Expression of TRF2 and GAPDH in the aging of the in vitro ovarian surface epithelial cells / Expresión de TRF2 y GAPDH en el envejecimiento de las células del epitelio superficial del ovario in vitro / Expressão de TRF2 e GAPDH no envelhecimento do epitélio superficial do ovário in vitro

GAPDH can bind single-strand telomere DNA both in vitro and in vivo. Thus, it was hypothesised that GAPDH has an important role in protecting the telomeres, role that could be shared with TRF2, a well-known telomeric protein involved in a myriad of functions related to telomere homeostasis. Objective: The aim of this study was to determine if there was a correlation between the expression of these genes in the in vitro ovarian surface epithelium. Materials and methods: The relative expression of each gene was established by qRT-PCR in primary cell cultures of the ovarian surface epithelium from 22 healthy mestizo Colombian donors. Results: The Kendall and Spearman non-parametric tests established a significant correlation between the levels of expression in subsequent passages of the cell line, in an age-independent way. Conclusion: Our findings suggest a synergistic effect between TRF2 and GAPDH that could counter telomere shortening in vitro.

Se ha demostrado que la proteína GAPDH se puede unir al ADN telomérico de cadena sencilla, tanto in vitro como in vivo. Por lo tanto, se ha planteado la hipótesis de que la GAPDH juega un papel importante en la protección de los telómeros, papel que podría ser compartido con la TRF2, proteína que participa en una gran variedad de funciones relacionadas con la homeostasis telomérica. Objetivo: el objetivo de este estudio fue determinar si existe una correlación entre la expresión de ambos genes en el epitelio superficial del ovario in vitro. Materiales y métodos: la expresión relativa de cada gen fue establecida mediante qRT-PCR, en cultivos primarios de células del epitelio superficial del ovario provenientes de un grupo de 22 donantes colombianas mestizas sanas. Resultados: las pruebas no paramétricas de Kendall y Spearman permitieron establecer que existe una correlación significativa entre los niveles de expresión de GAPDH y TRF2 a lo largo de la historia replicativa de los cultivos, en forma independiente de la edad de las donantes. Conclusión: nuestros resultados sugieren un efecto sinérgico entre TRF2 y GAPDH, que podría estar orientado a contrarrestar la reducción de los telómeros in vitro.

Tem se demonstrado que GAPDH pode-se unir ao DNA telomérico de cadeia simples, tanto in vitro quanto in vivo. Portanto, tem se apresentado a hipótese de que GAPDH joga um papel importante na proteção dos telómeros, papel que poderia ser compartilhado com TRF2, proteína que participa em uma grande variedade de funções relacionadas com a homeostase telomérica. Objetivo. O objetivo deste estudo foi determinar se existe uma correlação entre a expressão de ambos os genes no epitélio superficial do ovário in vitro. Materiais e métodos: A expressão relativa de cada gene foi estabelecida mediante qRT-PCR em cultivos primários de células do epitélio superficial do ovário provenientes de um grupo de 22 doadoras colombianas mestiças sanas. Resultados. As provas não paramétricas de Kendall e Spearman permitiram estabelecer que existe uma correlação significativa entre os níveis de expressão de GAPDH e TRF2 ao longe da história replicativa dos cultivos, em forma independente da idade das doadoras. Conclusão. Nossos resultados sugerem um efeito sinérgico entre TRF2 e GAPDH que poderia estar orientado a contra-arrestar a redução dos telómeros in vitro.

Biologia do envelhecimento: teorias, mecanismos e perspectivas / Biology of aging: theories, mechanisms, and perspectives

O artigo apresenta uma revisão das teorias biológicas do envelhecimento e discute os mecanismos relevantes para explicar o processo. Iniciando com as teorias evolutivas, o texto explora os mecanismos moleculares-celulares e apresenta a perspectiva das teorias sistêmicas. O conhecimento sobre a senescência desenvolve-se na direção de uma abordagem integrativa. A complexidade etiológica do fenômeno é um desafio para os pesquisadores.

Abstract The article reviews the major biological theories of aging, and discusses the most relevant mechanisms to explain the aging process. It begins with the evolutionary theories, explores the molecular-cellular mechanisms, and presents the perspective of the systemic theories. The complex etiology of aging is a challenge to the researchers. The knowledge on that phenomenon develops towards an integrative approach.

Pathogenesis of pulmonary emphysema: cellular and molecular events / Patogenia do enfisema pulmonar: eventos celulares e moleculares

Pulmonary emphysema is a chronic obstructive disease, resulting from important alterations in the whole distal structure of terminal bronchioles, either by enlargement of air spaces or by destruction of the alveolar wall, leading to loss of respiratory surface, decreased elastic recoil and lung hyperinflation. For many years, the hypothesis of protease-antiprotease unbalance prevailed as the central theme in the pathogenesis of pulmonary emphysema. According to this hypothesis, the release of active proteolytic enzymes, produced mainly by neutrophils and macrophages, degrades the extracellular matrix, affecting the integrity of its components, especially collagen and elastic fibers. However, new concepts involving cellular and molecular events were proposed, including oxidative stress, cell apoptosis, cellular senescence and failed lung tissue repair. The aim of this review paper was to evaluate the cellular and molecular mechanisms seen in the pathogenesis of pulmonary emphysema.

O enfisema pulmonar é uma doença obstrutiva crônica, resultante de importantes alterações de toda a estrutura distal do bronquíolo terminal, seja por dilatação dos espaços aéreos, seja por destruição da parede alveolar, ocasionando a perda da superfície respiratória, diminuição do recolhimento elástico e hiperinsuflação pulmonar. Por muitos anos, a hipótese do desequilíbrio enzimático proteinase-antiproteinase prevaleceu como tema central na patogenia do enfisema. De acordo com essa hipótese, a liberação de enzimas proteolíticas ativas, produzidas principalmente por macrófagos e neutrófilos, degrada a matriz extracelular, afetando a integridade de seus componentes, particularmente as fibras colágeno e elástica. Entretanto, novos conceitos envolvendo eventos celulares e moleculares foram propostos, incluindo o estresse oxidativo, a apoptose celular, a senescência celular e a falha no processo de reparo do tecido pulmonar. O objetivo deste artigo de revisão foi avaliar os mecanismos celulares e moleculares da patogenia do enfisema pulmonar.

Influência da lesão mitocondrial na atividade e expressão de NAD(P)H oxidase da membrana celular em células musculares lisas vasculares / Influence of mitochondrial DNA damage on NAD(P)H oxidase activity and expression in vascular smooth muscle cells

Lesão do DNA mitocondrial (mtDNA) promove disfunção desta organela, contribuindo para a gênese do envelhecimento e fisiopatologia de doenças como aterosclerose e diabetes. A mitocôndria é a principal fonte quantitativa de espécies reativas de oxigênio (ROS) em células, e o complexo NAD(P)H oxidase a principal fonte de ROS envolvidas na sinalização celular. A possível inter-relação entre estas duas importantes vias produtoras de ROS não está definida. O objetivo deste estudo foi investigar o perfil de alterações na expressão e atividade da NAD(P)H oxidase de células musculares lisas vasculares (VSMC) em resposta a perturbações mínimas da função mitocondrial análogas às esperadas em doenças crônico-degenerativas vasculares. Inicialmente, validamos modelo in vitro de disfunção mitocondrial induzida por incubação de VSMC com brometo de etídio (24 - 72 h). Lesões mínimas do mtDNA foram documentadas por alterações nos produtos de amplificação (PCR) da região repetitiva da D-loop e redução da taxa de consumo de oxigênio total em ~15% vs. basal (p<0,05). Este grau de lesão não foi suficiente para induzir alterações morfológicas evidentes ou apoptose, e foi associado ao retardo de 25 - 30% no aumento de população celular induzido por soro fetal bovino. Nestas condições, não se detectou aumento da produção basal de superóxido ou mudanças nos níveis de glutationa, óxidos de nitrogênio, ou da atividade superóxido dismutase. A produção basal de peróxido de hidrogênio aumentou ~15%. Após disfunção mitocondrial, houve significativo aumento (30 - 45%) na atividade basal do complexo NAD(P)H oxidase em fração de membrana de VSMC. Entretanto, a ativação da oxidase pela AII, conhecido agonista da oxidase vascular, foi essencialmente abolida, indicando dependência funcional da ativação da oxidase com a integridade da mitocôndria. Em sintonia com esses dados, na condição basal, ocorreu aumento de expressão da isoforma Nox4 da oxidase, enquanto o aumento do mRNA da Nox1...

Mitochondrial DNA (mtDNA) damage induces dysfunction of this organelle, contributing to the genesis of aging and to the pathophysiology of diseases such as atherosclerosis and diabetes. Mitochondria are the main quantitative source of reactive oxygen species (ROS) in cells, while NAD(P)H oxidase complex is a major source of cell signaling-associated ROS. The possible crosstalk between these two relevant sources of ROS is unclear. The aim of this study was to investigate changes in activity and/or expression of vascular smooth muscle cell (VSMC) NAD(P)H oxidase in response to minor perturbations of mitochondrial function similar to those expected to occur in chronic degenerative vascular diseases. Initially, we validated an in vitro model of mitochondrial dysfunction in VSMC, through incubation with ethidium bromide (24 - 72 h). Minimal mtDNA damage after EtBr was shown by distinct amplification patterns (at PCR) of D-loop repetitive region and by ~ 15% oxygen consumption decrease vs. basal (p<0.05). Such mtDNA damage was not sufficient to induce morphologic changes or apoptosis, whereas serum-stimulated increase in cell number was prevented by 25-30%. Under those conditions, baseline superoxide production, as well as levels of glutathione or nitrogen oxides or superoxide dismutase activity were unchanged. Baseline hydrogen peroxide production increased ~15%. VSMC membrane fraction NADPH oxidase activity was increased by 30-45% after mitochondrial dysfunction. However, oxidase activation due to AII (100 nM, 4h) was markedly abrogated, indicating that A-II-driven oxidase activation requires integrity of mitochondrial function. Accordingly, there were increases in baseline mRNA expression of Nox4 oxidase isoform, while the expected increase in Nox1 by AII was minimized. On the other hand, the NADPH oxidase activity induced by the endoplasmic reticulum stressor tunicamycin (Nox4 inducer) after mitochondrial dysfunction was abrogated, however...