Evaluación y caracterización de la sirtuina 2.3 de Giardia duodenalis (CdSir2.3)

La giardiasis es la enfermedad gastrointestinal de mayor incidencia mundial, causada por el protozoario Giardia duodenalis, para la cual no se cuenta con una vacuna o tratamiento eficiente. En aras de buscar nuevos blancos farmacológicos contra este parásito, se han estudiado las enzimas del metabolismo energético, como las sirtuinas, deacetilasas dependientes del dinucleótido de adenina y nicotinamida (NAD). Previamente se identificó a GdSir2.1 y GdSir2.2 como deacetilasas dependientes de NAD, con localizaciones subcelulares diferentes. En este trabajo se estudió otro candidato a sirtuina (GdSir2.3) mediante herramientas bioinformáticas para la identificación de características típicas de la familia sirtuina en la secuencia del candidato, y experimentales como la obtención de la proteína recombinante 6xHis-GdSir2.3 que demostró actividad deacetilasa dependiente de NAD y que sirvió como antígeno en la producción de los IgY - α -6xHis-GdSir2.3 para la localización subcelular de la proteína endógena en G. duodenalis. Lo anterior concuerda con otros estudios donde se señala a GdSir2.3 como un importante regulador de la enquistación, debido a su aumento de expresión durante esta etapa del ciclo de vida, constituyéndola como un blanco farmacológico promisorio para el control de esta parasitemia.

Giardiasis is the gastrointestinal disease with the highest incidence worldwide, caused by the protozoan Giardia duodenalis, for which there is no vaccine or efficient treatment. In order to find new pharmacological targets against this parasite, energy metabolism enzymes such as sirtuins, deacetylases dependent on the nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), have been studied. GdSir2.1 and GdSir2.2 were previously identified as NAD-dependent deacetylases, with different subcellular locations. In this work, another candidate for sirtuin (GdSir2.3) was studied using bioinformatic tools for the identification of typical characteristics of the sirtuin family in the sequence of the candidate; and experimental ones such as obtaining the recombinant protein 6xHis-GdSir2.3 that demonstrated NAD-dependent deacetylase activity; and that it served as an antigen in the production of IgY - α - 6xHis-GdSir2.3 for the subcellular localization of the endogenous protein in G. duodenalis. The foregoing is consistent with other studies where GdSir2.3 is indicated as an important regulator of encyst due to its increased expression during this stage of the life cycle, constituting it as a promising drug target for the control of this parasitaemia.

A giardíase é a doença gastrointestinal de maior incidência no mundo, causada pelo protozoário Giardia duodenalis, para a qual não existe vacina ou tratamento eficaz. Com o objetivo de encontrar novos alvos farmacológicos contra esse parasita, têm sido estudadas enzimas do metabolismo energético, como as sirtuínas, desacetilases dependentes do dinucleotídeo adenina nicotinamida (NAD). GdSir2.1 e GdSir2.2 foram previamente identificados como desacetilases dependentes de NAD, com diferentes localizações subcelulares. Neste trabalho, outro candidato a sirtuin (GdSir2.3) foi estudado usando ferramentas de bioinformática para a identificação de características típicas da família sirtuin na sequência do candidato; e experimentais, como a obtenção da proteína recombinante 6xHis-GdSir2.3 que demonstrou atividade desacetilase dependente de NAD; e que serviu como antígeno na produção de IgY - α - 6xHis-GdSir2.3 para a localização subcelular da proteína endógena em G. duodenalis. O exposto é consistente com outros estudos em que o GdSir2.3 é apontado como um importante regulador de encisto devido à sua expressão aumentada durante esta fase do ciclo de vida, constituindo-se como um alvo promissor para o controle dessa parasitemia.

Serum Sirtuin 1, 3 and 6 Levels in Acute Myocardial Infarction Patients / Níveis de Sirtuína 1, 3 e 6 em Pacientes com Infarto Agudo do Miocárdio

Abstract Background: Sirtuins may act in many cellular processes like apoptosis, DNA repair and lipid/glucose metabolism. Experimental studies suggested some sirtuin types may have protective effects against endothelial dysfunction, atherosclerosis, cardiac hypertrophy and reperfusion injury. Data about sirtuins in acute myocardial infarction (AMI) patients are scarce. Objectives: To investigate temporal changes of serum sirtuin 1,3 and 6 levels in AMI patients; to compare the serum sirtuin 1,3 and 6 levels between AMI patients and control subjects; and to investigate the association of serum sirtuin 1,3 and 6 levels with prognostic markers of AMI. Methods: Forty patients with AMI and 40 patients with normal coronary arteries were included. Left ventricular ejection fraction (LVEF), serum proBNP, CRP, sirtuin1, sirtuin 3 and sirtuin 6 levels were processed. Peak troponin T levels, GRACE score, first day / second day sirtuin levels were recorded of AMI patients. A p value < 0.05 was considered statistically significant. Results: Serum sirtuin 1,3 and 6 levels in AMI patients were similar to those in normal coronary patients. No temporal change in serum sirtuin 1,3 and 6 levels were found in AMI course. No correlation was evident between the sirtuin levels and the following parameters: proBNP, CRP, peak troponin and LVEF. Baseline sirtuin 1 and 6 levels were positively correlated with reperfusion duration. Baseline sirtuin 3 levels were negatively correlated with GRACE score. Conclusion: Serum sirtuin 1,3 and 6 levels in AMI patients were similar to those in normal coronary patients. This study does not represent evidence of the possible protective effects of sirtuin1, 3 and 6 in AMI patients.

Resumo Fundamento: As sirtuínas podem atuar em muitos processos celulares, como a apoptose, reparo de DNA e metabolismo de lipídios e de glicose. Estudos experimentais sugeriram que alguns tipos de sirtuínas possam ter efeitos protetores contra disfunção endotelial, aterosclerose, hipertrofia cardíaca e lesão decorrente de reperfusão. Dados sobre as sirtuínas em pacientes com infarto agudo do miocárdio (IAM) são escassos. Objetivos: Avaliar as mudanças temporais dos níveis de sirtuína 1, 3 e 6 entre pacientes com IAM e indivíduos controles; investigar a associação entre os níveis de sirtuína 1, 3 e 6 e marcadores prognósticos de IAM. Métodos: Quarenta pacientes com IAM e 40 pacientes com artérias coronárias normais foram incluídos. Foram avaliados fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), concentrações séricas de pró-BNP, proteína C-reativa, sirtuína 1, sirtuína 3 e de sirtuína 6. Pico de troponina T, escore GRACE, concentrações de sirtuínas no primeiro e no segundo dia foram registrados dos pacientes com IAM. Um valor de p<0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Resultados: Os níveis de sirtuína 1, 3 e 6 em pacientes com IAM foram similares aos de pacientes com coronária normal. Não foram observadas mudanças temporais nos níveis de sirtuína 1, 3 e 6 no curso do IAM. Nenhuma correlação evidente foi observada dos níveis de sirtuína com os seguintes parâmetros: pró-BNP, proteína C-reativa, pico de troponina e FEVE. Níveis basais de sirtuína 1 e 6 apresentaram correlação positiva com a duração da reperfusão. Os níveis basais de sirtuína 3 correlacionaram-se negativamente com o escore GRACE. Conclusão: Os níveis de sirtuína 1, 3 e 6 em pacientes com IAM foram similares aos de pacientes com artérias coronárias normais. Este estudo não apresenta evidência de possíveis efeitos protetores da sirtuína 1, 3 e 6 em pacientes com IAM.

Influência da terapêutica hormonal estrogênica e do treinamento de força sobre o tecido muscular esquelético de ratas senis / Influence of hormonal estrogenic therapy and strength training on skeletal muscle of senile rats

A diminuição das concentrações plasmáticas de estrógeno está intimamente relacionada com o aumento do estresse oxidativo e a diminuição da massa muscular em idosos. A terapêutica hormonal estrogênica (THE) e o treinamento de força (TF) apresentam resultados efetivos sobre a manutenção do tecido muscular em idosos. No entanto, os mecanismos responsáveis pelas melhorias induzias por ambas as intervenções são pouco elucidados. Nesse sentido, avaliamos os efeitos da THE, do TF e a associação sobre a manutenção do tecido muscular esquelético de ratas periestropausadas. Ratas Wistar (18 meses) foram distribuídas em: Grupo não treinado (NT-Veh), Grupo NT tratado com a THE (NT-E2), Grupo TF (TF-Veh) e Grupo TF-E2. Os animais receberam a THE (17ß estradiol; 2 x semana; 25 µg/kg/administração) e/ou praticaram TF (3 x semana; 80% sobrecarga) durante 16 semanas. A THE e o TF induzem benefícios ao tecido muscular esquelético de ratas periestropausadas, no entanto, por diferentes maneiras. Enquanto a THE induziu diminuição do estresse oxidativo muscular (Dihidroetidina), o TF resultou em melhoras significativas na função muscular, no sistema antioxidante muscular (Catalase) e na expressão de miRNAs (206, 146b e 133a). Já a interação das intervenções resultou em melhora no estado redox (Sirt1, Sirt3, PGC-1α, COXIV), na responsividade dos receptores estrogênicos (ERα, ERß e GPR30), e atividade de vias de sinalização do tecido muscular (IGF-1/Akt-1/mTOR). Além disso, as intervenções de maneira isolada ou em associação, levaram ao aumento no percentual de fibras glicolíticas e redução das oxidativas. Sugerimos que a aderências das intervenções (associadas ou não) possam minimizar/atenuar a perda da massa muscular observada em fases tardias durante o processo de envelhecimento(AU)

The decrease of estrogen (E2) circulating levels is strongly related to increased oxidative stress and the loss of muscle mass in elderly. The hormone replacement therapy (HRT) and strength training (ST) are the main effective interventions to prevent the loss of muscle mass, however, the mechanisms involved in interventions-induced benefits are not well elucidated. In this sense we evaluate the effect of HRT, ST and association on skeletal muscle maintenance of periestropaused rats. Female Wistar rats (18 months old) were randomly assigned into: non-exercised and non-treated group (NE-Veh), NE treated group (NE-E2), exercised and non-treated group (ST-Veh) and ST-E2 group. The animals received the HRT (17ß estradiol; 2 x week; 50 µg/kg/week) and/or performed ST (3 x week, 80% overload) for 16 weeks. The HRT and ST promoted beneficial effects on skeletal muscle of periestropaused rats, however, by different manners. While HRT treatment leaves the reduction of oxidative stress (Dihidroetidine), the ST resulted in significate improvement on skeletal muscle function, in skeletal muscle antioxidant system (Catalase) and in miRNAs expression (2016, 146b and 133a). Already, the association of interventions resulted in improvement of redox state (Sirt1, Sirt3, PGC-1α, COXIV), in estrogen receptor responsiveness (ERα, ERß and GPR30) and the activity of skeletal muscle signaling pathways (IGF-1/Akt-1/mTOR). In addition, the interventions, isolated or combinated, leaves an increase of the percentage of glycolytic fibers and reduced percentage of oxidative fibers. We suggest that the adherence to interventions (combinated or not) could minimize/attenuate the loss of skeletal muscle mass observed in later phases of aging process(AU)

Genética molecuaar y biogerontología en la era posgenómica:: un enfoque en las sirtuinas / Molecular Genetics of Aging in the Postgenomic Era:: A Focus on Sirtuins

La forma de estudiar la genética ha progresado notablemente en las últimas décadas. Sus orígenes se remontan al estudio de los caracteres hereditarios, seguido por el descubrimiento de los genes y los cromosomas hasta conocer la estructura del ADN. Este último evento impulsó el desarrollo de la tecnología del ADN recombinante y de la secuenciación masiva y automatizada, los cuales permitieron determinar posterior-mente la anatomía de los genomas. Todos estos descubrimientos han promovido la evolución de la biomedicina hacia las eras genómica y posgenómica en las que el uso de la genética reversa impera sobre la genética básica o directa. Además, surge la genética molecular, la genómica funcional y las diversas tecnologías -ómicas- que en conjunto pretenden comprender de manera integral la función de todos los componentes del genoma y sus productos. La biogerontología, disciplina que estudia los mecanismos biológicos del envejecimiento, es uno de los campos que se han desarrollado notoriamente en los últimos 15 años y refleja los avances científicos de la era posgenómica. Actualmente se han identificado varios gerontogenes y vías moleculares que modifican longevidad y regulan procesos y enfermedades relacionadas con envejecimiento. Dentro de estos genes se encuentran las sirtuinas, una familia de genes conservada evolutivamente que codifica para proteínas con actividad de desacetilasa dependiente de NAD+ y que tienen un papel importante en envejecimiento. En este trabajo revisamos diferentes aproximaciones de genética reversa que se han empleado para identificar algunas de las funciones de estos genes en mamíferos.

The way to study genetics has notably progressed in the last decades. Their origins date back to the study of hereditary features, followed by the discovery of genes and chromosomes up to the knowledge of DNA structure. This last event led to the development of recombinant DNA technology and the massive and automated sequencing, which allowed later to determine the anatomy of genomes. All of these discoveries have pushed the evolution of biomedicine towards the genomic and postgenomic eras, in which the use of reverse genetics prevails over the basic or direct one. Furthermore, it emerges the molecular genetics, the functional genomics and the diverse -omics- technologies that together pretend to understand, in an integrative way, the function of all of the genome components and its products. Biogerontology, discipline that studies the biological mechanisms of aging, is one of the fields that has developed notoriously in the last 15 years and reflects the scientific advances of the postgenomic era. Currently, there have been identified several gerontogenes and molecular pathways that modify and regulate age-related processes and diseases. Among these genes are the sirtuins, an evolutionarily preserved family of genes, which codify for proteins with NAD+ dependent deacetylase activity and that play an important role on aging. In this work, we review different reverse genetics approaches that have been used in order to identify some of the functions of these genes in mammals.