Yin-Yang-1 decreases Fas-induced apoptosis in acute lymphoblastic leukemia under hypoxic conditions: its implications in immune evasion / YY1 induce la disminución de la apoptosis a través de Fas en la leucemia linfoblástica aguda en condiciones hipóxicas: implicaciones en la evasión de la respuesta inmunitaria

Abstract Background: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is an aggressive malignant disease with high prevalence in pediatric patients. It has been shown that the downregulation of Fas expression is correlated with an inadequate response in ALL, although these mechanisms are still not well understood. Several reports demonstrated that hypoxia is involved in dysfunctional apoptosis. Yin-Yang-1 (YY1) transcription factor is involved in resistance to apoptosis, tumor progression, and it is increased in different types of cancer, including leukemia. The regulatory mechanism underlying YY1 expression in leukemia is still not understood, but it is known that YY1 negatively regulates Fas expression. The study aimed to evaluate the effect of YY1 on Fas expression under hypoxic conditions in ALL. Methods: Leukemia cell line RS4; 11 was cultured under normoxic and hypoxic conditions. YY1, Fas receptor, and hypoxia-inducible factor (HIF-1α) expression were analyzed. After treatment with a Fas agonist (DX2), apoptosis was analyzed through the detection of active caspase 3. Data were analyzed using Pearson’s correlation. Results: Leukemia cells co-expressed both HIF-1α and YY1 under hypoxia, which correlated with a downregulation of Fas expression. During hypoxia, the levels of apoptosis diminished after DX2 treatment. The analysis revealed that patients with high levels of HIF-1α also express high levels of YY1 and low levels of Fas. Conclusions: These results suggest that YY1 negatively regulates the expression of the Fas receptor, which could be involved in the escape of leukemic cells from the immune response contributing to the ALL pathogenesis.

Resumen Introducción: La leucemia linfoblástica aguda (LLA) es una enfermedad con alta prevalencia en la población pediátrica. El mecanismo por el cual el receptor de Fas participa en la regulación inmunitaria en los tumores es desconocido, pero se sabe que está subexpresado en LLA. El factor de transcripción Ying-Yang-1 (YY1) está involucrado en la resistencia a la apoptosis y la progresión tumoral; se encuentra aumentado en diferentes tumores, incluida la LLA. Aunque los mecanismos que regulan la expresión de YY1 en LLA son desconocidos, se sabe que YY1 regula la expresión del receptor de Fas. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de YY1 en la expresión de Fas en condiciones de hipoxia en la LLA. Métodos: Se cultivaron células RS4;11 en condiciones de hipoxia y se analizó la expresión de YY1, receptor de Fas y HIF-1α. La apoptosis fue inducida usando un agonista de Fas (DX2) y se analizó con la detección de caspasa 3 activa. Los datos se analizaron mediante correlación de Pearson. Resultados: Las células RS4;11 coexpresaron HIF-1αy YY1 en hipoxia, lo cual correlaciona con una baja expresión de Fas. La apoptosis se encontró disminuida durante condiciones de hipoxia, después del tratamiento con DX2. El análisis bioinformático mostró que los pacientes con altos niveles de HIF-1αpresentan YY1 elevado y bajos niveles del receptor de Fas. Conclusiones: Estos resultados sugieren que YY1 regula negativamente la expresión del receptor de Fas, lo cual podría estar involucrado en el escape de las células leucémicas a la respuesta inmunitaria, contribuyendo a la patogénesis de la LLA.

Bactofection of sequences encoding a Bax protein peptide chemosensitizes prostate cancer tumor cells / Bactofección de secuencias que codifican para un péptido de la proteína Bax quimiosensibiliza a células tumorales de cáncer de próstata

Abstract: Background: Tumor cell resistance to chemotherapy agents is one of the main problems in the eradication of different neoplasias. One of the mechanisms of this process is the overexpression of anti-apoptotic proteins such as Bcl-2 and Bcl-XL; blocking the activity of these proteins may contribute to the sensitization of tumor cells and allow the adequate effects of chemotherapeutic drugs. Methods and results: This study adressed the transfection of prostate cancer cells (PC3) with a plasmid encoding a recombinant protein with an antagonist peptide from the BH3 region of the Bax protein fused to the GFP reporter protein (BaxGFP). This protein induced apoptosis of these tumor cells; further, selective transport of this plasmid to the tumor cell with Salmonella enterica serovar Typhimurium (strain SL3261), a live-attenuated bacterial vector, can induce sensitization of the tumor cell to the action of drugs such as cisplatin, through a process known as bactofection. Conclusions: These results suggest that Salmonella enterica can be used as a carrier vector of nucleotide sequences encoding heterologous molecules used in antitumor therapy.

Resumen: Introducción: La resistencia a los agentes quimioterapéuticos por parte de las células tumorales es uno de los principales problemas para la erradicación de distintas neoplasias. Uno de los mecanismos involucrados en este proceso es la sobreexpresión de proteínas antiapoptóticas como Bcl-2 y Bcl-XL. El bloquear la actividad de estas proteínas puede contribuir a la sensibilización de las células tumorales, permitiendo que los fármacos quimioterapeúticos funcionen de forma adecuada. Métodos y resultados: En este trabajo se llevó a cabo la transfección de células de cáncer de próstata (PC3) por un plásmido que codifica para una proteína recombinante que contiene un péptido antagónico perteneciente a la región BH3 de la proteína Bax fusionada a la proteína reportera GFP (BaxGFP). Esta proteína fue capaz de inducir apoptosis en las células PC3. El transporte selectivo de este plásmido hacia la célula tumoral empleando Salmonella enterica serovar Typhimurium cepa SL3261, un vector bacteriano vivo atenuado, permitió la sensibilización de la célula tumoral a la acción de fármacos como el cisplatino mediante un proceso denominado bactofección. Conclusiones: Estos resultados sugieren que Salmonella enterica puede emplearse como un vector acarreador de secuencias nucleotídicas que codifican para moléculas heterólogas empleadas en la terapia antitumoral.

Application of computational methods for anticancer drug discovery, design, and optimization / Aplicación de métodos computacionales para el descubrimiento, diseño y optimización de fármacos contra el cáncer

Abstract: Developing a novel drug is a complex, risky, expensive and time-consuming venture. It is estimated that the conventional drug discovery process ending with a new medicine ready for the market can take up to 15 years and more than a billion USD. Fortunately, this scenario has recently changed with the arrival of new approaches. Many novel technologies and methodologies have been developed to increase the efficiency of the drug discovery process, and computational methodologies have become a crucial component of many drug discovery programs. From hit identification to lead optimization, techniques such as ligand- or structure-based virtual screening are widely used in many discovery efforts. It is the case for designing potential anticancer drugs and drug candidates, where these computational approaches have had a major impact over the years and have provided fruitful insights into the field of cancer. In this paper, we review the concept of rational design presenting some of the most representative examples of molecules identified by means of it. Key principles are illustrated through case studies including specifically successful achievements in the field of anticancer drug design to demonstrate that research advances, with the aid of in silico drug design, have the potential to create novel anticancer drugs.

Resumen: El desarrollo de un nuevo fármaco es un proceso complejo y arriesgado que requiere una enorme cantidad de tiempo y dinero. Se estima que el proceso estándar para producir un nuevo fármaco, desde su descubrimiento hasta que acaba en el mercado, puede tardar hasta 15 años y tener un costo de mil millones de dólares (USD). Por fortuna, este escenario ha cambiado recientemente con la llegada de nuevas tecnologías y metodologías. Entre ellas, los métodos computacionales se han convertido en un componente determinante en muchos programas de descubrimiento de fármacos. En un esfuerzo por incrementar las posibilidades de encontrar nuevas moléculas con potencial farmacológico, se utilizan técnicas como el cribado virtual de quimiotecas construidas con base en ligandos o estructuras para la identificación de hits y hasta para la optimización de compuestos líder. En lo que respecta al diseño y descubrimiento de nuevos candidatos a fármacos contra el cáncer, estos enfoques tienen, a la fecha, un impacto importante y aportan nuevas posibilidades terapéuticas. En este artículo se revisa el concepto del diseño racional de moléculas con potencial farmacológico, ilustrando los principios clave con algunos de los ejemplos más representativos y exitosos de moléculas identificadas mediante estas aproximaciones. Se incluyen casos desarrollados en el campo del diseño de fármacos contra el cáncer con la finalidad de mostrar cómo, con la ayuda del diseño asistido por computadora, se pueden generar nuevos fármacos que den esperanza a millones de pacientes.

Allergies: diseases closely related to cancer / Alergias: enfermedades estrechamente relacionadas con el cáncer

Abstract: Allergies are hypersensitivity reactions that occur through specific type Th2 immunological mechanisms characterized by different soluble mediators, as well as specific cells of the immune system. In recent decades, evidence has emerged relating this disease with cancer development. However, most of the results of epidemiology studies have been controversial and contradictory. There are mainly two trends. While the first indicates that allergies can reduce the risk of cancer, the other indicates that they may increase this risk. The first trend can be explained by the immunosurveillance hypothesis, which states that the increased immune surveillance after the immune hyper-responsiveness can inhibit or exert a protective effect against the development of cancer. Similarly, the prophylaxis hypothesis suggests that the physical effects of allergy symptoms can prevent cancer by removing potential carcinogens. In contrast, the opposing hypothesis propose that there is a deviation of the immune response toward Th2, which favors the development of cancer, or that the process of chronic inflammation favors the generation of mutations, and therefore the development of cancer. With the purpose of understanding more about these two hypotheses, the main soluble and cellular factors of allergic diseases that could be playing a key role in the development or inhibition of cancer were considered in this review.

Resumen: Las alergias son reacciones de hipersensibilidad que ocurren mediante mecanismos inmunológicos específicos de tipo Th2. Se caracterizan por distintos mediadores solubles, así como células específicas del sistema inmune. En las últimas décadas ha surgido evidencia que asocia esta enfermedad con el desarrollo de cáncer. Sin embargo, los resultados obtenidos, en su mayoría de estudios epidemiológicos, han sido controversiales y contradictorios. Lo anterior se debe a que existen dos principales tendencias. Mientras algunos estudios han demostrado que las alergias pueden reducir el riesgo de cáncer, otros estudios muestran que puede aumentarlo. Lo primero puede explicarse por la hipótesis de inmunovigilancia, que establece que el aumento de la vigilancia después de la hiperreactividad inmune puede inhibir o ejercer un efecto protector contra el desarrollo de cáncer. Del mismo modo, la hipótesis de la profilaxis sugiere que los efectos físicos de síntomas de las alergias pueden prevenir el cáncer mediante la eliminación de los carcinógenos potenciales. Las hipótesis opuestas proponen que existe un desvío de la respuesta inmune hacia Th2 lo cual favorece el desarrollo del cáncer, o que el proceso de inflamación crónica favorece la generación de mutaciones, y por tanto el desarrollo del cáncer. Con el propósito de entender más acerca de estas dos hipótesis, en esta revisión se consideraron los principales factores solubles y celulares de las enfermedades alérgicas que pudieran estar desempeñando un papel clave en el desarrollo o inhibición del cáncer.

Role of diets rich in omega-3 and omega-6 in the development of cancer / Papel de las dietas ricas en omega-3 y omega-6 en el desarrollo del cáncer

Abstract: Over the past decade, some studies have addressed the therapeutic effects of omega-3 polyunsaturated fatty acids (ω-3 PUFAs) and the opposite effects of omega-6 (ω-6) PUFAs on several diseases, including cardiovascular disorders, diabetes, neurodegenerative diseases, and cancer. Research demonstrates the safety of these naturally occurring ingredients. Of particular interest, several studies have shown that ω-3 PUFAs possess a therapeutic role against certain types of cancer. It is also known that ω-3 PUFAs can improve the efficacy and tolerability of chemotherapy. Previous reports have indicated that suppression of nuclear factor-κB, activation of AMPK/SIRT1, modulation of cyclooxygenase (COX) activity, and up-regulation of novel anti-inflammatory lipid mediators such as protectins, maresins, and resolvins, are the main mechanisms of the antineoplastic effect of ω-3 PUFAs. In contrast, several studies have demonstrated that ω-6 PUFAs induce progression in certain types of cancer. In this review, we discuss epidemiological and experimental studies addressing the relationship between the development of some types of cancer, including colon and colorectal carcinoma, breast cancer, prostate cancer, lung cancer and neuroblastoma, and the ingestion to ω-3 and ω-6 (PUFAs). We also discuss the clinical data, addressing the therapeutic role of omega-3 PUFA against different types of cancer.

Resumen: Durante las últimas décadas algunos estudios se han enfocado en los efectos terapéuticos de los ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) omega-3 (ω-3) y los efectos contrarios de los AGPI omega-6 (ω-6) en diversas enfermedades, incluyendo enfermedades cardiovasculares, diabetes, enfermedades neurodegenerativas y cáncer. Las investigaciones han mostrado la seguridad de estos lípidos naturales. En particular, varios estudios han mostrado que los AGPI ω-3 poseen un efecto terapéutico contra ciertos tipos de cáncer. También se sabe que los AGPI ω-3 pueden mejorar la eficacia y tolerancia de la quimioterapia. En publicaciones anteriores se ha indicado que la supresión del factor nuclear κB, la activación de AMPK/SIRT1, la modulación de la actividad de la ciclooxigenasa (COX) y la regulación positiva de nuevos mediadores lipídicos antiinflamatorios como las protectinas, maresinas y resolvinas, son los principales mecanismos del efecto antineoplásico de los AGPI ω-3. En contraste, otros estudios han demostrado que los AGPI ω-6 inducen la progresión de ciertos tipos de cáncer. En esta revisión se discuten algunos estudios experimentales y epidemiológicos que abordan la relación entre el desarrollo de algunos tipos de cáncer, como carcinoma de colon y colorrectal, cáncer de mama, próstata y pulmón, así como neuroblastoma, y la ingestión de AGPI ω-3 y ω-6. Así mismo, se discuten los datos clínicos sobre el papel terapéutico del AGPI ω-3 contra diferentes tipos de cáncer.

Hypoxia inducible transcription factor (HIF-1) regulates CXCL13 expression: Clinical implications in pediatric non-Hodgkin's lymphoma

Background: Lymphomas are B and/or T cell clonal neoplasms in various states of differentiation, characteristically compromising lymph nodes. They are constituted by B and T lymphocytes that reach the node by chemokine-mediated recruitment including CXCL13. Hypoxia-inducible transcription factor (HIF-1α) plays a role in cellular adaptation to oxygen concentration changes. It also regulates expression of chemokines such as CXCL12, CCL20, and CCL5 as well as some of their receptors such as CCR7 and CXCR4. Methods: We performed in silico analysis of the CXCL13 promoter, pharmacologic modulation of HIF-1α activity and, using reporter plasmids, site-directed mutation and DNA-protein interaction analysis we analyzed the relation between HIF-1α activity and CXCL13 expression. Moreover, we did tissue microarray and immunohistochemistry to see the expression of HIF-1α and CXCL13. Results: This study detected three possible HIF-1α binding sites suggesting that this chemokine may be regulated by the CXCL13 transcription factor. We showed that CXCL13 expression is directly dependent, whereby an increase in HIF-1α activity increases CXCL13 expression and decreased HIF-1α activity in turn decreases CXCL13 expression. We proved that HIF-1α transcriptionally regulates the expression of CXCL13 in a direct manner. We established that HIF-1α and CXCL13 are greatly overexpressed in the most aggressive pediatric lymphomas. Conclusions: For the first time, this study showed that HIF-1α directly regulates transcriptional CXCL13 and that both proteins are overexpressed in the most aggressive forms of pediatric lymphoma. This suggests that they may play a significant role in the pathogenesis of pediatric non-Hodgkin's lymphoma.

Expresión del receptor tipo-Toll 4 en la inflamación alérgica de niños asmáticos-obesos / Toll-Like receptor 4 expression in obese asthmatic children with allergic inflammation

Introducción. El asma se caracteriza por la inflamación de las vías respiratorias y la obesidad por la inflamación sistémica persistente. La exposición a lipopolisacáridos influye en el desarrollo y severidad del asma. El receptor tipo-Toll 4 reconoce a los lipopolisacáridos y dirige la respuesta de las células T cooperadoras. A la fecha, se desconoce el nivel de expresión del receptor tipo-Toll 4 en pacientes con asma-obesidad. Métodos. Este es un estudio piloto de pacientes con asma-obesidad, con asma, con obesidad y aparentemente sanos. Mediante inmu-nocitoquímica se determinó el nivel de expresión del receptor tipo-Toll 4 utilizando anticuerpos específicos anti-TLR4, bloqueando los receptores Fc. Con un microscopio Olimp BX-40 se evaluaron 100 células por laminilla. Las diferencias en el número y el grado de células positivas se estableció mediante las pruebas de Kruskal-Wallis y Dunn post hoc. Resultados. La expresión del receptor tipo-Toll 4 en las células del grupo de pacientes asmáticos fue considerablemente mayor que en el grupo de individuos sanos y mayor que en cualquiera de los otros dos grupos. En el grupo de pacientes obesos el receptor tipo-Toll 4 se expresó menos que en el grupo de individuos sanos y que en los otros dos grupos (p < 0.001). El grupo de pacientes asmáticos-obesos no mostró diferencia significativa con respecto al grupo de sanos. Adicionalmente, se observaron diferencias significativas entre los tres grupos de pacientes (p < 0.05). Conclusiones. La expresión del receptor tipo-Toll 4 resultó diferente en cada uno de los tres grupos de pacientes; la expresión elevada en el grupo de pacientes asmáticos probablemente puede explicar la alta sensibilización a lipopolisacáridos o a otros ligandos del receptor tipo-Toll 4. En este trabajo, por primera vez, se muestra el nivel de expresión del receptor tipo-Toll 4 en pacientes asmáticos-obesos.

Background. Asthma is characterized by chronic inflammation of airways and obesity by persistent systemic inflammation. Exposure to lipopolysaccharide (LPS) may induce the development and severity of asthma. Toll like-receptor 4 (TLR4) recognizes LPS and can direct the response of T-helper cells. Level of expression of TLR4 in patients with asthma and obesity is currently unknown. Methods. We conducted a pilot study that included patients with asthma-obesity, asthma, obesity and those who were apparently healthy. Using immunocytochemistry, we determined the level of expression of TLR4 with specific anti-TLR4 monoclonal antibody, blocking Fc receptors. With a BX-40 Olympus microscope, 100 cells were evaluated per slide. Differences in the number and degree of positive cells were established by Kruskal-Wallis test and Dunn post hoc analysis. Results. Expression of TLR4 in the cells of the asthmatic group of patients was significantly greater than in the healthy group of patients and higher than any of the other two groups. Conversely, the obese group expressed less TLR4 than the healthy group and any of the other two groups (P<0.001). The asthma-obese group showed no significant difference with respect to healthy controls. Additionally, we observed significant differences among the three groups of patients (P<0.05). Conclusions. TLR4 expression was different in the three groups of patients. The highest level in the asthmatic patient may be explained by the high sensitivity to LPS or to other TLR4 ligands. This is the first study to show the level of expression in obese patients with asthma.

Evaluación de la expresión del factor de transcripción Yin-Yang-1 y su asociación con TGF-β en un modelo murino de inflamación alérgica pulmonar con diferentes grados de severidad / Evaluation of the expression of the transcription factor Yin-Yang-1: association with TGF-β in a lung allergic inflammation in a mouse model with different severity grades

Introducción. El asma alérgica es una de las enfermedades más prevalecientes en la edad pediátrica. Los mecanismos implicados en este padecimiento no han sido esclarecidos totalmente. Se sabe que el factor de crecimiento transformante-beta (TGF-β) juega un papel muy importante en la fisiopatología de esta enfermedad y que la activación del factor de trascripción Yin-Yang-1 (YY1) induce un aumento en la expresión de esta citocina. El factor YY1 también regula la expresión de otras citocinas involucradas en el asma tales como la IL-4 y la IL-10. El objetivo de este trabajo fue evaluarla asociación entre YY1 y TGF-β en un modelo murino de inflamación alérgica pulmonar. Métodos. Se trabajó con un modelo murino de inflamación alérgica pulmonar con diferentes grados de severidad empleando ovalbúmina como alérgeno. Posteriormente se obtuvo el tejido pulmonar, que fue incluido en parafina, se construyó un microarreglo del tejido en un equipo semiautomático y, mediante inmunohistoquímica, se evaluó la expresión de YY1 y de TGF-β La densidad de la expresión se midió de manera cuantitativa por métodos computarizados. Resultados. Se observó inflamación alérgica pulmonar diferencial acorde con el grado de severidad del modelo; se observó el mismo patrón con la producción de moco. La expresión de ambas proteínas se correlacionó de manera directa con el grado de severidad de la inflamación alérgica pulmonar. Conclusiones. Los resultados obtenidos corroboran el papel que juegan ambas proteínas en la fisiopatología de la inflamación alérgica pulmonar.

Background. Allergic asthma is one of the most prevalent childhood diseases. This disease is characterized by airway inflammation and remodelling. The mechanisms implicated in the pathogenesis of this disease remain unclear. Several studies have shown that TGF-β plays an important role in the pathogenesis of asthma. In addition, the polymorphism of the TGF-β promoter region results in the overexpression of TGF-β via regulation of the transcription factor Yin-Yang-1 (YY1). It is has recently been demonstrated that YY1 may be involved in the pathogenesis of asthma by the regulation of IL-4 and IL-10. The aim of this study was to evaluate the association between the YY1 and TGF-β expression levels in a murine model of lung allergic inflammation. Methods. In this study we used a lung allergic inflammatory murine model with different severity degrees. Tissue microarray technology and immunohistochemistry were used to evaluate YY1 and TGF-p expression. The density expression was measured by quantitative methods using specific software. Results. Expression of both proteins correlated with the degrees of severity of lung allergic inflammation. A similar result was observed with mucus production. Conclusions. These results corroborate the role of YY1 and TGF-p in the pathogenesis of this disease.