Tubulin-mediated anatomical and functional changes caused by Ca2+ in human erythrocytes

In previous research, we observed that tubulin can be found in three fractions within erythrocytes, i.e., attached to the membrane, as a soluble fraction, or as part of a structure that can be sedimented by centrifugation. Given that its differential distribution within these fractions may alter several hemorheological properties, such as erythrocyte deformability, the present work studied how this distribution is in turn affected by Ca2+, another key player in the regulation of erythrocyte cytoskeleton stability. The effect of Ca2+ on some hemorheological parameters was also assessed. The results showed that when Ca2+ concentrations increased in the cell, whether by the addition of ionophore A23187, by specific plasma membrane Ca2 + _ATPase (PMCA) inhibition, or due to arterial hypertension, tubulin translocate to the membrane, erythrocyte deformability decreased, and phosphatidylserine exposure increased. Moreover, increased Ca2+ was associated with an inverse correlation in the distribution of tubulin and spectrin, another important cytoskeleton protein. Based on these findings, we propose the existence of a mechanism of action through which higher Ca2+ concentrations in erythrocytes trigger the migration of tubulin to the membrane, a phenomenon that results in alterations of rheological and molecular aspects of the membrane itself, as well as of the integrity of the cytoskeleton. (AU)

Autoantibodies to cytoplasmic rods and rings in patients with hepatitis C virus infection treated with direct-acting antivirals: The role of prior treatment with interferon plus ribavirin / Autoanticuerpos citoplasmáticos contra bastones (Rods) y anillos (Rings) en pacientes infectados por el virus de la hepatitis C tratados con antivirales de acción directa: el papel de un tratamiento anterior con interferón y ribavirina

Introduction: The cytoplasmic rods-rings (RR) pattern is found in hepatitis C (HCV) patients treated with interferon-ribavirin when studied with ANA-IIF. Ribavirin aggregates/induces antigenic changes in IMPDH-2, an enzyme necessary for ribavirin action. Patients and method: Prospective search for anti-RR autoantibodies (HEp-2, INOVA) in patients treated with direct-acting antivirals (DAAs) from October 2015 to June 2017. HCV-negative patients from up to June 2016 acted as controls. Anti-RR was analyzed at baseline and, mainly, during treatment and follow-up. The Chi-square test, Student's t-test and a logistic regression analysis were performed. Results: Between October 2015 and June 2016, 1258 men and 2389 women who were HCV-negative and 137 men and 112 women who were HCV-positive patients were studied. Approximately 22.9% of HCV-negative and 13.2% of HCV-positive were ANA-IIF-positive (p<0.05). Three HCV-negative (0.08%) and 23 (9.2%) HCV-positive patients had anti-RR (p<0.001). A total of 122 patients received DAAs; 30 received DAA+RBV; 46 pre-treated with IFN-RBV received DAA; 31 pre-treated with IFN-RBV received DAA+RBV; 16 received IFNpeg-RBV; and 24 received IFN-RBV-DAA. None of the 122 DAA-treated patients showed anti-RR; anti-RR were identified in 14.8% of those treated with DAA-RBV; in 25.9% of those pre-treated with IFN-RBV receiving DAA; in 22.2% of IFN-RBV-pre-treated patients who received DAA+RBV; in 7.4% of those treated with IFNpeg-RBV and in 29.6% of those treated with IFNpeg-RBV-DAA. The multivariate analysis showed significant associations between anti-RR and "Exposure to IFN" and "Time of exposure to RBV". Conclusions: Anti-RR autoantibodies were detected only in patients with current or past treatments with RBV, even in cases in which only DAAs were later administered

Introducción: La investigación de ANA-IFI en pacientes con hepatitis C tratados con interferón-ribavirina ha detectado un patrón citoplasmático en bastones y anillos. La ribavirina agregaría e induciría cambios antigénicos en la IMPDH-2, enzima imprescindible para su acción. Pacientes y método: Investigar las tasas de anti-RR (HEp-2, INOVA) en pacientes tratados con antivirales de acción directa (AAD) entre octubre-2015 y junio-2017. Como controles se han utilizado los pacientes VHC-negativo habidos hasta junio-2016. Los anti-RR se analizaron antes del tratamiento y, mayoritariamente, durante y después del mismo. Se han utilizado las pruebas Chi-cuadrado, T de Student y de regresión logística. Resultados: Entre octubre-2015 y junio-2016 hubo 1.258 varones y 2.389 mujeres VHC-negativo y 137 varones y 112 mujeres VHC-positivo. El 22,9% de los VHC-negativo y el 13,2% de los VHC-positivo fueron ANA-IFI-positivo (p<0,05). Tres pacientes (0,08%) VHC-negativo y 23 (9,2%) VHC-positivo fueron anti-RR+ (p<0,001). Ciento veintidós pacientes recibieron AAD; 30, AAD+RBV; 46 pretratados con IFN-RBV recibieron AAD; 31, pretratados con IFN-RBV, recibieron AAD+RBV; 16 IFNpeg-RBV; 24 IFN-RBV-AAD. Ningún paciente con AAD mostró anti-RR; tuvieron anti-RR el 14,8% de los tratados con AAD+RBV; 25,9% de los pretratados con IFN-RBV que recibieron AAD; 22,2% de los pretratados con IFN-RBV que recibieron AAD+RBV; 7,4% de los tratados con IFNpeg-RBV; el 29,6% de los tratados con IFNpeg-RBV-AAD. El análisis multivariante asoció significativamente la presencia de anti-RR con «Exposición al IFN» y «Tiempo de exposición a ribavirina». Conclusiones: Los autoanticuerpos anti-RR solo se han detectado en pacientes tratados con ribavirina, incluso cuando después se utilizaron solamente AAD

Changes in MAP-2 and GFAP immunoreactivity in pup hippocampus during prepubertal and pubertal periods caused by maternal subclinical hypothyroidism

An absence of the thyroid hormone during the critical period of brain development causes delayed maturation of glial cells and neurons and decreases the number of hippocampal cells. This study aims to examine the impact of maternal subclinical hypothyroidism (SCH) on pup hippocampus during the prepubertal and pubertal periods by means of assessing the histopathological changes in astrocytes and neurons.Twelve Wistar albino pregnant rats were divided into two groups, Group H and Group C. Group C was designated as the control group and nothing was added to their drinking water. SCH was induced in Group H by administering 6-propyl-2-thiouracil (PTU) at a final concentration of 0.01% in the drinking water of pregnant rats for 21 days. Male pups for each group were divided evenly and evaluated on either day 15 (prepubertal) or 60 (pubertal) (7 pups in each group). At the end of the experimental period, the rats were sacrificed for analysis of brain tissue. Immunoreactivity intensities of MAP-2 and GFAP were evaluated in hippocampus tissue. Thyroid function was determined using ELISA. The structure of hippocampus was evaluated by hematoxylin-eosin staining. Finally, the TUNEL method was utilized to show apoptosis of hippocampus tissue. The results were analyzed statistically.The findings show that maternal SCH causes disruption in hippocampal cytoskeleton and dendritic organization, especially during the pubertal period, as well as a decrease in MAP-2 expression. We observed structural deformation in astrocytes, reduced astrocyte survival and GFAP expression. Finally, we found that the number of neuronal apoptotic cells tended to increase in the pubertal period

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Influencia del suero fetal bovino en el cultivo de fibroblastos gingivales / Influence of bovine fetal serum in the culture of gingival fibroblasts

Introducción: Los fibroblastos gingivales (FGs) son células responsables del mantenimiento de la homeostasis, cicatrización y tolerancia inmunitaria del tejido conjuntivo gingival. Por sus características fisiológicas, los FGs pueden ser un candidato en la terapia celular. Sin embargo, la conservación de su fenotipo en cultivo celulares requiere de condiciones estrictamente definidas. Una de ellas es la concentración de Suero Fetal Bovino (SFB). Nuestro objetivo es evaluar el efecto concentración-dependiente de la suplementación de SFB en el medio de cultivo sobre el comportamiento, crecimiento, proliferación y supervivencia de los fibroblastos gingivales humanos. Materiales y métodos: FGs fueron cultivados con DMEM (Dulbecco's modification of Eagle médium) y concentraciones de 0%, 0.5% y 10% de SFB durante tres semanas. Análisis morfológico, de proliferación e inmunohistoquímicos fueron llevados a cabo en el presente trabajo. Se llevó a cabo un análisis factorial de varianza (ANOVA) por medio el software R Project. Los resultados fueron considerados significativos con un valor de p<0,05. Resultados y Discusión: Los FGs cultivados con 10% de SFB alcanzaron un desarrollo morfológico más notorio y en menor tiempo comparados con los FGs cultivados a 0.5% y 0% de SFB. La efectividad de la concentración del SFB 0,5% fue mucho más alta en relación a la concentración del SFB 10%. La inmunodetención de la actina, vimentina y fibronectina fueron más notorias en los FGs tratados con 10% y 0.5% de SFB. Este estudio concluye que los FGs humanos presentan una mejor capacidad de supervivencia, desarrollo y proliferación cuando son cultivados en presencia de SFB

Introduction: Gingival fibroblasts (FGs) are cells responsible for the maintenance of homeostasis, healing and immune tolerance of the gingival connective tissue. Due to their physiological characteristics, FGs can be a candidate in cell therapy. However, the conservation of their phenotype in cell culture requires strictly defined conditions. One of them is the concentration of Bovine Fetal Serum (FBS). Our aim is to evaluate the concentration-dependent effect of SFB supplementation in the culture medium on the behavior, growth, proliferation and survival of human gingival fibroblasts. Materials and methods: FGs were cultured with DMEM (Dulbecco's modification of Eagle medium) and concentrations of 0%, 0.5% and 10% of SFB for three weeks. Morphological, proliferation and immunohistochemical analyzes were carried out in the present work. A factorial analysis of variance (ANOVA) was carried out using the R Project software. The results were considered significant with a value of p <0.05. Results and discussion: The FGs grown with 10% FBS reached a more noticeable morphological development and in a shorter time compared to the FGs grown at 0.5% and 0% FBS. The effectiveness of the concentration of the SFB 0.5% was much higher in relation to the concentration of the SFB 10%. The immunodetention of actin, vimentin and fibronectin were more evident in the FGs treated with 10% and 0.5% FBS. This study concludes that human FGs have a better capacity for survival, development and proliferation when they are grown in the presence of FBS

Proteases of Sporothrix schenckii: cytopathological effects on a host-cell model / Proteasas de Sporothrix schenckii: efectos citopatológicos en un modelo de células huésped

Background. Sporotrichosis is a fungal infection caused by the Sporothrix schenckii complex. The adhesion of the fungus to the host tissue has been considered the key step in the colonization and invasion, but little is known about the early events in the host-parasite interaction. Aims. To evaluate the proteolytic activity of S. schenckii on epithelial cells. Methods. The proteolytic system (at pH 5 and 7) was evaluated using azocoll and zymograms. The host-parasite interaction and epithelial cell response were also analyzed by examining the microfilament cytoskeleton using phalloidin-FITC and transmission electron microscopy. Finally, the metabolic activity was determined using an XTT assay. Results. The zymograms showed that S. schenckii yeast cells possess high intracellular and extracellular proteolytic activities (Mr≥200, 116, 97, and 70kDa) that are pH dependent and are inhibited by PMSF and E64, which act on serine and cysteine-type proteases. During the epithelial cell-protease interaction, the cells showed alterations in the microfilament distribution, as well as in the plasma membrane structure. Moreover, the metabolic activity of the epithelial cells decreased 60% without a protease inhibitor. Conclusions. Our data demonstrate the complexity of the cellular responses during the infection process. This process is somehow counteracted by the action of proteases inhibitors. Furthermore, the results provide critical information for understanding the nature of host-fungus interactions and for searching a new effective antifungal therapy, which includes protease inhibitors (AU)

Antecedentes. La esporotricosis es una infección fúngica causada por el complejo Sporothrix schenckii. La adhesión del hongo al tejido hospedero se ha considerado un paso clave en la colonización e invasión, sin embargo poco se conoce de los eventos tempranos en la interacción hospedero-parasito. Objetivos. Evaluar la actividad proteolítica de S. schenckii en células epiteliales. Métodos. El sistema proteolítico (bajo los valores pH 5 y 7) fue evaluado mediante azocoll y zimogramas. Además, la interacción hospedero-parasito y la respuesta celular fueron analizadas con el examen de los microfilamentos del citoesqueleto mediante faloidina-FITC y microscopia electrónica de transmisión. Finalmente, la actividad metabólica (viabilidad celular) fue determinada por un ensayo de XTT. Resultados. Los zimogramas de S. schenckii muestran que posee una alta actividad proteolítica intracelular y extracelular (Mr≥200, 116, 97 y 70kD) dependientes de pH e inhibidas por PMSF y E64, que actúan sobre serin- y cistein proteasas. Durante la interacción de las células epiteliales-proteasas, las células mostraron alteraciones en la distribución de los microfilamentos y la estructura de la membrana plasmática. Además, la actividad metabólica (viabilidad celular) de las células epiteliales disminuyó un 60% sin inhibidores de proteasas. Conclusiones. Nuestros datos demuestran la complejidad de la respuesta celular durante el proceso de infección, proceso que puede ser en parte contrarrestado por la acción de los inhibidores de proteasas. Además, los resultados proporcionan información crítica para el entendimiento de la naturaleza en la interacción hospedero-hongo y para una nueva terapia antifúngica eficaz que incluya inhibidores de proteasas (AU)

Effects of cypermethrin on cytokeratin 8/18 and androgen receptor expression in the adult mouse Sertoli cell / Efectos de cipermetrina sobre la expresión de citoqueratinas 8/18 y el receptor de andrógenos en la célula de sertoli del ratón adulto

Background. With the explosive population growth an increased use of land for cultivation purposes and the usage of biotechnologies in agriculture—such as pesticides—respond to the need for more efficient systems. However, improper application of pesticides has a negative effect on the environment, on exposed animals and on humans. Cypermethrin, a synthetic pyrethroid, is an insecticide with low risk to human and animal health and with broad insecticidal activity against a large number of pests. Studies in humans and animals show morphological and functional alterations in different organs exposed to cypermethrin. Pyrethroids are chemicals with structural similarity to pyrethrins and possess increased toxicity to insects over mammals. Objective. This research analyzes the variations of the state of differentiation of Sertoli cells and androgen receptor expression in testes of healthy adult mice exposed to cypermethrin. Material and method. Mice were divided into three groups: control 1 (untreated), control 2 (inoculated intraperitoneally with 0.1ml of vegetable oil), and the experimental group 3 (inoculated with 1/5 of the lethal dose 50 (LD50=485mg/kg) of cypermethrin). Results. Cypermethrin exerts acute and chronic effects on Sertoli cells in the testis of the adult mouse. These effects are manifested by the significant increase in epithelial height and the dedifferentiation of Sertoli cells evidenced through the presence of the Ck 8/18-type intermediate filament—a characteristic of differentiating cells—especially considering the functional cyclicity of the testicular compartment. Conclusions. Cypermethrin significantly affects the structure and function of Sertoli cells through the cytoskeleton and the state of maturation (AU)

Antecedentes. Con el crecimiento explosivo de la población, un mayor uso de la tierra con fines de cultivo y el uso de las biotecnologías en la agricultura—como pesticidas—responden a la necesidad de sistemas más eficientes. Sin embargo, la aplicación inadecuada de pesticidas tiene un efecto negativo sobre el medio ambiente, en los animales expuestos y en los seres humanos. La cipermetrina, un piretroide sintético, es un insecticida de bajo riesgo para la salud humana y animal, y con una amplia actividad insecticida frente a un gran número de plagas. Los estudios en seres humanos y animales muestran alteraciones morfológicas y funcionales en diferentes órganos expuestos a la cipermetrina. Los piretroides son sustancias químicas con estructura muy similar a las piretrinas, a menudo más tóxicas para insectos que para mamíferos. Objetivo. La presente investigación analiza las variaciones del estado de diferenciación de las células de Sertoli y de la expresión del receptor de andrógeno en testículos de ratones adultos sanos expuestos experimentalmente a cipermetrina. Material y método. Los animales fueron distribuidos en 3 grupos: control 1 (n= 3) sin tratamiento, control 2 (n = 15) inoculados con 0,1ml de aceite vegetal vía intraperitoneal, y el grupo 3 y experimental (n = 15) inoculados con 1/5 de la dosis letal 50 (LD50= 485mg/kg) de cipermetrina. Resultados. Se observó que la cipermetrina tiene efectos agudos y crónicos sobre las células de Sertoli en el testículo de ratón adulto. Estos efectos se demuestran por el aumento significativo de la altura epitelial, como también por una desdiferenciación de las células de Sertoli a través de la presencia de los filamentos intermedios tipo CK8/18, característico de células en diferenciación, más aun considerando la ciclicidad funcional del compartimiento testicular. Conclusiones. La cipermetrina afecta significativamente a la estructura y la funcionalidad de las células de Sertoli, a través del citoesqueleto y el estado de maduración (AU)

Sodium azide-induced degenerative changes in the dorsolateral prefrontal cortex of rats: attenuatingmechanisms of kolaviron

Identification of therapeutic targets following neurodegeneration is of major biomedical importance. Kolaviron (Kv) is a biflavonoid complex isolated from seeds of Garcina kola - a common oral masticatory agent in Nigeria known to hold medicinal value. Therefore this study evaluated the therapeutic potential of Kv on cells of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), before or after sodium azide (NaN3)-induced neurodegeneration. Rats were randomly assigned into 5 groups (6 each) and treated daily (orally) as follows: 1 ml of corn-oil (vehicle of Kv, 21 days); Kv only (200 mg/kg) for 21 days; NaN3 only (20 mg/kg for 5 days); NaN3 (20 mg/kg for 5 days) followed by Kv (200 mg/kg for 21 days); Kv (200 mg/kg for 21 days) followed by NaN3 (20 mg/kg for 5 days). After treatments, rats were sacrificed and perfused transcardially (with 4% PFA) with brains fixed in accordance with the technique to be used. The DLPFC was examined using histology (H&E), immunoperoxidase (GFAP), immunofluorescence (iNOS & nNOS) and Western blotting (MAPT, MAP2, Bax, BCL-2 and CAD). Quantitative analysis was done using ImageJ software and statistical analysis with Graphpad prism (ANOVA) at p<0.05. NaN3 treatment induced neuronal damage, characterized by reduced relative brain weight, pyknosis, karyorrhesis, astrogliosis, axonal/dendritic damage and cytoskeletal dysregualtion that subsequently resulted in increased expressions of apoptotic regulatory proteins. These degenerative changes were relatable to the observed iNOS and nNOS upregulations. However, Kv administration attenuated the NaN3- initiated destructive molecular cascades in the DLPFC of rats through mechanisms that involved inhibition of stressor molecules and toxic proteins, prevention of stress related biochemical redox, preservation of neuronal integrity, cytoskeletal framework and subsequently, reduced the level of apoptotic regulatory proteins. We conclude that Kv conferred therapeutic benefits on NaN3- induced neurodegeneration, particularly when administered before more than after the insult

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El citoesqueleto celular en la glándula mamaria y su aplicación diagnóstica / The cellular cytoskeleton in the mammary gland and its diagnostic application

Objetivos: Valorar la importancia de las modificaciones que aparecen en el citoesqueleto celular (en particular a nivel de unos filamentos intermedios denominados queratinas) a lo largo de los cambios que sufre la glándula mamaria, con especial referencia a la lactación. Su expresión será diferente y servirá como método de contraste. Diseño: 40 ratones distribuidos en cinco grupos según la etapa de estudio. El esquema experimental es común para todos ellos. Material y métodos: Análisis inmunohistoquímico de las muestras procedentes de las glándulas mamarias para evidenciar modificaciones a nivel de las citoqueratinas y comparación con otros estudios en diferentes modelos animales. Resultados: Cada citoqueratina presenta una expresión diferente según sea la estirpe celular y el periodo de lactación. Se diferencian mediante el uso de anticuerpos específicos marcados. Conclusiones: La expresión citoqueratínica varía de manera fisiológica y en células tumorales. La detección inmunohistoquímica de citoqueratinas puede servir como método de diagnóstico complementario (AU)

Objectives: To assess the importance of the changes that appear into the cytoskeleton (especially referred to some specific intermediate filaments called keratins) through different stages the mammary gland bears, focusing on the lactation. Their expression will be different in pathological conditions and this will be useful for contrasting other procedures. Design: 40 mice distributed into five groups according to the tage of study. The experimental project is the same for everyone. Material and methods: Immunohistochemical analysis from samples obtained from mammary glands in order to show changes into cytokeratin expression and comparison with other researches in different animal models. Results: The expression of every cytokeratin is different according to the cell lineage and the lactation period. Specific antibodies can reveal it. Conclusions: The cytokeratinic pattern changes in a physiological sense and also in malignant processes. Immunohistochemical detection of cytokeratins may be useful as complementary diagnosis (AU)

Targeting cytoskeleton reorganisation as antimetastatic treatment

Metastatic relapse is responsible for 90% of cancer-related deaths. The process of distant spreading is a cascade of events that is regulated in a highly complex manner; one cellular phenomenon underlying all the events is cytoskeletal reorganisation. Despite the fact that the ability to leave the primary site and establish a viable mass in a distant site is a hallmark of cancer, targeting cytoskeletal reorganisation is an emerging field. In this review we describe the key signalling pathways controlling cytoskeletal reorganisation and the current targeted therapies against the "druggable" nodes. Finally, we discuss potential implications of trial design that can play a role in detecting the specific activity of this drug class (AU)

La matriz extracelular: morfología, función y biotensegridad (parte I) / Extracellular matrix: morphology, function and biotensegrity (part I)

La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensionalque engloba todos los órganos, tejidos y células delorganismo. Constituye un filtro biofísico de protección, nutricióne inervación celular y el terreno para la respuesta inmune,angiogénesis, fibrosis y regeneración tisular. Y representael medio de transmisión de fuerzas mecánicas a la membranabasal, que a través de las integrinas soporta el sistema de tensegridady activa los mecanismos epigenéticos celulares. Laalteración de la MEC supone la pérdida de su función de filtroeficaz, nutrición, eliminación, denervación celular, pérdidade la capacidad de regeneración y cicatrización y alteración dela transmisión mecánica o mecanotransducción. También lapérdida del sustrato para una correcta respuesta inmune anteagentes infecciosos, tumorales y tóxicos.Los tumores son tejidos funcionales conectados y dependientesdel microambiente. El microambiente tumoral, constituidopor la MEC, células del estroma y la propia respuestainmune, son determinantes de la morfología y clasificacióntumoral, agresividad clínica, pronóstico y respuesta altratamiento del tumor. Tanto en condiciones fisiológicascomo patológicas, la comunicación recíproca entre célulasdel estroma y el parénquima dirige la expresión génica. Lacapacidad oncogénica del estroma procede tanto de losfibroblastos asociados al tumor como de la celularidad de larespuesta inmune y la alteración de la tensegridad por laMEC. La transición epitelio-mesenquimal es el cambio quetransforma una célula normal o «benigna» en «maligna». Elcitoesqueleto pseudomesenquimal otorga las propiedades demigración, invasión y diseminación. Y viceversa, el fenotipomaligno es reversible a través de la corrección de las clavesque facilita el microambiente tumoral(AU)

Extracellular matrix (ECM) is a three-dimensional networkthat envelopes all the organs, tissues and cells of thebody. A biophysical filter that provides protection, nutritionand cell innervation, it is the site for immune response,angiogenesis, fibrosis and tissue regeneration. It is also thetransport medium for mechanical forces to the basal membranethrough integrins that support the tensegrity system,activating cellular epigenetic mechanisms. The disruptionof the ECM leads to a functional loss of nutrition, elimination,cell innervation, regenerative capacity and wound healingas well as alterations in mechanical transduction. Thisloss also disrupts the immune response to pathogens,tumour cells and toxins.Tumours are functionally connected tissues whichdepend on the microenvironment. This tumour microenvironment,made up of ECM, stromal cells and the immuneresponse, determines the morphology and tumour histopathologicalclassification, clinical behaviour, prognosis andimmune response to the tumour. Both in physiological andpathological conditions, reciprocity in the communicationbetween stromal and parenchymal cells determine geneexpression. The oncogenic capacity of the stroma dependson tumour associated fibroblasts, immune system cellularityand disruption of tensegrity by ECM. Epithelialmesenchymaltransition is the change that transforms a normalor benign cell into a malignant cell. The «pseudo-mensenchymal» cytoskeleton is responsible for migration,invasion and dissemination, and vice-versa, the malignantphenotype is reversible through the correction of the microenvironmentalfactors that favour tumour growth(AU)

Fisiopatología del daño miocárdico por isquemia-reperfusión: nuevas oportunidades terapéuticas en el infarto agudo de miocardio / Pathophysiology of Ischemia-Reperfusion Injury: New Therapeutic Options for Acute Myocardial Infarction

La muerte de los cardiomiocitos es la principal causa del impacto de la cardiopatía isquémica en la supervivencia y la calidad de vida. Se produce masivamente durante el infarto agudo de miocardio, y la recanalización coronaria no suele ser capaz de prevenirla. Los estudios experimentales han demostrado que una parte significativa de esta muerte celular se produce en los primeros minutos de reperfusión, y que los tratamientos dirigidos a interferir con los mecanismos de su desarrollo reducen el tamaño de infarto. Entre estos mecanismos, la sobrecarga de Ca2+, la permeabilización mitocondrial y la fragilidad del citoesqueleto/sarcolema (producida por la activación de proteasas) desempeñan un papel crítico. Además, la muerte celular se puede propagar a los cardiomiocitos adyacentes a través de gap junctions. Otras células miocárdicas y sanguíneas contribuyen a la muerte precoz y tardía de los cardiomiocitos durante la reperfusión. La mayoría de los tratamientos desarrollados contra el daño por reperfusión están circunscritos al ámbito experimental, pero algunos se han probado con éxito en pacientes, como el péptido natriurético auricular, la inhibición de la permeabilización mitocondrial y el poscondicionamiento. La posibilidad de salvar miocardio mediante tratamientos coadyuvantes aplicados durante la recanalización coronaria representa una nueva oportunidad terapéutica para los pacientes con infarto agudo de miocardio

The impact of coronary artery disease on survival and quality of life is mainly due to cardiomyocyte death. Massive cardiomyocyte death occurs during acute myocardial infarction but emergency coronary recanalization is usually not able to prevent it. Laboratory research has demonstrated that a significant part of that cell death takes place during the first few minutes of reperfusion and that treatment aimed at disrupting the mechanisms responsible can reduce the size of the infarct. Those mechanisms include Ca2+ overload, mitochondrial permeabilization and cytoskeletal and membrane fragility (induced by the activation of proteases), all of which play critical roles. Moreover, cell death can propagate to adjacent cardiomyocytes via gap junctions. In addition, other myocardial and blood cells also contribute to both immediate and delayed cardiomyocyte death during reperfusion. Most forms of treatment developed to protect against reperfusion injury are still at the experimental stage, though some have been successfully tested in patients, such as atrial natriuretic peptide, inhibition of mitochondrial permeabilization and ischemic postconditioning. The possibility that myocardial salvage can be achieved by administering adjuvant treatment during coronary recanalization presents acute myocardial infarction patients with a new therapeutic option (AU)

The hidden side of the prokaryotic cell: rediscovering the microbial world

How many different forms of life exist and how they are evolutionarily related is one of the most challenging problems in biology. In 1962, Roger Y. Stanier and Cornelis B. van Niel proposed «the concept of a bacterium» and thus allowed (micro)biologists to divide living organisms into two primary groups: prokaryotes and eukaryotes. Initially, prokaryotes were believed to be devoid of any internal organization or other characteristics typical of eukaryotes, due to their minute size and deceptively simple appearance. However, the last few decades have demonstrated that the structure and function of the prokaryotic cell are much more intricate than initially thought. We will discuss here two characteristics of prokaryotic cells that were not known to Stanier and van Niel but which now allow us to understand the basis of many characteristics that are fully developed in eukaryotic cells: First, it has recently become clear that bacteria contain all of the cytoskeletal elements present in eukaryotic cells, demonstrating that the cytoskeleton was not a eukaryotic invention; on the contrary, it evolved early in evolution. Essential processes of the prokaryotic cell, such as the maintenance of cell shape, DNA segregation, and cell division, rely on the cytoskeleton. Second, the accumulation of intracellular storage polymers, such as polyhydroxyalkanoates (a property studied in detail by Stanier and colleagues), provides a clear evolutionary advantage to bacteria. These compounds act as a «time-binding» mechanism, one of several prokaryotic strategies to increases survival in the Earth's everchanging environments (AU)

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Avances en miocardiopatía dilatada idiopática: del genotipo al fenotipo clínico / Progress in idiopathic dilated cardiomyopathy: from genotype to clinical phenotype

La miocardiopatía dilatada idiopática es una enfermedad familiar en un 30-50% de los casos. Hasta el momento se han identificado mutaciones asociadas con esta enfermedad en más de 25 genes diferentes, relacionados con proteínas del citoesqueleto, el sarcómero, las uniones intercelulares, la membrana nuclear, los canales iónicos y las proteínas mitocondriales. Los estudios de correlación entre genotipo y fenotipo muestran que ciertas características clínicas, como la presencia de trastornos de la conducción, miopatía esquelética o hipertrabeculación, pueden orientar hacia la causa genética de la enfermedad. Por otra parte, mutaciones en los mismos genes pueden tener una expresión clínica muy variable y asociarse con diferentes fenotipos, como miocardiopatía hipertrófica, restrictiva, falta de compactación, displasia arritmogénica del ventrículo derecho o miopatía esquelética. Aunque los estudios genéticos no son una práctica habitual en la miocardiopatía dilatada, disponemos ya de conocimientos y tecnología suficiente para comenzar a utilizarlos. Para ello es esencial la colaboración entre investigación básica y clínica. Los médicos responsables del tratamiento de los pacientes con miocardiopatía dilatada deben aproximarse a la genética y participar en la investigación clínica con su propio conocimiento sobre la enfermedad. En esta revisión intentamos proporcionar a los clínicos los conceptos fundamentales para conocer la situación actual de la genética de la miocardiopatía dilatada y comprender su utilidad, sus ventajas y sus limitaciones. La utilidad práctica de la genética es ya una realidad en las miocardiopatías y debemos hacer un esfuerzo para que los pacientes se beneficien del avance en el conocimiento (AU)

In 30-50% of cases, idiopathic dilated cardiomyopathy is a familial disease. To date, mutations associated with the disease have been identified in more than 25 different genes, which are associated with proteins belonging to the cytoskeleton, sarcomeres, intercellular junctions, the nuclear membrane, and ion channels, and with mitochondrial proteins. Studies on correlations between genotype and phenotype have shown that certain clinical characteristics, such as the presence of conduction disturbances, skeletal myopathy, or hypertrabeculation, indicate that the disease may have a genetic origin. On the other hand, mutations in the same genes can have a very variable clinical expression and may be associated with different phenotypes, such as hypertrophic, restrictive, and noncompaction cardiomyopathy, arrhythmogenic right ventricular dysplasia, and skeletal myopathy. Although genetic investigations are not carried out routinely for dilated cardiomyopathy, both the knowledge and techniques needed to make use of them are already available. To do so requires a combination of preclinical and clinical research. The physicians responsible for treating patients with dilated cardiomyopathy should familiarize themselves with genetics and participate in clinical research by using their knowledge of the disease. The aim of this review was to provide clinicians with the fundamental concepts needed to gain an insight into current understanding of the genetics of dilated cardiomyopathy and to appreciate its usefulness, value and limitations. The practical application of genetics to cardiomyopathy is already a reality. We should make an effort to ensure that patients benefit from advances in understanding (AU)

Compartimentalización de la membrana celular durante la señalización por el tcr y la formación de la sinapsis inmunológica / Membrane compartmentalization during T cell receptor signalling and immunological synapse formation

La compartimentalización de la membrana celular resulta de interacciones entre proteínas y componentes del citoesqueleto, así como microdominios lipídicos enriquecidos para colesterol conocidos como balsas lipídicas. Estas balsas lipídicas contienen moléculas de señalización y esto les ha hecho candidatos para un papel fundamental en el inicio y el mantenimiento de la señalización celular. No obstante, distintas observaciones han servido para poner en cuestión este papel. Por este motivo, y utilizando el linfocito T como modelo experimental, presentamos aquí avances recientes en nuestro conocimiento de la compartimentalización de la membrana celular durante la transducción de señales. Los linfocitos T ofrecen ventajas únicas para el estudio de este problema dado el conocimiento de las cascadas de señalización utilizadas por el TCR, de la cinética de interacción de este receptor con su ligando, así como de la morfología asociada a la activación de los linfocitos T y que conlleva la formación de una sinapsis inmunológica. En este contexto, hemos examinado las interacciones entre receptores de membrana, microagregados proteicos, y el citoesqueleto que conjuntamente median la formación de signalosomas en microdominios permisivos para la señalización celular

The interaction between transmembrane proteins, lipids, and cytoskeletal components provides a framework for the compartmentalization of the cell surface. Intense research has focused on lipid rafts, the cholesterol-enriched membrane microdomains containing many signalling molecules. However, recent advances in cellular and molecular imaging have challenged prevailing models on the role of these membrane microdomains in signal transduction and their biological significance in cell physiology. Using the T lymphocyte as an example, we review here some of the current developments in our understanding of compartmentalization of signalling. T cells are useful to study this issue given the confluence of knowledge about the morphology associated with early signalling, about the kinetics of antigen receptor engagement, and about the resulting events leading to activation of these cells. Specifically, activation of the T cell upon T cell receptor (TCR) engagement with specific peptide: major histocompatibility complex (MHC) molecule complexes on the surface of antigen-presenting cells (APC) results in a coordinated redistribution of some cell surface proteins into a morphological structure known as the immunological synapse (IS) within a timeline encompassing antigen receptor signalling. In the context of these events, we examine the potential interactions between cell surface receptors, protein- protein microclusters, and cytoskeletal networks that support the formation of TCR-dependent signalling units or signalosomes in signalling permissive environments

Daño axonal difuso. Importancia de su diagnóstico en neuropatología forense / Diffuse axonal injury. Diagnostic importance in forensic neuropathology

El término "daño axonal difuso" (DAD) alude al cuadro clínico que presentan los comas traumáticos prolongados y al correspondiente sustrato patológico; pero también puede deberse a etiologías no traumáticas. Algunas alteraciones que pueden aportar información sobre la naturaleza de las lesiones son difíciles o imposibles de apreciar en un examen macroscópico. Independientemente de la causa lo importante es que el tiempo de sobrevivencia sea de más de 3 horas. La gravedad del cuadro clínico y el pronóstico dependen del número total y localización de axones dañados. DAD es un diagnóstico histopatológico; pero la evidencia histológica no es suficiente para hablar de la existencia de DAD. La primera alteración axonal apreciable es la presencia de "esferoides" o bolas de retracción axonal que se corresponden ultraestructuralmente con axones localmente dilatados con acúmulo de organelas y desestructuración del citoesqueleto. La intensidad de la afectación depende de la magnitud, del tiempo y del eje de aceleración en el caso de los traumatismos craneoencefálicos (TCE). El transporte axónico se efectua a través de los microtúbulos, de forma que o bien el trauma rompe la red de neurofilamentos y microtúbulos que configura el citoesqueleto, o provoca una alteración neuroquímica intraaxonal con las mismas consecuencias, o bien se altera el axolema conduciendo a una desregulación local iónica que cause igualmente el deterioro del transporte axonal. Según la intensidad de la agresión, las proteínas del citoesqueleto axónico pueden agregarse o compactarse acabando siempre en la desestructuración pero con una cadencia temporal diferente

The term diffuse axonal injury (DAI) refers to the clinical syndrome presented in the traumatic prolonged comas and the subsequent pathological substrate which can be also due to other non-traumatic aetiologies. Some alterations which can give information about the nature of injuries are difficult or even impossible to appreciate in the macroscopical examination. Independent of the cause, the important data is that the surviving period must be superior to 3 hours. The seriousness of the clinical syndrome and the prognostic depends on the total number and localization of injured axons. DAI is an histological diagnosis, however the histological evidence is not enough to talk about the existence of DAI. The first appreciable axonal alteration is the presence of spheroids or "axonal balls" which corresponds ultra structurally with locally dilated axons with accumulate of organelles and disarray of cytoskeleton. The intensity of the affectation depends on the magnitude, the time and the axis of acceleration in the case of cranial traumatisms. The axonal transportation it's made through microtubules in the sense that trauma breaks the web of neurofilaments and microtubules which configures the cytoskeleton, or it determines a neurochemical intra axonal alteration with the same consequences, or alter the axolema driving to a local ionic deregulation which also may deteriorate the axonal transportation. Based upon the intensity of the injury, proteins of the axonal cytoskeleton could aggregate or compact always ending in the disarray but with a different temporary cadence

Hijacking of eukaryotic functions by intracellular bacterial pathogens / Secuestro de funciones eucarióticas por patógenos intracelulares bacterianos

Intracellular bacterial pathogens have evolved as a group of microorganisms endowed with weapons to hijack many biological processes of eukaryotic cells. This review discusses how these pathogens perturb diverse host cell functions, such as cytoskeleton dynamics and organelle vesicular trafficking. Alteration of the cytoskeleton is discussed in the context of the bacterial entry process (invasion), which occurs either by activation of membrane-located host receptors («zipper» mechanism) or by injection of bacterial proteins into the host cell cytosol («trigger» mechanism). In addition, the two major types of intracellular lifestyles, cytosolic versus intravacuolar (phagosomal), which are the consequence of alterations in the phagosome-lysosome maturation route, are compared. Specific examples illustrating known mechanisms of mimicry or hijacking of the host target are provided. Finally, recent advances in phagosome proteomics and genome expression in intracellular bacteria are described. These new technologies are yielding valuable clues as to how these specialized bacterial pathogens manipulate the mammalian host cell (AU)

Los patógenos bacterianos intracelulares han evolucionado como un grupo de microorganismos altamente especializados en el secuestro de funciones propias de células eucariotas. Esta revisión discute cómo esos patógenos alteran diversas funciones de la célula hospedadora, tales como la dinámica del citoesqueleto y el tráfico vesicular entre orgánulos. Se describe la alteración del citoesqueleto durante el proceso de entrada (invasión) de la bacteria. Este proceso puede desencadenarse bien por la activación de receptores de la membrana de la célula hospedadora (mecanismo de tipo «cremallera») o por la inyección de proteínas bacterianas en el citosol de la célula hospedaora (mecanismo de tipo «activador»). Se comparan también los dos tipos principales de vida intracelular de estos patógenos: en el citosol o en el interior de vacuolas (vida fagosómica). Ambos son consecuencia de cambios de la ruta clásica de fusión fagosoma-lisosoma. Se aportan algunos ejemplos representativos en los que se conoce el mecanismo de mimetismo o de secuestro de funciones eucarióticas. Por último, se mencionan los avances más recientes en la proteómica del fagosoma y en la expresión de genomas en bacterias intracelulares. Estos nuevos enfoques aportan información valiosa sobre cómo estas bacterias patógenas especializadas manipulan la célula huésped de mamífero (AU)

Fisiopatología de la isquemia cerebral focal: aspectos básicos y proyección a la clínica / Pathophysiology of focal cerebral ischemia: fundamental aspects and its projection on clinical practice

Objetivo. Revisar los aspectos básicos de la fisiopatología de la isquemia cerebral focal como fundamento de la clínica y de estrategias neuroprotectoras. Desarrollo. La isquemia desencadena en el tejido nervioso varias respuestas que, dependiendo del grado de limitación energética, pueden ser adaptativas o llevar a la muerte celular por necrosis o por apoptosis. El establecimiento de estos procesos es complejo y los mecanismos se encuentran en vías de dilucidación; especial dificultad ofrece la simultaneidad de muchos de ellos y las implicaciones que puedan tener, no sólo en la muerte celular, sino en la adaptación de aquellas neuronas que sufrieron el estrés isquémico y que sobrevivieron. Se muestran las bases para la comprensión de los fenómenos fisiopatológicos en la isquemia: el estrés y la muerte neuronal, y la reacción de la macroglía y de la microglía. Se ilustra con imágenes originales procedentes de la investigación sobre la respuesta celular ante la isquemia en un ámbito preclínico, en un modelo experimental de isquemia cerebral focal en ratas, evaluado con técnicas como hematoxilinaeosina e inmunohistoquímica para varios marcadores celulares. Conclusiones. La muerte celular en la isquemia es un fenómeno complejo que puede darse en dos modalidades: muerte necrótica o muerte apoptótica. El conocimiento básico de la fisiopatología de la isquemia y de la respuesta de la microglía y la macroglía es el fundamento para plantear estrategias de tipo neuroprotector, las cuales no sólo deben ir dirigidas a evitar la muerte celular aguda, sino también modalidades de muerte celular más tardías, o a fortalecer el tejido superviviente (AU)

Aim. To review the basic aspects of focal cerebral ischemia as a fundamental element in clinical practice and of neuroprotective strategies. Development. Ischemia triggers several different responses in nerve tissue which, according to the degree of energetic limitation, can be adaptive or lead to cell death due to necrosis or apoptosis. Establishing these processes is a complex task and the mechanisms involved have still not been fully explained; this is made more difficult by the fact that many of them are simultaneous and also because of the implications they may have, not only in cell death but also in the adaptation of the neurons that suffered ischemic stress and survived. We outline the foundations for understanding the physiopathological phenomena at work in ischemia: neuronal stress and death, and the reaction of the macroglial and microglial cells. This is also illustrated by original images from research into cell response to ischemia at a pre-clinical level in an experimental model of focal cerebral ischemia in rats, evaluated using, for example, hematoxylin-eosin and immunohistochemical techniques for several cell markers. Conclusions. Cell death in ischemia is a complex phenomenon that can have two different outcomes: necrotic death or apoptotic death. Basic knowledge of the pathophysiology of ischemia and of the response of microglial and macroglial cells is the foundation for elaborating neuroprotective-type strategies, which must not only be oriented towards preventing acute cell death, but also later modes of cell death or strengthening the surviving tissue (AU)

La proteína del síndrome de Wiskott-Aldrich (WASp) y sus parientes: una familia polifacética / Wiskott-Aldrich syndrome protein (WASp) and relatives: a many-sided family

El síndrome de Wiskott-Aldrich (WAS) es una inmunodeficiencia primaria humana ligada al cromosoma X, caracterizada por inmunodeficiencia, microtrombocitopenia y eccema. El gen causante de WAS (WASP) codifica una proteína de 502 residuos llamada WASp. WASp da nombre a una familia de proteínas recientemente definida e involucrada en la transducción de señales desde la membrana celular al citoesqueleto de actina, así como en los procesos de desarrollo y activación celular. Además de su papel como organizador del citoesqueleto, WASp también es una proteína clave en la regulación de las señales procedentes de TCR/CD3 y que conducen a la activación transcripcional y proliferación de las células T. Además, WASp ha sido involucrada en la maduración de los timocitos. Así mismo, se ha mostrado que los miembros de la familia de WASp son importantes en el desarrollo de organismos multicelulares. Trabajos más recientes muestran que la familia WASp está involucrada también en diferentes enfermedades degenerativas. Esta revisión está centrada en la fisiología de la familia WASp, teniendo especial interés en la estructura de WASp, en la regulación intramolecular y en nuevos avances en terapia génica (AU)

Tratamiento del epiléptico en situaciones especiales / Treatment of the epileptic patient in special situations

Objetivo. Se sabe que las crisis epilépticas pueden presentarse no sólo en enfermedades neurológicas, sino también en diversas enfermedades médicas, y tienen importancia en el pronóstico y en el tratamiento de la enfermedad primaria. Pretendemos revisar una seria de grupos de pacientes con epilepsia en los que el tratamiento reviste una serie de peculiaridades. Desarrollo. Revisamos el tratamiento de la epilepsia en grupos de pacientes con las siguientes enfermedades: discapacidad mental, enfermedad cardiovascular, enfermedad respiratoria, insuficiencia hepática, porfirias hepáticas, trasplante hepático, insuficiencia renal, hemodiálisis, trasplante renal, enfermedades infecciosas, síndrome de inmunodeficiencia adquirida, enfermedades del tracto digestivo, enfermedades endocrinas, tratamiento antiepiléptico preventivo, enfermedades quirúrgicas. Conclusiones. El aumento de la esperanza media de vida, con el consiguiente incremento de enfermedades médicas y de procedimientos quirúrgicos y tratamientos farmacológicos, hace que nos enfrentemos con frecuencia a la posibilidad de crisis epilépticas en estos grupos de pacientes. Por lo general, muchas de las crisis epilépticas que se presentan en estos pacientes son del tipo agudo sintomático; no requieren tratamiento antiepiléptico a largo plazo y tienen un buen pronóstico cuando se corrige o se trata la situación o enfermedad que las desencadena. A la hora de elegir un posible fármaco antiepiléptico en estos pacientes, se deben valorar, fundamentalmente, todos los tratamientos farmacológicos de estas enfermedades médicas, debido a las posibles interacciones, que pueden alterar de forma recíproca la efectividad de ambos tipos de fármacos y, de igual forma, su farmacocinética, farmacodinámica y vías de elección preferentes (AU)

Aims. It is known that epileptic seizures can present not only in neurological diseases but also in a number of different medical diseases, and are important in the prognosis and treatment of the primary disease. The purpose of this study is to review a series of patients with epilepsy whose therapy involves a series of peculiarities. Development. We reviewed the treatment of epilepsy in groups of patients with the following characteristics: mental disability, cardiovascular disease, respiratory disease, liver failure, hepatic porphyrias, liver transplant, kidney failure, haemodialysis, kidney transplant, infectious diseases, acquired immunodeficiency syndrome, diseases of the digestive tract, endocrine diseases, preventive antiepileptic therapy, and surgical diseases. Conclusions. The increase in life expectancy, together with the ensuing growth in the number of medical diseases, surgical procedures and pharmacological treatments, means that we often have to deal with epileptic seizures in these groups of patients. Many of the epileptic seizures presented in these patients are generally of the acute symptomatic type; they therefore require no long-term antiepileptic treatment and have a good prognosis, once the situation or disease that triggers them is righted or treated. When it comes to choosing a possible antiepileptic drug for these patients, basically all the pharmacological treatments for these medical diseases must be considered. This is because of the possible interactions that may reciprocally alter the effectiveness of the two types of drugs and, similarly, their pharmacokinetics, pharmacodynamic behaviour and preferred choice of pathways (AU)