Eritrocitos humanos como biomodelo farmacológico de citoprotección antioxidante para la evaluación de nuevas alternativas terapéuticas en pacientes con COVID-19 / Human erythrocytes as pharmacological biomodel of antioxidant cytoprotection for the evaluation of new therapeutic alternatives in patients with COVID-19

Introducción: El estrés oxidativo puede afectar las membranas biológicas de diferentes tipos celulares en el organismo, lo cual se ha evidenciado en los daños a los tejidos y órganos de pacientes con COVID-19, por lo cual las investigaciones recientes están relacionadas con la búsqueda de fármacos citoprotectores y antioxidantes que minimicen estos daños. Objetivo: Evaluar los eritrocitos humanos como biomodelo farmacológico de citoprotección antioxidante. Métodos: Se evaluó el modelo de citotoxicidad en eritrocitos inducido por peróxido de hidrógeno y se valoró el sistema de diagnóstico propuesto en un ensayo de citoprotección en eritrocitos, con el empleo del ácido ascórbico como sustancia de referencia. Resultados: Para la concentración de eritrocitos utilizada se logró un modelo de citotoxicidad a la concentración de 10 mM de peróxido a los 30 minutos de incubación. La sustancia de referencia empleada no mostró signos de citotoxicidad en el test de hemólisis. En el ensayo de citoprotección se evidenció un efecto farmacológico del referente, con un valor del índice de citoprotección de 12,71 µg/mL. El estudio de microscopía óptica mostró daños morfológicos severos en los eritrocitos tratados con peróxido de tipo esferocitos, equinocitos y esferoequinocitos, que disminuyeron significativamente en presencia de dicha sustancia de referencia. Conclusiones: El biomodelo farmacológico propuesto puede ser empleado en la evaluación de nuevas alternativas terapéuticas con propiedades citoprotectoras antioxidantes para el tratamiento de pacientes con COVID-19.

Introduction: The oxidative stress can affect the biological membranes of different cellular types in the organism, which has been evidenced in the damages to the tissues and organs of patients with COVID-19, reason why the recent investigations are related to the search of cytoprotector and antioxidant drugs that minimize these damages. Objective: To evaluate the human erythrocytes as pharmacological biomodel of antioxidant cytoprotection. Methods: The cytotoxicity pattern was evaluated in erythrocytes induced by peroxide of hydrogen and the system of diagnosis proposed was valued in a cytoprotection assay in erythrocytes, with the use of ascorbic acid as reference substance. Results: For the concentration of erythrocytes used a cytotoxicity model was achieved to the concentration of 10 mM of peroxide at 30 minutes of incubation. The substance of reference used didn't show cytotoxicity signs in the hemolysis test. In the cytoprotection assay a pharmacological effect of the referent was evidenced, with a value of the cytoprotection index of 12.71 µg/mL. The study of optic microscopy showed severe morphological damages in the erythrocytes treated with peroxide of spherocytes, echinocytes and spheroechinocytes type that significantly diminished in presence of this reference substance. Conclusions: The proposed pharmacological biomodel can be used in the evaluation of new therapeutic alternatives with antioxidant cytoprotector properties for the treatment of patients with COVID-19.

Efecto hipoglicemiante de la NeuroEPO en ratas con y sin diabetes mellitus / Hypoglycemic effect of NeuroEPO in diabetic and non-diabetic rats

RESUMEN Introducción: La NeuroEPO es una variante no-hematopoyética de la eritropoyetina recombinante humana, que pudiera tener efecto hipoglicemiante. Objetivo: Evaluar la influencia de la NeuroEPO sobre la glicemia de ratas con diabetes mellitus y ratas no-diabéticas. Material y Métodos: Se realizaron experimentos en ratas Wistar con diabetes inducida por estreptozotocina, con y sin tratamiento con insulina, y en ratas no-diabéticas con una sobrecarga de glucosa. En cada experimento, un grupo recibió una inyección subcutánea de NeuroEPO (0,5 mg/kg) y otro el vehículo, y se determinó la glicemia durante 120 minutos. Se realizaron comparaciones mediante análisis de varianza de una y dos vías, seguidas por la prueba de Bonferroni. Las diferencias se consideraron significativas con valores de p < 0,05. Resultados: En las ratas diabéticas sin tratamiento con insulina, los niveles de glicemia del grupo con NeuroEPO disminuyeron de forma significativa. En las ratas no-diabéticas que recibieron NeuroEPO y una sobrecarga de glucosa, la glicemia fue similar al grupo control. En las ratas diabéticas que recibieron NeuroEPO e insulina la reducción de la glicemia fue mayor que en el grupo que solo recibió insulina. Conclusiones: La NeuroEPO tiene un efecto hipoglicemiante en ratas diabéticas, por un mecanismo insulinotrópico que muestra sinergismo con la insulina en el tratamiento de la hiperglicemia. Sin embargo, la NeuroEPO no influye en la tolerancia a la glucosa de ratas no-diabéticas, al menos de forma inmediata. Es necesario profundizar en los mecanismos mediante los cuales la NeuroEPO puede reducir la hiperglicemia, y la influencia de esta sustancia en condiciones de normoglicemia.

ABSTRACT Introduction: NeuroEPO is a non-hematopoietic variant of human recombinant erythropoietin, which may have a hypoglycemic effect. Objectives: To evaluate the influence of NeuroEPO on glycemia in diabetic and non-diabetic rats. Material and Methods: The experiments were conducted in Wistar rats with streptozotocin-induced diabetes with and without insulin treatment, and in non-diabetic rats with glucose overload. In each experiment, one group received a subcutaneous injection of NeuroEPO (0.5 mg/kg) and the other group received a vehicle. Glycemia was determined in 120 min. Comparisons were made using one-and two-way analysis of variance, followed by the Bonferroni test. The differences were considered significant with p values < 0,05. Results: In diabetic rats without insulin treatment, glycemic levels decreased significantly in the group that received NeuroEPO. In nondiabetic rats that received NeuroEPO and a glucose overload, glycemia was similar to that in the control group. In diabetic rats that received NeuroEPO and insulin, the glycemia reduction was greater than in the group that only received insulin. Conclusions: NeuroEPO has a hypoglycemic effect in diabetic rats due to an insulinotropic mechanism that shows synergism with insulin in the treatment of hyperglycemia. However, NeuroEPO does not influence the glucose tolerance in non-diabetic rats, at least immediately. It is necessary to delve into the mechanisms by which NeuroEPO can reduce hyperglycemia and the influence of this substance under conditions of normoglycemia.

La ketamina mejora la supervivencia en lesión por quemadura severa en ratas, a través de la expresión de la proteina de choque 70 / Ketamine improves survival in severe burn injury in rats via the expression of heat shock protein 70

Se ha demostrado que la ketamina, una anestésico general, produce una respuesta de choque térmico (HSR) en algunos animales experimentales. Examinamos si la ketamina mejora la supervivencia en lesión por quemadura severa en ratas, a través de la expresión de la proteína de choque 70. Un total de 124 ratas Wistar machos se dividieron aleatoriamente en 3 grupos: un grupo de control (grupo C, n = 20), un grupo quemado (grupo B, n = 52) y un grupo quemado + ketamina (grupo K, n = 52). Las ratas de los grupos B y K presentaban quemaduras de espesor completo en el 30% del total de su superficie corporal. Las ratas del grupo K se trataron con ketamina (40mg/kg, i.m.) a los 15min después de la lesión y las del grupo B se inyectaron con igual volumen de solución salina. Luego de practicar la eutanasia a las ratas, se examinó la expresión de HSP70 en muestras del miocardio y del cerebro con análisis Western blot. En las ratas que no se sacrificaron se evaluó el estado de supervivencia. Luego de 10 días, la tasa de supervivencia en las ratas del grupo K era superior a las del grupo B (70% versus 30%). Los análisis Western blot mostraron que la expresión de proteína HSP70 en el miocardio en respuesta a la administración de ketamina es más fuerte que en respuesta a la administración de solución salina a las 3 h (158% versus 65%) y a las 6h (165% versus 68%). En comparación con el grupo B, la ketamina aumentó marcadamente el nivel de expresión de la proteína HSP70 en tejido cerebral a las 3h y a las 6 h (79% versus 51% a las 3 h; 123% versus 98% a las 6 h). Concluimos que el tratamiento con ketamina mejora la supervivencia en lesión por quemadura severa, mediante la expresión de la proteína de choque 70 en los tejidos del miocardio y del cerebro.

Ketamine, a general anesthetic, has been shown to elicit the heat-shock response (HSR) in some of the animal models. We examined whether ketamine improves survival in severe burn injury in rats via the expression of heat shock protein 70. 124 male Wistar rats were randomly divided into three groups: a control group (group C, n = 20), burned group (group B, n = 52), and burned + ketamine group (group K, n = 52). The rats in groups B and K had full-thickness burns of 30% of their total body surface. The rats in group K were treated with ketamine (40 mg/kg, i.m.) 15 min after injury, and those in group B were injected with saline at the same volume. After the rats were euthanized, HSP70 expression in myocardium and brain samples was examined by Western blot analysis. Survival status was evaluated for the rats not euthanized. After 10 days, survival rate of rats in group K was higher than that of group B (70% versus 30%). Western blot analyses revealed that HSP70 protein expression in myocardium in response to ketamine administration is stronger than that in response to saline administration at 3 h (158% versus 65%) and 6 h (165% versus 68%). Compared with that in group B, ketamine strongly increased HSP70 protein expression level in cerebral tissue at 3 h and 6 h (79% versus 51%, at 3 h; 123% versus 98%, at 6 h). We concluded that ketamine therapy improves survival in severe burn injury via the expression of heat shock protein 70 in myocardial and cerebral tissues.

Papel protector de la bilirrubina en el ser humano / The protective role of bilirrubin in human begins

La bilirrubina no es simplemente el producto final del metabolismo del hem. En la actualidad, se considera que es una sustancia fundamental como antioxidante y antiinflamatoria del suero. Por su capacidad de neutralizar radicales libres evita la peroxidación de los lípidos y hay evidencia de que posee efectos protectores cardiovasculares, neuronales, hepatobiliares, pulmonares e inmunológicos. Recientemente se ha considerado que la utilización de agentes farmacológicos que aumenten la expresión de la hem oxidasa 1 (HO-1) y por ende de sus metabolitos como el monóxido de carbono (CO), la biliverdina (BV) y de la bilirrubina (BR) puede ser una estrategia terapéutica para diferentes enfermedades inflamatorias.

Bilirubin is more than just the final product of heme catabolism. Today it is considered to be a fundamental substance which acts as an antioxidant and anti-inflammatory agent in the serum. It can neutralize free radicals and prevent peroxidation of lipids. In addition there is evidence that it protects the cardiovascular system, neuronal systems, the hepatobiliary system, the pulmonary system and the immune system. Recently the use of pharmacological agents which augment expression of Heme oxygenase 1 (HO-1) has been considered. Consequently its metabolites such as carbon monoxide (CO), biliverdin (BV) and Bilirubin (BR) could become parts of a therapeutic strategy for treatment of various inflammatory illnesses.