Alterações sistêmicas na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19 / Systemic changes in the cell cycle signature of patients with COVID-19

Com base nas perturbações fosfoproteômicas de moléculas associadas ao ciclo celular em células infectadas pelo coronavírus causador da síndrome respiratória aguda grave (SARSCoV)-2, a hipótese de inibidores do ciclo celular como uma terapia potencial para a doença de coronavírus 2019 (COVID-19) foi proposta. No entanto, o cenário das alterações do ciclo celular em COVID-19 permanece inexplorado. Aqui, realizamos uma análise integrativa de sistemas imunológicos de proteoma publicamente disponível (espectrometria de massa) e dados de transcriptoma (sequenciamento de RNA em massa e de célula única [scRNAseq]), com o objetivo de caracterizar mudanças globais na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19. Além de módulos de co-expressão de genes significativos enriquecidos associados ao ciclo celular, encontramos uma rede interconectada de proteínas diferencialmente expressas associadas ao ciclo celular (DEPs) e genes (DEGs) integrando dados moleculares de 1.480 indivíduos (974 pacientes infectados por SARS-CoV-2 e 506 controles [controles saudáveis ou indivíduos com outras doenças respiratórias]). Entre esses DEPs e DEGs estão várias ciclinas (CCNs), ciclo de divisão celular (CDCs), quinases dependentes de ciclinas (CDKs) e proteínas de manutenção de minicromossomos (MCMs). Embora os pacientes com COVID-19 compartilhem parcialmente o padrão de expressão de algumas moléculas associadas ao ciclo celular com outras doenças respiratórias, eles exibiram uma expressão significativamente maior de moléculas associadas ao ciclo celular relacionadas à gravidade da doença. Notavelmente, a assinatura do ciclo celular predominou nos leucócitos do sangue dos pacientes, mas não nas vias aéreas superiores. Os dados de scRNAseq de 229 indivíduos (159 pacientes com COVID- 19 e 70 controles) revelaram que as alterações das assinaturas do ciclo celular predominam nas células B, T e NK. Esses resultados fornecem uma compreensão global única das alterações nas moléculas associadas ao ciclo celular em pacientes com COVID-19, sugerindo novas vias putativas para intervenção terapêutica

Based on phosphoproteomics perturbations of cell cycle-associated molecules in severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV)-2-infected cells, the hypothesis of cell cycle inhibitors as a potential therapy for Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has been proposed. However, the landscape of cell cycle alterations in COVID-19 remains mostly unexplored. Here, we performed an integrative systems immunology analysis of publicly available proteome (mass spectrometry) and transcriptome data (bulk and single-cell RNA sequencing [scRNAseq]), aiming to characterize global changes in the cell cycle signature of COVID-19 patients. Beyond significant enriched cell cycle-associated gene co-expression modules, we found an interconnected network of cell cycle-associated differentially expressed proteins (DEPs) and genes (DEGs) by integrating molecular data of 1,480 individuals (974 SARS-CoV- 2 infected patients and 506 controls [either healthy controls or individuals with other respiratory illness]). Among these DEPs and DEGs are several cyclins (CCNs), cell division cycle (CDCs), cyclin-dependent kinases (CDKs), and mini-chromosome maintenance proteins (MCMs). Although COVID-19 patients partially shared the expression pattern of some cell cycleassociated molecules with other respiratory illnesses, they exhibited a significantly higher expression of cell cycle-associated molecules associated with disease severity. Notably, the cell cycle signature predominated in the patients blood leukocytes but not in the upper airways. The scRNAseq data from 229 individuals (159 COVID-19 patients and 70 controls) revealed that the alterations of cell cycle signatures predominate in B, T, and NK cells. These results provide a unique global comprehension of the alterations in cell cycle-associated molecules in COVID-19 patients, suggesting new putative pathways for therapeutic intervention

Proteoma urinario en la enfermedad renal diabética. Estado del arte

La enfermedad renal diabética (ERD) es la principal complicación microvascular de los pacientes con diabetes mellitus; esta es una entidad que genera un aumento significativo en la mortalidad de origen cardiovascular de este grupo de pacientes, aunque su diagnóstico temprano impacta de forma significativa en la evolución a enfermedad renal terminal y, por lo tanto, en la mortalidad. La detección de albuminuria en la orina y el deterioro de la tasa de filtración glomerular estimada son las principales técnicas diagnósticas que se utilizan en la práctica clínica para establecer la presencia de ERD; sin embargo, estas tienen limitaciones y por lo tanto es importante resaltar que el daño renal suele ser irreversible una vez están presentes. Durante los últimos años, numerosos estudios se han enfocado en detectar nuevos biomarcadores para detectar ERD y es aquí donde aparece como nueva herramienta la proteómica urinaria, una tecnología emergente que permite identificar en una muestra de orina proteínas que sugieren la presencia de esta enfermedad de manera temprana. Asimismo, el descubrimiento de biomarcadores basados en proteómicos representa una estrategia novedosa para mejorar el diagnóstico, pronóstico y tratamiento de la nefropatía diabética; sin embargo, los enfoques basados en la proteómica aún no están disponibles en la mayoría de los laboratorios de química clínica.

Diabetic kidney disease (DKD) is the main microvascular complication in patients with diabetes mellitus; it is an entity that generates a significant increase in mortality of cardiovascular origin in this group of patients, although its early diagnosis has a significant impact on the evolution to end-stage kidney disease and, therefore, on mortality. The detection of albuminuria in urine and the deterioration of the estimated glomerular filtration rate are the main diagnostic techniques that are used in clinical practice to establish the presence of DKD; however, they have limitations and therefore it is important to note that kidney damage is usually irreversible once they are present. Over the last few years, numerous studies have focused on the discovery of new biomarkers to detect DKD and this is where the urinary proteomics appears as a new tool, an emerging technology that allows the identification of proteins in a urine sample that strongly suggest the early presence of this disease. Likewise, the discovery of proteomic-based biomarkers represents a novel strategy to improve the diagnosis, prognosis and treatment of diabetic nephropathy; however, proteomics-based approaches are not yet available in the majority of clinical chemistry laboratories.

Caracterización molecular de bacterias patógenas de las vías respiratorias de pacientes peruanos con fibrosis quística / Molecular characterization of pathogenic bacteria of the respiratory tract in peruvian patients with cystic fibrosis

RESUMEN Objetivos. Caracterizar a nivel molecular las bacterias patógenas de las vías respiratorias de pacientes peruanos con fibrosis quística (FQ). Materiales y métodos. Se caracterizaron las comunidades bacterianas cultivables a partir de muestras de esputo de pacientes pediátricos y adultos con FQ registrados en el Hospital Nacional Edgardo Rebagliati Martins y el Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN). Para el cultivo bacteriano se utilizaron técnicas microbiológicas estándares, y para la caracterización molecular la secuenciación del gen ARNr 16S y espectrometría de masas de tipo desorción/ionización con láser asistido por matriz con tiempo de vuelo (MALDI TOF) y MALDI TOF/TOF. Resultados. Por secuenciación del ARNr 16S se identificaron 127 cepas, encontrando las bacterias patógenas Pseudomonas aeruginosa (31,5%), Staphylococcus aureus (12,6%), Pseudomonas spp. (11,8%), Klebsiella oxytoca (3,1%), otras especies mostraron baja prevalencia. El análisis por MALDI TOF permitió obtener una serie de espectros representativos de cada especie aislada, mientras que el análisis por MALDI TOF/TOF reveló péptidos y proteínas de las especies más comunes con informaciones complementarias que revelarían datos sobre su patogenicidad o sensibilidad a antibióticos. Conclusiones. Los principales microorganismos patógenos encontrados en las vías respiratorias son similares a los reportados en otros países. Estos son los primeros hallazgos en Perú que muestran la caracterización bacteriana por secuenciación del ARNr 16S, por MALDI TOF y MALDI TOF TOF. Los hallazgos permiten la identificación bacteriana de microorganismos nativos relacionados con la FQ basada en el análisis de su proteoma.

ABSTRACT Objectives. To molecularly characterize the pathogenic bacteria of the respiratory tract isolated from patients with cystic fibrosis (CF) in Peru. Materials and methods. Bacterial communities cultured from sputum samples of pediatric and adult patients with CF admitted to the Edgardo Rebagliati Martins National Hospital and the National Institute of Child Health were characterized. Standard microbiological techniques were used for bacterial culture, and gene sequencing of 16S rRNA and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry and tandem MALDI-TOF mass spectrometry (MALDI TOF/TOF) were used for molecular characterization. Results. Seventeen bacterial strains were characterized by 16S rRNA sequencing, and the identified pathogenic bacteria were Pseudomonas aeruginosa (31.5%), Staphylococcus aureus (12.6%), Pseudomonas spp. (11.8%), and Klebsiella oxytoca (3.1%). MALDI-TOF analysis generated a series of spectra representative of each isolated bacterial species, whereas MALDI TOF/TOF analysis identified the peptides and proteins of the most common strains and provided data on pathogenicity and sensitivity to antibiotics. Conclusions. The primary pathogenic microorganisms found in the respiratory tract of patients with CF in Peru were the same as those found in other countries. This study is the first to perform 16S rRNA sequencing as well as MALDI-TOF and MALDI-TOF/TOF analysis of the bacterial pathogens circulating in Peru. The inclusion of proteomic analysis further allowed for the identification of native microorganisms involved in CF.

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 analysis of saffron (Crocus sativus L. ) grown under conditions of cadmium toxicity / Análise proteômica do açafrão (Crocus sativus L. ) cultivado sob condições de toxicidade por cádmio

Cd is a highly detrimental global environmental pollutant. Plants have evolved complex defense mechanisms as an adaptation to against Cd toxicity. In this study, a pot experiment was performed to evaluate the protein profile of saffron in response to Cd stress. Fifteen proteins were found to be up-regulated in the leaves of plants under Cd stress and were primarily related to metabolism, signal transduction, stress and defense response and energy. Eleven proteins were found to be down-regulated following Cd treatment, including ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco), ferredoxin-NADP reductase, a 70 kDa heat shock-related protein and three protein synthesis-associated proteins. The results provide valuable insights regarding the molecular mechanism of saffron in response to Cd toxicity and the possible utilization of genetic resources in developing Cd tolerant/low-accumulation saffron.

O cádmio (Cd) é um poluente ambiental global altamente prejudicial. As plantas desenvolveram mecanismos de defesa complexos como uma adaptação contra a toxicidade por Cd. Neste estudo, realizou-se um experimento em vaso para avaliar o perfil proteico do açafrão em resposta ao estresse por Cd. Foi descoberto que quinze proteínas foram supra-reguladas (up-regulated) nas folhas de plantas sob estresse por Cd e foram principalmente relacionados ao metabolismo, transdução de sinal, estresse e resposta de defesa e energia. Foi descoberto ainda que onze proteínas foram infra-reguladas (down-regulated) após tratamento com Cd, incluindo ribulose bifosfato carboxilase oxigenase (RuBisCO), ferredoxina-NADP redutase, uma proteína relacionada com o choque térmico de 70 kDa e três proteínas associadas à síntese de proteínas. Os resultados fornecem informações valiosas sobre o mecanismo molecular do açafrão em resposta à toxicidade do Cd e a possível utilização de recursos genéticos no desenvolvimento de açafrão tolerante ao Cd e de baixa acumulação.

A influência da biodiversidade no entorno do cultivo sobre a expressão de protéinas de bananas produzidas no Vale do Ribeira / Influence of biodiversity surrounding the banana crop on protein expression of banana fruits produced on Vale do Ribeira, Brazil

As interações entre as plantas cultivadas e os outros organismos do agroecossistema podem afetar as características dos alimentos, trazendo implicações que abrangem desde as condições socioeconômicas dos produtores até a qualidade nutricional e sensorial dos produtos agrícolas. No caso de agroecossistemas equilibrados, a conservação da biodiversidade na propriedade contribui para diminuir a dependência de insumos externos, principalmente para o controle de pragas e doenças. Nesse sentido a produção de bananas no Vale do Ribeira constitui um mosaico de agroecossistemas, que pressionam os maiores e mais conservados remanescentes florestais de Mata Atlântica. A banana é um fruto climatérico típico, que mostrou grande potencial para o presente estudo, primeiro por ter boa parte de seus processos bioquímicos parcialmente elucidados, segundo, por apresentar seu genoma sequenciado e, terceiro, por ser um cultivo que permeia as áreas de Mata Atlântica do Vale do Ribeira. A perspectiva de análise do Proteoma label-free do fruto foi escolhida por sua ampla capacidade de compreensão de respostas biológicas, especialmente em delineamentos experimentais inéditos como esse, onde não é possível fazer grandes especulações acerca da resposta esperada. Dessa forma, inserido a um projeto de objetivo mais amplo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da biodiversidade atlântica no entorno do agroecossistema sobre a expressão de proteínas das bananas, considerando os aspectos físico-químicos, fisiológicos e bioquímicos, de modo a estimar as vias metabólicas influenciadas por esta condição ambiental. O projeto foi desenvolvido a partir da comparação de duas áreas comerciais de bananicultura que possuem idade e tratos culturais idênticos, sendo que a única diferença é que uma delas encontra-se cercada exclusivamente pelo monocultivo de bananeiras (parcela Controle) e a outra possui 60% do perímetro adjacente a um fragmento de Mata Atlântica (parcela Biodiversidade). Foi utilizada uma estratégia holística, contemplando diversos fatores do ambiente (fertilidade do solo e aspectos climáticos), da fisiologia da bananeira (diagnose foliar e infestação por doenças) e da banana (aspectos de qualidade, comportamento pós-colheita e proteoma da polpa). Os resultados mostram que as plantas da parcela biodiversidade apresentaram menor Índice de Severidade de Sigatoka Negra e produziram frutos com maior vida verde. Em relação ao Proteoma, as vias do Ciclo do ácido cítrico, do Metabolismo do piruvato e da Alanina, aspartato e glutamato foram as mais alteradas entre os frutos das duas parcelas, sinalizando uma maior tendência na síntese de ácidos graxos nos frutos da parcela Biodiversidade, que parece ter sido desviada para a síntese de aminoácidos nos frutos da parcela Controle. Algumas evidências reunidas sugerem que a presença da biodiversidade da Mata Atlântica no entorno do agroecossistema favorece o restabelecimento da homeostase vegetal, trazendo efeitos benéficos para o cultivo e para o fruto

Food quality is affected by crop and other agroecosystem organism interaction. These are a broad and diverse field of study, with unclear central issues, implying since socioeconomic condition of the producer, up to food quality, in terms of nutritional and sensorial issues. In this sense, banana production on Vale do Ribeira represents an agroecosystem mosaic, among the hugest and most conserved remaining Atlantic forest. Banana is a climacteric fruit with great potential for this study, firstly because its biochemical processes has been partially clarified, secondly, because its genome is already sequenced and, finally, because its cultivation area is surrounded by Atlantic forest areas from Vale do Ribeira. Proteomic label-free has been chosen, because of its great capability to understand biological response, especially in unprecedented experimental approaches, in which expectations cannot be done. Thereby, inserted on a broader project, the aim of this work was to evaluate the influence of Atlantic forest biodiversity surrounding the agroecosystem on protein expression of banana fruit, considering physic-chemical, physiological and biochemical aspects, in order to highlight metabolic pathways influenced by this environmental condition. The development of this project is based on the comparison of two banana commercial plots, with similar age and cultural practices, being the only difference between plots the presence of an Atlantic forest remanant on 60% of the Biodiversity plot, while the Control plot is exclusively surrounded by banana crop. It has been adopted an holistic approach, including several environmental factors (soil fertility and climatic factors), crop physiology factors (foliar diagnosis and disease severity) and banana fruit (quality attributes, post-harvest behavior and pulp proteome). Results revealed a reduction on disease severity and a longer fruit greenlife, which represents the time available to transport and marketing, for plants of the Biodiversity plot. The Proteome has shown alterations on metabolic pathways, as Citric acid cycle, Piruvate metabolism and Alanine, aspartate and glutamate metabolism, suggesting a greater tendency on fatty acid biosynthesis on fruits from Biodiversity plots, whereas fruits from Control plot seems to enhance amino acid biosynthesis. Some evidence suggest that the Atlantic forest surrounding the agroecosystem can be helpful to plant homeostasis, with benefits to the crop and fruit

Análise proteômica em cérebro de ratos submetidos a tratamento subcrônico com chumbo: influência da suplementação com ferro / Proteomic analysis of brain in rats submitted to subchronic treatment with lead: influence of iron supplementation

O chumbo (Pb) é um metal pesado que pode ocasionar alterações em todos os sistemas. Porém os maiores danos à saúde ocorrem quando este acomete o sistema nervoso central (SNC). Muitos estudos demonstram as alterações clinicas/comportamentais causadas pela ação do Pb no SNC. Entretanto, ainda são necessários estudos que demonstrem as alterações bioquímicas causadas pelo Pb neste sistema. Por outro lado, tem sido relatado que o ferro (Fe) parece ter um efeito protetor na toxicidade cerebral causada pelo Pb. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar a concentração de Pb no tecido cerebral, bem como realizar análise proteômica em cérebro de ratos intoxicados por Pb, submetidos à suplementação com Fe ou não. O experimento foi realizado com 30 ratos recém-desmamados (Rattus norvegicus, variedade Wistar) divididos em 6 grupos (n=5/grupo), de acordo com o tratamento recebido por 6 semanas, a saber: Controle (não exposto ao Pb ou Fe), Controle Fe (exposto à administração de 20 mg/Kg p.c. de FeSO4 a cada 2 dias, por gavagem gástrica), Pb 100 (exposto à água contendo 100 mg/L de Pb), Pb 400 (exposto à água contendo 400 mg/L de Pb) Pb100 + Fe (exposto à água contendo 100 mg/L de Pb e à gavagem com FeSO4) e Pb400 + Fe (exposto à água contendo 400 mg/L de Pb e à gavagem com FeSO4). Decorrido o período experimental, os animais foram eutanasiados e o cérebro dos animais foi removido, sendo descartados o cerebelo e o tronco encefálico. O restante foi submetido à concentração de Pb e à análise proteômica. Foi observada uma dose-resposta em relação à concentração de Pb no cérebro. A administração de FeSO4 reduziu os níveis de Pb no cérebro, embora sem significância estatística. A análise dos géis com os spots proteicos demonstrou uma redução na quantidade destes de acordo com o tratamento recebido pelos grupos. O grupo controle mostrou a maior quantidade de spots, ao passo que os grupos que receberam a maior concentração de Pb (400 mg/L) apresentaram as menores quantidade de...

Lead (Pb) is a heavy metal that may yield changes in all body systems, yet the greatest health damages occur when it affects the central nervous system (CNS). Many studies demonstrate the clinical/behavioral changes caused by the action of Pb on the CNS. However, studies are necessary to demonstrate the biochemical changes caused by Pb in this system. Conversely, it has been reported that iron (Fe) seems to play a protective role on the brain toxicity caused by Pb. Therefore, this study analyzed the concentration of Pb in the brain tissue, and conducted proteomic analysis in the brain of rats intoxicated by Pb, submitted or not to Fe supplementation. The study was conducted on 30 weaning rats (Rattus norvegicus, Wistar type) divided in 6 groups (n=5/group), according to the treatment established for 6 weeks, as follows: Control (not exposed to Pb or Fe), Control Fe (exposed to administration of 20 mg/Kg p.c. of FeSO4 at every 2 days, by gastric gavage), Pb 100 exposed to water containing 100 mg/L of Pb), Pb 400 (exposed to water containing 400 mg/L of Pb) Pb100 + Fe (exposed to water containing 100 mg/L of Pb and gavage with FeSO4) and Pb400 + Fe (exposed to water containing 400 mg/L of Pb and gavage with FeSO4). After the experimental period, the animals were killed and the brains of animals were removed, discarding the cerebellum and brainstem. The remaining structure was submitted to analysis of Pb concentration and proteomic analysis. A dose-response relationship was observed in Pb concentration in the brain. The administration of FeSO4 reduced the levels of Pb in the brain, though without statistical significance. The analysis of gels with proteic spots demonstrated reduction in their quantity according to the treatment performed in the groups. The control group exhibited greater concentration of spots, while groups receiving higher Pb concentration (400 mg/L) presented the lowest quantity of spots...

Análise proteômica em cérebro de ratos submetidos a tratamento subcrônico com chumbo: influência da suplementação com ferro / Proteomic analysis of brain in rats submitted to subchronic treatment with lead: influence of iron supplementation

O chumbo (Pb) é um metal pesado que pode ocasionar alterações em todos os sistemas. Porém os maiores danos à saúde ocorrem quando este acomete o sistema nervoso central (SNC). Muitos estudos demonstram as alterações clinicas/comportamentais causadas pela ação do Pb no SNC. Entretanto, ainda são necessários estudos que demonstrem as alterações bioquímicas causadas pelo Pb neste sistema. Por outro lado, tem sido relatado que o ferro (Fe) parece ter um efeito protetor na toxicidade cerebral causada pelo Pb. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar a concentração de Pb no tecido cerebral, bem como realizar análise proteômica em cérebro de ratos intoxicados por Pb, submetidos à suplementação com Fe ou não. O experimento foi realizado com 30 ratos recém-desmamados (Rattus norvegicus, variedade Wistar) divididos em 6 grupos (n=5/grupo), de acordo com o tratamento recebido por 6 semanas, a saber: Controle (não exposto ao Pb ou Fe), Controle Fe (exposto à administração de 20 mg/Kg p.c. de FeSO4 a cada 2 dias, por gavagem gástrica), Pb 100 (exposto à água contendo 100 mg/L de Pb), Pb 400 (exposto à água contendo 400 mg/L de Pb) Pb100 + Fe (exposto à água contendo 100 mg/L de Pb e à gavagem com FeSO4) e Pb400 + Fe (exposto à água contendo 400 mg/L de Pb e à gavagem com FeSO4). Decorrido o período experimental, os animais foram eutanasiados e o cérebro dos animais foi removido, sendo descartados o cerebelo e o tronco encefálico. O restante foi submetido à concentração de Pb e à análise proteômica. Foi observada uma dose-resposta em relação à concentração de Pb no cérebro. A administração de FeSO4 reduziu os níveis de Pb no cérebro, embora sem significância estatística. A análise dos géis com os spots proteicos demonstrou uma redução na quantidade destes de acordo com o tratamento recebido pelos grupos. O grupo controle mostrou a maior quantidade de spots, ao passo que os grupos que receberam a maior concentração de Pb (400 mg/L) apresentaram as menores quantidade de...

Lead (Pb) is a heavy metal that may yield changes in all body systems, yet the greatest health damages occur when it affects the central nervous system (CNS). Many studies demonstrate the clinical/behavioral changes caused by the action of Pb on the CNS. However, studies are necessary to demonstrate the biochemical changes caused by Pb in this system. Conversely, it has been reported that iron (Fe) seems to play a protective role on the brain toxicity caused by Pb. Therefore, this study analyzed the concentration of Pb in the brain tissue, and conducted proteomic analysis in the brain of rats intoxicated by Pb, submitted or not to Fe supplementation. The study was conducted on 30 weaning rats (Rattus norvegicus, Wistar type) divided in 6 groups (n=5/group), according to the treatment established for 6 weeks, as follows: Control (not exposed to Pb or Fe), Control Fe (exposed to administration of 20 mg/Kg p.c. of FeSO4 at every 2 days, by gastric gavage), Pb 100 exposed to water containing 100 mg/L of Pb), Pb 400 (exposed to water containing 400 mg/L of Pb) Pb100 + Fe (exposed to water containing 100 mg/L of Pb and gavage with FeSO4) and Pb400 + Fe (exposed to water containing 400 mg/L of Pb and gavage with FeSO4). After the experimental period, the animals were killed and the brains of animals were removed, discarding the cerebellum and brainstem. The remaining structure was submitted to analysis of Pb concentration and proteomic analysis. A dose-response relationship was observed in Pb concentration in the brain. The administration of FeSO4 reduced the levels of Pb in the brain, though without statistical significance. The analysis of gels with proteic spots demonstrated reduction in their quantity according to the treatment performed in the groups. The control group exhibited greater concentration of spots, while groups receiving higher Pb concentration (400 mg/L) presented the lowest quantity of spots...

Partial characterization of Plasmodium falciparum trophozoite proteome under treatment with quinine, mefloquine and the natural antiplasmodial diosgenone / Caracterización parcial del proteoma del trofozoíto de Plasmodium falciparum bajo tratamiento con quinina, mefloquina y el compuesto natural diosgenona

Introduction: Despite efforts to control malaria, around 10% of the world population is at risk of acquiring this disease. Plasmodium falciparum accounts for the majority of severe cases and deaths. Malaria control programs have failed due to the therapeutic failure of first-line antimalarials and to parasite resistance. Thus, new and better therapeutic alternatives are required. Proteomic analysis allows determination of protein expression levels under drug pressure, leading to the identification of new therapeutic drug targets and their mechanisms of action. Objective: The aim of this study was to analyze qualitatively the expression of P.falciparum trophozoite proteins (strain ITG2), after exposure to antimalarial drugs, through a proteomic approach. Materials and methods: In vitro cultured synchronized parasites were treated with quinine, mefloquine and the natural antiplasmodial diosgenone. Protein extracts were prepared and analyzed by two-dimensional electrophoresis. The differentially expressed proteins were selected and identified by MALDI-TOF mass spectrometry. Results: The following proteins were identified among those differentially expressed in the parasite in the presence of the drugs tested: enolase (PF10_0155), calcium-binding protein (PF11_0098), chaperonin (PFL0740c), the host cell invasion protein (PF10_0268) and proteins related to redox processes (MAL8P1.17). These findings are consistent with results of previous studies where the parasite was submitted to pressure with other antimalarial drugs. Conclusion: The observed changes in the P. falciparum trophozoite protein profile induced by antimalarial drugs involved proteins mainly related to the general stress response.

Introducción. A pesar de los esfuerzos para controlar la malaria, esta sigue siendo un problema de salud pública. Plasmodium falciparum es responsable de la mayoría de los casos graves y de las muertes. Los programas de control de la malaria han sido cuestionados debido al fracaso del tratamiento y a la resistencia del parásito a los antipalúdicos de primera línea, por lo que se requieren nuevas y mejores alternativas. El análisis proteómico permite identificar y determinar los niveles de expresión de las proteínas bajo la presión de los medicamentos, lo que posibilita la identificación de nuevos blancos terapéuticos y mecanismos de acción. Objetivo. Analizar cualitativamente la expresión diferencial de proteínas del citosol del trofozoíto de P. falciparum bajo tratamiento con quinina, mefloquina y el compuesto natural diosgenona mediante una aproximación proteómica. Materiales y métodos. Se trataron trofozoítos sincronizados y cultivados in vitro de P. falciparum (cepa ITG2) con quinina, mefloquina y el compuesto natural diosgenona. Los extractos proteicos se prepararon y analizaron por electroforesis bidimensional. Las proteínas con aparente expresión diferencial se seleccionaron e identificaron mediante espectrometría de masas MALDI-TOF. Resultados. Se encontraron las siguientes proteínas diferencialmente expresadas en el trofozoíto: la enolasa (PF10_0155), la proteína de unión a calcio (PF11_0098), la chaperonina (PFL0740c), la proteína de invasión a la célula del huésped (PF10_0268) y la proteína relacionada con procesos de reducción y oxidación (redox) (MAL8P1.17). Estos hallazgos son congruentes con resultados previos de estudios en los que el parásito fue presionado con otros medicamentos antipalúdicos. Conclusión. Los cambios observados en el perfil de proteínas del trofozoíto de P. falciparum tratado con antipalúdicos involucraron preferencialmente proteínas relacionadas con la respuesta al estrés general.

Caracterização da proteína quinase C Beta I nuclear em células tronco embrionárias / Characterization of protein kinase C beta I in embryonic stem cell nucleus

As proteína quinases C (PKC) pertencem à família das serina/treonina quinases, que vem sendo apontadas como importantes enzimas para os processos de proliferação e diferenciação das células tronco embrionárias (CTE), todavia, a função exata de cada isoforma dessa família ainda não está clara. Dados anteriores do nosso laboratório indicam que dentre as PKCs expressas em CTE, formas cataliticamente ativas da PKCßI são altamente expressas no núcleo das CTE murinas. Estas ao se diferenciarem expressam essa quinase no seu citoplasma ou deixam de expressar a mesma, e que a maioria dos alvos da PKCßI em CTE indiferenciada estão envolvidos em processos de regulação da transcrição de proteínas envolvidas em processos de proliferação/ diferenciação. Dando continuidade aos resultados anteriores do laboratório, no presente trabalho, com técnicas de proteômica e fosfoproteômica identificamos outros alvos nucleares da PKCßI em CTE indiferenciadas. Vimos que de fato inibindo-se a PKCßI diminuiu-se a fostorilação de fatores envolvidos com a indiferenciação das CTE. Dentre os alvos da PKCßI encontramos a proteína adaptadora, TIF1 que recruta proteínas remodeladoras de cromatina. Essa proteína é essencial para a manutenção do estado indiferenciado das CTE. In vitro a PKCßI foi capaz de fosforilar a TIF1ß e inibindo-se a PKCßI por RNAi vimos uma diminuição na expressão da TIF1ß e no fator de indiferenciação Nanog cuja expressão já foi demonstrada ser regulada pela TIF1ß. Além disso vimos que inibindo-se a PKCßI com o peptídeo inibidor da PKCßI aumentou a expressão de proteínas reguladas pelo c-Myc. E que o RNAi para a PKCßI aumentou a expressão de proteínas que regulam a expressão do c-Myc. Não vimos nenhum efeito na fosforilação ou expressão do c-Myc após a inibição da PKCßI o que sugere que a PKCßI ative proteínas repressoras do c-Myc. Nossos estudos sugerem que a PKCßI regula a manutenção do estado indiferenciado das CTE regulando a expressão e atividade da Tif1ß um possível alvo direto da PKCßI. Levando a modificações da cromatina e regulação da expressão de genes que mantém as CTE indiferenciadas. Outro ponto de regulação da PKCßI parece ser a nibição da atividade de c-Myc o que seria importante para a manutenção do estado indiferenciado visto que o c-Myc é um amplificador das vias de sinalização que mantém as células proliferando. Desta forma a PKCßI parece ter um papel central na regulação da expressão gênica de CTE à nível de modificações epigenéticas e a nível transcricional mantendo as CTE indiferenciadas

The Protein kinase C (PKC) family of serine/treonine kinases, are being described as important enzymes for proliferation and diferentiation of embryonic stem cells (ESC), however, the exact function of the different isoenzymes of this family still is unclear. Previous data from our laboratory indicates that amongst the PKCs expressed in ESC, catalytically active forms of PKCßI are highly expressed in nucleus of murine ESC. When these cells differentiate this kinase can be found in the cytoplasm or not expressed at all, and that the majority of PKCßI targets in undifferentiated ESC are involved in the regulation of proteins involved in transcription of proteins involved in proliferation/ diferentiation. Continuing our previous work herewith using proteomics and phosphoproteomics techniques we identified other nuclear PKCßI targets in undifferentiated ESC. We indeed saw that inhibiting PKCßI decreased the phosphorylation of factors involved with maintainance of the undifferentiated state of ESC. Amongst the targets of PKCßI we found the adaptor protein, TIF1ßI, that recruits cromatin remodeling proteins. This protein is essential for the maintenance of the undifferentiated state of ESC. In vitro PKCßI phosphorylated TIF1ß and inhibiting PKCßI with RNAi decreased the expression of TIF1ß and of the undifferentiation factor Nanog whose expression has been shown to be regulated by TIF1ß. We also saw that inhibiting PKCßI with a peptide inhibitor increased the expression of proteins regulated by c-Myc, and that RNAi for PKCßI increased the expression of proteins that regulate the expression of c-Myc. We did not see any effect on the phosphorylation or expression of c-Myc after inhibition of PKCßI suggesting that PKCßI activates c-Myc repressor proteins. Our studies sugest that PKCßI regulates the maintenance of the undiferentiated state of ESC regulating the expression and activity of Tif1ß a possibly a direct target of PKCßI, leading to chromatin modifications and regulation of genes that maintain ESC undiferentiated. Another form of regulation of PKCßI seems to be by inhibiting the activity of c-Myc which is importante to maintain ESC undifferentiated since c-Myc is na an amplifyer of signaling patheways that maintain ESC proliferating. Together PKCßI has a central role in the regulation of the gene expression of ESC at the level of epigenetic modifications and transcriptional regulation

Potencial evocado auditivo de tronco encefálico e análise proteômica em ratos expostos a chumbo e suplementados com ferro / Brainstem auditory-evoked potential and proteomic analysis in rats exposed to lead and supplemented with iron

A falta de consenso na literatura acerca dos efeitos tóxicos do chumbo no sistema auditivo é notória, tanto em estudos clínicos quanto experimentais. Em adição, tem sido relatado que o ferro apresenta um efeito protetor na toxicidade cerebral causada pelo chumbo. Assim, estudos clínicos e bioquímicos têm sido realizados no intuito de compreender a relação entre o chumbo e o sistema auditivo, bem como identificar possíveis substâncias protetoras para a toxicidade deste metal. Neste sentido, no presente estudo verificou-se o processo maturacional do nervo auditivo e tronco encefálico, associado à análise proteômica da porção auditiva do tronco encefálico de ratos expostos a acetato de chumbo e suplementados com sulfato ferroso. O experimento foi realizado por seis semanas com 30 ratos (Rattus norvergicus, variedade Wistar) machos, recém-desmamados, divididos em seis grupos de cinco animais cada, sendo um controle, que recebeu água deionizada; dois grupos experimentais que receberam 100 mg/L de Pb(CH3COO)2 na água de beber, sendo administrado simultaneamente para um deles 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias; dois grupos que receberam a dose de 400 mg/L de Pb (CH3COO)2 na água de beber, onde para um deles foi administrado simultaneamente 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias e um grupo experimental que recebeu água deionizada e uma solução de 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias. O processo maturacional do sistema auditivo foi verificado por meio da análise do Potencial Evocado Auditivo de Tronco Encefálico (PEATE) em dois momentos distintos, antes e depois da exposição ao chumbo. Os animais foram então sacrificados, coletado sangue e removido o tronco encefálico. A concentração de chumbo no sangue e tronco encefálico, apresentou um efeito dose-resposta, confirmado pela alta correlação entre a concentração nos dois compartimentos (r2=0,905, p<0,0001), tendo o sulfato ferroso reduzido a concentração de chumbo no sangue e no tecido, embora a diferença só tenha sido...

There is a lack of consensus in the literature about the toxic effects of lead in the auditory system, both in clinical and experimental studies. In addition to that, it has been reported that iron has a protective effect on brain toxicity caused by lead. Therefore, clinical and biochemical studies have been carried out to understand the relationship between Pb and the auditory function, as well as if the ferreous sulfate as an otoprotectant. In this study the maturational process of the auditory nerve and brainstem and the proteomic profile of the auditory portion of the brainstem of rats exposed to lead and supplemented with iron were evaluated. The experiment was carried out for six weeks with 30 wealing rats (Rattus norvegicus, Wistar), divided into six groups of five animals each: a control group that received deionized water; two experimental groups receiving 100 mg/L Pb(CH3COO)2 in drinking water, being given 20 mg/kg FeSO4 simultaneously to one of them every two days; two groups received 400 mg/LPb(CH3COO)2 in drinking water, where to one of them was given 20 mg/kg FeSO4 simultaneously every two days; and an experimental group that received deionized water and a solution of 20 mg/kg FeSO4 every two days. The maturational process of the auditory system was verified by analyzing the Brainstem Auditory-Evoked Potential (BAEP) at two different times, before and after lead exposure. The animals were sacrificed, their blood collected and brainstem removed. The concentration of lead in blood and brain stem showed a dose-response, confirmed by correlation between the concentration in the two compartments (rr2 = 0.905, p <0.0001). Ferreous sulfate reduced the levels of lead in blood and tissue, although the difference was only significant for blood (group receiving 100 mg/L Pb(CH3COO)2). Concerning to BEAP we observed a statistically significant difference for the interpeak I-II (p = 0.049) in the experimental groups...

Estudo dos efeitos da radioterapia no tecido cardíaco e sua associação com o metabolismo energético / Study of the effects of radiation therapy in cardiac tissue and its association with energy metabolism

Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas...

During radiotherapy for tumors located at toracic region, part of the heart is often included in the treatment field and may receive a significant ionizing radiation dose comparing to the therapeutics. Heart irradiation is able to cause substantial cardiac complications to patient, characterized by functional progressive changes from 10 to 20 years after the exposure of the organ. Because of its high level of contraction and large energetic consumption, cardiac tissue is highly depending on oxidative metabolism which happens at mitochondrias. Damage to these organelles can lead to decreased energy production, having a direct impact on cardiac performance. Even when interacting with cells, ionizing radiation can generate a series of biochemical events that lead to a complex cellular response, in many proteins seem to be involved. Given this knowledge, the aim of the study was to evaluate the ultrastructural appearance of cardiac tissue, mitochondrial bioenergetics and differential expression of proteins after irradiation. The tests were performed on samples of cardiac tissue of rats irradiated with single dose of 20 Gy directed to the heart. The analysis started 4 to 32 weeks after irradiation. The ultrastructural analysis was performed by transmission electron microscopy. Mitochondrial respiration was measured in oxigraph from rates of oxygen consumption by cardiac fibers. The identification of differentially expressed proteins was investigated using two proteomic techniques: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) and a label-free approach followed by mass spectrometry. The results showed that the late effects of radiation include degeneration of mitochondria and contractile units of cardiac tissue, dysfunction in the mitochondrial respiratory chain and differential expression of proteins involved in energy metabolism of carbohydrates, lipids and phosphocreatine. In general, the study showed that the cardiac irradiation damages...

Potencial evocado auditivo de tronco encefálico e análise proteômica em ratos expostos a chumbo e suplementados com ferro / Brainstem auditory-evoked potential and proteomic analysis in rats exposed to lead and supplemented with iron

A falta de consenso na literatura acerca dos efeitos tóxicos do chumbo no sistema auditivo é notória, tanto em estudos clínicos quanto experimentais. Em adição, tem sido relatado que o ferro apresenta um efeito protetor na toxicidade cerebral causada pelo chumbo. Assim, estudos clínicos e bioquímicos têm sido realizados no intuito de compreender a relação entre o chumbo e o sistema auditivo, bem como identificar possíveis substâncias protetoras para a toxicidade deste metal. Neste sentido, no presente estudo verificou-se o processo maturacional do nervo auditivo e tronco encefálico, associado à análise proteômica da porção auditiva do tronco encefálico de ratos expostos a acetato de chumbo e suplementados com sulfato ferroso. O experimento foi realizado por seis semanas com 30 ratos (Rattus norvergicus, variedade Wistar) machos, recém-desmamados, divididos em seis grupos de cinco animais cada, sendo um controle, que recebeu água deionizada; dois grupos experimentais que receberam 100 mg/L de Pb(CH3COO)2 na água de beber, sendo administrado simultaneamente para um deles 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias; dois grupos que receberam a dose de 400 mg/L de Pb (CH3COO)2 na água de beber, onde para um deles foi administrado simultaneamente 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias e um grupo experimental que recebeu água deionizada e uma solução de 20 mg/kg de FeSO4 a cada dois dias. O processo maturacional do sistema auditivo foi verificado por meio da análise do Potencial Evocado Auditivo de Tronco Encefálico (PEATE) em dois momentos distintos, antes e depois da exposição ao chumbo. Os animais foram então sacrificados, coletado sangue e removido o tronco encefálico. A concentração de chumbo no sangue e tronco encefálico, apresentou um efeito dose-resposta, confirmado pela alta correlação entre a concentração nos dois compartimentos (r2=0,905, p<0,0001), tendo o sulfato ferroso reduzido a concentração de chumbo no sangue e no tecido, embora a diferença só tenha sido...

There is a lack of consensus in the literature about the toxic effects of lead in the auditory system, both in clinical and experimental studies. In addition to that, it has been reported that iron has a protective effect on brain toxicity caused by lead. Therefore, clinical and biochemical studies have been carried out to understand the relationship between Pb and the auditory function, as well as if the ferreous sulfate as an otoprotectant. In this study the maturational process of the auditory nerve and brainstem and the proteomic profile of the auditory portion of the brainstem of rats exposed to lead and supplemented with iron were evaluated. The experiment was carried out for six weeks with 30 wealing rats (Rattus norvegicus, Wistar), divided into six groups of five animals each: a control group that received deionized water; two experimental groups receiving 100 mg/L Pb(CH3COO)2 in drinking water, being given 20 mg/kg FeSO4 simultaneously to one of them every two days; two groups received 400 mg/LPb(CH3COO)2 in drinking water, where to one of them was given 20 mg/kg FeSO4 simultaneously every two days; and an experimental group that received deionized water and a solution of 20 mg/kg FeSO4 every two days. The maturational process of the auditory system was verified by analyzing the Brainstem Auditory-Evoked Potential (BAEP) at two different times, before and after lead exposure. The animals were sacrificed, their blood collected and brainstem removed. The concentration of lead in blood and brain stem showed a dose-response, confirmed by correlation between the concentration in the two compartments (rr2 = 0.905, p <0.0001). Ferreous sulfate reduced the levels of lead in blood and tissue, although the difference was only significant for blood (group receiving 100 mg/L Pb(CH3COO)2). Concerning to BEAP we observed a statistically significant difference for the interpeak I-II (p = 0.049) in the experimental groups...

Malária por Plasmodium falciparum: estudos proteômicos / Plasmodium falciparum malaria: proteomic studies

A despeito dos avanços no tratamento e das campanhas de prevenção e de controle da malária nos distintos continentes nos quais a moléstia grassa, a entidade mórbida permanece com significativa relevância no mundo contemporâneo. O Plasmodium falciparum é o grande responsável pela malária grave, caracterizada por distúrbios em diferentes órgãos e sistemas, com possibilidade de evolução ao óbito. Embora incipientes, os estudos proteômicos na malária têm trazido boas perspectivas para melhor compreensão dos aspectos biológicos do Plasmodium, assim como dos mecanismos fisiopatológicos, diagnósticos, terapêuticos e profiláticos da enfermidade. Desse modo, o objetivo do presente artigo é apresentar uma breve revisão das aplicações da análise proteômica na malária por P. falciparum.

Despite advances in treatment and campaigns for prevention and control of malaria on the various continents where it is still rampant, this disease remains significantly relevant to the contemporary world. Plasmodium falciparum is the organism that is mainly responsible for severe malaria, which is characterized by disturbances in different organs and systems, with possibly fatal outcomes. Although incipient, proteomic studies of malaria have yielded favorable prospects for elucidating the biological aspects of Plasmodium as well as the pathophysiological, diagnostic, prophylactic, and therapeutic mechanisms of the disease. Thus, the aim of the present article is to present a brief review of the applications of proteomic analysis in P. falciparum malaria.

Biology of Trypanosoma cruzi: An update / Biología del Trypanosoma cruzi: Actualización

Chagas disease, an illness caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, is clinically and epidemiologically important in Latin America, and particularly in Brazil. This article presents the main biological characteristics of Trypanosoma cruzi, emphasizing ultrastructural, morphological, evolutionary, transcriptomic, and proteomic aspects. With this purpose a literature review was conducted, which allowed for the construction of different sections of the text. The efforts to expand the knowledge of this protist biology may bring positive implications for the understanding of the pathogenesis, control, and above all, treatment of patients affected by this disease.

A moléstia de Chagas, enfermidade causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, apresenta grande relevância clínica e epidemiológica na America Latina, com destaque para o Brasil. Neste artigo serão apresentadas as principais características biológicas do Trypanosoma cruzi, enfatizando-se os aspectos ultra-estruturais, morfológicos, evolutivos, transcriptômicos e proteômicos. Para tanto, foi realizada revisão da literatura, a qual subsidiou a construção de diferentes seções do texto. As investidas para ampliar o conhecimento acerca da biologia do protista poderão trazer implicações positivas para a compreensão da patogênese, do controle e, sobretudo, do tratamento dos pacientes portadores da moléstia.

Estandarizacion de un protocolo de extraccion y caracterizacion del material proteico del esmalte dental erupcionado / Standardization of a protocol of extraction and characterization of erupted dental enamel proteins

Introduccion: El 95% del peso del esmalte dental erupcionado sano corresponde a material inorganico, 4% agua y 1% a materia organica (con un 0,03 a 0,1% de trazas de proteinas estructurales). En el caso del esmalte con defectos del desarrollo - como la fluorosis dental - existe evidencia de la retencion de material proteico, despertando la necesidad del estudio del proteoma del esmalte en estas condiciones. Limitaciones inherentes a los tejidos duros, como su bajo contenido proteico encerrado en una matriz mineral, dificultan los procesos de extraccion y caracterizacion de proteinas. El presente estudio, busca hacer una adaptacion metodologica de los procedimientos de extraccion de proteinas en esmalte dental erupcionado humano, para su posible aplicacion al estudio del proteoma del esmalte con defectos del desarrollo. Objetivo: Estandarizar una tecnica de extraccion y caracterizacion del material proteico del esmalte de dientes erupcionados. Materiales y metodos: Se recolectaron dientes sanos con extraccion indicada y se realizaron: -cortes de secciones longitudinales de 550 ¦Ìm, - separacion mecanica de esmalte/dentina y - pulverizacion de esmalte dental. El pulverizado se sometio a desmineralizacion/precipitacion de proteinas con TCA 12%. El extracto fue separado por electroforesis SDS-PAGE y caracterizado por LC-MS/ MS. Resultados: el procedimiento fue estandarizado. No se evidenciaron bandas de proteina despu¨¦s de la electroforesis SDS-PAGE, pero se identificaron y caracterizaron 138 peptidos, correspondientes a 13 proteinas, 3 de ellas especificas del esmalte (Amelogenina X, Amelogenina Y, Ameloblastina). Conclusiones: por primera vez en Colombia, se estandarizan y se adaptan metodos de extraccion y caracterizacion de proteinas del esmalte dental, abriendo las puertas al estudio del proteoma de este tejido.

Introduction: 95% of erupted enamel corresponds to inorganic material, 1% organic and 4% water content (by weight) and it only has traces of structural proteins (0,03¨C0,1%), making extraction and characterization a difficult process. Enamel developmental defects as dental fluorosis, have been related to protein retention, indicating a clear need for the study of the enamel proteome. Standardization of methods for extraction and characterization of enamel proteins will allow the characterization of the human enamel proteome under these particular conditions. Methods: ethical approval from Universidad El Bosque ethics committee was granted and informed consent was given. Human permanent erupted teeth were collected from Universidad El Bosque Dental Clinics. The teeth crowns were cut in 550 ¦Ìm sections, and dental tissues were separated. The enamel sections were grinded with liquid nitrogen to get enamel powder. Powdered enamel was demineralized and the proteins precipitated with TCA 12%. The proteins were separated by SDS-PAGE Electrophoresis and characterized by LC-MS/MS. Results: enamel powdering and protein extraction techniques were standardized at Universidad El Bosque laboratories. No protein bands were detected after SDS- PAGE Electrophoresis, however, by LC-MS/MS, 138 peptides from 13 proteins were identified, 3 of them enamel-specific (Amelogenin X, Amelogenin Y). Conclusions: for the first time in Colombia, methods for extraction and characterization of proteins are standardized and applied on dental enamel, opening the doors for the study of the proteome from sound and defective dental enamel.

Seleção de um painel de antígenos biomarcadores de Schistosoma mansoni através de análises do proteoma sorológico / Selection of a panel of biomarkers antigens of Schistosoma mansoni by analysis of serologic proteome

Apesar do grande esforço na tentativa de controlar a esquistossomose, esta doença continua sendo uma das mais prevalentes no mundo. Novas intervenções são uma prioridade importante para a eliminação da esquistossomose, uma vez que o controle da doença tem sido baseado essencialmente na quimioterapia, a qual não previne a reinfecção. O desenvolvimentode uma vacina para a esquistossomose para proteção a longo prazo, bem como de um novo teste de diagnóstico, constituirá um grande avanço para o controle da doença. A compreensão da resposta imunológica associada com os estados de infecção/proteção pode constituir a base da descoberta de novos antígenos biomarcadores para vacina e diagnóstico para a esquistossomose. Recentes avanços na área pós-genômica têm permitido uma busca mais racional por biomarcadores. Inicialmente, eletroforese bidimensional (2-DE) de extratoproteico total de diferentes fases de desenvolvimento do Schistosoma mansoni foi realizada, obtendo-se um perfil de separação de spots proteicos com boa resolução com os extratos de todas as fases, mas com um perfil distinto entre eles...

Despite intensive efforts to wards schistosomiasis control, the disease is still one of the most prevalent in the world. New interventions are a high priority for the elimination ofschistosomiasis, since the disease control has been essentially based on the use of chemotherapy,which doesnot prevent reinfection. The development of a long term protection and an effective diagnostic assay would be a major breakthrough for schistosomiasis control. Understanding which aspects of the immune responses are associated with infection/protections tatus may constitute the basis for the understanding of a successfulvaccine and could also indicate new diagnostic candidates. Progress on post genomic technologies resulted in the development of rational and global approaches for the discovery of new bio markers. Initially, two dimensional electrophoresis (2DE) of different developmental stages protein extracts ofSchistosoma mansoni were conducted.It was obtained a good separation pattern of the spots that was distinguishable in all the stagesevaluated. Subsequently, twodimensional electrophoresed S. mansoniadult worm protein extracts, total and tegumental, were probed with pooled sera of infected (INF),non-infectedindividuals from endemic area (NE) andnon-infected individuals from non-endemic schistosomiasis area (NI) in a two-dimensional Western-blotting experiment (2D-WB). Atotal of 47 immunoreactive proteins were identified by mass spectrometry. Although most of the protein spots were immunoreactive to all of the serum pools, nine reacted exclusively withthe INF serum pool, and one with the NE serum pool. Glycoproteins were identified in the S. mansoni adult worm total protein extract usingPeriodic Acid–Schiff base method and lectin-blotting. However, periodate/borohydride treatment indicated that the glycoprotein glycanportion had no influence on the immunoreaction obtained in the 2D-WB experiments using different serum pools. Western- blotting of ...

Crioconservació de semen en peces: efectos sobrela movilidad espermática y la fertliidad. / Semen Cryopreservation in Fish: Effects on Sperm Motility and Fertility.

La crioconservación de semen de peces, como de otras especies, presenta aún efectos que disminuyen la calidad espermática y comprometen directamente la capacidad de la célula para participar exitosamente en los procesos de fertilización y desarrollo embrionario. Características como movilidad y capacidad de fertilización del espermatozoide son consideradas criterios de calidad que permiten medir el éxito o fracaso del proceso, pues se consideran variables integradoras, siendo indicadores que dependen no de un solo factor sino de la estabilidad y bienestar del conjunto de estructuras, enzimas y compuestos funcionales subcelulares que dan lugar a estas características espermáticas. Daños en la membrana (adenilato ciclasa, canales iónicos, agrupamiento de otras proteínas, entre otras) y su implicación en la ruta de señalización que da lugar a la activación espermática, degradación del ATP, fragmentación del ADN nuclear y mitocondrial (genoma), degradación de enzimas Kinasas y otras proteínas citosólicas (proteoma) son considerados hoy día como algunos de los factores moleculares que más se afectan durante la crioconservación y que disminuyen ostensiblemente la capacidad fertilizante y la movilidad del espermatozoide en los peces. Propuestas sobre los mecanismos moleculares por los cuales se interrelacionan y actúan estos factores subcelulares como consecuencia de la crioconservación, son algunos de los temas tratados en la presente revisión. Comprender los principios y factores que están involucrados en el origen de dichos daños, permitirá mejorar los procesos de crioconservación, haciéndolos menos nocivos y más eficientes.

The cryopreservation of semen in fish, as in many species even shows effects that decrease sperm quality and directly engage cell ability to successfully participate in the processes of fertilization and embryonic development. The characteristics such as mobility and fertilizing capacity of fertilization of sperm are considered to be quality criteria that allow to measure the success or failure of the process, since they are considered integrative variables, being indicators that depend not on a single factor, but on the stability and welfare of all structures, enzymes and subcellular functional compounds that give place to these spermatic characteristics. Membrane damage (adenylate cyclase, ion channels, grouping of other proteins, among others) and their implication in the route of signaling pathway leading to spermatic activation, ATP degradation and fragmentation of nuclear and mitochondrial DNA (genome), degradation of kinase enzymes and other cytosolic proteins (proteome) are considered today, as some of the molecular factors that most affect during cryopreservation and markedly decreasing the fertilizing capacity and mobility of sperm in fish. Proposals on the molecular mechanisms, by which these subcellular factors interact and act as consequence of cryopreservation are some of the topics covered in this review. Understanding the principles and factors that are involved in the origin of such damages, will allow to improved cryopreservation processes, making them less harmful and more efficient.

Del proteoma humano a la medicina transfuncional personalizada / From human proteome to cross-functional personalized medicine

Actualmente, se ha dado una revolución tecnológica en la medicina personalizada. En esta nueva fase de la proteómica, la prioridad es la apreciación de los valores y virtudes del ser humano. Por esto, no debemos olvidar que las dos razones principales de la medicina personalizada son el reconocimiento de la dignidad de la persona y el diagnóstico y el tratamiento hecho a la medida para cada paciente, se deben tomar en cuenta el trasfondo social y el entorno ambiental a la par de los genes y las proteínas.

Personalized medicine has led the technological revolution in proteomics into a new phase where appreciation of the values and virtues of the human being are paramount. Thus we must not forget that the two main reason for personalized medicine are both acknowledgment of the person's dignity and a tailored diagnosis and treatment of each patient, taking into account not only genes and proteins but also the person's social background and environment.

Restrição calórica e mitocôndrias: papel no envelhecimento de Saccharomyces cerevisiae / Caloric Restriction and Mitochondria: Role in Saccharomyces cerevisiae aging / Restriction calorique et mitochondrie: rôle dans le vieillissement de Saccharomyces cerevisiae

A restrição calórica (RC) é uma intervenção dietética capaz de estender a longevidade de vários organismos. O modelo para RC em Saccharomyces cerevisiae consiste da diminuição da concentração de glicose no meio de cultura e mostra um aumentado tanto do tempo de vida cronológico quanto replicativo. Nosso objetivo foi investigar experimentalmente a ação da RC, focando principalmente nas causas e consequências das modificações de geração de EROs mitocondriais e como estas estão associadas ao processo de envelhecimento. Em um primeiro período de estudos, verificamos quais as fontes mitocondriais de EROs, e comprovamos que uma quantidade significativa se origina de proteínas da matriz mitocondrial, e não da cadeia de transporte de elétrons. Nós estudamos a participação de glicose e de outras fontes de carbono sobre o tempo de vida cronológico em leveduras e mostramos que o aumento da longevidade promovida pela RC está associado à uma mudança de metabolismo fermentativo para respiratório, com participação da via de sinalização de glicose. No estágio realizado no laboratório do Professor Francis Sluse na Université de Liegè, Bélgica, estudamos a ação da RC em leveduras focando nas consequências das modificações no proteoma mitocondrial. Em nosso estudo proteômico, encontramos grandes modificações em proteínas envolvidas com o metabolismo de aminoácidos. Monitoramos a atividade de enzimas relacionadas ao metabolismo de aminoácidos e o tempo de vida cronológico de S. cerevisiae e as mutantes nulas bat2Δ, gdh1Δ, gdh2Δ e gdh3Δ, que codificam a aminotransferase de aminoácidos de cadeia ramificada citosólica, NADP glutamato desidrogenase citosólica, a NAD glutamato desidrogenase mitocondrial, e a NADP glutamato desidrogenase mitocondrial, respectivamente. A atividade da NAD glutamato desidrogenase é aumentada em RC, mas a de NADP glutamato desidrogenase decresce em células controle. Aumentos do tempo de vida cronológico foram observados nas mutantes...

Calorie restriction (CR) is a dietary intervention capable of extending lifespans in a wide range of organisms. A yeast model of CR has been developed in which limiting the concentration of glucose in growth media of Saccharomyces cerevisiae leads to enhanced chronological and replicative life spans. Our aim was to experimentally investigate the effects of CR, focusing mainly on the causes and consequences of changes in mitochondrial reactive oxygen species (ROS) generation and how these are associated with the aging process. Initially, we looked for sources of mitochondrial ROS, and found that a significant amount of ROS comes from mitochondrial matrix enzymes and not from the electron transport chain. We studied the participation of glucose and other carbon sources in chronological lifespan and show that increased longevity promoted by CR is associated with a metabolism change from fermentation to respiration, with participation of glucose repression pathway. During studies performed in the laboratory of Professor Francis Sluse at the Université de Liège, Belgium, we studied the effect of CR in yeast with focus on the consequences of changes in the mitochondrial proteome. We found large proteomic changes in proteins involved in amino acid metabolism. We monitored the activity of enzymes related to amino acid metabolism and chronological life span of S. cerevisiae null mutants bat2Δ, gdh1Δ, gdh2Δ, and gdh3Δ, which encode for the cytosolic branched-chain amino acid aminotransferase, cytosolic NADP glutamate dehydrogenase, mitochondrial NAD glutamate dehydrogenase and mitochondrial NADP glutamate dehydrogenase, respectively. The activity of NAD glutamate dehydrogenase is increased in CR, but NADP glutamate dehydrogenase decreases in control cells. Increases in chronological life span due to RC were observed in bat2Δ and gdh1Δ mutants, but no significant difference was found in Gdh2p and Gdh3p null mutants in the stationary phase…

La restriction calorique (RC) est une intervention diététique capable de prolonger la durée de vie dans divers organismes. Un modèle de RC pour la levure a été developpé dans lequel limiter la concentration de glucose dans le milieu de culture de Saccharomyces cerevisiae a montré une augmentation de vieillessement chronologique et réplicative. Notre objectif était d’étudierexpérimentalement l’effet de la RC, en se concentrant principalement sur les causes et les conséquences des changements dans la production des espèces d’oxygène réactive (ROS) mitochondriales et de la façon dont elles sont associée au processus de vieillessement. Dans une première période d’études, qui a trouvé la source de ROS mitochondriale, nous montrons qu’une quantité importante vient d’enzyme de la matrice et pas de la chaîne de transport d’électrons. Nous avons étudié la participation de glucose et d’autres sources de carbone sur le vieillissement chronologique dans la levure et nous avons montré que l’augmentation de la longévité promure par RC est associée à un changement du métabolisme fermentaire à respiratoire, avec la participation de la voie de signalisation du glucose. Dans le laboratoire du professeur Francis Sluse à l’Université de Liège, en Belgique, nous avons étudié l’effet du RC dans la levure en se concentrant sur les conséquences des changements du protéome mitochondrial. Dans notre étude, nous avons constaté de grands changements des protéines impliquées dans le métabolisme des acides amines. Nous avons surveillé l’activité des enzymes liées au métabolisme des acides aminés et le vieillissement chronologique de S. cerevisiae et des mutants nul bat2Δ, gdh1Δ, gdh2Δ et gdh3Δ, qui codent aminotransférase pour les acides aminés à chaîne ramifiée cytosolique, NADP glutamate déshydrogénase cytologique, NAD glutamate déshydrogénase mitochondriale et NADP glutamate déshydrogénase mitochondriale, respectivement. L’activité de la NAD glutamate...