Regulação gênica da via ampk pelo exercício físico: revisão sistemática e análise in silico / Ampk pathway gene regulation by physical exercise: systematic review and in silico analysis / Regulación génica de la vía ampk por el ejercicio físico: revisión sistemática y análisis in silico

RESUMO Introdução: Novos estudos de regulação gênica do exercício físico por meio de técnicas pós-genômicas em ensaios de resistência (endurance) e força caracterizam a transcriptômica do exercício físico. Entre os genes afetados, destacamos a via da proteína quinase ativada por AMP (AMPK), cuja ativação ocorre durante o exercício como resultado das alterações dos níveis de fosfato energético da fibra muscular. Objetivo: Avaliar a via de sinalização da AMPK por revisão sistemática da expressão de genes e análise in silico. Método: Foi efetuada uma revisão sistemática para avaliar a regulação gênica da via de sinalização AMPK, caracterizando os genes estudados na literatura, as variações de regulação obtidas, na forma de fold change e tipos de exercício usados. Resultados: A via de sinalização AMPK mostrou 133 genes no repositório KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), os quais foram confrontados com a revisão sistemática da literatura, totalizando 65 genes. Dezessete genes apresentaram UR e 24 mostraram DR com relação ao seu respectivo controle. Além destes, 20 genes estavam presentes nos trabalhos, apresentando tanto UR e DR e quatro genes não apresentaram dados de regulação. Verificou-se regulação específica em função do tipo de exercício efetuado. Discussão: Dos 133 genes da via AMPK, 48,8% foram amostrados nos trabalhos revisados, indicando que uma parte significativa da via é regulada pelo exercício. O estudo apresentou a regulação gênica básica de dois mecanismos para a recuperação energética, a biogênese mitocondrial e o bloqueio da gliconeogênese. Conclusão: Este trabalho mostrou que o exercício atua ativamente na via de sinalização da AMPK, na importância da regulação via PGC-1α e no papel de outros genes, regulando a expressão de mais da metade dos genes amostrados.

ABSTRACT Introduction: New studies of gene regulation by physical exercise through post-genomic techniques in endurance and strength tests characterize the physical exercise transcriptomics. Among the affected genes, we highlight the AMP-activated protein kinase (AMPK) pathway, the activation of which occurs during exercise because of changes in muscle fiber energetic phosphate levels. Objective: To evaluate the AMPK signaling pathway by systematic review of gene expression and in silico analysis. Method: A systematic review was performed in order to assess the gene regulation of AMPK signaling pathway, characterizing the genes studied in the literature, regulation variations obtained in the form of fold change, and types of exercise performed. Results: The AMPK signaling pathway showed 133 genes in the KEGG repository (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), which were compared with the systematic review of the literature, totaling 65 genes. Seventeen genes presented UR and 24 showed DR in relation to their respective control. In addition to these, 20 genes were present in the literature, presenting both UR and DR and four genes showed no regulatory data. Specific regulation was verified according to the type of exercises performed. Discussion: Of the 133 genes of the AMPK pathway, 48.8% were sampled in the revised studies indicating that a significant part of the pathway is regulated by exercise. The study presented the basic gene regulation of two mechanisms for energy recovery, mitochondrial biogenesis, and gluconeogenesis blockade. Conclusion: This work showed that the exercise actively works in the AMPK signaling pathway, in the importance of regulation via PGC-1α and in the role of other genes, regulating the expression of more than half of the genes sampled.

RESUMEN Introducción: Nuevos estudios de regulación génica del ejercicio físico por medio de técnicas pos-genómicas en ensayos de resistencia (endurance) y fuerza caracterizan la transcriptómica del ejercicio físico. Entre los genes afectados, destacamos la vía de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK), cuya activación ocurre durante el ejercicio como resultado de las alteraciones de los niveles de fosfato energético de la fibra muscular. Objetivo: Evaluar la vía de señalización AMPK por revisión sistemática de la expresión de genes y análisis in silico. Método: Se ha efectuado una revisión para evaluar la regulación génica de la vía de señalización AMPK, caracterizando los genes estudiados en la literatura, las variaciones de regulación obtenidas en forma de fold change y tipos de ejercicios utilizados. Resultados: La vía de señalización AMPK mostró 133 genes en el repositorio KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), los cuales fueran confrontados con la revisión sistemática de la literatura, totalizando 65 genes. Diecisiete genes presentaron UR y 24 mostraron DR con respecto a su respectivo control. Además de estos, 20 genes estaban presentes en los trabajos, presentando tanto UR y DR y cuatro genes no presentaron dados de regulación. Se observó una regulación específica en función del tipo de ejercicio efectuado. Discusión: De los 133 genes de la vía AMPK, 48,8% fueron muestreados en los trabajos revisados, indicando que una parte significativa de la vía es regulada por el ejercicio. El estudio presentó la regulación génica básica de dos mecanismos para la recuperación energética, la biogénesis mitocondrial y el bloqueo de la gluconeogénesis. Conclusión: Este trabajo mostró que el ejercicio actúa activamente en la vía de señalización AMPK, en la importancia de la regulación vía factor PGC-1a y en el papel de otros genes, regulando la expresión de más de la mitad de los genes muestreados.

Bacterial immunostat: mycobacterium tuberculosis lipids and their role in the host immune response

Abstract: The lipid-rich cell wall of Mycobacterium tuberculosis is a dynamic structure that is involved in the regulation of the transport of nutrients, toxic host-cell effector molecules, and anti-tuberculosis drugs. It is therefore postulated to contribute to the long-term bacterial survival in an infected human host. Accumulating evidence suggests that M. tuberculosis remodels the lipid composition of the cell wall as an adaptive mechanism against host-imposed stress. Some of these lipid species (trehalose dimycolate, diacylated sulphoglycolipid, and mannan-based lipoglycans) trigger an immunopathologic response, whereas others (phthiocerol dimycocerosate, mycolic acids, sulpholipid-1, and di-and polyacyltrehalose) appear to dampen the immune responses. These lipids appear to be coordinately expressed in the cell wall of M. tuberculosis during different phases of infection, ultimately determining the clinical fate of the infection. This review summarizes the current state of knowledge on the metabolism, transport, and homeostatic or immunostatic regulation of the cell wall lipids, and their orchestrated interaction with host immune responses that results in bacterial clearance, persistence, or tuberculosis.

Comparative analysis of the tissue inflammatory response in human cutaneous and disseminated leishmaniasis

Cutaneous leishmaniasis (CL) is the most frequent clinical form of tegumentary leishmaniasis and is characterised by a single or a few ulcerated skin lesions that may disseminate into multiple ulcers and papules, which characterise disseminated leishmaniasis (DL). In this study, cells were quantified using immunohistochemistry and haematoxylin and eosin staining (CD4+, CD68+, CD20+, plasma cells and neutrophils) and histopathology was used to determine the level of inflammation in biopsies from patients with early CL, late CL and DL (ulcers and papules). The histopathology showed differences in the epidermis between the papules and ulcers from DL. An analysis of the cells present in the tissues showed similarities between the ulcers from localised CL (LCL) and DL. The papules had fewer CD4+ T cells than the DL ulcers. Although both CD4+ cells and macrophages contribute to inflammation in early CL, macrophages are the primary cell type associated with inflammation intensity in late ulcers. The higher frequency of CD20+ cells and plasma cells in lesions demonstrates the importance of B cells in the pathogenesis of leishmaniasis. The number of neutrophils was the same in all of the analysed groups. A comparison between the ulcers from LCL and DL and the early ulcers and papules shows that few differences between these two clinical forms can be distinguished by observing only the tissue.

CD8+ T cells in situ in different clinical forms of human cutaneous leishmaniasis

Introduction Leishmania braziliensis infection induces a large spectrum of lesions that clinically manifest as nodules or papules that progress to ulcers. Although it is already known that T helper cells predominate in the lesions, cytotoxic T cells have also been reported to be present, and their role in leishmaniasis immunopathogenesis is not well known. This study investigated the amounts of CD8+ and granzyme B+ cells in different clinical forms of human cutaneous leishmaniasis (CL). Methods Forty tissue fragments from early (E-CL) and late CL (L-CL) lesions and from disseminated leishmaniasis (DL) - papules and ulcers - were characterized. The inflamed area per fragment was calculated, and the CD8 and granzyme B expression levels in the infiltrates were quantified by counting positive cells in 15 fields. The localization of CD8 and granzyme B was graded subjectively. Results Inflammation was higher in L-CL and DL ulcers. CD8 expression was increased in late ulcerated lesions compared to recent lesions. The increase in CD8+ cells also correlated with the duration of the lesion. Papules had a higher frequency of granzyme B+ cells than E-CL lesions, although the frequency was similar to those for late and DL ulcers. CD8+ cells were mostly found in the papillary dermis. Conclusions CD8+ T and granzyme B+ cells are present in the inflammatory infiltrates of CL and DL and may participate in the immunopathogenesis of Leishmania infection. .

Purificação parcial e caracterização cinética da enzima Polifenol oxidase de banana nanica (Musa acuminata) / Partial purification and kinetics caracterization of enzyme Polyphenol oxidase of stunded banana (Musa acuminata)

Introdução - Extrato bruto de banana nanica (Musa acuminata); uma das melhores fontes vegetais da enzima Polifenol oxidase (PFO) [EC.1.14.18.1]13, foi parcialmente purificada e caracterizada pretendendo-se usar, para futuros estudos como material biocatalítico para a oxidação aeróbica dos substratos fenólicos. Material e Métodos - Foi estudada a extração da PFO dessa fonte13 e a purificação parcial desse extrato bruto usando etanol, acetona e sulfato de amônio (0-80%), que precipitam o excesso de enzimas presentes nesse extrato, com posterior diálise. A seguir, foi determinada a atividade e proteína total nesses extratos. O pH de estabilidade e de atividade, o efeito da temperatura e da estabilidade ao calor sobre a atividade da enzima; além da determinação da estabilidade (tempo de armazenamento), foram determinados. Resultados - A purificação parcial do extrato bruto apresentou melhores resultados com sulfato de amônio (40%) dialisado em membrana semi-permeável, comparado com etanol e acetona; isto pode ser devido esses dois últimos terem precipitado a enzima em questão, por apresentarem baixa constante dielétrica.O pH de estabilidade foi de 6,0 e o pH de atividade foi de 6,5; mantendo-se a faixa encontrada para o extrato bruto13. A temperatura ótima encontrada foi de 30°C e o tempo de armazenamento desse extrato foi em torno de 50 dias, apresentando menor decréscimo de atividade com o tempo, quando comparado com o extrato bruto13. Conclusão - As características cinéticas do extrato parcialmente purificado não apresentaram grandes variações comparado com o extrato bruto13; além do tempo de purificação enzimática ser longo, aumentando o tempo para análises analíticas usando essa enzima.

Introduction - Crude extract of stunded banana (Musa acuminate); best source of enzyme Polyphenol oxidase (PPO) [EC.1.14.18.1]13, it was partially purificated and characterized and will be used to futures studies as biocatalitic material to the aerobic oxidation of phenolics substrates. Material and Methods - The extraction of PPO in this source was studied13 and the partial purification in this crude extract using ethanol, acetone and sulphate of ammonia (0 - 80%), that precipitate the excess of enzymes presents in this extract and after dialysis. Ahead, the activity and total protein was determined in this extracts. The pH of estability and activity, the effect of temperature and estability to the heat upon the activity of enzyme; beyond of determination of estability (stockpile's time), they were determinated. Results - The partial purificated of crude extract introduced best results with dialysied sulphate of ammonia (40%), compared with ethanol and acetone; this can be due to these two last had precipitated the enzyme in question, by they introduce low constant dielectric. The pH of estability was 6,0 and the pH of activity was 6,5; keeping the range found to the crude extract13. The temperature found it was 30°C and stockpile's time in this extract was about 50 days, introducing minor decrease activity with the time, when compared with the crude extract13. Conclusion - Characteristics kinetics of extract partially purificated didn't introduce large variations compared with the crude extract13; beyond of time enzymatic purification to be long, increasing the time for analytics analysis using this enzyme.

Determinação de paracetamol (acetaminofenol) em produtos farmacêuticos usando um biossensor de Polifenol oxidase, obtida de extrato bruto de banana nanica (Musa acuminata) / Spectrophotometric determination of paracetamol in pharmaceutical products using a biosensor of Polyphenol oxidase, obtained of crude extract of stunded banana (Musa acuminata)

Introdução - Extrato bruto de banana nanica (Musa acuminata); melhor fonte de enzima Polifenoloxidase (PFO) [EC.1.14.18.1] foi estudado como material biocatalítico para a oxidação aeróbica de substratos fenólicos. Material e Métodos - Foi estudada a extração da PFO dessa fonte. A atividade da enzima PFO e proteína total foram determinadas nesse extrato. Um biossensor amperométrico foi construído usando 100 U de PFO proveniente do extrato bruto de banana nanica, imobilizada sobre uma membrana de teflon (Celgard 2400) com o uso do reagente bifuncional glutaraldeído 2,5% m/V. Após secagem, esta membrana enzimática foi acoplada na extremidade de um eletrodo de oxigênio. Esse biossensor foi usado na determinação de compostos fenólicos; utilizado no estudo da determinação do teor de paracetamol em formulações farmacêuticas como Tandrilax, Cefalium, Diatyl, Vick pirena e Descon. Comparando os resultados obtidos pelo método amperométrico proposto com o oficial espectrofotométrico. Resultados - Os medicamentos analisados por amperometria apresentaram valores compatíveis com o da farmacopéia, observando-se seletividade do método proposto. Conclusões - Verificou-se que a porcentagem de erro apresentou valores menores que 1% estando, portanto, de acordo com o procedimento padrão oficial. A vantagem do método amperométrico apresentado é possuir baixo custo, rapidez nas determinações e boa sensibilidade comparado com métodos cromatográficos de determinação desse fármaco.

Introduction - Partial purificated extract of stunded banana (Musa acumunata), the best source of enzyme Poliphenol oxidase (PPO) [EC.1.14.18.1] was studied as biocatalitic material to the aerobic oxidation of phenolics substrates using an amperometry biosensor with PPO immobilized. Material and Methods - The extraction of PPO was studied in the source, the partial purification of this crude extract using ammonium sulphate (40%), that precipitate the enzyme excess presents in this extract with posterior dialysis. After it was determinated the total activity and proteins in the two extracts. An amperometric biosensor was builded using 50 U of PPO proceeding of purificated partial extract of stunded banana; immobilized on a Teflon membrane (Celgard 2400), with the use of the reagent glutaraldeyde 2,5% m/v. After drying, this enzymatic membrane was copled in the extremity of an oxygen electrode. This biosensor was used in the determination of phenolics in urine samples of persons that use drugs, metabolizing phenols by amperometry and by spectrophotometry. Results - In the urine samples, was possible to notice that persons that use L- Dopa shows greather quantity of phenols than persons that use amphetamines. Conclusions -The percentage of error in the samples studied was minor that 3%, using the crude extract and purificated partialment, using the spectrophotometric standard method, showing the efficiency of the amperometric method used with or without the enzymatic purification.

Determinação espectrofotométrica e amperométrica de compostos fenólicos em urina humana, usando extrato parcialmente purificado de banana nanica (Musa acuminata) / Spectrophotometric and amperometric determination of compounds phenolics in human urine, utilizing purificated partialment extract of banana nanica (Musa acuminata)

Introdução - Extrato parcialmente purificado de banana nanica (Musa acuminata), melhor fonte de enzima Polifenol oxidase (PFO) [EC.1.14.18.1] (Bonfim et al.3, 2000), foi estudado como material biocatalítico para a oxidação aeróbica dos substratos fenólicos usando um biossensor amperométrico com PFO imobilizada. Métodos - Foi estudada a extração da PFO dessa fonte (Bonfim et al.3, 2000), a purificação parcial desse extrato bruto usando sulfato de amônio (40%), que precipita o excesso de enzimas presentes nesse extrato com posterior diálise (Perone15, 2004). A seguir foi determinada a atividade e proteína total nos dois extratos. Um biossensor amperométricofoi construído usando 50 U de PFO proveniente do extrato parcialmente purificado de banana nanica (Perone15, 2004), imobilizada sobre uma membrana de teflon (Celgard 2400) com o uso do reagente bifuncional glutaraldeído 2,5% m/V. Após secagem, essa membrana enzimática foi acoplada na extremidade de um eletrodo de oxigênio. Esse biossensor foi usado na determinação de compostos fenólicos em urina de indivíduos que consomem drogas metabolizando fenólicos, por amperometria e por espectrofotometria. Resultados - Nas amostras de urina observou-se que indivíduos que usam L-dopa apresentaram maior concentração de fenólicos que indivíduos que usam anfetaminas. Conclusões - A porcentagem de erro nas amostras estudadas foi menor que 3%, usando extrato bruto (Perone14, 2003) e parcialmente purificado, usando o método padrão espectrofotométrico (Folin-Denis), mostrando a eficiência do método amperométrico empregado, com ou sem purificação enzimática.

Introduction - Partial purificated extract of stunded banana (Musa acuminata), the best source of enzyme Poliphenol oxidase (PPO) [EC.1.14.18.1] (Bonfim et al.3, 2000), was studied as biocatalitic material to the aerobic oxidation of phenolics substrates using an amperometry biosensor with PPO immobilized. Methods - The extraction of PPO was studied in the source (Bonfim et al.3, 2000), the partial purification of this crude extract using ammonium sulphate (40%), that precipitate the enzyme excess presents in this extract with posterior dialysis. After it was determinated the total activity and proteins in the two extracts. An amperometric biosensor was builded using 50 U of PPO proceeding of purificated partial extract of stunded banana; immobilized on a Teflon membrane (Celgard 2400), with the use of the reagent glutaraldeyde 2,5% m/V. After drying, this enzymatic membrane was copled in the extremity of an oxygen electrode. This biosensor was used in the determination of phenolics in urine samples of persons that use drugs, metabolizing phenols by amperometry and by spectrophotometry. Results - In the urine samples, was possible to notice that persons that use L- Dopa shows greather quantity of phenols than persons that use amphetamines. Conclusions - The percentage of error in the samples studied was minor that 3%, using the crude extract (Perone14, 2003) and purificated partialment, using the spectrophotometric standard method (Folin-Denis), showing the efficiency of the amperometric method used with or without the enzymatic purification.

Determinação espectrofométrica e amperométrica de compostos fenólicos em urina humana, usando extrato parcialmente purificado de banana nanica (Musa acuminata) / Spectrophotometric and amperometric determination of compounds phenolics in human urine, utilizing purificated partialment extract of banana nanica (Musa acuminata)

Introdução - Extrato parcialmente purificado de banana nanica (Musa acuminata), melhor fonte de enzima Polifenol oxidase (PFO) [EC. 1.14.18.1] (Bonfim et al., 2000), foi estudado como material biocatalítico para a oxidação aeróbica dos substratos fenólicos usando um biossensor amperométrico com PFO imobilizada. Métodos - Foi estudada a extração da PFO dessa fonte (Bonfim et al., 2000), a purificação parcial desse extrato bruto usando sulfato de amônio (40%), que precipita o excesso de enzimas presentes nesse extrato com posterior diálise (Perone, 2004). A seguir foi determinada a atividade e a proteína total nos dois extratos. Um biossensor amperométrico foi construído usando 50 U de PFO proveniente do extrato parcialmente purificado de banana nanica (Perone, 2004), imobilizada sobre uma membrana de teflon (Celgard 2400) com o uso do reagente bifuncional glutaraldeído 2,5% m/V. Após secagem, essa membrana enzimática foi acoplada na extremidade de um eletrodo de oxigênio. Esse biossensor foi usado na determinação de compostos fenólicos em urina de indivíduos que consomem drogas metabolizando fenólicos, por amperometria e por espectrofotometria. Resultados - Nas amostras de urina observou-se que indivíduos que usam L-dopa apresentaram maior concentração de fenólicos que indivíduos que usam anfetaminas. Conclusões - A porcentagem de erro nas amostras estudadas foi menor que 3%, usando extrato bruto (Perone, 2003) e parcialmente purificado, usando o método padrão espectrofotométrico (Folin-Denis), mostrando a eficiência do método amperométrico empregado, com ou sem purificação enzimática.