Saliva as a promising biofluid for SARS-CoV-2 detection during the early stages of infection / La saliva como biofluido promisorio para la detección del SARS-CoV-2 durante las primeras etapas de la infección

Abstract Background: Diagnostic testing for coronavirus disease (COVID)-19 is performed using nasopharyngeal swabs. This type of sampling is uncomfortable for the patient, dangerous for health workers, and its high demand has led to a global shortage of swabs. One of the alternative specimens is saliva. However, the optimal conditions for the test have not been established. Methods: Reverse transcription-polymerase chain reaction was used to detect the viral genome in saliva samples kept at room temperature, in the fridge or frozen for 2 days. In addition, the influence of brushing teeth and feeding on the detection of the virus in saliva was addressed. Finally, the efficiency of saliva in revealing the presence of the virus during the hospitalization period was determined in children. Results: The viral genome was consistently detected regardless of the storage conditions of saliva samples. Brushing teeth and feeding did not influence the sensitivity of the test. In hospitalized children, positive results were obtained only during the early days. Conclusions: These results support the idea of the use of saliva as an alternative specimen for diagnostic testing for COVID-19. The viral genome is stable and endures perturbations in the oral cavity. However, clearance of the virus from the mouth during the infection may limit the use of the test only to the early stages of the disease.

Resumen Introducción: El diagnóstico de COVID-19 (enfermedad por coronavirus 2019) se realiza con un hisopado nasofaríngeo. El procedimiento de toma de muestra es molesto para el paciente y peligroso para el personal de salud, y la alta demanda de análisis ha conducido a la escasez de hisopos. Una alternativa es el uso de saliva, pero las condiciones óptimas para realizar el estudio no han sido establecidas. Métodos: Se usó la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa para detectar el genoma viral en muestras de saliva mantenidas a temperatura ambiente, en refrigeración o congeladas. Además, se evaluó la influencia del aseo bucal y de la ingesta de alimento en la detección del virus. Finalmente, se determinó el desempeño de la saliva para reportar la presencia del virus durante el periodo de hospitalización en niños. Resultados: El genoma viral fue estable durante 2 días a las diferentes temperaturas ensayadas. El aseo bucal y la ingesta de alimento no influyeron en la detección del virus. En los niños hospitalizados solo se obtuvieron resultados positivos durante los primeros días. Conclusiones: Los resultados coinciden con la idea del uso de la saliva como biofluido alternativo para el diagnóstico de COVID-19. El genoma viral es estable y no se ve afectado por perturbaciones en la cavidad oral; sin embargo, la dinámica de la infección puede provocar que el ensayo solo sea útil durante las primeras etapas de la enfermedad.

Mitochondrial proteomic profile of complex IV deficiency fibroblasts: rearrangement of oxidative phosphorylation complex/supercomplex and other metabolic pathways / Perfil proteómico mitocondrial de los fibroblastos con deficiencia del complejo IV: reordenamiento del complejo/supercomplejo de la fosforilación oxidativa y otras vías metabólicas

Abstract: Background: Mitochondriopathies are multisystem diseases affecting the oxidative phosphorylation (OXPHOS) system. Skin fibroblasts are a good model for the study of these diseases. Fibroblasts with a complex IV mitochondriopathy were used to determine the molecular mechanism and the main affected functions in this disease. Methods: Skin fibroblast were grown to assure disease phenotype. Mitochondria were isolated from these cells and their proteome extracted for protein identification. Identified proteins were validated with the MitoMiner database. Results: Disease phenotype was corroborated on skin fibroblasts, which presented a complex IV defect. The mitochondrial proteome of these cells showed that the most affected proteins belonged to the OXPHOS system, mainly to the complexes that form supercomplexes or respirosomes (I, III, IV, and V). Defects in complex IV seemed to be due to assembly issues, which might prevent supercomplexes formation and efficient substrate channeling. It was also found that this mitochondriopathy affects other processes that are related to DNA genetic information flow (replication, transcription, and translation) as well as beta oxidation and tricarboxylic acid cycle. Conclusions: These data, as a whole, could be used for the better stratification of these diseases, as well as to optimize management and treatment options.

Resumen: Introducción: Las mitocondriopatías son enfermedades multisistémicas que afectan el funcionamiento de la fosforilación oxidativa (OXPHOS). Un buen modelo de estudio para estas enfermedades es el cultivo primario de fibroblastos. En este trabajo se utilizaron fibroblastos con mitocondriopatía del complejo IV para determinar cuáles son las principales funciones afectadas en esta enfermedad. Métodos: Se realizaron cultivos primarios de fibroblastos para corroborar el fenotipo de la enfermedad. Las mitocondrias se aislaron de estas células y se extrajo su proteoma para su identificación. Las proteínas identificadas se validaron con la base de datos de MitoMiner. Resultados: Los fibroblastos conservaron el fenotipo de la enfermedad que incluye un defecto del complejo IV. El proteoma mitocondrial de estas células mostró que las proteínas más afectadas pertenecen al sistema de OXPHOS, principalmente los complejos que forman supercomplejos o respirosomas (I, III, IV y V). El defecto en el complejo IV al parecer se debió a problemas de ensamblaje que pueden evitar la formación de los supercomplejos y la eficiente canalización de sustratos. También se observó que esta mitocondriopatía afecta otros procesos relacionados con el flujo de información genética del DNA (replicación, transcripción y traducción), así como con la beta oxidación y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA). Conclusiones: En conjunto, estos datos podrían utilizarse para una mejor clasificación de estas enfermedades, así como para la optimización de las opciones de manejo y tratamiento.

Proteomic changes in a childhood acute lymphoblastic leukemia cell line during the adaptation to vincristine / Cambios en el proteoma de una línea celular de leucemia linfoblástica aguda infantil durante la adaptación a vincristina

Abstract: Introduction: Relapse occurs in approximately 20% of Mexican patients with childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL). In this group, chemoresistance may be one of the biggest challenges. An overview of complex cellular processes like drug tolerance can be achieved with proteomic studies. Methods: The B-lineage pediatric ALL cell line CCRF-SB was gradually exposed to the chemotherapeutic vincristine until proliferation was observed at 6 nM, control cells were cultured in the absence of vincristine. The proteome from each group was analyzed by nanoHPLC coupled to an ESI-ion trap mass spectrometer. The identified proteins were grouped into over-represented functional categories with the PANTHER classification system. Results: We found 135 proteins exclusively expressed in the presence of vincristine. The most represented functional categories were: Toll receptor signaling pathway, Ras Pathway, B and T cell activation, CCKR signaling map, cytokine-mediated signaling pathway, and oxidative phosphorylation. Conclusions: Our study indicates that signal transduction and mitochondrial ATP production are essential during adaptation of leukemic cells to vincristine, these processes represent potential therapeutic targets.

Resumen: Introducción: Aproximadamente el 20% de los pacientes mexicanos con leucemia linfoblástica aguda (LLA) infantil presentan recaídas. En este grupo, la quimiorresistencia es uno de los principales desafíos. Los estudios proteómicos pueden dar un panorama general de procesos celulares complejos como la tolerancia a fármacos. Métodos: La línea celular de LLA de linaje B, CCRF-SB, fue expuesta de manera gradual al fármaco quimioterapéutico vincristina hasta observar proliferación celular en presencia de 6 nM, como control se cultivaron células en ausencia del fármaco. Se analizó el proteoma de cada grupo mediante nanoHPLC acoplado a un espectrómetro de masas de tipo trampa de iones. Las proteínas identificadas se agruparon en categorías funcionales sobre-representadas con el sistema de clasificación PANTHER. Resultados: Encontramos 135 proteínas expresadas exclusivamente en presencia de vincristina. Las categorías funcionales más representadas fueron la señalización asociada a los receptores tipo Toll, señalización dependiente de Ras, activación de células B y T, mapa de señalización CCKR, señalización mediada por citoquinas y la fosforilación oxidativa. Conclusiones: Nuestro estudio indica que la transducción de señales y la producción de ATP mitocondrial son procesos esenciales durante la adaptación de células leucémicas a vincristina por lo que estos procesos representan potenciales blancos terapéuticos.

Characterization of Cry toxins from autochthonous Bacillus thuringiensis isolates from Mexico / Caracterización de toxinas Cry de aislados de Bacillus thuringiensis autóctonos de México

Abstract: Background: Chemical pesticides, widely used in agriculture and vector-borne disease control, have shown toxic effects on the environment and the people in contact with them. Bacillus thuringiensis is a widely used bacterium for alternative and safer control of insect pests. Its toxins are specific for insects but innocuous for mammals and may be used as powerful adjuvants when applied with vaccines. The objective of this work was to characterize some autochthonous B. thuringiensis strains, which could be used for the control of a local pest (Diatraea considerata Heinrich) that affects sugar cane crops in Sinaloa, Mexico. Also, to evaluate these strains as a source of Cry toxins, which may be used in the future as adjuvants for some vaccines. Methods: Eight strains from field-collected dead insects were isolated. These were microbiologically identified as B. thuringiensis and confirmed by amplification and sequencing of 16S rDNA. Bioassays were performed to evaluate their pathogenicity against D. considerata, and Cry toxins were identified by proteomic analyses. Results: An increased mortality among larvae infected with strain Bt-D was observed, and its toxin was identified as Cry1Ac. Conclusions: The observed data showed that the selected strain was pathogenic to D. considerata and seemed to produce Cry1Ac protein, which has been reported as an adjuvant in different types of immunization.

Resumen: Introducción: Los pesticidas químicos, ampliamente usados en agricultura y en el control de vectores transmisores de enfermedades, han mostrado efectos tóxicos sobre el medio ambiente y las personas expuestas a ellos. Bacillus thuringiensis es una bacteria ampliamente utilizada como una alternativa segura y eficaz en el control biológico de plagas agrícolas. Sus toxinas son específicas de insectos, pero inocuas para mamíferos, e incluso poseen gran potencial para ser usadas como adyuvantes en vacunas. El objetivo de este trabajo fue caracterizar cepas autóctonas de B. thuringiensis con efectividad contra el gusano barrenador (Diatraea considerata Heinrich) de la caña de azúcar en cultivos del estado de Sinaloa, México, y como fuente de proteínas Cry, con potencial de utilizarse como adyuvantes en vacunas. Métodos: Se lograron aislar ocho cepas a partir de insectos muertos en campos agrícolas, las cuales fueron identificadas microbiológicamente como B. thuringiensis, lo que se confirmó por amplificación y secuenciación del 16S rDNA. La efectividad de los aislados para el control del gusano barrenador fue evaluada mediante bioensayos y las toxinas Cry fueron identificadas por análisis proteómico. Resultados: Se observó una mortalidad elevada en las larvas infectadas con las cepas de estudio. Particularmente, la cepa Bt-D, de la cual el análisis molecular mostró que posee una toxina tipo Cry1Ac. Conclusiones: Los resultados mostraron que la cepa Bt-D posee un elevado potencial patogénico hacia D. considerata y produce la proteína Cry1Ac, de la cual existen reportes de su aplicación como adyuvante en diferentes formas de inmunización.

Omics-based biomarkers: current status and potential use in the clinic / Biomarcadores basados en tecnologías ómicas: estado actual y su potencial uso en la clínica

Abstract: In recent years, the use of high-throughput omics technologies has led to the rapid discovery of many candidate biomarkers. However, few of them have made the transition to the clinic. In this review, the promise of omics technologies to contribute to the process of biomarker development is described. An overview of the current state in this area is presented with examples of genomics, proteomics, transcriptomics, metabolomics and microbiomics biomarkers in the field of oncology, along with some proposed strategies to accelerate their validation and translation to improve the care of patients with neoplasms. The inherent complexity underlying neoplasms combined with the requirement of developing well-designed biomarker discovery processes based on omics technologies present a challenge for the effective development of biomarkers that may be useful in guiding therapies, addressing disease risks, and predicting clinical outcomes.

Resumen: En los últimos años, el uso de las tecnologías ómicas de alta densidad de datos ha permitido el rápido descubrimiento de posibles biomarcadores. Sin embargo, esto no ha tenido un impacto notable en la clínica ya que se han implementado muy pocos de esos biomarcadores. En el presente documento se describe el potencial de las tecnologías ómicas en el desarrollo de nuevos biomarcadores. Con el objetivo de dar a conocer un panorama general de la situación actual, se comentan algunos ejemplos ilustrativos de biomarcadores genómicos, transcriptómicos, proteómicos, metabolómicos y microbiómicos en el campo de la investigación en oncología. Asimismo, se señalan algunas de las recomendaciones que se han propuesto para acelerar su validación e implementación, y se comenta sobre cómo la complejidad inherente a las enfermedades se combina con la complejidad de las tecnologías ómicas, de tal modo que el desarrollo de biomarcadores predictivos, pronósticos y diagnósticos eficientes plantea retos importantes.