The adenylyl cyclase Rv2212 modifies the proteome and infectivity of Mycobacterium bovis BCG

All organisms have the capacity to sense and respond to environmental changes. These signals often involve the use of second messengers such as cyclic adenosine monophosphate (cAMP). This second messenger is widely distributed among organisms and coordinates gene expression related with pathogenesis, virulence, and environmental adaptation. Genomic analysis in Mycobacterium tuberculosis has identified 16 adenylyl cyclases (AC) and one phosphodiesterase, which produce and degrade cAMP, respectively. To date, ten AC have been biochemically characterized and only one (Rv0386) has been found to be important during murine infection with M. tuberculosis. Here, we investigated the impact of hsp60-driven Rv2212 gene expression in Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin (BCG) during growth in vitro, and during macrophage and mice infection. We found that hsp60-driven expression of Rv2212 resulted in an increased capacity of replication in murine macrophages but an attenuated phenotype in lungs and spleen when administered intravenously in mice. Furthermore, this strain displayed an altered proteome mainly affecting proteins associated with stress conditions (bfrB, groEL-2, DnaK) that could contribute to the attenuated phenotype observed in mice.

A Universal Stress Protein (USP) in Mycobacteria Binds cAMP

Mycobacteria are endowed with rich and diverse machinery for the synthesis, utilization, and degradation of cAMP. The actions of cyclic nucleotides are generally mediated by binding of cAMP to conserved and well characterized cyclic nucleotide binding domains or structurally distinct cGMP-specific and -regulated cyclic nucleotide phosphodiesterase, adenylyl cyclase, and E. coli transcription factor FhlA (GAF) domain-containing proteins. Proteins with cyclic nucleotide binding and GAF domains can be identified in the genome of mycobacterial species, and some of them have been characterized. Here, we show that a significant fraction of intracellular cAMP is bound to protein in mycobacterial species, and by using affinity chromatography techniques, we identify specific universal stress proteins (USP) as abundantly expressed cAMP-binding proteins in slow growing as well as fast growing mycobacteria. We have characterized the biochemical and thermodynamic parameters for binding of cAMP, and we show that these USPs bind cAMP with a higher affinity than ATP, an established ligand for other USPs. We determined the structure of the USP MSMEG_3811 bound to cAMP, and we confirmed through structure-guided mutagenesis, the residues important for cAMP binding. This family of USPs is conserved in all mycobacteria, and we suggest that they serve as ``sinks'' for cAMP, making this second messenger available for downstream effectors as and when ATP levels are altered in the cell.

Efeitos da administração de inibidores de fosfodiesterases na reversão da hiperatividade de camundongos expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação em humanos

O consumo de etanol durante a gestação é um grave problema de saúde pública. Durante o desenvolvimento, o sistema nervoso é especialmente susceptível aos efeitos tóxicos do etanol e a exposição ao etanol durante este período pode gerar um amplo espectro de distúrbios neurocomportamentais, sendo o mais frequente, a hiperatividade. Recentemente, estudos têm sugerido que distúrbios na plasticidade neuronal podem estar relacionados com a hiperatividade. Os inibidores de PDE são drogas que agem impedindo a degradação de segundos mensageiros celulares como AMPc e GMPc, mantendo a ativação de proteínas quinases e de fatores de transcrição como o CREB, levando a expressão de genes relacionados à plasticidade. Neste trabalho, avaliamos através do teste de campo aberto se a administração de Vinpocetina ou Rolipram (inibidores de PDE) seria capaz de amenizar ou reverter a hiperatividade de camundongos Suíços expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação humana. Para tanto, foram realizadas duas etapas: na primeira etapa, durante o período neonatal, os animais receberam injeções intraperitoneais de etanol (5g/Kg em solução salina a 25%, no 2, 4, 6 e 8 dias de vida pós-natal - PN2 a PN8) ou de salina, e 4 horas antes do teste comportamental no campo aberto (10 min), em PN30, receberam Vinpocetina (10mg/Kg ou 20mg/Kg diluídas em DMSO ip) ou somente DMSO ip. Na segunda etapa, os animais foram expostos ao etanol ou à salina no período neonatal nas mesmas condições da primeira etapa e no dia do teste comportamental receberam Rolipram (0,5mg/Kg diluídas em DMSO ip ou somente DMSO ip). Posteriormente aos testes, foram coletados o córtex cerebral frontal e o hipocampo dos animais para avaliação dos níveis de AMPc. Os resultados comportamentais indicam que somente o tratamento com Vinpocetina (20mg/Kg) reverteu a hiperatividade de camundongos expostos ao etanol, resultado que não foi observado com o tratamento com Rolipram. Desta forma, a dosagem dos níveis de AMPc foi realizada apenas nos animais que receberam injeção de Vinpocetina (20mg/Kg). A exposição neonatal ao etanol reduziu significativamente os níveis de AMPc no córtex e no hipocampo. O tratamento com Vinpocetina gerou um aumento nos níveis de AMPc no córtex e restaurou estes níveis no hipocampo. Nossos resultados sugerem que a reversão da hiperatividade pelo tratamento com Vinpocetina pode estar associada ao aumento da plasticidade neural induzida por esta droga.

Efeitos do tratamento periodontal não-cirúrgico na via L-arginina-óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas

Estudos publicados nas duas últimas décadas sugerem um aumento do risco de doença cardiovascular (DCV) em pacientes com periodontite, mas os mecanismos fisiopatológicos dessa associação ainda não estão completamente esclarecidos. Uma vez que foi demonstrado aumento da ativação plaquetária e do estresse oxidativo na periodontite, o objetivo do presente estudo foi investigar a via L-arginina-óxido nítrico (NO)- guanosina monofosfato cíclica (GMPc) e parâmetros de estresse oxidativo em plaquetas de pacientes com periodontite, bem como avaliar o efeito do tratamento periodontal não-cirúrgico nessas variáveis. Um total de 10 pacientes sem periodontite (periodontalmente saudáveis ou com gengivite) e 10 pacientes com periodontite participaram do estudo. A avaliação clínica, laboratorial e experimental foi realizada no início do estudo e 90 dias após realização da terapia periodontal básica (grupo periodontite). A avaliação clínica periodontal incluiu registros de: profundidade de bolsa à sondagem (PBS), nível de inserção (NIC), percentual de placa e percentual de sangramento à sondagem. Os seguintes experimentos foram realizados: influxo de L-arginina; atividade e expressão das enzimas óxido nítrico sintase e da arginase; expressão das enzimas guanilato ciclase solúvel e fosfodiesterase 5; determinação dos níveis intraplaquetários de GMPc; agregação plaquetária; avaliação do estresse oxidativo (atividade oxidante total, atividade das enzimas antioxidantes catalase e da superóxido dismutase - SOD); medição dos níveis de proteína C reativa (CRP) e de fibrinogênio. Os resultados obtidos no início do estudo demonstraram ativação do influxo de L-arginina em plaquetas via sistema y+L nos pacientes com periodontite, bem como concentrações intraplaquetárias de GMPc diminuídas e aumento sistêmico da CRP. Após o tratamento periodontal, observou-se redução do percentual de sítios com PBS ≥ 6 mm, NIC 4-5 mm e NIC ≥ 6 mm, aumento nos níveis de GMPc, para níveis comparáveis aos dos pacientes sem periodontite, acompanhado por uma maior atividade das enzimas antioxidantes SOD e catalase. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram alterações significativas tanto pré- quanto pós-tratamento. Esses resultados considerados em conjunto sugerem uma menor biodisponibilidade de NO em plaquetas na periodontite e que o tratamento periodontal não-cirúrgico foi capaz de reverter este quadro por um aumento das defesas antioxidantes. Portanto, alterações na via L-arginina-NO-GMPc e no estresse oxidativo podem levar à disfunção plaquetária, que poderia contribuir para um maior risco de DCV nos pacientes com periodontite.

Correlação da resposta clínica à vardenafila em dois regimes terapêuticos com parâmetros vasculares e escore de risco cardiovascular em hipertensos com disfunção erétil vasculogênica

A disfunção erétil (DE) tem alta prevalência entre hipertensos e tem sido considerada marcador precoce de risco cardiovascular. A presença e gravidade da DE bem como a resposta clínica aos inibidores da fosfodiesterase tipo 5 (PDE5) parecem depender da biodisponibilidade do óxido nítrico (NO) endotelial e da extensão da doença aterosclerótica. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta clínica da vardenafila usada em dois regimes terapêuticos em hipertensos com DE vasculogênica e sem doença cardiovascular maior, correlacionando a gravidade da DE e a eficácia da vardenafila com dados antropométricos, laboratoriais, escore de risco cardiovascular e parâmetros vasculares funcionais e estruturais. A resposta clínica à vardenafila nos dois regimes foi avaliada conforme o percentual de respostas positivas à questão 3 do Perfil do Encontro Sexual (PES3). Os parâmetros vasculares considerados foram a espessura médio-intimal (EMI) da carótida comum, a dilatação mediada pelo fluxo (DMF) da artéria braquial e a dilatação nitrato-mediada (DNM). Foram incluídos 100 homens hipertensos com idade entre 50 e 70 anos, sendo 74 portadores de DE vasculogênica e 26 com função erétil normal que serviram de grupo controle. Nos pacientes com DE, o índice de massa corporal, relação cintura-quadril, EMI da carótida, níveis séricos de triglicerídeos, colesterol total e LDL foram significativamente maiores que no grupo controle. Após o uso de vardenafila on demand (fase 1), os pacientes com mais de 50% de respostas positivas ao PES3 ou 50% de respostas afirmativas e um incremento de 6 pontos ou mais em relação ao Índice Internacional de Função Erétil (IIEF-FE) basal e/ou resposta positiva a Questão de Avaliação Global (QAG), foram considerados respondedores. O escore do IIEF-FE basal se correlacionou negativamente com a EMI da carótida (r=-0,48, P<0,001) e com o escore de Framingham (r= -0,41, P<0,001) no grupo com DE. Houve forte correlação positiva entre a resposta clínica à vardenafila com a DMF (r= 0,70, P<0,001), que não se observou entre o sub-grupo de diabéticos. Os 35 pacientes considerados não-respondedores na fase 1 foram randomizados e, em desenho duplo-cego, receberam vardenafila ou placebo diariamente durante cinco semanas, podendo usar 10 mg de vardenafila uma hora antes da atividade sexual (fase2). Houve resposta clínica positiva em 38,8% dos que receberam a vardenafila na fase 2 e esta resposta se correlacionou com a frequência sexual (r= 0,68, P<0,01) e com o escore de Framingham (r= -0,65, P<0,01), com a EMI da carótida (r= -0,61, P=0,01) e com o LDL-colesterol (r= -0,64, P<0,01). A vardenafila foi bem tolerada em ambos os regimes terapêuticos. Concluímos que nessa amostra de hipertensos, a gravidade da DE foi relacionada a parâmetros vasculares estruturais (EMI), enquanto a resposta clínica à vardenafila on demand foi mais diretamente dependente da função vascular momentânea (DMF). Houve benefício na utilização de vardenafila diariamente com o objetivo de resgatar a eficácia do inibidor quanto à melhora do desempenho sexual. A falta de eficácia clínica ao inibidor da PDE5 em ambos os regimes terapêuticos pode servir como marcador clínico que identifica homens hipertensos com um risco cardiovascular aumentado.

Hiperagregabilidade plaquetária e depressão: é o óxido nítrico o mensageiro comum?

A depressão é uma doença grave que vem se tornando mais prevalente na população mundial e no Brasil. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), é a quarta doença mais incapacitante e estima-se que em 2020 ocupe o segundo lugar, ficando atrás apenas das doenças cardiovasculares (DCV), que são a principal causa de morte no mundo. O Transtorno depressivo maior (TDM) se caracteriza por humor deprimido, tristeza intensa ou desânimo ou perda de interesse ou de prazer por quase todas as atividades por, pelo menos, duas semanas. Além disso, tem um elevado índice de mortalidade cardiovascular, e esta associação parece ser multifatorial e altamente complexa, e ainda não está completamente elucidada. Recentes estudos sugerem que a ocorrência de aterotrombose e eventos cardiovasculares no TDM está associada a uma diminuição na biodisponibilidade do óxido nítrico (NO), um potente vasodilatador, anti-agregante plaquetário e neurotransmissor. O NO é um gás formado a partir da L-arginina, pela ação da família de enzimas NO sintases (NOS), e vai ocasionar um aumento de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), que é posteriormente degradada pelas fosfodiesterases (PDE). A L-arginina participa em outras vias além da produção de NO, como a arginase. O estresse oxidativo também tem uma participação no desenvolvimento dos transtornos psiquiátricos e nas DCV, e pode reduzir a meia-vida do NO. O objetivo deste estudo é investigar a via NO-GMPc, o ciclo da uréia, marcadores de estresse oxidativo e de inflamação em plaquetas e a sua associação com a função plaquetária no TDM. Participaram da pesquisa nove pacientes com diagnóstico de depressão leve a moderada do Serviço de Psicologia Aplicada (SPA/UERJ) e onze indivíduos saudáveis pareados por idade como controles. Este projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa do Hospital Universitário Pedro Ernesto (1436-CEP/HUPE). A agregação plaquetária, a expressão e atividade da arginase II, a expressão da PDE 5, marcadores de estresse oxidativo (níveis de TBARS, carbonilação de proteínas, expressão da NADPH oxidase e da glutationa peroxidase (GPx) e atividade desta e da catalase (CAT), ambas enzimas anti-oxidantes) nas plaquetas e no soro, e o fibrinogênio sistêmico foram investigados. No presente estudo observou-se um aumento da agregação plaquetária induzida por ADP em pacientes com TDM comparados aos controles. Uma ativação da arginase II em plaquetas sem qualquer alteração na sua expressão foi demonstrada em pacientes com TDM. Além disso, um aumento na carbonilação de proteínas e na expressão de GPx, de NADPH e de PDE5 foi observado em plaquetas de pacientes com TDM. A produção de TBARS, a atividade de GPx e CAT nas plaquetas e no soro não foram afetados pelo TDM. Não houve diferença nos níveis de fibrinogênio entre pacientes com TDM e controles. A ativação da arginase, somada ao estresse oxidativo, reduziria a biodisponibilidade de NO levando à disfunção plaquetária nos pacientes com TDM. O presente estudo acrescenta dados importantes para a compreensão dos mecanismos celulares envolvidos na relação TDM e DCV. Além disso, abre caminho para a utilização de novas ferramentas farmacológicas, como os antioxidantes, para o tratamento do TDM.

Alterações na biodisponibilidade de óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas de mulheres na pós-menopausa

O risco de desenvolver doença cardiovascular aumenta com o avançar da idade, sendo exponencialmente maior em mulheres após a menopausa em relação a mulheres em idade reprodutiva. Esse aumento pode ser, em parte, explicado por uma hiperatividade plaquetária e disfunção endotelial nessas mulheres. Em plaquetas, o óxido nítrico é uma molécula essencial para a inibição da sua ativação e agregação; cuja biodisponibilidade depende de sua síntese e inativação por espécies reativas de oxigênio. Assim, o presente estudo visa determinar os efeitos da menopausa sobre a função plaquetária, biodisponibilidade de óxido nítrico e estresse oxidativo. Para tal, a amostra foi constituída por mulheres sendo elas 15 jovens entre 20 e 40 anos (grupo controle), 12 mulheres entre 45 e 60 anos pós-menopausadas há no mínimo 12 meses que não faziam uso de reposição hormonal e que não possuíam fatores de risco para doença cardiovascular. Os resultados demonstraram que mulheres pós-menopausadas apresentam uma hiperagregação plaquetária induzida por colágeno em relação a mulheres jovens. Essas mulheres também apresentaram o influxo de L-arginina aumentado em relação ao grupo controle. No entanto, a atividade da enzima óxido nítrico sintase estava diminuída nas mulheres após a menopausa, assim como os níveis plasmáticos de L-arginina. A expressão das enzimas iNOS e eNOS não diferiu significativamente entre os grupos. A expressão das subunidades 1 e 1 da enzima guanilato ciclase, e a fosfodiesterase 5 não se apresentaram diferentes entre os grupos. A expressão das enzimas glutationa peroxidase, subunidades gp91phox e p47phox da NADPH oxidase não estavam alteradas em plaquetas de mulheres pós-menopausadas, já a catalase estava mais expressa neste grupo. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, foi observado um aumento na superóxido dismutase em mulheres pós-menopausadas. Esse grupo apresentou ainda níveis mais elevados de grupamentos sulfidrila. Já em relação a danos proteicos não foi possível observar diferença entre os grupos. Dessa forma, esses resultados podem contribuir para uma melhor compreensão da hiperagregação plaquetária observada nas mulheres após a menopausa, o que, por sua vez, pode contribuir para a elucidação de mecanismos envolvidos na morbidade e mortalidade cardiovascular elevada nessa população.

A modulação da via do AMPc/PKA altera a morfologia da oligodendroglia e a distribuição das proteínas CNPase e MAG in vitro

A diferenciação da oligodendroglia depende de alterações coordenadas no citoesqueleto e na sua relação com a membrana plasmática, um componente importante para a formação da bainha de mielina. A 23 nucleotídeo cíclico 3 fosfodiesterase (CNPase) está relacionada com a organização do citoesqueleto, sendo uma proteína ancoradoura de microtúbulos na membrana plasmática. In vitro, a CNPase compõe, com a F-actina e os microtúbulos, as estruturas semelhantes a nervuras ou os componentes radiais. A glicoproteína associada a mielina (MAG), também é importante para a formação dos véus de membrana e está associada a CNPase e a tubulina. Além disso, as três proteínas podem ser reguladas pela via de sinalização do AMPc/PKA. Buscando avaliar os efeitos da via do AMPc/PKA na regulação da diferenciação oligodendroglial, culturas de hemisférios cerebrais com 5 dias foram tratadas por 30 min ou 24 h com o inibidor (SQ22356-SQ [1 M]) ou com o ativador (forscolina [10M]) da adenilato ciclase ou com o inibidor da PKA, H-89 [1 M]. A oligodendroglia foi identificada pelo anticorpo anti-CNPase e por sua morfologia. Com 30 min de tratamento com forscolina, as células das culturas tratadas apresentaram prolongamentos maiores e menos véus de membrana quando comparadas às culturas controle. O tratamento com SQ também causou um aumento no tamanho dos prolongamentos e o tratamento com H-89 causou a redução no tamanho dos prolongamentos e nos véus de membrana. Com 24 h, as células tratadas com forscolina apresentaram poucos prolongamentos, já as culturas tratadas com SQ apresentaram um aumento no tamanho do prolongamento e as tratadas com H-89 demonstraram redução no véu de membrana. Observamos também alterações na distribuição da CNPase, tubulina e MAG, a primeira apresentou uma concentração próxima ao núcleo depois dos dois tempos de tratamento com H-89, o mesmo ocorreu com a tubulina. A CNPase adquiriu ainda um padrão puntiforme depois de 24 h de tratamento com ambos os inibidores. A MAG apresentou um aumento na concentração próximo ao núcleo depois de 30 min de tratamento com forscolina e SQ. O tratamento com SQ também reduziu a distribuição da MAG nos véus de membrana. A mesma redução foi observada depois de 24 h de tratamento com H-89. Esses resultados reforçam a participação da via do AMPc/PKA no desenvolvimento da oligodendroglia, incluindo a formação dos prolongamentos, suas ramificações e ainda a formação dos véus de membrana, com prováveis consequências na formação e manutenção da bainha de mielina.

The Rpf/DSF system and the regulation of virulence in the plant pathogen Xanthomonas campestris

The full virulence of Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) to plants depends upon cell-to-cell signalling mediated by the signal molecule DSF (for diffusible signal factor), that has been characterised as cis-11-methyl-2-dodecenoic acid. DSF-mediated signalling regulates motility, biofilm dynamics and the synthesis of particular virulence determinants. The synthesis and perception of the DSF signal molecule involves products of the rpf (regulation of pathogenicity factors) gene cluster. DSF synthesis is fully dependent on RpfF, which encodes a putative enoyl-CoA hydratase. A two-component system, comprising the complex sensor histidine kinase RpfC and the HD-GYP domain regulator RpfG, is implicated in DSF perception. The HD-GYP domain of RpfG is a phosphodiesterase working on cyclic di-GMP; DSF perception is thereby linked to the turnover of this intracellular second messenger. The full range of regulatory influences of the Rpf/DSF system and of cyclic di-GMP in Xcc has yet to be established. In order to further characterise the Rpf/DSF regulatory network in Xcc, a proteomic approach was used to compare protein expression in the wildtype and defined rpf mutants. This work shows that the Rpf/DSF system regulates a range of biological functions that are associated with virulence and biofilm formation but also reveals new functions mediated by DSF regulation. These functions include antibiotic resistance, detoxification and stress tolerance. Mutational analysis showed that several of these regulated protein functions contribute to virulence in Chinese radish. Interestingly, it was demonstrated that different patterns of protein expression are associated with mutations of rpfF, rpfC and rpfG. This suggests that RpfG and RpfC have broader roles in regulation other than perception and transduction of DSF. Taken together, this analysis indicates the broad and complex regulatory role of Rpf/DSF system and identifies a number of new functions under Rpf/DSF control, which were shown to play a role in virulence.

cAMP stimulates transcription of the beta 2-adrenergic receptor gene in response to short-term agonist exposure.

In addition to conveying cellular responses to an effector molecule, receptors are often themselves regulated by their effectors. We have demonstrated that epinephrine modulates both the rate of transcription of the beta 2-adrenergic receptor (beta 2AR) gene and the steady-state level of beta 2AR mRNA in DDT1MF-2 cells. Short-term (30 min) exposure to epinephrine (100 nM) stimulates the rate of beta 2AR gene transcription, resulting in a 3- to 4-fold increase in steady-state beta 2AR mRNA levels. These effects are mimicked by 1 mM N6,O2'-dibutyryladenosine 3',5'-cyclic monophosphate (Bt2cAMP) or foskolin but not by phorbol esters. The half-life of the beta 2AR mRNA after addition of actinomycin D (46.7 +/- 10.2 min; mean +/- SEM; n = 5) remained unchanged after 30 min of epinephrine treatment (46.8 +/- 10.6 min; mean +/- SEM; n = 4), indicating that a change in transcription rate is the predominant factor responsible for the increase of beta 2AR mRNA. Whereas brief exposure to epinephrine or Bt2cAMP does not significantly affect the total number of cellular beta 2ARs (assessed by ligand binding), continued exposure results in a gradual decline in beta 2AR number to approximately 20% (epinephrine) or approximately 45% (Bt2cAMP) of the levels in control cells by 24 hr. Similar decreases in agonist-stimulated adenylyl cyclase activity are observed. This loss of receptors with prolonged agonist exposure is accompanied by a 50% reduction in beta 2AR mRNA. Transfection of the beta 2AR promoter region cloned onto a reporter gene (bacterial chloramphenicol acetyltransferase) allowed demonstration of a 2- to 4-fold induction of transcription by agents that elevate cAMP levels, such as forskolin or phosphodiesterase inhibitors. These results establish the presence of elements within the proximal promoter region of the beta 2AR gene responsible for the transcriptional enhancing activity of cAMP and demonstrate that beta 2AR gene expression is regulated by a type of feedback mechanism involving the second messenger cAMP.

Role of Nitric Oxide-Signalling in Hypoxia-Induced Immune Escape in Cancer

A key step in malignant progression is the acquired ability of tumour cells to escape immune-mediated lysis. A potential mechanism by which tumour cells avoid immune destruction involves the shedding of MHC Class I Chain-Related Protein A (MICA), a Natural Killer (NK) cell-activating ligand, from the tumour cell membrane. Hypoxia has been shown to cause increased MICA shedding; however, this hypoxia-induced effect can be attenuated by pharmacological activation of the cyclic guanosine monophosphate (cGMP)-dependent nitric oxide (NO)-signalling pathway in cancer cells. The primary objective of the present study was to determine whether treatment of tumour-bearing nude mice with the NO-mimetic glyceryl trinitrate (GTN) attenuates in vivo tumour growth and if so, whether this effect is dependent on the presence of an intact NK cell compartment. Results indicated that continuous transdermal administration of GTN (1.8 µg/h) can significantly attenuate the growth of transplanted human DU-145 prostate tumours but that this effect of GTN is lost in mice whose NK-cells have been depleted. Tumours and serum from the mice in this study were analysed to determine whether GTN treatment had any effect on the expression levels of proteins integral to the proposed MICA shedding mechanism; however, the results of these studies were inconclusive. As phosphodiesterase (PDE) inhibition represents a potential method to enhance NO-signalling, experiments were performed to determine whether treatment with the PDE5/6 inhibitor zaprinast could also attenuate hypoxia-induced MICA shedding and decrease in vivo growth of DU-145 tumours. Results demonstrated that treatment with zaprinast (10 mg/kg) significantly attenuates MICA shedding in DU-145 cancer cells and significantly decreases in vivo tumour growth. Taken together, the results of these experiments indicate that GTN attenuates tumour growth by sensitising tumour cells to innate immunity, likely by increasing membrane-associated tumour cell MICA levels through the reactivation of NO-signalling, and that zaprinast decreases tumour growth likely through a similar mechanism. These findings are important because they indicate that agents capable of reactivating NO-signalling, such as NO-mimetics and PDE inhibitors, can potentially be used as immunosensitisers in the treatment and/or prevention of cancer.

Sildenafil citrate improves sperm motility but causes a premature acrosome reaction in vitro

Objective: to determine if sildenafil citrate; a cyclic monophosphate specific type 5 phosphodiesterase inhibitor, influences sperm motility or the acrosome reaction. Design: laboratory analysis of sperm motility after exposure to sildenafil citrate using computer assisted semen analysis (CASA) and acrosome reaction by fluoroscein isothiocyanate labelled peanut agglutinin (FITC-PNA) staining. Setting: An ART unit Patients: 57 male patients Interventions: Sperm were divided into 90% (the best fertilizing potential used in assisted conception) and 45% (the poorer subpopulation) fractions by density centrifugation and incubated with sildenafil citrate ( 0.67uM) at 37ï?°C for up to 180 minutes. Main outcome measures: both the numbers and velocity of progressively motile sperm were significantly increased by sildenafil citrate between 15 and 135 minutes. Further, samples revealed that these effects were consistent in the 90% and 45% subpopulations of sperm. In both subpopulations, sildenafil also caused a significant increase in the proportion of acrosome reacted sperm - 22.1% compared with 11.8% in the control group of the good quality fraction (p

Sildenafil citrate (Viagra) impairs fertilization and early embryo development in mice

Objective: To determine the effects of sildenafil citrate, a cyclic monophosphate-specific type 5 phosphodiesterase inhibitor known to affect sperm function, on fertilization and early embryo cleavage.

Current therapeutic strategies to mitigate the eNOS dysfunction in ischaemic stroke

Impairment of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity is implicated in the pathogenesis of endothelial dysfunction in many diseases including ischaemic stroke. The modulation of eNOS during and/or following ischaemic injury often represents a futile compensatory mechanism due to a significant decrease in nitric oxide (NO) bioavailability coupled with dramatic increases in the levels of reactive oxygen species that further neutralise NO. However, applications of a number of therapeutic agents alone or in combination have been shown to augment eNOS activity under a variety of pathological conditions by potentiating the expression and/or activity of Akt/eNOS/NO pathway components. The list of these therapeutic agents include NO donors, statins, angiotensin-converting enzyme inhibitors, calcium channel blockers, phosphodiesterase-3 inhibitors, aspirin, dipyridamole and ellagic acid. While most of these compounds exhibit anti-platelet properties and are able to up-regulate eNOS expression in endothelial cells and platelets, others suppress eNOS uncoupling and tetrahydrobiopterin (an eNOS stabiliser) oxidation. As the number of therapeutic molecules that modulate the expression and activity of eNOS increases, further detailed research is required to reveal their mode of action in preventing and/or reversing the endothelial dysfunction.

Specific role of neuronal nitric-oxide synthase when tethered to the plasma membrane calcium pump in regulating the beta-adrenergic signal in the myocardium

The cardiac neuronal nitric-oxide synthase (nNOS) has been described as a modulator of cardiac contractility. We have demonstrated previously that isoform 4b of the sarcolemmal calcium pump (PMCA4b) binds to nNOS in the heart and that this complex regulates beta-adrenergic signal transmission in vivo. Here, we investigated whether the nNOS-PMCA4b complex serves as a specific signaling modulator in the heart. PMCA4b transgenic mice (PMCA4b-TG) showed a significant reduction in nNOS and total NOS activities as well as in cGMP levels in the heart compared with their wild type (WT) littermates. In contrast, PMCA4b-TG hearts showed an elevation in cAMP levels compared with the WT. Adult cardiomyocytes isolated from PMCA4b-TG mice demonstrated a 3-fold increase in Ser(16) phospholamban (PLB) phosphorylation as well as Ser(22) and Ser(23) cardiac troponin I (cTnI) phosphorylation at base line compared with the WT. In addition, the relative induction of PLB phosphorylation and cTnI phosphorylation following isoproterenol treatment was severely reduced in PMCA4b-TG myocytes, explaining the blunted physiological response to the beta-adrenergic stimulation. In keeping with the data from the transgenic animals, neonatal rat cardiomyocytes overexpressing PMCA4b showed a significant reduction in nitric oxide and cGMP levels. This was accompanied by an increase in cAMP levels, which led to an increase in both PLB and cTnI phosphorylation at base line. Elevated cAMP levels were likely due to the modulation of cardiac phosphodiesterase, which determined the balance between cGMP and cAMP following PMCA4b overexpression. In conclusion, these results showed that the nNOS-PMCA4b complex regulates contractility via cAMP and phosphorylation of both PLB and cTnI.