Targeting DNA repeat sequences with Py-Im polyamides

Hairpin pyrrole-imdazole polyamides are cell-permeable, sequence-programmable oligomers that bind in the minor groove of DNA. This thesis describes studies of Py-Im polyamides targeted to biologically important DNA repeat sequences for the purpose of modulating disease states. Design of a hairpin polyamide that binds the CG dyad, a site of DNA methylation that can become dysregulated in cancer, is described. We report the synthesis of a DNA methylation antagonist, its sequence specificity and affinity informed by Bind-n-Seq and iteratively designed, which improves inhibitory activity in a cell-free assay by 1000-fold to low nanomolar IC50. Additionally, a hairpin polyamide targeted to the telomeric sequence is found to trigger a slow necrotic-type cell death with the release of inflammatory molecules in a model of B cell lymphoma. The effects of the polyamide are unique in this class of oligomers; its effects are characterized and a functional assay of phagocytosis by macrophages is described. Additionally, hairpin polyamides targeted to pathologically expanded CTG•CAG triplet repeat DNA sequences, the molecular cause of myotonic dystrophy type 1, are synthesized and assessed for toxicity. Lastly, ChIP-seq of Hypoxia-Inducible Factor is performed under hypoxia-induced conditions. The study results show that ChIP-seq can be employed to understand the genome-wide perturbation of Hypoxia-Inducible Factor occupancy by a Py-Im polyamide.

Mechanisms of Transposable Element Repression by Piwi Proteins in the piRNA Pathway of Drosophila Germ Cells

The ability to reproduce is a defining characteristic of all living organisms. During reproduction, the integrity of genetic material transferred from one generation to the next is of utmost importance. Organisms have diverse strategies to ensure the fidelity of genomic information inherited between generations of individuals. In sexually reproducing animals, the piRNA pathway is an RNA-interference (RNAi) mechanism that protects the genomes of germ cells from the replication of ‘selfish’ genetic sequences called transposable elements (TE). When left unabated, the replication of TE sequences can cause gene disruption, double-stranded DNA breaks, and germ cell death that results in sterility of the organism. In Drosophila, the piRNA pathway is divided into a cytoplasmic and nuclear branch that involves the functions of three Piwi-clade Argonaute proteins—Piwi, Aubergine (Aub) and Argonaute-3 (Ago3)—which bind piwi-interacting RNA (piRNA) to form the effector complexes that represses deleterious TE sequences.

The work presented in this thesis examines the function and regulation of Piwi proteins in Drosophila germ cells. Chapter 1 presents an introduction to piRNA biogenesis and to the essential roles occupied by each Piwi protein in the repression of TE. We discuss the architecture and function of germ granules as the cellular compartments where much of the piRNA pathway operates. In Chapter 2, we present how Piwi in the nucleus co-transcriptionally targets genomic loci expressing TE sequences to direct the deposition of repressive chromatin marks. Chapter 3 examines the cytoplasmic function of the piRNA pathway, where we find that the protein Krimper coordinates Aub and Ago3 in the piRNA ping-pong pathway to adaptively target and destroy TE transcripts. Chapter 4 explores how interactions of Piwis with associated proteins are modulated by arginine methylation modifications. Lastly, in Chapter 5 I present evidence that the cytoplasmic branch of the piRNA pathway can potentially ‘cross-talk’ with the nuclear branch to transfer sequence information to better target and co-transcriptionally silence the genomic loci coding active TE sequences. Overall, the work presented in this thesis constitutes a part of the first steps in understanding the molecular mechanisms that protect germ cells from invasion by TE sequences.

Studies of temperature sensitive mutants of polyoma virus

Polyoma virus can undergo two different types of interactions with susceptible cells; one type of interaction leads to the production of new infectious virus and eventual cell death while the other leads to a neoplastically transformed cell which is able to continue to divide under conditions that inhibit the multiplication of uninfected normal cells. In order to study the viral genes involved in both of these virus-cell interactions the isolation of temperature sensitive mutants of polyoma virus was undertaken.

Two strains (TS-a, TS-b) which were temperature sensitive in their plaque forming ability at 38.5˚C, but not at 31.5˚C, were isolated from a mutagenized stock of the polyoma wild type virus (PY). TS-a was studied in further detail.

TS-a grown at 31.5˚C was found to be indistinguishable from PY in a number of physical characteristics including the heat sensitivity of the completed viral components. TS-a was inhibited in its ability to produce infectious virus in mouse cells when incubated at 38.5˚C; this inhibition could be overcome by infection with high multiplicities.

The nature of the intracellular temperature sensitive step of TS-a was analysed to some degree. It was found that this step occurs after uncoating of the infecting virus particles and about the time of new viral DNA synthesis. New infectious viral DNA does not appear to be made at the nonpermissive temperature; in contrast noninfectious capsids are made at 38.5˚C, but in amounts smaller than a full yield, such as made by TS-a at 31.5˚C or by PY at both the high and low temperature.

TS-a has also been found to be temperature sensitive in its transforming ability in vitro. Cells transformed at 31.5˚C by TS-a retain their transformed characteristics upon cultivation at 38.5˚C. Thus the temperature sensitive function seems to be important for the initiation of transformation, but not essential for the maintenance of the transformed state. TS-a also appears to be temperature sensitive in the production of tumors in newborn hamsters.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Altered expression of Alzheimer's disease-related genes in the cerebellum of autistic patients: a model for disrupted brain connectome and therapy

Autism and Alzheimer's disease (AD) are, respectively, neurodevelopmental and degenerative diseases with an increasing epidemiological burden. The AD-associated amyloid-beta precursor protein-alpha has been shown to be elevated in severe autism, leading to the 'anabolic hypothesis' of its etiology. Here we performed a focused microarray analysis of genes belonging to NOTCH and WNT signaling cascades, as well as genes related to AD and apoptosis pathways in cerebellar samples from autistic individuals, to provide further evidence for pathological relevance of these cascades for autism. By using the limma package from R and false discovery rate, we demonstrated that 31% (116 out of 374) of the genes belonging to these pathways displayed significant changes in expression (corrected P-values <0.05), with mitochondria- related genes being the most downregulated. We also found upregulation of GRIN1, the channel-forming subunit of NMDA glutamate receptors, and MAP3K1, known activator of the JNK and ERK pathways with anti-apoptotic effect. Expression of PSEN2 (presinilin 2) and APBB1 (or F65) were significantly lower when compared with control samples. Based on these results, we propose a model of NMDA glutamate receptor-mediated ERK activation of alpha-secretase activity and mitochondrial adaptation to apoptosis that may explain the early brain overgrowth and disruption of synaptic plasticity and connectome in autism. Finally, systems pharmacology analyses of the model that integrates all these genes together (NOWADA) highlighted magnesium (Mg2+) and rapamycin as most efficient drugs to target this network model in silico. Their potential therapeutic application, in the context of autism, is therefore discussed.

FTY720 attenuates excitotoxicity and neuroinflammation

Background: FTY720 (fingolimod, Gilenya(TM)), a structural analog of sphingosine-1-phosphate (S1P), is the first oral drug approved for treatment the relapsing-remitting form of multiple sclerosis (MS), and its efficacy has been related to induced lymphopenia and consequent immunosuppression via modulation of S1P(1) receptors (S1P(1)R). However, due to its lipophilic nature, FTY720 crosses the blood brain barrier (BBB) and could act directly on neural cells. In this study, we investigated the effectiveness of FTY720 as a neuroprotective agent using in vitro and in vivo models of excitotoxic neuronal death and examined if FTY720 exerts a direct action on neurons, or/and an indirect modulation of inflammation-mediated neurodegeneration as a possible mechanism of neuroprotection. Methods: Primary neuronal and organotypic cortical cultures were treated with N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) to induce excitotoxic cell death (measured by lactate dehydrogenase (LDH) assay or propidium iodide uptake, respectively). The effects of FTY720 treatment (10, 100 and 1,000 nM) on neuronal survival were examined. As an in vivo model of neuronal death and inflammation, we used intracerebroventricular (icv) administration of kainic acid (KA; 0.5 mu g/2 mu l) in Sprague-Dawley rats. FTY720 was applied icv (1 mu g/2 mu l), together with KA, plus intraperitoneally (ip; 1 mg/kg) 24 h before, and daily, until sacrifice 3 days after icv. Rats were evaluated for neurological score, neuronal loss in CA3 hippocampal region and activation of microglia at the lesion site. In addition, we tested FTY720 as a modulator of microglia responses using microglial cell cultures activated with lipopolysaccharide (LPS) and its effects in stress signalling pathways using western blotting for p38 and JNK1/2 mitogen-activated protein kinases (MAPKs). Results: FTY720 was able to reduce excitotoxic neuronal death in vitro. Moreover, in vivo repeated FTY720 administration attenuated KA-induced neurodegeneration and microgliosis at the CA3 lesion site. Furthermore, FTY720 negatively modulates p38 MAPK in LPS-activated microglia, whereas it had no effect on JNK1/2 activation. Conclusions: These data support a role for FTY720 as a neuroprotective agent against excitotoxin-induced neuronal death and as a negative modulator of neuroinflammation by targeting the p38 MAPK stress signalling pathway in microglia.

CGP37157, an inhibitor of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger, protects neurons from excitotoxicity by blocking voltage-gated Ca2+ channels

Inhibition of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger (NCLX) by CGP37157 is protective in models of neuronal injury that involve disruption of intracellular Ca2+ homeostasis. However, the Ca2+ signaling pathways and stores underlying neuroprotection by that inhibitor are not well defined. In the present study, we analyzed how intracellular Ca2+ levels are modulated by CGP37157 (10 mu M) during NMDA insults in primary cultures of rat cortical neurons. We initially assessed the presence of NCLX in mitochondria of cultured neurons by immunolabeling, and subsequently, we analyzed the effects of CGP37157 on neuronal Ca2+ homeostasis using cameleon-based mitochondrial Ca2+ and cytosolic Ca2+ ([Ca2+](i)) live imaging. We observed that NCLX-driven mitochondrial Ca2+ exchange occurs in cortical neurons under basal conditions as CGP37157 induced a decrease in [Ca-2](i) concomitant with a Ca2+ accumulation inside the mitochondria. In turn, CGP37157 also inhibited mitochondrial Ca2+ efflux after the stimulation of acetylcholine receptors. In contrast, CGP37157 strongly prevented depolarization-induced [Ca2+](i) increase by blocking voltage-gated Ca2+ channels (VGCCs), whereas it did not induce depletion of ER Ca2+ stores. Moreover, mitochondrial Ca2+ overload was reduced as a consequence of diminished Ca2+ entry through VGCCs. The decrease in cytosolic and mitochondrial Ca2+ overload by CGP37157 resulted in a reduction of excitotoxic mitochondrial damage, characterized here by a reduction in mitochondrial membrane depolarization, oxidative stress and calpain activation. In summary, our results provide evidence that during excitotoxicity CGP37157 modulates cytosolic and mitochondrial Ca2+ dynamics that leads to attenuation of NMDA-induced mitochondrial dysfunction and neuronal cell death by blocking VGCCs.

Differential Neuroprotective Effects of 5 '-Deoxy-5 '-Methylthioadenosine

Background: 5'-deoxy-5'-methylthioadenosine (MTA) is an endogenous compound produced through the metabolism of polyamines. The therapeutic potential of MTA has been assayed mainly in liver diseases and, more recently, in animal models of multiple sclerosis. The aim of this study was to determine the neuroprotective effect of this molecule in vitro and to assess whether MTA can cross the blood brain barrier (BBB) in order to also analyze its potential neuroprotective efficacy in vivo. Methods: Neuroprotection was assessed in vitro using models of excitotoxicity in primary neurons, mixed astrocyte-neuron and primary oligodendrocyte cultures. The capacity of MTA to cross the BBB was measured in an artificial membrane assay and using an in vitro cell model. Finally, in vivo tests were performed in models of hypoxic brain damage, Parkinson's disease and epilepsy. Results: MTA displays a wide array of neuroprotective activities against different insults in vitro. While the data from the two complementary approaches adopted indicate that MTA is likely to cross the BBB, the in vivo data showed that MTA may provide therapeutic benefits in specific circumstances. Whereas MTA reduced the neuronal cell death in pilocarpine-induced status epilepticus and the size of the lesion in global but not focal ischemic brain damage, it was ineffective in preserving dopaminergic neurons of the substantia nigra in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydro-pyridine (MPTP)-mice model. However, in this model of Parkinson's disease the combined administration of MTA and an A(2A) adenosine receptor antagonist did produce significant neuroprotection in this brain region. Conclusion: MTA may potentially offer therapeutic neuroprotection.

Differential activity of GSK-3 isoforms regulates NF-kappa B and TRAIL- or TNF alpha induced apoptosis in pancreatic cancer cells

While TRAIL is a promising anticancer agent due to its ability to selectively induce apoptosis in neoplastic cells, many tumors, including pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA), display intrinsic resistance, highlighting the need for TRAIL-sensitizing agents. Here we report that TRAIL-induced apoptosis in PDA cell lines is enhanced by pharmacological inhibition of glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) or by shRNA-mediated depletion of either GSK-3 alpha or GSK-3 beta. In contrast, depletion of GSK-3 beta, but not GSK-3 alpha, sensitized PDA cell lines to TNF alpha-induced cell death. Further experiments demonstrated that TNF alpha-stimulated I kappa B alpha phosphorylation and degradation as well as p65 nuclear translocation were normal in GSK-3 beta-deficient MEFs. Nonetheless, inhibition of GSK-3 beta function in MEFs or PDA cell lines impaired the expression of the NF-kappa B target genes Bcl-xL and cIAP2, but not I kappa B alpha. Significantly, the expression of Bcl-xL and cIAP2 could be reestablished by expression of GSK-3 beta targeted to the nucleus but not GSK-3 beta targeted to the cytoplasm, suggesting that GSK-3 beta regulates NF-kappa B function within the nucleus. Consistent with this notion, chromatin immunoprecipitation demonstrated that GSK-3 inhibition resulted in either decreased p65 binding to the promoter of BIR3, which encodes cIAP2, or increased p50 binding as well as recruitment of SIRT1 and HDAC3 to the promoter of BCL2L1, which encodes Bcl-xL. Importantly, depletion of Bcl-xL but not cIAP2, mimicked the sensitizing effect of GSK-3 inhibition on TRAIL-induced apoptosis, whereas Bcl-xL overexpression ameliorated the sensitization by GSK-3 inhibition. These results not only suggest that GSK-3 beta overexpression and nuclear localization contribute to TNF alpha and TRAIL resistance via anti-apoptotic NF-kappa B genes such as Bcl-xL, but also provide a rationale for further exploration of GSK-3 inhibitors combined with TRAIL for the treatment of PDA.

Variantes no gene MBL2 codificador da Lectina Ligante de Manose (MBL): implicações na leishmaniose visceral humana

A leishmaniose visceral (LV) ou calazar é uma doença endêmica, crônica, grave e de alta letalidade se não tratada. Os estudos apontam a proteína Lectina Ligante de Manose (MBL), codificada pelo gene MBL2, como uma peça-chave na imunidade inata, dada a sua função no reconhecimento microbiano, na eliminação, inflamação e morte celular. Neste trabalho realizamos um estudo do tipo caso-controle que teve como objetivo investigar a associação entre variantes no gene MBL2 e a suscetibilidade à LV em indivíduos residentes em áreas endêmicas da Ilha de São Luís-MA. A amostra foi constituída por 322 indivíduos, sendo 161 casos com LV, não aparentados, de ambos os sexos, residentes em áreas endêmicas da doença na Ilha de São Luís e 161 controles saudáveis, não infectados e não aparentados da mesma região. A identificação dos casos de LV se deu por meio do contato constante com os principais hospitais e ambulatórios de referência para a doença na cidade. Também foram feitas buscas de pacientes com LV em ambiente domiciliar, a partir de registros da FUNASA-MA. A análise molecular consistiu na genotipagem de 6 variantes localizadas na região promotora [posições -550 (C>G), -221(G>C), +4(C>T)] e codificadora [códons 52 (C>T), 54 (G>A) e 57 (G>A)] do gene MBL2, através da reação em cadeia da polimerase e sequenciamento automático. A dosagem da proteína MBL no soro foi realizada pelo teste de ELISA. Verificamos que os fenótipos MBL dependem do conjunto de alelos presentes no gene MBL2, sendo nítido o efeito que as variantes defectivas causam nos níveis da proteína. Não encontramos diferença significativa entre casos e controles em relação à distribuição dos genótipos MBL2 e dos níveis séricos de MBL. As frequências alélicas das variantes exônicas na amostra total mostram que o alelo A é o mais comum (74,8%) e que os alelos defectivos (B, C e D) se encontram principalmente em heterozigose (36,6%), o que reforça a ideia de que alelos MBL2 defectivos são mantidos na população por conferirem vantagem seletiva aos heterozigotos. Em relação aos 3 principais polimorfismos existentes na região promotora, verificamos ser a variante -221G (Y) a mais frequente (88%) seguida de +4C (P) (73%) e de -550C (L) (67%). Identificamos oito haplótipos em MBL2 num total de 644 cromossomos avaliados, em 30 combinações diferentes, sendo HYPA e LYQA os mais frequentes e HYPD e HYPB os mais raros. Todos os portadores de combinações de haplótipos homozigotos para alelos defectivos apresentaram níveis séricos de MBL indetectáveis. Os genótipos LYQA/LYQA e HYPA/HYPA apresentaram as maiores concentrações médias de MBL no soro. A combinação entre SNPs no éxon 1 e na região promotora do gene MBL2 resulta em grande variação nas concentrações de MBL em indivíduos saudáveis. Consideramos que o conjunto de dados gerados é uma contribuição valiosa que poderá ser expandida para outros cenários.

Effect of Neonatal Asphyxia on the Impairment of the Auditory Pathway by Recording Auditory Brainstem Responses in Newborn Piglets: A New Experimentation Model to Study the Perinatal Hypoxic-Ischemic Damage on the Auditory Syste

Introduction Hypoxia-ischemia (HI) is a major perinatal problem that results in severe damage to the brain impairing the normal development of the auditory system. The purpose of the present study is to study the effect of perinatal asphyxia on the auditory pathway by recording auditory brain responses in a novel animal experimentation model in newborn piglets. Method Hypoxia-ischemia was induced to 1.3 day-old piglets by clamping 30 minutes both carotid arteries by vascular occluders and lowering the fraction of inspired oxygen. We compared the Auditory Brain Responses (ABRs) of newborn piglets exposed to acute hypoxia/ischemia (n = 6) and a control group with no such exposure (n = 10). ABRs were recorded for both ears before the start of the experiment (baseline), after 30 minutes of HI injury, and every 30 minutes during 6 h after the HI injury. Results Auditory brain responses were altered during the hypoxic-ischemic insult but recovered 30-60 minutes later. Hypoxia/ischemia seemed to induce auditory functional damage by increasing I-V latencies and decreasing wave I, III and V amplitudes, although differences were not significant. Conclusion The described experimental model of hypoxia-ischemia in newborn piglets may be useful for studying the effect of perinatal asphyxia on the impairment of the auditory pathway.

Efeito da p53 sobre a expressão e atividade da enzima de reparo de DNA Timina-DNA Glicosilase

O câncer de esôfago é uma malignidade altamente freqüente e letal. Uma característica específica das áreas de alta incidência de câncer de esôfago é a grande proporção de duplas mutações no gene TP53, sendo, ao menos uma delas, uma transição G para A em sítios CpG. Essas transições resultam de malpareamentos GT causados pela desaminação espontânea da 5-metilcitosina em ilhotas CpG. A enzima de reparo de DNA Timina-DNA Glicosilase (TDG) é responsável pelo primeiro passo na remoção da timina de malpareamentos GT em CpG. A alta proporção de mutações em sítios CpG em câncer de esôfago das áreas de alta incidência sugere que a via de reparo de DNA iniciada pela TDG pode estar prejudicada. A presença de duplas mutações, sendo ao menos uma delas em CpG, levantou a hipótese de que a primeira mutação no TP53 reduz a atividade da via de reparo iniciada pela TDG, que acarretaria a segunda mutação em sítios CpG. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi analisar o efeito da p53 sobre a expressão e atividade da TDG. Os resultados obtidos mostram que a expressão de TDG é regulada transcricionalmente pela p53 numa gama de linhagens celulares e é induzida pelo dano ao DNA, de forma p53-dependente. Além disto, os resultados apontam um possível papel da proteína p53 ativa na migração nuclear e atividade da TDG. Estes resultados ainda nos levam à conclusão de que o silenciamento de TDG aumenta a sensibilidade à morte celular induzida por MMS quando a p53 é encontrada na forma selvagem, mas não quando esta proteína é mutada, e de que o status mutacional de TP53 parece afetar a expressão de TDG em CEE primários. Juntos esses resultados sugerem que a p53 regula o reparo de DNA mediado pela TDG e que a inativação de p53 em células tumorais pode contribuir para a aquisição de um mutator phenotype.

Apoptose induzida por estreptococos do grupo B em células epiteliais respiratórias A549

Streptococcus agalactiae, ou Streptococcus do grupo B (GBS), é um importante patógeno oportunista que causa pneumonia, sepse e meningite em recém-nascidos e infecções em adultos imunocomprometidos. O pulmão aparentemente é o portal de entrada para o EGB na corrente sanguínea o que pode evoluir para uma septicemia. Os mecanismos de virulência relevantes envolve a habilidade do EGB em penetrar e sobreviver intracelularmente em células hospedeiras. Neste trabalho, foram analisados os mecanismos moleculares da apoptose epitelial induzida pelo EGB, e a produção de óxido nítrico (NO) e espécies reativas de oxigênio (ROS) em células epiteliais respiratórias A549 durante a infecção por EGB. Todas as amostras de EGB exibiram a capacidade de aderir e invadir células A549. A sobrevivência intracelular do EGB em células A549 ocorreu durante 24 h de incubação sem replicação do patógeno. No entanto, a amsotra 88641-V isolada de vagina não sobreviveu após 0,5 h de interação. O EGB promoveu a perda de viabilidade do epitélio durante a infecção. As alterações morfológicas em células A549 infectadas com o EGB incluem arredondamento celular, condensação nuclear, encolhimento celular e perda de contato célula-célula e célula-substrato. A dupla marcação AV/IP revelou que amostras de EGB sorotipo III induziram apoptose enquanto amostras do sorotipo V induziram morte celular semelhante a necrose em células A549. Caspase-3 foi ativada durante a apoptose induzida por EGB em células epiteliais. No entanto, a ativação de caspases-8 e -9 foi detectada apenas para a amostra 88641-V e as amostras EGB do sorotipo III, respectivamente. Experimentos comparativos de Immunoblotting revelaram que o EGB induziu um aumento da expressão Bim, uma proteína pró-apoptótica e diminuiu a expressão de Bcl-2 e Bcl-xL, proteínas anti-apoptóticas. As células A549 apresentaram perda de potencial de membrana mitocondrial Δψm e co-localização com o Bax. Ensaio de espectrometria de massa identificou a proteína PI-2a, uma proteína estrutural de pili, que exibe atividade carboxipepdidase. Descobrimos que os dois sorotipos (III e V) induziram a produção ROS e NO em células A549. Em conclusão, a apoptose induzida pelo EGB em células A549 é um mecanismo importante de virulência, resultando na destruição de tecidos, escape do sistema imune do hospedeiro com espalhamento bacteriano e, em consequência, a doença invasiva ou uma infecção sistémica.

Influência da ck2 no processo de interação Leishmania donovani-macrófagos

O gênero Leishmania apresenta espécies capazes de desenvolver doenças de grande importância para a saúde pública, as leishmanioses, que apresentam prevalência mundial de 12 milhões de pessoas. Quando os parasitos entram em contato com o hospedeiro humano passam por um processo de metaciclogênese adquirindo capacidade de interagir com os macrófagos. Inúmeras atividades biológicas são desencadeadas pela ativação de sistemas de transdução de sinais, onde as proteínas cinases e fosfatases desempenham papel fundamental. A proteína cinase CK2 parece estar presente em todas as células eucarióticas (núcleo, citoplasma e superfície). É caracterizada como enzima serina/treonina cinase, embora também seja capaz de fosforilar resíduos de tirosina em suas proteínas-alvo. No presente trabalho, demonstramos que o principal inibidor da CK2, TBB, foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigotas de L. donovani e mostrou um mecanismo de ação irreversível, entretanto não foi capaz de induzir apoptose nas formas promastigotas de L. donovani. O pré-tratamento dos parasitos e macrófagos, assim como a adição do TBB durante o processo de infecção induziram uma redução significativa no número de amastigotas por macrófagos possivelmente pelo mecanismo de morte celular programada demosntrada pela técnica do TUNEL. O tratamento de macrófagos com TBB não induziram o aumento de óxido nítrico. Ensaios de imunofluorescência demonstraram a presença de CK2α em promastigotas. Macrófagos não infectados demonstraram pouca marcação para CK2α. Após a interação, a enzima mostrou-se distribuída preferencialmente na periferia dos macrófagos. Os dados do trabalho sugerem que a CK2 é uma importante enzima para a atividade biológica da Leishmania donovani, tendo seu estudo importante relevância para a descoberta de novos alvos terapêuticos.

Avaliação de fatores angiogênicos e antiangiogênicos em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico

O lúpus eritematoso sistêmico (LES) é uma doença autoimune cuja fisiopatologia envolve mecanismos imunológicos, incluindo distúrbios nos processos de morte celular e nos mecanismos de eliminação de autoantígenos e de tolerância, acompanhados da formação de autoanticorpos patogênicos. Ele acomete principalmente mulheres jovens e a gestação nestas pacientes apresenta significativa morbimortalidade. Os achados clínicos e laboratoriais na nefrite lúpica são semelhantes àqueles encontrados em pacientes com pré-eclâmpsia (PE), especificamente hipertensão arterial, proteinúria e edema. Foi proposto o uso de fatores angiogênicos, como o fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e o fator de crescimento placentário (PlGF), e antiangiogênicos, como o receptor Fms-like tirosina quinase 1 solúvel (sFlt-1), para o diagnóstico diferencial entre estas duas condições, no entanto os dados disponíveis na literatura sobre estas citocinas em pacientes não gestantes com LES são inconsistentes. Este estudo foi desenhado para avaliar se existe diferença entre os níveis séricos de VEGF, PlGF e sFlt-1 em pacientes com LES com e sem atividade sistêmica da doença e se existe diferença nesses fatores quando comparamos pacientes com LES e mulheres saudáveis. Foram incluídas 54 mulheres com diagnóstico de LES em acompanhamento no ambulatório de Reumatologia do HUPE-UERJ, sem outra doença autoimune diagnosticada, e divididas de acordo com a atividade da doença. 30 pacientes tinham doença inativa (SLEDAI médio: 0,7) e 24 tinham doença ativa (SLEDAI médio: 11,6). 23 mulheres deste último grupo possuíam nefrite ativa, enquanto 20 das pacientes com doença em remissão já haviam apresentado nefrite ao longo da evolução do LES. O grupo controle foi formado por 34 mulheres hígidas atendidas no ambulatório de ginecologia da Policlínica Piquet Carneiro-UERJ. Considerando as três citocinas estudadas, as pacientes com LES apresentaram valores séricos médios superiores às mulheres do grupo controle (VEGF: 319,0 + 226,0 x 206,2 + 119,4, p=0,02; PlGF: 42,2 + 54,1 x 13,6 + 21,6, p=0,02; sFlt-1: 107,9 + 49,2 x 70,2 + 95,0, p=0,01). O grupo de pacientes com doença ativa também apresentou média superior ao controle nos três fatores (VEGF: 331,0 + 216,8 x 206,2 + 119,4, p=0,02; PlGF: 41,2 + 47,3 x 13,6 + 21,6, p=0,02; sFlt-1: 120,5 + 42,4 x 70,2 + 95,0, p=0,02), enquanto não foi encontrada diferença estatística entre o grupo de LES inativo e o controle. A média do sFlt-1 sérico foi maior nas pacientes com LES ativo do que a média das pacientes com a doença em remissão (120,5 + 54,9 x 97,8 + 42,4, p=0,02), mas não houve diferença significativa da média do VEGF e PlGF séricos entre os dois grupos. O melhor entendimento dos fatores angiogênicos e antiangiogênicos em pacientes com LES proporcionado por este estudo nos permite a análise dessas citocinas em gestantes com LES e, possivelmente, sua posterior aplicação como método diferencial entre nefrite lúpica e PE.