Gastric ulcers in pigs affected with postweaning multisystemic wasting syndrome

Samples of gastric lymph nodes and the stomachs from 24 pigs selected from herds affected by postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) and sudden death associated with gastric ulcers were studied. Pigs were selected on the basis of unthriftiness, decreased feed intake, and wasting. The stomachs were opened, inverted, and classified into 0-3 score according the severity of the gross lesions present in pars oesophagica (non-glandulargastric mucosa). Selected samples were processed for paraffin embedding and stained with hematoxylin and eosin. Immunohistochemistry using anti-PCV2 (porcine circovírus type 2) antibody, anti-Helicobacter pylori antibody and a wide-spectrum anti-cytokeratin antibody was performed. Gross changes in pars oesophagea were classified according to the severity of lesions as score 3, 2, and 1 in 8, 6, 5 stomachs respectivelly. Microscopically, hyperplastic lymphoid follicles, lymphohistiocytic inflammatory infiltrates and focci of necrosis in the gastric mucosa were common findings. Large amounts of PCV2 antigen were observed in the cytoplasm and nuclei from intralesional cells and debris from the gastric glandular mucosal zone; however, in the fundus, anti-PCV2 immunostaining was restricted to the surface mucosal cells and foveolar compartment. All gastric lymph nodes were positive for PCV2 antigen. Anti-H. pylori immunostaining was seen in eleven cases, mainly in the antrum, on the mucosal surface and foveolar compartment. The association of the anti-PCV2 immunostaining with the glandular mucus-producing cells suggests a role for PCV2 as an additional factor for the swine ulcer development.

Systemic acanthamoebiasis associated with canine distemper in dogs in the semiarid region of Paraíba, Brazil

Infections by free-living amoebae can cause systemic disease in animals and humans. We describe the epidemiological, clinical and pathological aspects of disseminated acanthamoebiasis associated with canine distemper in three dogs of the semiarid region of Paraíba, Northeastern Brazil. Affected dogs developed progressive neurological and respiratory signs that progressed to death within in two to 20 days. Gross lesions were irregular and with yellow-reddish nodules randomly distributed in the lungs, heart, kidneys, spleen, lymph nodes, adrenals, and intestine. One dog had foci of malacia in the parietal cortex and another one in nucleus of brain basis. Histologically, pyogranulomas with areas of necrosis and hemorrhage in all organs affected were observed, associated with myriads of intralesional amoebic trophozoites. All three cases were concomitant canine distemper, that possibly triggered immunosuppression in the dogs. The diagnosis was performed through microscopic findings of infection by free-living amoebae and confirmed Acanthamoeba sp. by immunohistochemistry

An HPLC-UV method for the measurement of permeability of marker drugs in the Caco-2 cell assay

The Caco-2 cell line has been used as a model to predict the in vitro permeability of the human intestinal barrier. The predictive potential of the assay relies on an appropriate in-house validation of the method. The objective of the present study was to develop a single HPLC-UV method for the identification and quantitation of marker drugs and to determine the suitability of the Caco-2 cell permeability assay. A simple chromatographic method was developed for the simultaneous determination of both passively (propranolol, carbamazepine, acyclovir, and hydrochlorothiazide) and actively transported drugs (vinblastine and verapamil). Separation was achieved on a C18 column with step-gradient elution (acetonitrile and aqueous solution of ammonium acetate, pH 3.0) at a flow rate of 1.0 mL/min and UV detection at 275 nm during the total run time of 35 min. The method was validated and found to be specific, linear, precise, and accurate. This chromatographic system can be readily used on a routine basis and its utilization can be extended to other permeability models. The results obtained in the Caco-2 bi-directional transport experiments confirmed the validity of the assay, given that high and low permeability profiles were identified, and P-glycoprotein functionality was established.

Modulatory effects of taurine on jejunal contractility

Taurine (2-aminoethanesulfonic acid) is widely distributed in animal tissues and has diverse pharmacological effects. However, the role of taurine in modulating smooth muscle contractility is still controversial. We propose that taurine (5-80 mM) can exert bidirectional modulation on the contractility of isolated rat jejunal segments. Different low and high contractile states were induced in isolated jejunal segments of rats to observe the effects of taurine and the associated mechanisms. Taurine induced stimulatory effects on the contractility of isolated rat jejunal segments at 3 different low contractile states, and inhibitory effects at 3 different high contractile states. Bidirectional modulation was not observed in the presence of verapamil or tetrodotoxin, suggesting that taurine-induced bidirectional modulation is Ca2+dependent and requires the presence of the enteric nervous system. The stimulatory effects of taurine on the contractility of isolated jejunal segments was blocked by atropine but not by diphenhydramine or by cimetidine, suggesting that muscarinic-linked activation was involved in the stimulatory effects when isolated jejunal segments were in a low contractile state. The inhibitory effects of taurine on the contractility of isolated jejunal segments were blocked by propranolol and L-NG-nitroarginine but not by phentolamine, suggesting that adrenergic β receptors and a nitric oxide relaxing mechanism were involved when isolated jejunal segments were in high contractile states. No bidirectional effects of taurine on myosin phosphorylation were observed. The contractile states of jejunal segments determine taurine-induced stimulatory or inhibitory effects, which are associated with muscarinic receptors and adrenergic β receptors, and a nitric oxide associated relaxing mechanism.

β-Citronellol, an alcoholic monoterpene with inhibitory properties on the contractility of rat trachea

β-Citronellol is an alcoholic monoterpene found in essential oils such Cymbopogon citratus (a plant with antihypertensive properties). β-Citronellol can act against pathogenic microorganisms that affect airways and, in virtue of the popular use of β-citronellol-enriched essential oils in aromatherapy, we assessed its pharmacologic effects on the contractility of rat trachea. Contractions of isolated tracheal rings were recorded isometrically through a force transducer connected to a data-acquisition device. β-Citronellol relaxed sustained contractions induced by acetylcholine or high extracellular potassium, but half-maximal inhibitory concentrations (IC50) for K+-elicited stimuli were smaller than those for cholinergic contractions. It also inhibited contractions induced by electrical field stimulation or sodium orthovanadate with pharmacologic potency equivalent to that seen against acetylcholine-induced contractions. When contractions were evoked by selective recruitment of Ca2+ from the extracellular medium, β-citronellol preferentially inhibited contractions that involved voltage-operated (but not receptor-operated) pathways. β-Citronellol (but not verapamil) inhibited contractions induced by restoration of external Ca2+ levels after depleting internal Ca2+ stores with the concomitant presence of thapsigargin and recurrent challenge with acetylcholine. Treatment of tracheal rings with L-NAME, indomethacin or tetraethylammonium did not change the relaxing effects of β-citronellol. Inhibition of transient receptor potential vanilloid subtype 1 (TRPV1) or transient receptor potential ankyrin 1 (TRPA1) receptors with selective antagonists caused no change in the effects of β-citronellol. In conclusion, β-citronellol exerted inhibitory effects on rat tracheal rings, with predominant effects on contractions that recruit Ca2+ inflow towards the cytosol by voltage-gated pathways, whereas it appears less active against contractions elicited by receptor-operated Ca2+ channels.

Études in vitro et in vivo évaluant le rôle du métabolisme des médicaments par les CYP450s comme facteurs de variabilité interindividuelle dans la réponse aux médicaments

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les répercussions de l’insuffisance rénale chronique sur le transport des médicaments

L’insuffisance rénale chronique (IRC) affecte 13 % de la population américaine et son incidence ne cesse d’augmenter. Malgré un ajustement des doses de médicaments administrés en fonction du taux de filtration glomérulaire du patient urémique, près de 40 % des patients reçoivent une dose trop élevée en raison de modifications de l’élimination extrarénale des médicaments chez ces patients. Il est connu que l’IRC affecte l’élimination métabolique des médicaments par les cytochromes P450 et les enzymes de biotransformation de phase II. Nous avons aussi démontré, chez le rat, que l’IRC affecte l’expression et l’activité de transporteurs de médicaments intestinaux entraînant une augmentation de la biodisponibilité de certains médicaments. On retrouve des transporteurs de médicaments dans de nombreux organes comme le foie, les reins et la barrière hématoencéphalique (BHE) où ils jouent des rôles importants dans les éliminations biliaire et rénale et la pénétration des médicaments au cerveau. Le but de ce travail était de mesurer, chez des rats néphrectomisés, les impacts de l’IRC sur l’expression protéique et génique et l’activité des transporteurs de médicaments hépatiques, rénaux et cérébraux. Les transporteurs étudiés sont de la famille des transporteurs ABC (P-glycoprotéine, multidrug-resistance related protein, breast cancer resistance protein) ou des solute carriers (organic anion transporter, organic anion transporting protein). Aussi, une étude réalisée chez l’humain visait à évaluer la pharmacocinétique de deux médicaments : la fexofénadine, un médicament majoritairement transporté, et le midazolam, un substrat du cytochrome P450 3A4, chez des sujets dialysés. Nos résultats montrent que, chez le rat, l’IRC entraîne des modulations de l’expression des transporteurs d’influx et d’efflux hépatiques pouvant entraîner des diminutions du métabolisme hépatique et de l’excrétion biliaire des médicaments. Dans le rein, nous avons démontré des modulations de l’expression des transporteurs de médicaments. Nous avons aussi démontré que l’IRC diminue l’élimination urinaire de la rhodamine 123 et favorise l’accumulation intrarénale de médicaments transportés comme la benzylpénicilline et la digoxine. À la BHE, nous avons démontré des diminutions de l’expression des transporteurs de médicaments. Toutefois, nous n’avons pas observé d’accumulation intracérébrale de trois substrats utilisés (digoxine, doxorubicine et vérapamil) et même une diminution de l’accumulation intracérébrale de la benzylpénicilline. Il semble donc que, malgré les modulations de l’expression des différents transporteurs de médicaments, l’intégrité et la fonction de la BHE soient conservées en IRC. Chez l’humain, nous avons démontré une augmentation de la surface sous la courbe de la fexofénadine chez les sujets dialysés, comparativement aux témoins, suggérant une altération des mécanismes de transport des médicaments chez ces patients. Nous n’avons, toutefois, pas observé de modification de la pharmacocinétique du midazolam chez les patients dialysés, suggérant une activité métabolique normale chez ces patients. Un ou des facteurs s’accumulant dans le sérum des sujets urémiques semblent responsables des modulations de l’expression et de l’activité des transporteurs de médicaments observées chez le rat et l’humain. Ces travaux mettent en évidence une nouvelle problématique chez les sujets urémiques. Nous devons maintenant identifier les mécanismes impliqués afin d’éventuellement développer des stratégies pour prévenir la toxicité et la morbidité chez ces patients.

Le peptide natriurétique auriculaire induit la différenciation cardiaque dans les cellules souches embryonnaires carcinomateuses de souris P19

Traditionnellement associée à la reproduction féminine, l'ocytocine (OT), une hormone peptidique synthétisée par les noyaux paraventriculaire et supraoptique de l'hypothalamus et sécrétée par l'hypophyse postérieure (neurohypophyse), a été récemment revue et a été démontrée avoir plusieurs nouveaux rôles dans le système cardio-vasculaire. En effet, notre laboratoire a montré que l’OT peut induire la différenciation des cellules souches embryonnaires (CSE) en cardiomyocytes (CM) fonctionnels. À l’aide du modèle cellulaire embryonnaire carcinomateux de souris P19, il a été démontré que ce processus survenait suite à la libération de la guanosine monophosphate cyclique (GMPc) dépendante du monoxyde d’azote. De même, il est connu que le peptide natriurétique auriculaire (ANP), un peptide produit, stocké et sécrété par les myocytes cardiaques, peut aussi induire la production du GMPc. De nombreuses études ont démontré que le cœur ayant subi un infarctus pouvait être régénéré à partir d’une population isolée de cellules souches et progénitrices transplantées. Une de ces populations de cellules, fréquemment isolées à partir d'organes provenant d'animaux aux stades de développement embryonnaire et adulte, appelée « Side Population » (SP), sont identifiées par cytométrie en flux (FACS) comme une population de cellules non marquées par le colorant fluorescent Hoechst 33342 (Ho). Les cellules SP expriment des protéines de transport spécifiques, de la famille ATP-binding cassette, qui ont pour rôle de transporter activement le colorant fluorescent Ho de leur cytoplasme. La sous-population de cellules SP isolée du cœur affiche un potentiel de différenciation cardiaque amélioré en réponse à un traitement avec l’OT. Récemment, l'hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle des CSE a été mise en évidence, et cela a été corrélé avec la présence de sous-populations cellulaires ressemblant beaucoup aux cellules SP issues du cœur. Puisque l’ANP peut induire la production du GMPc et qu’il a été démontré que la différenciation cardiaque était médiée par la production du GMPc, alors nous émettons l'hypothèse selon laquelle l’ANP pourrait induire la différenciation cardiaque. Étant donné que les CSE sont composés d’un mélange de différents types cellulaires alors nous émettons aussi l’hypothèse selon laquelle l’utilisation d’une sous-population de CSE plus homogène renforcerait le potentiel de différenciation de l'ANP. Méthodes : Les SP ont été isolées des cellules P19 par FACS en utilisant la méthode d’exclusion du colorant fluorescent Ho. Puis, leur phénotype a été caractérisé par immunofluorescence (IF) pour les marqueurs de l’état indifférencié, d’auto-renouvellement et de pluripotence octamer-binding transcription factor 4 (OCT4) et stage-specific embryonic antigen-1 (SSEA1). Ensuite, la dose pharmacologique optimale d’ANP a été déterminée via des tests de cytotoxicité sur des cellules P19 (MTT assay). Pour induire la différenciation en cardiomyocytes, des cellules à l’état de sphéroïdes ont été formées à l’aide de la technique du « Hanging-Drop » sous la stimulation de l’ANP pendant 5 jours. Puis, des cryosections ont été faites dans les sphéroïdes afin de mettre en évidence la présence de marqueurs de cellules cardiaques progénitrices tels que GATA4, Nkx2.5 et un marqueur mitochondrial spécifique Tom22. Ensuite, les cellules SP P19 ont été stimulées dans les sphéroïdes cellulaires par le traitement avec de l'ANP (10-7 M) ou de l’OT (10-7 M), de l’antagoniste spécifique du guanylate cyclase particulé (GCp) A71915 (10-6 M), ainsi que la combinaison des inducteurs OT+ANP, OT+A71915, ANP+A71915. Après la mise en culture, la différenciation en cardiomyocytes a été identifié par l’apparition de colonies de cellules battantes caractéristiques des cellules cardiaques, par la détermination du phénotype cellulaire par IF, et enfin par l’extraction d'ARN et de protéines qui ont été utilisés pour le dosage du GMPc par RIA, l’expression des ARNm par RT-PCR et l’expression des protéines par immunobuvardage de type western. Résultats : Les sphéroïdes obtenus à l’aide de la technique du « Hanging-Drop » ont montré une hausse modeste de l’expression des ARNm suivants : OTR, ANP et GATA4 comparativement aux cellules cultivées en monocouches. Les sphéroïdes induits par l’ANP ont présenté une augmentation significative des facteurs de transcription cardiaque GATA4 et Nkx2.5 ainsi qu’un plus grand nombre de mitochondries caractérisé par une plus grande présence de Tom22. De plus, L’ANP a induit l’apparition de colonies de cellules battantes du jour 7 (stade précoce) au jour 14 (stade mature) de façon presque similaire à l’OT. Cependant, la combinaison de l’ANP avec l’OT n’a pas induit de colonies de cellules battantes suggérant un effet opposé à celui de l’OT. Par IF, nous avons quantifié (nombre de cellules positives) et caractérisé, du jour 6 au jour 14 de différenciation, le phénotype cardiaque de nos cellules en utilisant les marqueurs suivants : Troponine T Cardiaque, ANP, Connexines 40 et 43, l’isoforme ventriculaire de la chaîne légère de myosine (MLC-2v), OTR. Les SP différenciées sous la stimulation de l’ANP ont montré une augmentation significative du GMPc intracellulaire comparé aux cellules non différenciées. À notre grande surprise, l’antagoniste A71915 a induit une plus grande apparition de colonies de cellules battantes comparativement à l’OT et l’ANP à un jour précoce de différenciation cardiaque et l’ajout de l’OT ou de l’ANP a potentialisé ses effets, augmentant encore plus la proportion de colonies de cellules battantes. De plus, la taille des colonies de cellules battantes était encore plus importante que sous la simple stimulation de l’OT ou de l’ANP. Les analyses radioimmunologiques dans les cellules SP P19 stimulés avec l’ANP, A71915 et la combinaison des deux pendant 15min, 30min et 60min a montré que l’ANP stimule significativement la production du GMPc, cependant A71915 n’abolit pas les effets de l’ANP et celui-ci au contraire stimule la production du GMPc via des effets agonistes partiels. Conclusion : Nos résultats démontrent d’une part que l’ANP induit la différenciation des cellules SP P19 en CM fonctionnels. D’autre part, il semblerait que la voie de signalisation NPRA-B/GCp/GMPc soit impliquée dans le mécanisme de différenciation cardiaque puisque l’abolition du GMPc médiée par le GCp potentialise la différenciation cardiaque et il semblerait que cette voie de signalisation soit additive de la voie de signalisation induite par l’OT, NO/GCs/GMPc, puisque l’ajout de l’OT à l’antagoniste A71915 stimule plus fortement la différenciation cardiaque que l’OT ou l’A71915 seuls. Cela suggère que l’effet thérapeutique des peptides natriurétiques observé dans la défaillance cardiaque ainsi que les propriétés vasodilatatrices de certains antagonistes des récepteurs peptidiques natriurétiques inclus la stimulation de la différenciation des cellules souches en cardiomyocytes. Cela laisse donc à penser que les peptides natriurétiques ou les antagonistes des récepteurs peptidiques natriurétiques pourraient être une alternative très intéressante dans la thérapie cellulaire visant à induire la régénération cardiovasculaire.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Myocyte remodeling in response to hypertrophic stimuli requires nucleocytoplasmic shuttling of muscle LIM protein

CSRP3 or muscle LIM protein (MLP) is a nucleocytoplasmic shuttling protein and a mechanosensor in cardiac myocytes. MLP regulation and function was studied in cultured neonatal rat myocytes treated with pharmacological or mechanical stimuli. Either verapamil or BDM decreased nuclear MLP while phenylephrine and cyclic strain increased it. These results suggest that myocyte contractility regulates MLP subcellular localization. When RNA polymerase II was inhibited with alpha-amanitin, nuclear MLP was reduced by 30%. However, when both RNA polymerase I and II were inhibited with actinomycin D, there was a 90% decrease in nuclear MLP suggesting that its nuclear translocation is regulated by both nuclear and nucleolar transcriptional activity. Using cell permeable synthetic peptides containing the putative nuclear localization signal (NLS) of MLP, nuclear import of the protein in cultured rat neonatal myocytes was inhibited. The NLS of MLP also localizes to the nucleolus. Inhibition of nuclear translocation prevented the increased protein accumulation in response to phenylephrine. Furthermore, cyclic strain of myocytes after prior NLS treatment to remove nuclear MLP resulted in disarrayed sarcomeres. Increased protein synthesis and brain natriuretic peptide expression were also prevented suggesting that MLP is required for remodeling of the myo filaments and gene expression. These findings suggest that nucleocytoplasmic shuttling MLP plays an important role in the regulation of the myocyte remodeling and hypertrophy and is required for adaptation to hypertrophic stimuli. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Zea mays annexins modulate cytosolic free Ca2+ and generate a Ca2+-permeable conductance

Regulation of reactive oxygen species and cytosolic free calcium ([Ca2+](cyt)) is central to plant function. Annexins are small proteins capable of Ca2+-dependent membrane binding or membrane insertion. They possess structural motifs that could support both peroxidase activity and calcium transport. Here, a Zea mays annexin preparation caused increases in [Ca2+] cyt when added to protoplasts of Arabidopsis thaliana roots expressing aequorin. The pharmacological profile was consistent with annexin activation (at the extracellular plasma membrane face) of Arabidopsis Ca2+-permeable nonselective cation channels. Secreted annexins could therefore modulate Ca2+ influx. As maize annexins occur in the cytosol and plasma membrane, they were incorporated at the intracellular face of lipid bilayers designed to mimic the plasma membrane. Here, they generated an instantaneously activating Ca2+-permeable conductance at mildly acidic pH that was sensitive to verapamil and Gd3+ and had a Ca2+-to-K+ permeability ratio of 0.36. These results suggest that cytosolic annexins create a Ca2+ influx pathway directly, particularly during stress responses involving acidosis. A maize annexin preparation also demonstrated in vitro peroxidase activity that appeared independent of heme association. In conclusion, this study has demonstrated that plant annexins create Ca2+-permeable transport pathways, regulate [Ca2+] cyt, and may function as peroxidases in vitro.

Inhibition of human mesangial cell proliferation by targeting T-Type calcium channels

Background: Aberrant glomerular mesangial cell (MC) proliferation is a common finding in renal diseases. T-type calcium channels (T-CaCN) play an important role in the proliferation of a number of cell types, including vascular smooth muscle cells. The hypothesis that T-CaCN may play a role in the proliferation of human MC was investigated. Methods: The presence of T-CaCN in primary cultures of human MC was examined using voltage clamping and by RT-PCR. The effect of calcium channel inhibitors, and of siRNA directed against the Cav3.2 T-CaCN isoform, on MC proliferation was assessed using the microculture tetrazolium assay and nuclear BrdU incorporation. Results: Human MC express only the Cav3.2 T-CaCN isoform. Co-incubation of MC with a T-CaCN inhibitor (mibefradil, TH1177 or Ni2+) results in a concentration-dependent attenuation of proliferation. This effect cannot be attributed to direct drug-induced cytotoxicity or apoptosis and is not seen with verapamil, an L-type channel blocker. Transfection of MC with siRNA results in knockdown of T-CaCN Cav3.2 mRNA and a clear attenuation of MC proliferation. Conclusions: These results demonstrate for the first time an important role for T-CaCN in human MC proliferation. This could potentially lead to a novel therapy in the treatment of proliferative renal diseases.

Adrenergic receptor stimulation of the mitogen-activated protein kinase cascade and cardiac hypertrophy.

Phenylephrine and noradrenaline (alpha-adrenergic agonism) or isoprenaline (beta-adrenergic agonism) stimulated protein synthesis rates, increased the activity of the atrial natriuretic factor gene promoter and activated mitogen-activated protein kinase (MAPK). The EC50 for MAPK activation by noradrenaline was 2-4 microM and that for isoprenaline was 0.2-0.3 microM. Maximal activation of MAPK by isoprenaline was inhibited by the beta-adrenergic antagonist, propranolol, whereas the activation by noradrenaline was inhibited by the alpha1-adrenergic antagonist, prazosin. FPLC on a Mono-Q column separated two peaks of MAPK (p42MAPK and p44MAPK) and two peaks of MAPK-activating activity (MEK) activated by isoprenaline or noradrenaline. Prolonged phorbol ester exposure partially down-regulated the activation of MAPK by noradrenaline but not by isoprenaline. This implies a role for protein kinase C in MAPK activation by noradrenaline but not isoprenaline. A role for cyclic AMP in activation of the MAPK pathway was eliminated when other agonists that elevate cyclic AMP in the cardiac myocyte did not activate MAPK. In contrast, MAPK was activated by exposure to ionomycin, Bay K8644 or thapsigargin that elevate intracellular Ca2+. Furthermore, depletion of extracellular Ca2+ concentrations with bis-(o-aminophenoxy)ethane-NNN'N'-tetra-acetic acid (BAPTA) or blocking of the L-type Ca2+ channel with nifepidine or verapamil inhibited the response to isoprenaline without inhibiting the responses to noradrenaline. We conclude that alpha- and beta-adrenergic agonists can activate the MEK/MAPK pathway in the heart by different signalling pathways. Elevation of intracellular Ca2+ rather than cyclic AMP appears important in the activation of MAPK by isoprenaline in the cardiac myocyte.

ATP pulse and calcium homeostasis in cells from hepatopancreas of Dilocarcinus pagei, a freshwater crab

Calcium (Ca) is critical for crustaceans due to their molting cycle and its presence in the carapace as calcium carbonate, apart from the usual functions of Ca, such as cell signalling. Ca transport in Dilocarcinus pagei, a freshwater crab, was studied in isolated cells from hepatopancreas to further characterize Ca transport mechanisms in these crabs. Cells were isolated and loaded with Fluo-3, a calcium fluorescent dye. Three different cell treatments were performed: Group 1 cells were Ca free during cell dissociation, and calcium was present (at 1mM) for fluorescence cell loading and transport experiments (FC); Group 2 cells were calcium free during cell dissociation and for transport experiments, but not during cell loading (LC); and Group 3 cells were Ca free during cell dissociation, cell loading and transport experiments (WC). Intracellular Ca was recorded through time after ATP was added to the cells and ATP caused an increase in Ca efflux within 30s in all cells. WC cells showed the smallest Ca efflux compared to the other cells, probably because it was intracellularly Ca ""depleted"". Vanadate and amiloride decreased the Ca efflux when ATP was added to the cells, while verapamil did not cause any effect in Ca efflux, confirming the presence of a Ca(2+)-ATPase sensitive to vanadate in hepatopancreas of D. pagei. In a different set of experiments, cells were also exposed to a Ca pulse of 1 and 10mM during 180s. 10mM Ca increased intracellular Ca compared to 1mM, and the increase was not recovered during the experimental time. Additionally, Ca influx was reduced by verapamil and amiloride, but not completely. The results suggest that Ca influx probably occurs through an undefined exchanger, apart from Ca channels (verapamil sensitive) and electrogenic 1Na(+)(1H(+))/1 Ca(2+) exchanger (amiloride-sensitive). Similarities between freshwater and seawater crabs, lobsters and crayfish in relation to plasma membrane Ca transporters, although the environment where they live is quite diverse, suggest that universal mechanisms for Ca homeostasis are widespread among crustaceans. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

(65)Zn(2+) transport by isolated gill epithelial cells of the American lobster, Homarus americanus

Gills are the first site of impact by metal ions in contaminated waters. Work on whole gill cells and metal uptake has not been reported before in crustaceans. In this study, gill filaments of the American lobster, Homarus americanus, were dissociated in physiological saline and separated into several cell types on a 30, 40, 50, and 80% sucrose gradient. Cells from each sucrose solution were separately resuspended in physiological saline and incubated in (65)Zn(2+) in order to assess the nature of metal uptake by each cell type. Characteristics of zinc accumulation by each kind of cell were investigated in the presence and absence of 10 mM calcium, variable NaCl concentrations and pH values, and 100 mu M verapamil, nifedipine, and the calcium ionophore A23187. (65)Zn(2+) influxes were hyperbolic functions of zinc concentration (1-1,000 mu M) and followed Michaelis-Menten kinetics. Calcium reduced both apparent zinc binding affinity (K (m)) and maximal transport velocity (J (max)) for 30% sucrose cells, but doubled the apparent maximal transport velocity for 80% sucrose cells. Results suggest that calcium, sodium, and protons enter gill epithelial cells by an endogenous broad-specificity cation channel and trans-stimulate metal uptake by a plasma membrane carrier system. Differences in zinc transport observed between gill epithelial cell types appear related to apparent affinity differences of the transporters in each kind of cell. Low affinity cells from 30% sucrose were inhibited by calcium, while high affinity cells from 80% sucrose were stimulated. (65)Zn(2+) transport was also studied by isolated, intact, gill filament tips. These intact gill fragments generally displayed the same transport properties as did cells from 80% sucrose and provided support for metal uptake processes being an apical phenomenon. A working model for zinc transport by lobster gill cells is presented.