Neuroprotective natural products: promising candidates against neurodegenerative diseases / Productos naturales con propiedades neuroprotectivas: posibles candidatos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas

Neurodegeneration is a progressive loss of neurons both structurally and functionally causing neuronal cell death ultimately leading to development of various neurodegenerative diseases. Due to poor pharmacokinetic profile of neurotrophins, there still remains a challenge in their neurotrophic therapy where plants, bacteria and fungi, as natural products, could act as promising candidates against various neurological disorders by modulating the neurotrophic activity. Therefore, these natural products that mimic neurotrophins, could develop novel therapeutic approaches to herbal drug that can ameliorate neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, Alzheimer's disease and other associated neurological disorders. Taking into account the failure of strategies involving single neurotrophins for the treatment of neurodegenerative diseases, we propose a combination of small molecules of natural products that may work synergistically to restore neuronal functions, minimize side effects and target multiple pathways for a more effective treatment.

La neurodegeneración es una pérdida progresiva de neuronas, tanto estructural como funcional, que causa la muerte neuronal, lo que conduce al desarrollo de diversas enfermedades neurodegenerativas. Debido al pobre perfil farmacocinético de las neurotrofinas, existe un desafío en su terapia neurotrófica donde plantas, bacterias y hongos, como productos naturales, podrían actuar como candidatos contra diversos trastornos neurológicos al modular la actividad neurotrófica. Estos productos naturales que asemejan a las neurotrofinas podrían desarrollar enfoques terapéuticos novedosos como medicamentos a base de hierbas que pueden mejorar enfermedades neurodegenerativas como: Parkinson, Alzheimer y otros trastornos neurológicos asociados. Teniendo en cuenta el fracaso de las estrategias terapéuticas de neurotrofinas para las enfermedades neurodegenerativas, proponemos una combinación de pequeñas moléculas de productos naturales que pueden funcionar sinérgicamente para restaurar las funciones neuronales, minimizar los efectos secundarios y apuntar a múltiples vías para un tratamiento más efectivo.

Avances en el conocimiento de las bases moleculares y celulares de las cardiopatías congénitas. Parte 2 y última: Cardiopatías congénitas / Advances in the knowledge of the molecular and cellular bases of congenital heart diseases. Second of two parts: Congenital heart defects

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.

Avances en el conocimiento de las bases moleculares y celulares de las cardiopatías congénitas. Parte 1 de 2: Morfogénesis cardíaca / Advances in the knowledge of the molecular and cellular bases of congenital heart diseases. Part 1 of 2: Cardiac morphogenesis

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.

Efficiency of transgene expression in bovine cells varies according to cell type and gene transfer method / La eficiencia de la expresión transg é nica en células bovinas varía según el tipo de célula y el método de la transferencia de genes / A eficiência da expressão do transgene em células bovinas varia de acordo com o tipo celular e o método de transferência gênica

Abstract Background: Production of transgenic animals is still a low-efficiency biotechnology, and simple alternatives should be used to improve the rate of transgenic bovine production by nuclear transfer. One such alternative is selecting the appropriate donor cell type and transfection method. Objective: To investigate the effect of cell type (fetal or adult fibroblasts, and cumulus cells), and gene transfer method (lipofection and lentiviral transduction) on the incorporation, expression, and fluorescence intensity of transgene on bovine cells analyzed by flow cytometry. Methods: Fetal fibroblasts (FF), adult fibroblasts (AF), and cumulus cells (CC) were transfected using lipofection, or transduced using lentiviral particles produced with Green Fluorescent Protein (GFP) expressing plasmids, and analyzed by flow cytometry. Results: Lentiviral transduction resulted in higher transgene expression rates for all cell types (FF: 88.8 ± 0.98; AF: 91.6 ± 2.96; CC: 60.7% ± 14.7) compared to lipofection (FF: 17.8 ± 2.82; AF: 10.66 ± 0.65; CC: 3.9% ± 1.97). Cumulus cells showed lower transgene expression rates than the other cell types. Regarding fluorescence intensity, there was no significant difference between lipofection and lentiviral transduction; in both treatments, higher fluorescence intensity was obtained when adult cells were used instead of fetal cells. Conclusion: Gene transfer efficiency varies according to cell type, and gene transfer method, with lentiviral transduction achieving higher transgene expression rate, and adult fibroblasts showing better transgene expression.

Resumen Antecedentes: La producción de animales transgénicos sigue siendo una biotecnología de baja eficiencia, y se deberían utilizar alternativas sencillas para mejorar la tasa de producción de bovinos transgénicos mediante transferencia nuclear. Una de estas alternativas es la selección del tipo mas apropiado de célula donante y método de transferencia génica. Objetivo: Investigar el efecto del tipo celular (fibroblastos fetales o adultos, y celulas del cumulus), y el método de transferencia génica (lipofección y transducción lentiviral) en la incorporación, expresión génica, y la intensidad de fluorescencia del transgén en células bovinas analizadas por citometría de flujo. Métodos: Fibroblastos fetales (FF), fibroblastos adultos (AF), y células del cúmulo (CC) fueron transfectados a través de lipofección o transducidos utilizando partículas lentivirales producidas con plásmidos que expresan la proteína verde fluorescente (GFP). Resultados: La transducción lentiviral dio lugar a mayores tasas de expresión del transgen en todos los tipos de células (FF: 88,8 ± 0,98; AF: 91,6 ± 2,96, CC: 60,7% ± 14,7) en comparación con la lipofección (FF: 17,8 ± 2,82; AF: 10,66 ± 0,65; CC: 3,9% ± 1,97). Las células del cúmulus mostraron menores tasas de expresión del transgen que los otros tipos celulares. En cuanto a la intensidad de fluorescencia, no hubo diferencias significativas entre lipofección y transducción lentiviral; en ambos tratamientos, se obtuvo una mayor intensidad de fluorescencia cuando se usaron células adultas en lugar de células fetales. Conclusión: La eficiencia de la transferencia de genes varía según el tipo de célula y el método de transferencia génica, con la transducción lentiviral se logra una mayor tasa de transfección, y los fibroblastos adultos muestran una mejor expresión transgénica.

Resumo Antecedentes: A produção de animais transgênicos é uma biotecnologia que ainda apresenta baixa eficiência e alternativas simples devem ser usadas para o aumento da produção de bovinos transgênicos por transferência nuclear. Uma destas alternativas compreende a seleção do tipo apropriado de célula doadora de núcleo e do método de transferência gênica. Objetivo: Investigar a influência do tipo celular (fibroblastos fetais ou adultos, e células do cumulus), e do método de transferência gênica (transfecção por lipofecção ou transdução lentiviral) na incorporação, expressão, e na intensidade de fluorescência do transgene em células bovinas analisadas por citometria de fluxo. Métodos: Fibroblastos fetais (FF), fibroblastos adultos (AF), e células do cumulus (CC) foram submetidas à lipofecção ou à transfecção lentiviral utilizando plasmídeos expressando a Proteína Fluorescente Verde - GFP). Resultados: A transdução lentiviral resultou em maiores taxas de expressão do transgene em todos os tipos celulares (FF: 88,8 ± 0,98; AF: 91,6 ± 2,96; CC: 60,7% ± 14.7) quando comparada com a lipofeccção (FF: 17,8 ± 2,82; AF: 10,66 ± 0,65; CC: 3,9% ± 1,97). As células do cumulus apresentaram menores taxas de expressão quando comparadas aos outros tipos celulares. Com relação à intensidade de fluorescência, não houve diferença significativa entre a lipofecção e a transdução lentiviral e em ambos os tratamentos as células adultas apresentaram maior intensidade de fluorescência do que as células fetais. Conclusão: A eficiência de transferência gênica varia de acordo com o tipo celular, e com o método de transferência gênica, sendo que a transdução lentiviral resultou em maiores taxas, e que os fibroblastos adultos mostraram melhor expressão do transgene.

Campos electromagnéticos planares permiten explicar transducción en receptores de células T / Use of planar electromagnetic fields to explain transduction in T-cell receptors / Campos eletromagnéticos planares permitem explicar transdução em receptores de células T

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.

Fatores de transcrição da família ap2/erf e resposta em plantas aos estresses abióticos / Factores de transcripción de la familia ap2/erf y respuesta en plantas a estreses abióticos / Transcription factors of the ap2/erf and plants responses to abiotic stress

Em seu ambiente natural, as condições de água e temperatura são altamente variáveis, e podem afetar a sobrevivência, o crescimento e reprodução das plantas. Para sobreviver em tais condições, as plantas respondem, desenvolvendo uma complexa rede de sinalização em nível molecular, celular e bioquímico. A regulação gênica em nível de transcrição é um dos principais pontos no controle dos processos biológicos, sendo que os fatores de transcrição (TFs) desempenham um papel fundamental nesse processo. A família AP2/ERF é uma grande família de TFs específico de plantas que compartilham um domínio conservado de ligação ao DNA. Essa família de TFs incluía proteínas da subfamília DREB que desempenham um papel crucial na resposta das plantas a estresses abióticos, reconhecendo o elemento responsivo à desidratação com um motivo central A/GCCGAC. As proteínas da subfamília de fatores de resposta ao etileno estão envolvidas em respostas aos estresses bióticos e abióticos, reconhecendo o elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. Nesta revisão foi discutido o papel dos TFs AP2/ERF em condições de estresse abiótico e suas implicações funcionais em estudos de expressão gênica. A compreensão dos determinantes genéticos da tolerância aos estresses abióticos constitui um passo importante nos programas de melhoramento genético.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival, growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complex network of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of the major points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERF family is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcription factor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizing the dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethylene response factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC called GCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and their functional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is an important step in breeding programs.

En su ambiente natural, las condiciones del agua y temperatura son altamente variables, y pueden afectar la supervivencia, el crecimiento y reproducción de las plantas. Para sobrevivir en tales condiciones, las plantas responden, desarrollando una compleja red de señalización en nivel molecular, celular y bioquímico. La regulación génica en nivel de transcripción es uno de los principales puntos en el control de los procesos biológicos, considerando que los factores de transcripción (TFs) desempeñan un papel importante en ese proceso. La familia AP2/ERF es una gran familia de TFs específico de plantas que comparten un dominio conservado de unión al ADN. Esa familia de TFs incluye proteínas de la subfamilia DREB que desempeñan un papel crucial en la respuesta de las plantas a estreses abióticos, reconociendo el elemento responsivo a la deshidratación con un motivo central A/GCCGAC. Las proteínas de la subfamilia de factores de respuesta al etileno están involucradas en respuestas a los estreses bióticos y abióticos, reconociendo el elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. En esta revisión se discutió el papel de los TFs AP2/ERF en condiciones de estrés abiótico y sus implicaciones funcionales en estudios de expresión génica. La comprensión de los determinantes genéticos de tolerancia a estreses abióticos constituye un paso importante en los programas de mejoramiento genético.

Role of AKT / mTORC1 pathway in pancreatic β - cell proliferation / Participación de la vía de señalización AKT/mTORC1 en la proliferación de las células β del páncreas

Growth factors, insulin signaling and nutrients are important regulators of β-cell mass and function. The events linking these signals to regulation of β-cell mass are not completely understood. Recent findings indicate that mTOR pathway integrates signals from growth factors and nutrients with transcription, translation, cell size, cytoskeleton remodeling and mitochondrial metabolism. mTOR is a part of two distinct complexes; mTORC1 and mTORC2. The mammalian TORC1 is sensitive to rapamycin and contains Raptor, deptor, PRAS40 and the G protein β-subunit-like protein (GβL). mTORC1 activates key regulators of protein translation; ribosomal S6 kinase (S6K) and eukaryote initiation factor 4E-binding protein 1. This review summarizes current findings about the role of AKT/mTORC1 signaling in regulation of pancreatic β cell mass and proliferation. mTORC1 is a major regulator of β-cell cycle progression by modulation of cyclins D2, D3 and cdk4/cyclin D activity. These studies uncovered key novel pathways controlling cell cycle progression in β-cells in vivo. This information can be used to develop alternative approaches to expand β-cell mass in vivo and in vitro without the risk of oncogenic transformation. The acquisition of such knowledge is critical for the design of improved therapeutic strategies for the treatment and cure of diabetes as well as to understand the effects of mTOR inhibitors in β-cell function.

Factores de crecimiento y nutrientes son reguladores muy importantes de la masa y función de las células β, pero las vías de señalización que unen estas señales a estos procesos no han sido completamente elucidadas. Estudios recientes han demostrado que la proteína mTOR integra señales provenientes de factores de crecimiento y disponibilidad de nutrientes con procesos celulares como transcripción, traducción, organización del citoesqueleto y metabolismo mitocondrial. mTOR puede hacer parte de dos complejos diferentes, mTORC1 y mTORC2. En el complejo mTORC1, la proteina mTOR la cual es sensible a rapamicina y se encuentra asociada a las proteínas Raptor, G β L, deptor y PRAS40, activa reguladores claves en la síntesis de proteínas, tales como la proteína cinasa ribosomal S6 (S6K) y la proteína de unión al factor eucariótico de iniciación 4E. El presente trabajo recopila información reciente sobre la participación de la vía de señalización AKT/mTORC1 en la regulación de la proliferación y masa de las células β del páncreas. mTORC1 regula la progresión del ciclo celular en células β, mediante la modulación de los niveles de las ciclinas D2 y D3 y la actividad del complejo Cdk4/ ciclina D. Estos estudios que revelan nuevos puntos de control del ciclo celular en células β, pueden ser utilizados en el desarrollo de nuevos enfoques para expandir la masa de células β, sin el riesgo de inducir una transformación oncogénica. Los resultados relacionados en el presente trabajo aportan información muy valiosa para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento la diabetes tipo 2.

La vía de transducción de señales TOR de mamíferos está presente en Trypanosoma cruzi: Reconstrucción in silico y posibles funciones / The mammalian TOR pathway is present in Trypanosoma cruzi: In silico reconstruction and possible functions

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.

Fatores de transcrição da família ap2/erf e resposta em plantas aos estresses abióticos / Transcription factors of the ap2/erf and plants responses to abiotic stress / Factores de transcripción de la familia ap2/erf y respuesta en plantas a estreses abióticos

Em seu ambiente natural, as condições de água e temperatura são altamente variáveis, e podem afetar a sobrevivência,o crescimento e reprodução das plantas. Para sobreviver em tais condições, as plantas respondem, desenvolvendouma complexa rede de sinalização em nível molecular, celular e bioquímico. A regulação gênica em nível de transcrição éum dos principais pontos no controle dos processos biológicos, sendo que os fatores de transcrição (TFs) desempenham umpapel fundamental nesse processo. A família AP2/ERF é uma grande família de TFs específico de plantas que compartilhamum domínio conservado de ligação ao DNA. Essa família de TFs incluía proteínas da subfamília DREB que desempenhamum papel crucial na resposta das plantas a estresses abióticos, reconhecendo o elemento responsivo à desidratação com ummotivo central A/GCCGAC. As proteínas da subfamília de fatores de resposta ao etileno estão envolvidas em respostas aosestresses bióticos e abióticos, reconhecendo o elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. Nesta revisão foi discutidoo papel dos TFs AP2/ERF em condições de estresse abiótico e suas implicações funcionais em estudos de expressãogênica. A compreensão dos determinantes genéticos da tolerância aos estresses abióticos constitui um passo importante nosprogramas de melhoramento genético.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival,growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complexnetwork of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of themajor points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERFfamily is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcriptionfactor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizingthe dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethyleneresponse factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC calledGCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and theirfunctional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is animportant step in breeding programs.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival,growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complexnetwork of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of themajor points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERFfamily is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcriptionfactor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizingthe dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethyleneresponse factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC calledGCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and theirfunctional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is animportant step in breeding programs constituye un paso importante en los programas de mejoramiento genético.

Localización extra nuclear de receptores esteroides y activación de mecanismos no genómicos / Extra nuclear localization of steroid receptors and non genomic activation mechanisms

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.

Regulación del inicio de la esporulación e histidina cinasas: un análisis comparativo entre bacillus subtilis y el grupo bacillus cereus / Sporulation start and hystidine kinase regulation: a comparative analysis of bacillus subtilis the group of bacillus cereus / Regulamentação do início da esporulação e histidina-cinase: uma análise comparativa entre bacillus subtilis e o grupo bacillus cereus

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.

Señales purinérgicas / Purinergic signals

En la última década se ha aportado clara evidencia de que tanto nucleósidos como nucleótidos de adenina y uridina pueden funcionar como factores de señalización extracelular. Su acción es mediada por dos tipos principales de receptores de superficie denominados purinérgicos. Los receptores P1 se activan por adenosina, y son todos metabotrópicos, mientras que los receptores de nucleótidos (ATP, ADP, UTP y UDP) y nucleótidos-azúcares (UDP-glucosa y UDP-galactosa) pueden ser metabotrópicos (P2Y) o ionotrópicos (P2X). La importancia y complejidad de este sistema de señalización se evidencia por la diversidad de mecanismos de liberación de nucleótidos al medio extracelular y por la distribución ubicua de varios grupos de ectonucleotidasas capaces de catalizar la degradación y conversión de nucleótidos. Hasta el momento se han descrito y clonado una veintena de estos receptores que modulan una variedad de respuestas, como el impulso nervioso, la respuesta inflamatoria, la secreción de insulina, la regulación del tono vascular y la percepción del dolor. En la presente revisión se describen las características estructurales y farmacológicas de los receptores purinérgicos y se analiza la interacción dinámica entre estos receptores, los nucleósidos y nucleótidos, y las ectonucleotidasas, con especial atención a la dinámica de la agregación plaquetaria, la respuesta inmune y la hidratación de las mucosas respiratorias.

In the last decade evidence accumulated that nucleosides and nucleotides of both uridine and adenine can act as extracellular signaling factors. Their action is mediated by two main types of surface receptors commonly known as purinergic. P1 receptors are metabotropic and activated by adenosine, whereas receptors for nucleotides (ATP, ADP, UTP and UDP) and nucleotide-sugars (UDP-glucose and UDP-galactose) can be either metabotropic (P2Y) or ionotropic (P2X). The importance and complexity of this signaling system is evidenced by various mechanisms of nucleotide release, as well as by the ibiquitous distribution of various types of ectonucleotidases which catalyze and convert extracellular nucleotides. Up to now about twenty receptors have been cloned and found to modulate the nerve impulse, inflammatory response, insuline secretion, the regulation of the vascular tone and nociception, among other processes. In the present review we describe the main structural and pharmacological features of purinergic receptors, and analyze how the dynamic interaction between these receptors, nucleotides and nucleosides, and ectonucleotidases modulate several biological responses. Particular focus is given to platelet aggregation and thrombus formation, the immune response and the hydration of the mucosal linings of the respiratory tract.

Semliki Forest Virus: un vector viral con múltiples aplicaciones / Semliki Forest Virus: a viral vector with multiple applications

Se han utilizado los alfavirus como vectores de expresión, entre estos se encuentra el Semliki Forest virus (SFV), que es un virus envuelto, el cual, además de replicarse en el citoplasma, tiene la propiedad de expresar por separado las proteínas estructurales de las no estructurales, permitiendo un mayor control de la expresión. Los vectores derivados del SFV pueden tener una gama amplia de aplicaciones. Se pueden obtener altos títulos virales para la expresión eficiente de proteínas en diferentes líneas celulares. Pueden infectar un espectro amplio de células de mamíferos, así como de tejidos. Son prometedores para ser usados en la terapia génica como vehículos para el envío de genes específicos in vivo o in vitro, tanto en la terapia contra el cáncer como en la neuronal, especialmente cuando sólo sea necesaria una expresión a corto plazo. Sus aplicaciones en la producción de vacunas profilácticas o terapéuticas, es otro aspecto estudiado; se ha demostrado la generación de respuestas inmunes importantes contra diferentes enfermedades virales y tumorales. El desarrollo de nuevos vectores no citopáticos, de otros regulados por temperatura, así como también de otros con replicación persistente; permitirán la prolongación de la expresión. Debido a estas nuevas ventajas y a las ya conocidas, gradualmente se podrían ampliar los usos para los vectores derivados del SFV a medida que se controlen sus efectos no deseados.

Recently, Alphavirus have been used as expression vectors, among these, Semliki Forest virus (SFV), an enveloped virus, besides replicating itself in the cytoplasm, has the property to express structural proteins separately from nonstructural proteins, allowing a greater expression control. Vectors derived from SFV can have a broad range of applications. High viral titers can be obtained to efficiently express proteins in different cell lines. They can infect a wide spectrum of mammalian cells, as well as tissues. They are promising to be used on gene therapy as vehicles for specific gene delivery in vivo or in vitro, as much as in therapy against cancer as neuronal therapy, especially when a short term expression is necessary. Another studied aspect is SFV vectors applications in prophylactic or therapeutic vaccine production; the generation of important immune responses against different viral and tumor diseases is still been discussed. Development of new non-cytopathic vectors, temperature-regulated vectors, as well as others with persistent replication, will allow prolongation of expression. Due to these new advantages and to others already known, uses for vectors derived from SFV could be extended gradually, as long as undesired effects are controlled.

Bases fisiopatológicas del dolor / Physiopathological bases of the pain

El dolor es un signo de enfermedad y un motivo frecuente de consulta; se clasifica en agudo o crónico, nociceptivo o neuropático, y según la velocidad de conducción en rápido o lento. Los estímulos causantes del dolor son detectados por receptores nociceptores; los cuales son identificados como fibras C y fibras Aδ. El proceso neural de la transmisiσn del dolor comprende: La transducciσn; es el proceso por el cual el estνmulo nociceptivo es convertido en seρal elιctrica en los nociceptores. La transmisiσn; es el proceso por el cual los estímulos nociceptivos son referidos al asta dorsal de la medula espinal, donde se liberan los neurotransmisores del dolor: Glutamato, sustancia P, péptido relacionado al gen de la calcitonina. Seguidamente el estímulo cruza al lado contralateral de la medula espinal y viaja en el haz espinotálamico hasta el tálamo y luego a la corteza cerebral. La modulación; es el proceso por el cual la señal nociceptiva en el asta dorsal de la medula puede ser inhibida y modificada para los centros superiores del dolor. Los opiodes endógenos y exógenos dan lugar a un bloqueo indirecto de los canales de calcio y apertura de los canales de potasio, con hiperpolarización celular e inhibición de la liberación de mediadores del dolor. La activación del sistema neural descendente da lugar a la liberación de b endorfinas, encefalinas, dinorfinas; que alivian el dolor.

Pain is a sign of illness and a common complain that bring patients to a health care facility. It is classified in acute or chronic pain, nociceptive or neuropathic, and according to conduction velocity, fast or slowly. C and Aδ- fibers respond to stimuli and produce the experience of pain, this defines them as nociceptors. Central pathways of pain include: nociceptors respond to stimuli and produce the experience of pain when they are electrically stimulated (Transduction); axons of nociceptors enter the spinal cord via the dorsal root, where Glutamate are Substance P are released, spinal neurons send their axons to the contralateral thalamus (Transmission); the perceived intensity of pain can be modulated by brain circuits (Modulation). Pain inhibition is achieved by calcium channel blockage and open potassium channel by endogenous and exogenous opioids, due hyperpolarization of the cell and inhibition of pain mediators. b endorphins, enkephalins and dinorphins are released due to activation of neural descending pathway causing pain relief.

Biología molecular de los vectores adenovirales / Molecular biology of adenoviral vectors

La terapia con genes postula el uso terapéutico del DNA como una nueva alternativa de la biomedicina para el tratamiento de las enfermedades humanas. Todas las proteínas están codificadas en el DNA, y muchas enfermedades resultan de: a) la ausencia o expresión aberrante de uno o más genes; b) la ausencia de formas funcionales; c) alteraciones en su proceso de regulación, transporte o degradación. Por lo tanto, tales enfermedades pueden ser potencialmente tratadas, restableciendo la expresión de la proteína involucrada en las células afectadas. Sin embargo, para lograr una transferencia exitosa del material genético al sitio blanco y evitar la destrucción del DNA o del vehículo seleccionado antes de llegar al sitio de interés, se han desarrollado varios sistemas virales. Entre los virus más conocidos están: el virus del herpes simple, adenovirus tipo 5, virus adenoasociado y algunos retrovirus complejos (lentivirus). En este artículo se exponen las características biológicas, la manipulación genética y propiedades de los adenovirus, así como su empleo en la medicina actual como vectores para transferir genes y su potencial implicación en la terapia génica.

Gene therapy is based on the use of DNA as a therapeutic material as an alternative therapeutic tool for treatment of human diseases. All proteins are codified into the DNA and several diseases result from the absence or aberrant expression of one or related genes, absence of expression of functional proteins, and alterations for regulation process in transport and degradation mechanisms. In this regard, several diseases could be potentially treated through the expression of the normal form of the involved protein. However, the main objective is to achieve a successful genetic material delivery into the target site and avoid the destruction of DNA or the selected vehicle before arrival at the final destination. Several efficient viral gene transfer systems have been developed. Viral-mediated gene delivery for experimental models has been designed from herpes virus (HV), adenovirus (adenovirous), adeno-associated virus (AAV) and retroviruses (lentiviral vectors). In this review we will discuss the specific biological and cloning properties of adenoviral vectors as a gene transfer tool and potential medical implications for gene therapy.

Transducción de la señal, pivote de la integración neurobiológica de la memoria: Una propuesta diferente a la tradicional hipótesis del sistema colinérgico / Signal transduction, pillar of the neurobiological integration of memory: An alternative view to the cholinergic hypothesis

Los procesos neurofisiológicos, bioquímicos y moleculares descritos en la integración de la memoria, más que estar relacionados con la actividad colinérgica involucran fundamentalmente a neurotransmisores como la serotonina y el glutamato, así como a diversos canales iónicos como los del calcio y los del potasio. De hecho, los receptores de estos neurotransmisores están ligados directamente con la activación de la potenciación a largo plazo (LTP), mecanismo que contribuye a la preservación de la memoria. De esta forma que la activación del receptor 5HT desencadena una señal de transducción que al influenciar bioquímicamente al núcleo produce diversos cambios presinápticos con los que se expulsa al magnesio del área postsináptica, despolarizando a la neurona y activando simultáneamente a los receptores N metilD Aspartato dependientes (NMDAR), contribuyendo en esta forma a perpetuar el mecanismo de LTP en sus distintas fases: LTP1 que depende de la activación de proteincinasas; LTP2 ligada con la traslación genética; y LTP3 relacionada con la transcripción. A este poderoso mecanismo de activación neuronal, se contrapone el fenómeno de depresión a largo plazo (LTD), que se inicia cuando la neurona pre sináptica activa al inhibidor 1 en el momento en que detecta una reducción en el influjo de calcio, promoviendo en esta forma la defosforilación de una proteincinasa tipo II calcio calmodulin dependiente, lo que detiene el desarrollo del proceso de autofosforilación y con ello, el mecanismo de LTP. No obstante lo difundido de la hipótesis colinérgica en la enfermedad de Alzheimer, la integración de la memoria depende fundamentalmente de la intervención de otros sistemas de neurotransmisión como lo son el serotonérgico y el glutamatérgico, los que no han sido debidamente considerados en el tratamiento de esta enfermedad; sin embargo más allá de estos sistemas, se encuentran los mecanismos de autofosforilación de distintas proteincinasas cuyo control, además de repercutir sobre la expresión genética, podría restituir algunos de los trastornos que afectan la función cognoscitiva.

Neurophysiological, biochemical and molecular processes described in the integration of memory are closely related with neurotransmitters such as glutamate and serotonin (5HT) and with the function of calcium and potassium ion channels more than with cholinergic activity. In fact, glutamate and 5 HT receptors are closely related with Long-Term Potentiation (LTP) processes, the mechanism by which memory is preserved throughout time. That is, the activation of the 5 HT4 receptor triggers a transduction signal that after influencing nuclear cell activity, provokes several presynaptic changes, which leads to the displacement of magnesium from the postsynaptic area depolarizing the neuron and leading to the activation of N methyl -D-aspartate receptors (NMDA). As a whole, this process contributes to the support and perpetuation of LTP, which consists of the following processes: LTP1 that depends on protein kinase activity; LTP2 linked to translation of genes; and LTP3 closely related to genes transcription. On the opposite side but in perfect balance, we find the mechanism of Long Term depression (LTD), which is triggered instead when the Ca++ flow decreases in the presynaptic neuron activating the inhibitor 1 enzyme that promotes the dephosphorylation of a calmodulin dependent protein kinase II and as a result, the inhibition of autophosphorylation and consequently of LTP too. Despite the widespread dissemination of the cholinergic hypothesis in Alzheimer's disease, memory build up rather than involving acetylcholine essentially depends on the participation of other neurotransmitters such as 5 HT and glutamate, which have not been adequately considered in the treatment of this disease. However, beyond neurotransmission, it is the cellular mechanism of autophosphorylation of several protein kinases, the process susceptible of being activated or controlled by the action of distinct substances. In such a case, it would be possible to exert some influence on gene expression improving perhaps, some of the physiopathological deficits that characterize memory disruption.

Resistencia bacteriana / Bacterial resistance to antimicrobial agents

Se presenta un panorama de la resistencia bacteriana Incluyendo su fisiopatogenia y formas de presentación y se establecen algunas consideraciones generales de tipo clínico como auxiliares para racionalizar el uso de los antimicrobianos y evitar o retardar el problema de la resistencia; éste plantea la necesidad de un reordenamiento definitivo en la prescripción de antimicrobianos. No será tanto la creación o descubrimiento de nuevos antibióticos sino la racionalización del manejo de los existentes lo que permitirá alcanzar victorias sobre estos microorganismos. Es importante mantener educación continua sobre el uso adecuado de los antimicrobianos desde los puntos de vista epidemiológico, farmacocinético y fisiopatogénico.

An overvlew on bacterlal reslstance to an-tlmlcroblal agents Is presented. It Includes thedlfferent genetlc mechanlsms for Its develop-ment and the blochemlcal phenomena that ex-plaln It. Some cllnlcal conslderatlons areproposed In order to ratlonallze the use ofthese drugs and to avold or delay the ap-pearance of reslstance