Résumé
RESUMEN Las cardiopatías congénitas son los defectos congénitos más frecuentes en los seres humanos. Se realizó una revisión de la literatura médica con el objetivo de identificar los avances más recientes en el conocimiento de las bases moleculares y celulares de las cardiopatías congénitas. La información obtenida se dividió en dos partes: en la primera se dirigió la atención a los genes y a la morfogénesis cardíaca, y esta segunda parte la complementa, haciendo hincapié en las cardiopatías congénitas propiamente dichas.
ABSTRACT Congenital heart defect is the most common birth defect in humans. We conducted a review of the medical literature with the aim of identifying the most recent advances in the knowledge of its molecular and cellular bases. The information obtained was divided into two parts: the first one emphasized on genes and cardiac morphogenesis, and this second part complements the previous one, with special focus on congenital heart defects.
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Facteurs de transcription , Transduction du signal , Méthylation de l'ADN , Cardiopathies congénitales , MorphogenèseRésumé
RESUMEN Las cardiopatías congénitas son los defectos congénitos más frecuentes en humanos. Muchos estudios indican que el desarrollo cardíaco está estrechamente regulado por diferentes vías de señalización celular y eventos morfológicos, genéticamente controlados. La identificación de nuevos genes que intervienen en el proceso de cardiogénesis es de gran utilidad para conocer los mecanismos moleculares y celulares por el que se genera el amplio espectro fenotípico de las cardiopatías congénitas. Se realizó una revisión bibliográfica, con el objetivo de identificar los avances más recientes en el conocimiento de las bases moleculares y celulares de las cardiopatías congénitas; lo que permite una clasificación más efectiva de estos defectos congénitos y una futura optimización del tratamiento individualizado para cada paciente, además de ofrecer posibles puntos específicos y susceptibles de intervención que posibilitarían la prevención de algunos de los defectos congénitos más frecuentes en los seres humanos.
ABSTARACT Congenital heart diseases are the most common congenital defect in humans. Many studies indicate that the cardiac development is tightly regulated by different cell signaling pathways and genetically controlled morphological events. The identification of new genes involved in the cardiogenesis process is very useful in order to know the molecular and cellular mechanisms by which the broad phenotypic spectrum of congenital heart disease is generated. An updated bibliographic review was carried out, with the aim of identifying the most recent advances in the knowledge of the molecular and cellular bases of congenital heart disease. This knowledge allows a more effective classification of these congenital defects and a future optimization of the individualized treatment for each patient, in addition to offering possible specific and susceptible points of intervention that would allow the prevention of some of these more frequent congenital defects in humans.
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Cardiopathies congénitales , Facteurs de transcription , Transduction du signal , Méthylation de l'ADN , MorphogenèseRésumé
El acople de un ligando con un receptor induce una señal que viaja a través de este último hasta llegar a su dominio intracelular, donde desencadena una cascada de respuesta. Analizando el acople del Receptor de Células T (TCR) con antígenos foráneos, los autores identificaron patrones moleculares de geometría planar al interior de este receptor, capaces de internalizar la señal producida por el acople TCR/Antígeno. Este mecanismo fue también hallado en diversidad de sistemas receptor-ligando de diferente funcionalidad biológica, tales como las parejas Bomba de Calcio-ADP, el acople viral gp120-CD4 y el sistema Hemoglobina-Oxígeno. Dicho mecanismo identificado por los autores es de naturaleza Cuántica y permitiría explicar la transducción de señales en todo tipo de receptores bioquímicos. Este hallazgo facilitaría el diseño de péptidos-vacuna con alta capacidad inmunogénica así como el desarrollo de nuevos medicamentos.
The coupling of a ligand with a receptor induces a signal that travels through the receptor until it reaches the intracellular domain, where it triggers a response cascade. By analyzing the coupling of receptor cells (TCR) with foreign antigens, the authors identified the presence of molecular patterns, planar in geometry, within this receptor, that are capable of internalizing the signal produced by TCR/antigen coupling. This mechanism, also found in a range of receptor-ligand systems with greatly differing biological functions, including calcium pump-ADP, gp120-CD4 viral coupling, and the hemoglobin-oxygen system, is quantum in nature and capable of explaining the means of signal transduction in all kinds of biochemical receptors. As such, the finding may facilitate the design of vaccine-peptides with high immunogenicity, as well as make it possible to develop new drugs.
O acoplamento de um ligante com um receptor induz um sinal que viaja através do receptor atingindo seu domínio intracelular onde desencadeia uma cascata de resposta. Analisando o acoplamento do Receptor de Células T (TCR) com antígenos forâneos, os autores identificaram padrões moleculares de geometria planar no interior desse receptor, capazes de internalizar o sinal produzido pelo acoplamento TCR/ Antígeno. Esse mecanismo também foi encontrado em múltiplos sistemas receptor-ligante de diferente funcionalidade biológica, tais como os pares Bomba de Cálcio-ADP, o acoplamento viral gp120-CD4 e o sistema de Hemoglobina-Oxigênio. Tal mecanismo identificado pelos autores é de natureza Quântica e permitiria explicar a transdução de sinais em todo tipo de receptores bioquímicos. Este achado também facilitaria o desenho de peptídeos-vacina com alta capacidade imunogênica bem como o desenvolvimento de novos medicamentos.
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Champs électromagnétiques , Récepteurs aux antigènes des cellules T , Transduction du signal , Hémoglobines , OxygèneRésumé
La vía TOR ("Target Of Rapamycin") de mamíferos es una red proteica de regulación para una amplia gama de procesos involucrados en el crecimiento y la diferenciación celular, constituyendo un interruptor funcional entre el metabolismo anabólico y catabólico de la célula. El Trypanosoma cruzi, agente etiológico de la enfermedad de Chagas, tiene un ciclo de vida muy complejo con diferentes estadios morfológicos en varios hospedadores. Este ciclo de vida implica que los parásitos enfrentan grandes fluctuaciones en el medio extracelular que deben ser detectadas y a las cuales deben responder adaptando su metabolismo. Un candidato a ser el mediador entre los receptores/sensores del medio y la respuesta adaptativa celular es la vía TOR. En este trabajo integramos los datos bibliográficos de la vía TOR de organismos tripanosomátidos con un análisis in silico (simulación computacional de procesos o estructuras biológicas) del genoma del parásito. Se proponen además posibles efectores y procesos regulados por esta ruta metabólica. Teniendo en cuenta que existe muy poca información sobre los mecanismos de transducción de señales en tripanosomátidos, consideramos que el mapa presentado en este trabajo puede ser una referencia para futuros trabajos experimentales.
The mammalian TOR pathway ("Target Of Rapamycin") is a regulatory protein network involved in a wide range of processes including cell growth and differentiation, providing a functional switch between anabolic and catabolic cell metabolism. Trypanosoma cruzi, the etiologic agent of Chagas disease, has a complex life cycle with different morphological stages in various hosts. This life cycle implies that parasites have to deal with fluctuations in the extracellular medium that should be detected and counteracted adapting their metabolism. A candidate to be the mediator between the receptors / sensors of the environment and cellular adaptive response is the TOR pathway. In this paper we integrate the bibliographic data of the TOR pathway in trypanosomatids by in silico analysis (computer simulation of biological structures and processes) of the parasite's genome. Possible effectors and processes regulated by this metabolic pathway are also proposed. Given that the information on the mechanisms of signal transduction in trypanosomatids is scarce, we consider the model presented in this work may be a reference for future experimental work.
Sujets)
Animaux , Maladie de Chagas/parasitologie , Sérine-thréonine kinases TOR/génétique , Trypanosoma cruzi/génétique , Simulation numérique , Étapes du cycle de vie , Voies et réseaux métaboliques , Mammifères/génétique , Transduction du signal , Sérine-thréonine kinases TOR/métabolismeRésumé
Los receptores de hormonas esteroides han sido considerados históricamente como factores de transcripción nucleares. Sin embargo, en los últimos años surgieron evidencias que indican que su activación desencadena eventos rápidos, independientes de la transcripción y que involucran a diferentes segundos mensajeros; muchos de estos receptores han sido localizados en la membrana celular. Por otra parte, se han caracterizado varios receptores de hormonas esteroides noveles, de estructura molecular diferente al receptor clásico, localizados principalmente en la membrana celular. Esta revisión enfoca los diferentes efectos iniciados por los glucocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos, estrógenos y progesterona, y los posibles receptores involucrados en los mismos.
Steroid hormone receptors have been historically considered as nuclear transcription factors. Nevertheless, in the last years, many of them have been detected in the cellular membrane. It has been postulated that their activation can induce transcription independent rapid events involving different second messengers. In addition, several novel steroid hormone receptors, showing a different molecular structure than the classical ones, have also been characterized and most of them are also located in the plasmatic membrane. This review focuses on the variety of effects initiated by glucocorticoids, mineralocorticoids, androgens, estrogens and progesterone, and the possible receptors involved mediating these effects.
Sujets)
Humains , Membrane cellulaire/physiologie , Récepteurs de surface cellulaire/physiologie , Récepteurs aux stéroïdes/physiologie , Transduction du signal/physiologie , Androgènes/physiologie , Oestrogènes/physiologie , Glucocorticoïdes/physiologie , Minéralocorticoïdes/physiologie , Progestérone/physiologieRésumé
La esporulación, que es una respuesta de quorum sensing, es un proceso de diferenciación celular mediado por moléculas de señalización, señales fisiológicas y ambientales. Se sabe que Bacillus subtilis detecta las señales metabólicas y ambientales y éstas son integradas a un sistema de transferencia secuencial de fosfatos. Las señales son detectadas por histidina cinasas que se autofosforilan y fosforilan, a su vez, a proteínas que actúan como reguladores de respuesta y activan la expresión de genes específicos de esporulación. Dada la importancia de B. cereus desde el punto de vista epidemiológico, el potencial para bioterrorismo de B. anthracis y la importancia en biotecnología agrícola de B. thuringiensis, la investigación sobre los mecanismos moleculares de señalización y la regulación del inicio de la esporulación en estas bacterias del grupo B. cereus reviste especial interés. En esta revisión se discute la literatura sobre este tema, haciendo hincapié en las histidina cinasas y en el análisis comparativo de los genomas de B. subtilis y del grupo de B. cereus, en cuanto a las secuencias de posibles histidina cinasas y reguladores de respuesta. Cabe destacar que en los genomas del grupo B. cereus hay mayor número de histidina cinasas (10 a 14) y de reguladores de respuesta (7 a 11) putativos que en B. subtilis (6 histidina cinasas y 6 reguladores de respuesta), lo cual sugiere una mayor capacidad para responder a estímulos ambientales y metabólicos en estas bacterias.
Sporulation is a quorum sensing response and a cellular differentiation process regulated by signalling molecules and physiological and environmental signals. The regulation of sporulation initiation has been extensively studied in Bacillus subtilis and occurs through phosphorelay. B. subtilis detects metabolic and environmental signals through histidine kinases that are autophosphorylated and then transfer the phosphate group to response regulators, activating the expression of sporulation genes. However, there are other important sporulated bacilli like those from the B. cereus group. B. cereus toxins are related to food-borne intoxication, B. anthracis may be used as biological weapon in bioterrorism, and B. thuringiensis is an excellent biological control agent. Therefore, it is critical to understand the signalling processes that control sporulation initiation and the toxin synthesis. This review summarizes known literature about regulation of initiation of sporulation in the B. cereus group focusing in the role of histidine kinases and the putative open reading frames of these sensors in B. subtilis and B. thuringiensis. The genomes of the B. cereus group have 10 to 14 putative histidine kinases and 7 to 11 response regulators, compared to 6 histidine kinases and 6 response regulators in B. subtilis, implying that this last bacteria should have a lower capacity to respond to environmental and metabolic signals.
A esporulação, que é uma resposta de quorum sensing, é um processo de diferenciação celular mediado por moléculas de sinalização, sinais fisiológicas e ambientais. Sabe-se que Bacillus subtilis detecta os sinais metabólicos e ambientais e estes são integrados a um sistema de transferência sequencial de fosfatos. Os sinais são detectados por histidina cinase que, por sua vez, se autofosforilam e fosforilam, em proteínas que atuam como reguladores de resposta e que ativam a expresão de genes específicos de esporulação. Devido à importância de B. cereus do ponto de vista epidemiológico, o potencial para bioterrorismo de B. anthracis e a importância em biotecnologia agrícola de B. thuringiensis, a investigação sobre os mecanismos moleculares de sinalização e a regulamentação do início da esporulação em estas bactérias do grupo B. cereus revestem especial interesse. Nesta revisão se discute a literatura sobre este tema, colocando especial atenção nas histidina cinases, e na análise comparativa dos genomas de B. subtilis e do grupo de B. cereus, em relação às sequências de posíveis histidina cinases e reguladores de resposta. Cabe destacar que nos genomas do grupo B. cereus há maior número de histidina cinases (10 a 14) e de reguladores de resposta (7 a 11) putativos que en B. subtilis (6 histidina cinases e 6 reguladores de resposta), o que sugere uma maior capacidade para responder a estímulos ambientais e metabólicos nestas bactérias.