Metabolismo de los esfingolípidos y su relación con las enfermedades cardiovasculares, renales y metabólicas / Sphingolipid metabolism and its relationship with cardiovascular, renal and metabolic diseases

Resumen Los esfingolípidos (esfingomielina, glucolípidos y gangliósidos) se localizan en las membranas celulares, el plasma y las lipoproteínas. En pacientes con enfermedades cardiovasculares, renales y metabólicas, el perfil de los esfingolípidos y sus metabolitos (ceramida, esfingosina y esfingosina-1-fosfato) se modifica, y estos cambios pueden explicar las alteraciones en algunas respuestas celulares, como la apoptosis. Además, se ha sugerido que la esfingosina y la esfingosina-1-fosfato previenen la COVID-19. En esta revisión también se mencionan brevemente las técnicas que permiten el estudio de los esfingolípidos y sus metabolitos.

Abstract Sphingolipids (sphingomyelin, glycolipids, gangliosides) are located in cell membranes, plasma, and lipoproteins. In patients with cardiovascular, renal, and metabolic diseases, the profile of sphingolipids and their metabolites (ceramide, sphingosine, and sphingosine-1-phosphate) is modified, and these changes may explain the alterations in some cellular responses such as apoptosis. Furthermore, sphingosine and sphingosine-1-phosphate have been suggested to prevent COVID-19. This review also briefly mentions the techniques that allow us to study sphingolipids and their metabolites.

Enfermedad de Fabry Descripción de un caso y su evolución en terapia de reemplazo enzimático / Fabry disease Description of a case and its evolution with enzyme replacement therapy

La enfermedad de Fabry es un trastorno hereditario de depósito lisosomal progresivo y multisistémico del catabolismo de los glicoesfingolípidos, ligado al cromosoma X, que es causado por un defecto en el gen que cataliza la enzima lisosomal alfa-galactosidasa A (alfa-GAL A), y origina el depósito intracelular, especialmente de globotriaosil-ceramida (Gb-3), en el endotelio vascular y otros tejidos. La deficiencia parcial o total de la actividad de la enzima lisosomal conduce a la incapacidad de catabolizar ciertos glicoesfingolípidos causando el daño principal, es decir, el depósito intralisosomal de sustrato Gb-3 en diferentes tipos de células. En particular, son afectadas progresivamente las células vasculares endoteliales, lo cual puede causar isquemia tisular e infarto. Es una enfermedad progresiva que causa manifestaciones derivadas de la disfunción del órgano afectado por los depósitos, principalmente riñón, corazón, sistema nervioso, tracto gastrointestinal y piel, aunque puede participar cualquier órgano y sistema de la economía. Antes de la disponibilidad de la terapia de reemplazo enzimático, el tratamiento para esta enfermedad consistía principalmente de cuidados sintomáticos y medidas correctivas no específicas. Se describen las características clínicas y la evolución de un hombre de 47 años con enfermedad de Fabry en terapia de reemplazo enzimático. (ActaMed Colomb 2014; 39: 202-206).

Fabry disease is an inherited disorder of progressive and multisystemic lysosomal storage of glycosphingolipids catabolism, X-linked, which is caused by a defect in the gene that catalyzes the lysosomal enzyme alpha-galactosidase A (alpha-GAL A), and causes the intracellular deposition, especially of globotriaosyl ceramide (Gb3) in the vascular endothelium and other tissues. Partial or total deficiency of the lysosomal enzyme activity leads to the inability to catabolize certain glycosphingolipids causing the main damage, namely the intralysosomal deposit of Gb3 substrate in different cell types. In particular, vascular endothelial cells are progressively affected, which may cause tissue ischemia and infarction. It is a progressive disease that causes manifestations derived from the dysfunction of the organ affected by the deposits, mainly kidney, heart, nervous system, gastrointestinal tract and skin, although any organ and system of the economy may be involved. Before the availability of enzyme replacement therapy, treatment for this condition consisted mainly of symptomatic care and no specific remedies. Clinical characteristics and evolution of a 47 year old man with Fabry disease on enzyme replacement therapy are described. (Acta Med Colomb 2014; 39: 202-206).

Influence of ceramide 2 on in vitro skin permeation and retention of 5-ALA and its ester derivatives, for photodynamic therapy / Influência da ceramida 2 sobre a permeação cutânea in vitro e retenção de 5-ALA e seus derivados de ésteres, para terapia fotodinâmica

Photodynamic therapy (PDT) based on topical 5-aminolevulinic acid (5-ALA), an endogenous precursor of protoporphyrin, is an interesting approach for the treatment of skin cancer. However, 5-ALA is a hydrophilic molecule and such a characteristic limits its appropriate cutaneous penetration and retention. In this way, more lipophilic molecules, such as esterified 5-ALA derivatives, have been under investigation in order to improve the skin penetration of this molecule. Drug formulation can also alter 5-ALA skin penetration. Therefore, the aim of this work was to study the influence of ceramide 2 - the main lipid of the SC- on the cutaneous delivery of 5-ALA and its ester derivatives in vitro, using Franz diffusion cell. The skin permeation of all studied drugs was decreased in the presence of ceramide, representing a desirable characteristic in order to avoid the risk of systemic side effects. Nevertheless, the SC and [epidermis + dermis] retention after 16 h has also been decreased in the presence of ceramide, as compared to control. In conclusion, ceramide was not a good adjuvant, meaning that research of other vehicles could be useful to improve cutaneous delivery of 5-ALA.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) tópica com um precursor das porfirinas endógenas, o ácido 5-aminolevulínico (5-ALA), constitui uma nova modalidade para o tratamento do câncer de pele. Entretanto, o 5-ALA é uma molécula hidrofílica, o que limita sua penetração e retenção cutânea apropriadas. Moléculas mais lipofílicas, tais como derivados esterificados do 5-ALA, estão sob intensa investigação para melhorar a penetração cutânea desta molécula. A formulação que contém o fármaco também pode alterar a penetração cutânea do 5-ALA. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência da ceramida 2 - o principal lipídeo do EC- sobre a penetração cutânea de 5-ALA e seus derivados esterificados usando células de difusão de Franz. A permeação de todas as drogas estudadas através da pele foi diminuída na presença de ceramida, o que é desejável, evitando riscos de efeitos colaterais sistêmicos. Entretanto, a retenção no EC e [epiderme + derme] também foi diminuída na presença da ceramida, após 16 horas, comparado ao controle. Concluindo, a ceramida não foi um bom adjuvante, sendo necessária a pesquisa de outros veículos para melhorar a liberação cutânea do 5-ALA.

La Ca²+ -ATPasa de la membrana plasmática como enzima clave en la homeostasis intracelular del calcio: estimulación por etanol y otros efectores / The plasma membrane Ca²+ -ATPase as a key enzyme in the intracellular calcium homeostasis: stimulation by ethanol and other effectors

La Ca²+-ATPasa de la membrana plasmática (PMCA) es una enzima clave en la regulación de la concentración basal de Ca²+. Hemos demostrado que el etanol estimula la actividad de la Ca2+-ATPasa y el transporte de Ca²+ asociado. Cuando el etanol y la calmodulina (CaM) esta presentes simultáneamente, el efecto estimulatorio es aditivo, lo cual apoya que estos efectores actúan a través de distintos mecanismos. Mediante el uso de isoformas diferentes de la Ca²+-ATPasa se demostró que la variante PMCA2CI resultó ser mas sensible al efecto del etanol. Es Interesante resaltar que esta es la isoforma mas predominante en cerebro, cerebelo y tejido nervioso. Por otra parte, el fosfatidiletanol se forma mediante la transfosfatidilación de ciertos fosfolípidos cuando el etanol está presente, por una reacción que es catalizada por la fosfolipasa D. Este fosfolípido se acumula en la membrana de las células de mamífero luego del consumo de alcohol. Hemos demostrado que el fosfatidiletanol también estimula a la bomba de calcio de la membrana plasmática. Este fosfolípido incrementa la afinidad de la enzima por Ca²+ en mayor medida que la que se obtiene en presencia de CaM u otro fosfolípido acídico natural. Los esfingolípidos han sido reconocidos recientemente como importantes segundos mensajeros, actuando en varios sistemas en combinación con el Ca²+. En vista del hecho que la PMCA es estimulada por etanol, y tomando en cuenta que los esfingolípidos poseen grupos hidroxilo libres, decidimos estudiar el posible efecto de la ceramida y la esfingosina sobre esta bomba de calcio. Demostramos que la ceramida estimula a la Ca²+-ATPasa de una manera dosis-dependiente y de forma aditiva a la CaM y al etanol, cuando se compara con estos dos efectores añadidos separadamente. La ceramida afecta tanto la afinidad de la enzima por el Ca²+, como su Vmax. Mas aún, este esfingolípido también estimula el transporte de Ca²+ en vesículas invertidas de eritrocitos. Por lo contrario, la esfingosina...