Role of MicroRNAs in Islet Beta-Cell Compensation and Failure during Diabetes.

Pancreatic beta-cell function and mass are markedly adaptive to compensate for the changes in insulin requirement observed during several situations such as pregnancy, obesity, glucocorticoids excess, or administration. This requires a beta-cell compensation which is achieved through a gain of beta-cell mass and function. Elucidating the physiological mechanisms that promote functional beta-cell mass expansion and that protect cells against death, is a key therapeutic target for diabetes. In this respect, several recent studies have emphasized the instrumental role of microRNAs in the control of beta-cell function. MicroRNAs are negative regulators of gene expression, and are pivotal for the control of beta-cell proliferation, function, and survival. On the one hand, changes in specific microRNA levels have been associated with beta-cell compensation and are triggered by hormones or bioactive peptides that promote beta-cell survival and function. Conversely, modifications in the expression of other specific microRNAs contribute to beta-cell dysfunction and death elicited by diabetogenic factors including, cytokines, chronic hyperlipidemia, hyperglycemia, and oxidized LDL. This review underlines the importance of targeting the microRNA network for future innovative therapies aiming at preventing the beta-cell decline in diabetes.

Signal transduction by the cloned glucagon-like peptide-1 receptor: comparison with signaling by the endogenous receptors of beta cell lines.

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is a gastrointestinal hormone that potentiates glucose-induced insulin secretion by pancreatic beta cells. The mechanisms of interaction between GLP-1 and glucose signaling pathways are not well understood. Here we studied the coupling of the cloned GLP-1 receptor, expressed in fibroblasts or in COS cells, to intracellular second messengers and compared this signaling with that of the endogenous receptor expressed in insulinoma cell lines. Binding of GLP-1 to the cloned receptor stimulated formation of cAMP with the same dose dependence and similar kinetics, compared with the endogenous receptor of insulinoma cells. Compared with forskolin-induced cAMP accumulation, that induced by GLP-1 proceeded with the same initial kinetics but rapidly reached a plateau, suggesting fast desensitization of the receptor. Coupling to the phospholipase C pathway was assessed by measuring inositol phosphate production and variations in the intracellular calcium concentration. No GLP-1-induced production of inositol phosphates could be measured in the different cell types studied. A rise in the intracellular calcium concentration was nevertheless observed in transfected COS cells but was much smaller than that observed in response to norepinephrine in cells also expressing the alpha 1B-adrenergic receptor. Importantly, no such increase in the intracellular calcium concentration could be observed in transfected fibroblasts or insulinoma cells, which, however, responded well to thrombin or carbachol, respectively. Together, our data show that interaction between GLP-1 and glucose signaling pathways in beta cells may be mediated uniquely by an increase in the intracellular cAMP concentration, with the consequent activation of protein kinase A and phosphorylation of elements of the glucose-sensing apparatus or of the insulin granule exocytic machinery.

Measurement of β-tryptase in postmortem serum in cardiac deaths. [Measurement of beta-tryptase in postmortem serum in cardiac deaths]

Mast cells are well known for their role in hypersensitivity reactions. However, there is increasing evidence that they might also participate in both developing and weakening atherosclerotic plaques, potentially causing plaque instability. Some clinical studies have therefore postulated the existence of relationships between blood β-tryptase levels and acute coronary syndromes. In this study, we investigated postmortem serum β-tryptase levels in a series of 90 autopsy cases with various degrees of coronary atherosclerosis that had undergone medico-legal investigations. β-tryptase concentrations in these cases were compared to levels observed in 6 fatal anaphylaxis cases following contrast material administration. Postmortem serum β-tryptase concentrations in the anaphylactic deaths ranged from 146 to 979 ng/ml. In 9 out of 90 cases of cardiac deaths, β-tryptase levels were higher than clinical reference values of 11.4 ng/ml and ranged from 21 to 65 ng/ml. These results indicate that increased postmortem serum β-tryptase levels can be observed, though not systematically, in cardiac deaths with varying degrees of coronary atherosclerosis disease, thereby suggesting that mast cell activation in this disease cannot be ascertained by postmortem serum β-tryptase measurements.

Resistência ao estresse e crescimento de larvas de peixes neotropicais alimentadas com diferentes dietas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da alimentação na resistência ao estresse e no crescimento de larvas das espécies de peixes neotropicais: Astronotus ocellatus (Oscar), Piaractus mesopotamicus (pacu) e Pseudoplatystoma coruscans (pintado). As larvas receberam diferentes tipos de alimentos (Artemia sp., larvas de Colossoma macropomum e dieta artificial Fry Feed Kyowa). Foram realizados testes de exposição ao ar e a taxa de sobrevivência, determinada 24 horas depois. A fim de avaliar o crescimento, medidas de peso foram realizadas em larvas dos diferentes tratamentos. Larvas de A. ocellatus alimentadas com náuplios de Artemia sp. apresentaram tendência de maior peso e resistência ao estresse, quando comparadas com o uso de dieta artificial. Larvas de P. mesopotamicus apresentaram melhores valores de peso e taxas de resistência ao estresse, quando alimentadas com Artemia sp. ou alimentação mista (Artemia sp. + dieta artificial). Em P. coruscans, o uso de larvas forrageiras resultou em indivíduos mais resistentes aos testes de exposição ao ar do que os que receberam apenas Artemia sp. Valores de peso, nos dois manejos alimentares, foram semelhantes entre si. O alimento vivo desempenha importante atuação no crescimento em peso e na melhora da resistência ao estresse das espécies estudadas.

Resistência a benzimidazóis por Guignardia citricarpa

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência de Guignardia citricarpa aos fungicidas carbendazim e piraclostrobina, por meio de avaliação do crescimento em meio de cultura, decomposição de tecido foliar e produção de corpos de frutificação. Para isso, o fungo G. citricarpa foi isolado de lesões de frutos de laranja (Citrus sinensis), produzidos em área com intensa aplicação de fungicida. Os isolados obtidos foram avaliados quanto à sensibilidade aos fungicidas piraclostrobina e carbendazim, nas dosagens de 0,5, 1 e 2 µg mL-1 de i.a., para se verificar o efeito da pressão de seleção causada pelo uso destes compostos em áreas citrícolas. Embora tenha sido observada redução efetiva no número de estruturas reprodutivas e na decomposição de folhas e frutos infectados com G. citricarpa, após a aplicação dos fungicidas, 7,5% dos isolados avaliados sobre meio de cultura apresentaram resistência a esse fungicida, o que indica que pode ocorrer seleção de isolados resistentes no campo. Para a piraclostrobina não foi observada resistência, o que indica que pode ser um composto alternativo para ser utilizado de forma alternada com carbendazim, para diminuir as chances de ocorrência de resistência do patógeno.

Transcriptional repression of peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta in murine keratinocytes by CCAAT/enhancer-binding proteins.

The roles of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) and CCAAT/enhancer-binding proteins (C/EBPs) in keratinocyte and sebocyte differentiation suggest that both families of transcription factors closely interact in the skin. Initial characterization of the mouse PPARbeta promoter revealed an AP-1 site that is crucial for the regulation of PPARbeta expression in response to inflammatory cytokines in the skin. We now present evidence for a novel regulatory mechanism of the expression of the PPARbeta gene by which two members of the C/EBP family of transcription factors inhibit its basal promoter activity in mouse keratinocytes. We first demonstrate that C/EBPalpha and C/EBPbeta, but not C/EBPdelta, inhibit the expression of PPARbeta through the recruitment of a transcriptional repressor complex containing HDAC-1 to a specific C/EBP binding site on the PPARbeta promoter. Consistent with this repression, the expression patterns of PPARbeta and C/EBPs are mutually exclusive in keratinocytes of the interfollicular epidermis and hair follicles in mouse developing skin. This work reveals the importance of the regulatory interplay between PPARbeta and C/EBP transcription factors in the control of proliferation and differentiation in this organ. Such insights are crucial for the understanding of the molecular control regulating the balance between proliferation and differentiation in many cell types including keratinocytes.

Analysis of the contribution of the beta-oxidation auxiliary enzymes in the degradation of the dietary conjugated linoleic acid 9-cis-11-trans-octadecadienoic acid in the peroxisomes of Saccharomyces cerevisiae.

Beta-oxidation of the conjugated linoleic acid 9-cis,11-trans-octadecadienoic acid (rumenic acid) was analyzed in vivo in Saccharomyces cerevisiae by monitoring polyhydroxyalkanoate production in the peroxisome. Polyhydroxyalkanoate is synthesized by the polymerization of the beta-oxidation intermediates 3-hydroxyacyl-CoAs via a bacterial polyhydroxyalkanoate synthase targeted to the peroxisome. The amount of polyhydroxyalkanaote synthesized from the degradation of rumenic acid was found to be similar to the amount synthesized from the degradation of 10-trans,12-cis-octadecadienoic acid, oleic acid or 10-cis-heptadecenoic acid. Furthermore, the degradation of 10-cis-heptadecenoic acid was found to be unaffected by the presence of rumenic acid in the media. Efficient degradation of rumenic acid was found to be independent of the Delta(3,5),Delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase but instead relied on the presence of Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase activity. The presence of the unsaturated monomer 3-hydroxydodecenoic acid in polyhydroxyalkanoate derived from rumenic acid degradation was found to be dependent on the presence of a Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase activity. Together, these data indicate that rumenic acid is mainly degraded in vivo in S. cerevisiae through a pathway requiring only the participation of the auxiliary enzymes Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase, along with the enzyme of the core beta-oxidation cycle.

Caracteres epidemiológicos e uso da análise de agrupamento para resistência parcial à ferrugem da soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência parcial de genótipos de soja ao fungo Phakopsora pachyrhizi. Calcularam-se o número médio de pústulas, a severidade e a área abaixo da curva de progresso da doença. Foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos quanto ao número médio de pústulas e severidade, aos 12 dias após a inoculação. A análise de agrupamento permitiu a discriminação de genótipos parcialmente resistentes. Os genótipos G4, G41 e G42, referentes aos parentais Cristalina e IAC 100, foram detectados como os de maior resistência parcial à ferrugem da soja.

Classificação de cultivares de brássicas com relação à resistência à traça-das-crucíferas e à presença de glucosinolatos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de cultivares de repolho e de couve na biologia da traça-das-crucíferas; analisar a composição química das plantas, em relação aos glucosinolatos e aplicar a análise multivariada na classificação das cultivares. Foram utilizadas as cultivares: de repolho verde Chato-de-quintal e o híbrido Midori; de repolho roxo Roxo precoce e o híbrido Roxo TPC00682; e de couve-manteiga Geórgia (padrão de suscetibilidade) e Geórgia híbrido HS20. Foram avaliadas as características biológicas da praga: viabilidade e duração das fases larval e pupal, razão sexual, fecundidade das fêmeas, longevidade dos adultos e duração e viabilidade da fase de ovo, tendo-se calculado o potencial reprodutivo corrigido (PRC). Obtiveram-se as correlações entre os parâmetros pelo método de Pearson, e realizaram-se análises multivariadas de agrupamento e de componentes principais. Em cromatógrafo líquido, avaliaram-se a presença de sinigrina e de outros glucosinolatos nas plantas. A cultivar Geórgia e os híbridos HS20 e Roxo foram classificados como altamente suscetíveis; 'Roxo precoce' e 'Midori' como suscetíveis e, 'Chato-de-quintal' como moderadamente resistente à Plutella xylostella. As análises multivariadas proporcionam melhor classificação das cultivares, em razão do grau de resistência apresentado. Os materiais genéticos avaliados não apresentam a substância secundária sinigrina.

Polimorfismo da beta-lactoglobulina não afeta as características físico-químicas e a estabilidade do leite bovino

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do polimorfismo genético da beta-lactoglobulina, da raça e da sazonalidade sobre as características físico-químicas e estabilidade do leite bovino. Foram selecionados 5 rebanhos da raça Holandesa e 6 da Girolando. Amostras de leite e sangue foram coletadas de 660 vacas Holandesas e 293 Girolandos, num total de 953 amostras, obtidas em duas coletas na estação seca e duas na estação chuvosa. As amostras de leite foram submetidas à análise de acidez titulável, pH, crioscopia, e ao teste de estabilidade ao etanol (70, 76, 80 e 84ºGL). As amostras de sangue foram submetidas à reação em cadeia de polimerase, para determinação do polimorfismo da beta-lactoglobulina em ambas as raças estudadas. Não houve efeito do polimorfismo da beta-lactoglobulina sobre as características físico-químicas do leite. Observou-se efeito de raça (Holandesa e Girolando, respectivamente) sobre a acidez titulável (16,16 e 17,07°D), e da sazonalidade (estações chuvosa e seca, respectivamente) sobre a crioscopia (-0,5411 e -0,5376°H). Nas condições do estudo, observou-se efeito de raça e sazonalidade sobre a estabilidade do leite, com maior instabilidade do leite de Girolando, durante a estação seca. Não houve efeito do polimorfismo da beta-lactoglobulina sobre essa característica.

Seleção de genótipos de capim-elefante quanto à resistência à cigarrinha-das-pastagens

O objetivo deste trabalho foi avaliar genótipos de capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) quanto à resistência à cigarrinha-das-pastagens (Mahanarva spectabilis). Para avaliação da antibiose, aos trinta dias após o plantio, cada planta foi infestada com seis ovos próximos à eclosão, em delineamento inteiramente casualizado, com 30 genótipos e dez repetições. Quarenta e cinco dias após a eclosão das ninfas, avaliou-se a porcentagem de sobrevivência do inseto-praga nos diferentes genótipos. Para avaliação da não-preferência, foram quantificados, quinzenalmente, o número e tamanho de ninfas por vaso, em plantas mantidas em casa de vegetação, onde adultos de M. spectabilis eram periodicamente liberados, em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições por genótipo, em dois períodos de amostragem. Os genótipos Cameroon de Piracicaba, Pioneiro, Cuba 169, Santa Rita, Mineiro Ipeaco, Mercker Comum de Pinda e CNPGL 96-27-3 foram selecionados quanto à resistência, pelo mecanismo de antibiose. O número e o tamanho médio das ninfas variaram significativamente em razão do genótipo de capim-elefante, no estudo da não-preferência. Os genótipos Roxo de Botucatu e Pioneiro são candidatos à testemunha suscetível e resistente, respectivamente, pelo mecanismo de antibiose, e os genótipos Cameroon e Cameroon Piracicaba são promissores pelo mecanismo de não-preferência.

Marcadores microssatélites relacionados com a resistência à vassoura-de-bruxa do cacaueiro

Os objetivos deste trabalho foram caracterizar a resistência à vassoura-de-bruxa de plantas de cacau originadas do cruzamento entre TSH 1188 e CCN 51 (população segregante), por meio de dois métodos de inoculação em condições de campo, e identificar marcadores microssatélites específicos para grupos de plantas resistentes e suscetíveis. As plantas-controle avaliadas pelos métodos de inoculação natural e inoculação artificial em campo produziram os mesmos padrões de sintomas. As plantas da população segregante também coincidiram os padrões de sintomas em 90%, por esses dois métodos. O método de inoculação artificial em campo permite detectar falso-resistentes. Dos 18 pares de primers microssatélites amplificados, 15 foram polimórficos entre os genitores, e seis entre os grupos de plantas segregantes contrastantes quanto à resistência à vassoura-de-bruxa. Foram confirmadas três marcas previamente associadas a QTL (locos para características quantitativas) relacionados com a resistência à vassoura-de-bruxa, comuns a outras populações. Também foram identificados três novos QTL para esta característica, típicos desta população, o que comprova sua utilidade para o melhoramento genético do cacaueiro.

Interação entre resistência genética parcial e fungicidas no controle da ferrugem asiática da soja

O objetivo deste trabalho foi estudar a interação de diferentes cultivares de soja com fungicidas no controle da ferrugem asiática, em duas épocas de semeadura. O experimento foi realizado em condições de campo, de setembro de 2005 a maio de 2006. Foram analisadas as características: incidência, severidade (porcentagem de área foliar infectada e nota visual da parcela), número de pústulas por centímetro quadrado, peso de mil sementes e produtividade. A área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) foi calculada para os dados da doença. Foram observados efeitos significativos das cultivares, dos fungicidas, e da interação entre esses fatores, tanto nos valores de AACPD quanto no peso de mil sementes e produtividade. As cultivares IAC-100, Potenza e UFUS-Impacta apresentaram, em ambas as épocas de semeadura, a presença de resistência parcial à ferrugem asiática, evidenciada pelos valores baixos da AACPD. O fungicida do grupo dos triazóis (cyproconazole) e sua mistura com um fungicida do grupo das estrobilurinas (azoxystrobina e cyproconazole) apresentam controle eficiente sobre a ferrugem asiática.

Modulation du métabolisme du glucose astrocytaire par les cytokines pro-inflammatoires et le peptide beta-amyloïde. A la recherche d'une composante gliale aux processus neurodégénératifs

Résumé large public: Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique précoce de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le métabolisme cérébral a ceci de remarquable qu'il repose sur la coopération entre deux types cellulaires, ainsi les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Ces fonctions astrocytaires sont essentielles au bon fonctionnement et à la survie neuronale; par conséquent, une altération de ces fonctions astrocytaires pourrait participer au développement de certaines maladies cérébrales. Le but de ce travail est, dans un premier temps, d'explorer les effets de médiateurs de la neuroinflammation (les cytokines pro-inflammatoires) et du peptide beta-amyloïde sur le métabolisme des astrocytes corticaux, en se focalisant sur les éléments en lien avec le métabolisme énergétique et le stress oxydatif. Puis, dans un second temps, de caractériser les conséquences pour les neurones des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus ici montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme énergétique du glucose, en diminuant l'apport potentiel de substrats énergétiques aux neurones. En plus de son effet propre, le peptide beta-amyloïde potentialise les effets des cytokines pro-inflammatoires. Or, dans le cerveau de patients atteints de la MA, les astrocytes sont exposés simultanément à ces deux types de substances. Les deux types de substances ont un effet ambivalent en termes de stress oxydatif. Ils induisent à la fois une augmentation de la libération de glutathion (potentiellement protecteur pour les neurones voisins) et la production d'espèces réactives de l'oxygène (potentiellement toxiques). Etant donné l'importance de la coopération entre astrocytes et neurones, ces modulations du métabolisme astrocytaire pourraient donc avoir un retentissement majeur sur les cellules environnantes, et en particulier sur la fonction et la survie neuronale. Résumé Les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, tels que le lactate, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique, précoce, de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant, les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le but de ce travail est d'explorer les effets des cytokines pro-inflammatoires (Il-1 ß et TNFα) et du beta-amyloïde (Aß) sur le métabolisme du glucose des astrocytes corticaux en culture primaire ainsi que de caractériser les conséquences, pour la viabilité des neurones voisins, des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme glycolytique astrocytaire. Après 48 heures, le traitement avec TNFα et Il-lß cause une augmentation de la capture de glucose et de son métabolisme dans la voie des pentoses phosphates et dans le cycle de Krebs. A l'inverse, il cause une diminution de la libération de lactate et des stocks cellulaires de glycogène. En combinaison avec les cytokines tel qu'in vivo dans les cerveaux de patients atteints de MA, le peptide betaamyloïde potentialise les effets décrits ci-dessus. Isolément, le Aß cause une augmentation coordonnée de la capture de glucose et de toutes les voies de son métabolisme (libération de lactate, glycogenèse, voie des pentoses phosphate et cycle de Krebs). Les traitements altèrent peu les taux de glutathion intracellulaires, par contre ils augmentent massivement la libération de glutathion dans le milieu extracellulaire. A l'inverse, les deux types de traitements augmentent la production intracellulaire d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). De plus, les cytokines pro-inflammatoires en combinaison augmentent massivement la production des ROS dans l'espace extracellulaire. Afin de caractériser l'impact de ces altérations métaboliques sur la viabilité des neurones environnants, un modèle de co-culture et des milieux conditionnés astrocytaires ont été utilisés. Les résultats montrent qu'en l'absence d'une source exogène d'antioxydants, la présence d'astrocytes favorise la viabilité neuronale ainsi que leur défense contre le stress oxydatif. Cette propriété n'est cependant pas modulée par les différents traitements. D'autre part, la présence d'astrocytes, et non de milieu conditionné, protège les neurones contre l'excitotoxicité due au glutamate. Les astrocytes prétraités (aussi bien avec le beta-amyloïde qu'avec les cytokines pro-inflammatoires) perdent cette propriété. Cet élément suggère que la perturbation du métabolisme astrocytaire causé par les cytokines pro-inflammatoires ou le beta-amyloïde pourrait participer à l'atteinte de la viabilité neuronale associée à certaines pathologies neurodégénératives.

Minipenetrômetro dinâmico para determinação da resistência à penetração em amostras de solo indeformadas

O objetivo deste trabalho foi descrever e testar um minipenetrômetro dinâmico para a determinação da resistência do solo à penetração, em amostras indeformadas. Foram construídas quatro peças de diferentes massas, para a mensuração da resistência à penetração em solos com conteúdos variáveis de água. Para o teste, foram utilizadas amostras de um Latossolo Vermelho, sob sistemas de plantio convencional e direto. Avaliaram-se o índice de cone, a densidade do solo e os conteúdos gravimétrico e volumétrico de água do solo. O equipamento avaliado é confiável, preciso, de baixo custo e tem potencial para promover mais estudos sobre intervalo hídrico ótimo do solo.