR-γ et C/EBP-α, qui sont tous impliqués dans l’adipogenèse. En plus de ses effets sur l’adipogenèse, le QRFP possède aussi un effet inhibiteur sur l’activité lipolytique induite par les catécholamines. Nous avons montré que l’expression du QRFP est diminuée dans le tissu adipeux des souris obèses. Selon nos résultats, cette diminution pourrait être expliquée par une augmentation des endotoxines circulantes chez les obèses, appelée endotoxémie métabolique, qui agirait, entre autres, par l’induction des interférons dans les macrophages. Les voies de signalisation de ces effets ont aussi été identifiées. Nous avons montré un autre exemple de stimulus inflammatoire qui régule les signaux adipogènes à la baisse.

Systemic and regional hemodynamics in pigs with acute liver failure and the effect of albumin dialysis.

OBJECTIVE: Acute liver failure (ALF) is haemodynamically characterized by a hyperdynamic circulation. The aims of this study were to investigate the systemic and regional haemodynamics in ALF, to measure changes in nitric oxide metabolites (NOx) and to evaluate whether these haemodynamic disturbances could be attenuated with albumin dialysis. MATERIAL AND METHODS: Norwegian Landrace pigs (23-30 kg) were randomly allocated to groups as controls (sham-operation, n = 8), ALF (hepatic devascularization, n = 8) and ALF + albumin dialysis (n = 8). Albumin dialysis was started 2 h after ALF induction and continued for 4 h. Systemic and regional haemodynamics were monitored. Creatinine clearance, nitrite/nitrate and catecholamines were measured. A repeated measures ANOVA was used to analyse the data. RESULTS: In the ALF group, the cardiac index increased (PGT < 0.0001), while mean arterial pressure (PG = 0.02) and systemic vascular resistance decreased (PGT < 0.0001). Renal resistance (PG = 0.04) and hind-leg resistance (PGT = 0.003) decreased in ALF. There was no difference in jejunal blood flow between the groups. ALF pigs developed renal dysfunction with increased serum creatinine (PGT = 0.002) and decreased creatinine clearance (P = 0.02). Catecholamines were significantly higher in ALF, but NOx levels were not different. Albumin dialysis did not attenuate these haemodynamic or renal disturbances. CONCLUSIONS: The haemodynamic disturbances during the early phase of ALF are characterized by progressive systemic vasodilatation with no associated changes in metabolites of NO. Renal vascular resistance decreased and renal dysfunction developed independently of changes in renal blood flow. After 4 h of albumin dialysis there was no attenuation of the haemodynamic or renal disturbances.

Vesicle motion during sustained exocytosis in chromaffin cells

Chromaffin cells release catecholamines by exocytosis, a process that includes vesicle docking, priming and fusion. Although all these steps have been intensively studied, some aspects of their mechanisms, particularly those regarding vesicle transport to the active sites situated at the membrane, are still unclear. In this work, we show that it is possible to extract information on vesicle motion in Chromaffin cells from the combination of Langevin simulations and amperometric measurements. We developed a numerical model based on Langevin simulations of vesicle motion towards the cell membrane and on the statistical analysis of vesicle arrival times. We also performed amperometric experiments in bovine-adrenal Chromaffin cells under Ba2+ stimulation to capture neurotransmitter releases during sustained exocytosis. In the sustained phase, each amperometric peak can be related to a single release from a new vesicle arriving at the active site. The amperometric signal can then be mapped into a spike-series of release events. We normalized the spike-series resulting from the current peaks using a time-rescaling transformation, thus making signals coming from different cells comparable. We discuss why the obtained spike-series may contain information about the motion of all vesicles leading to release of catecholamines. We show that the release statistics in our experiments considerably deviate from Poisson processes. Moreover, the interspike-time probability is reasonably well described by two-parameter gamma distributions. In order to interpret this result we computed the vesicles’ arrival statistics from our Langevin simulations. As expected, assuming purely diffusive vesicle motion we obtain Poisson statistics. However, if we assume that all vesicles are guided toward the membrane by an attractive harmonic potential, simulations also lead to gamma distributions of the interspike-time probability, in remarkably good agreement with experiment. We also show that including the fusion-time statistics in our model does not produce any significant changes on the results. These findings indicate that the motion of the whole ensemble of vesicles towards the membrane is directed and reflected in the amperometric signals. Our results confirm the conclusions of previous imaging studies performed on single vesicles that vesicles’ motion underneath plasma membranes is not purely random, but biased towards the membrane.

Clonidina para el Tratamiento del Dolor Oncológico: una Revisión Sistemática de la Literatura

El dolor oncológico representa una de las principales causas de dolor crónico, siendo los opioides la primera línea de manejo, sin embargo 10% de los pacientes requieren estrategias analgésicas multimodales. La eficacia analgésica de la clonidina como coadyuvante ha sido demostrada para diversos modelos de dolor. Sin embargo no hay revisiones sistemáticas que validen su eficacia y seguridad en dolor crónico oncológico. Se realizó una revisión sistemática de la literatura a noviembre 26 de 2012, encontrando 15 trabajos (12 reportes de caso y tres ensayos clínicos controlados), n=138 pacientes. La intervención tuvo una eficacia entre 44,7 y 100%, mostrando mayor beneficio en pacientes con componente de dolor neuropático. La adición de clonidina fue bien tolerada, siendo la sedación y la disminución en tensión arterial y frecuencia cardiaca los efectos secundarios más frecuentes, con relación dosis dependiente, de resolución espontánea y en ninguno de los casos se documentó lesión secundaria en los pacientes. La vía de administración más frecuente fue neuroaxial (intratecal y peridural). La revisión sistemática no fue susceptible de metaanálisis por la heterogeneidad clínica de los estudios. Los resultados obtenidos sugieren que la adición de clonidina puede ser una opción terapeútica eficaz y segura en los pacientes con dolor crónico oncológico severo refractario a opioides a altas dosis asociado o no a infusión neuroaxial de anestésico local, en especial en presencia de componente neuropático. Sin embargo se identificó la necesidad de un mayor número de ensayos clínicos controlados aleatorios que permitan establecer conclusiones definitivas.

Reaction of a model siderophore with Ni(II), Co(II) and Zn(II) in aqueous solution: Kinetics and spectroscopy

A spectroscopic study was performed showing that the [Fe(III)(L(2-))(2)](1-) (L(2-) = dopacatecholate) complex reacts with Ni(II), Co(II) and Zn(II) in an aqueous solution containing S(2)O(3)(2-) resulting in the soluble [M(L(1-))(3)](1-) (L(1-) = dopasemiquinone; M = Ni(II), Co(II) or Zn(II) complex species. The Raman and IR spectra of the [CTA][M(L(1-))(3)] complexes, CTA hexadecyltrimethylammonium cation, in the solid state were obtained. The kinetic constants for the metal substitution reactions were determined at four different temperatures, providing values for Delta W(not equal) Delta S(not equal) and Delta G(not equal). The reactions were slow (k = 10(-1)1 M s(-1)) and endothermic. The system investigated can be considered as a simplified model to explain some aspects of siderophore chemistry. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Determination of epinephrine in urine using multi-walled carbon nanotube modified with cobalt phthalocyanine in a paraffin composite electrode

This paper describes the development, electrochemical characterization and utilization of a cobalt phthalocyanine (CoPc), modified multi-walled carbon nanotube (MWCNT), and paraffin composite electrode for the quantitative determination of epinephrine (EP) in human urine samples. The electrochemical profile of the proposed composite electrode was analyzed by differential pulse voltammetry (DPV) that showed a shift of the oxidation peak potential of EP at 175 mV to less positive value, compared with a paraffin/graphite composite electrode without CoPc. DPV experiments in PBS at pH 6.0 were performed to determine EP without any previous step of extraction, clean-up, and derivatization, in the range from 1.33 to 5.50 mu mol L(-1), with a detection limit of 15.6 nmol L(-1) (2.86) of EP in electrolyte prepared with purified water. The lifetime of the proposed sensors was at least over 1000 determinations with 1.7 and 3.1 repeatability and reproducibility relative standard deviations, respectively. Human urine samples without any purification step were successfully analyzed under the standard addition method using paraffin/MWCNT/CoPc composite electrode. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Brain monoaminergic neurons and ventilatory control in vertebrates

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cardiovascular actions of rattlesnake bradykinin ([Val(1), Thr(6)] bradykinin) in the anesthetized South American rattlesnake Crotalus durissus terrificus

Incubation of heat-denatured plasma from the rattlesnake Crotalus atrox with trypsin generated a bradykinin (BK) that contained two amino acid substitutions (Arg(1) --> Val and Ser(6) --> Thr) compared with mammalian BK. Bolus intra-arterial injections of synthetic rattlesnake BK (0.01-10 nmol/kg) into the anesthetized rattlesnake, Crotalus durissus terrificus, produced a pronounced and concentration-dependent increase in systemic vascular conductance (Gsys). This caused a fall in systemic arterial blood pressure (Psys) and an increase in blood flow. Heart rate and stroke volume also increased. This primary response was followed by a significant rise in Psys and pronounced tachycardia (secondary response). Pretreatment with N-G-nitro-L-arginine methyl ester reduced the NK-induced systemic vasodilatation, indicating that the effect is mediated through increased NO synthesis. The tachycardia associated with the late primary and secondary response to BK was abolished with propranolol and the systemic vasodilatation produced in the primary phase was also significantly attenuated by pretreatment, indicating that the responses are caused, at least in part, by release of cathecholamines and subsequent stimulation of beta-adrenergic receptors. In contrast, the pulmonary circulation was relatively unresponsive to BK.

Participação da neurotransmissão dopaminergica no efeito hiperlocomotor do neuropeptideo S

Neuropeptide S (NPS) is an endogenous 20-aminoacid peptide which binds a G protein-coupled receptor named NPSR. This peptidergic system is involved in the modulation of several biological functions, such as locomotion, anxiety, nociception, food intake and motivational behaviors. Studies have shown the participation of NPSR receptors in mediating the hyperlocomotor effects of NPS. A growing body of evidence suggests the participation of adenosinergic, dopaminergic and CRF systems on the hyperlocomotor effects of NPS. Considering that little is known about the role of dopaminergic system in mediating NPS-induced hyperlocomotion, the present study aims to investigate the locomotor actions of intracerebroventricular (icv) NPS in mice pretreated with α-metil-p-tirosine (AMPT, inhibitor of dopamine synthesis), reserpine (inhibitor of dopamine vesicle storage) or sulpiride (D2 receptor antagonist) in the open field test. A distinct group of animals received the same pretreatments described above (AMPT, reserpine or sulpiride) and the hyperlocomotor effects of methylphenidate (dopamine reuptake inhibitor) were investigated in the open field. NPS and methylphenidate increased the mouse locomotor activity. AMPT per se did not change the locomotion of the animals, but it partially reduced the hyperlocomotion of methylphenidate. The pretreatment with AMPT did not affect the psychostimulant effects of NPS. Both reserpine and sulpiride inhibited the stimulatory actions of NPS and methylphenidate. These findings show that the hyperlocomotor effects of methylphenidate, but not NPS, were affected by the pretreatment with AMPT. Furthermore, methylphenidate- and NPS-induced hyperlocomotion was impaired by reserpine and sulpiride pretreatments. Together, data suggests that NPS can increase locomotion even when the synthesis of catecholamines was impaired. Additionally, the hyperlocomotor effects of NPS and methylphenidate depend on monoamines vesicular storaged, mainly dopamine, and on the activation of D2 receptors. The psychostimulant effects of NPS via activation of dopaminergic system display clinical significance on the treatment of diseases which involves dopaminergic pathways, such as Parkinson s disease and drug addiction

Alternative pathways for catecholamine action in oral motor control

Orofacial movement is a complex function performed by facial and jaw muscles. Jaw movement is enacted through the triggering of motoneurons located primarily in the trigeminal motor nucleus (Mo5). The Mo5 is located in the pontine reticular formation, which is encircled by premotor neurons. Previous studies using retrograde tracers have demonstrated that premotor neurons innervating the Mo5 are distributed in brainstem areas, and electrophysiological studies have suggested the existence of a subcortical relay in the corticofugal-Mo5 pathway. Various neurotransmitters have been implicated in oral movement. Dopamine is of special interest since its imbalance may produce changes in basal ganglia activity, which generates abnormal movements, including jaw motor dysfunction, as in oral dyskinesia and possibly in bruxism. However, the anatomical pathways connecting the dopaminergic systems with Mo5 motoneurons have not been studied systematically. After injecting retrograde tracer fluorogold into the Mo5, we observed retrograde-labeled neurons in brainstem areas and in a few forebrain nuclei, such as the central nucleus of the amygdala, and the parasubthalamic nucleus. By using dual-labeled immunohistochemistry, we found tyrosine hydroxylase (a catecholamine-processing enzyme) immunoreactive fibers in close apposition to retrograde-labeled neurons in brainstem nuclei, in the central nucleus of the amygdala and the parasubthalamic nucleus, suggesting the occurrence of synaptic contacts. Therefore, we suggested that catecholamines may regulate oralfacial movements through the premotor brainstem nuclei, which are related to masticatory control, and forebrain areas related to autonomic and stress responses. (C) 2005 Elsevier B.V.. All rights reserved.

The importance of androgen on noradrenergic responses of vas deferens isolated from acutely stressed rats

This study investigated the importance of androgen on responses to alpha and beta (norepinephrine) and alpha(1) (phenylephrine and methoxamine) agonists in vasa deferentia isolated from adult, immature, cryptorchid, and castrated rats submitted to swimming-induced acute stress. The participation of adrenergic nervous terminals was also investigated. Acute stress was shown to induce a significant subsensitivity to norepinephrine only in vas deferens from adult rats with normal levels of androgens. In addition, sympathetic denervation of the vas deferens prevented the appearance of subsensitivity. Subsensitivity was not seen when the experiments were carried out using phenylephrine and methoxamine. This shows that subsensitivity to norepinephrine in this acute stress situation may depend on other factors such as neuronal uptake, but not on alpha(1)-adrenoceptor response. Thus, when animals are exposed to acute stressogenic situations, this subsensitivity requires physiological levels of androgens to establish, and may also be involved in body homeostasis. (C) 1999 Academic Press.

Characterization of two novel polyfunctional mastoparan peptides from the venom of the social wasp Polybia paulista

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)