dianas 5(1) > Orea-Martínez etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160354

Papel de la metilación del DNA en el desarrollo de resistencia del cáncer de próstata a los tratamientos hormonales.

María Jesús Orea Martínez^a, Ana González Corpas, Begoña Colas Escudero, Santiago Ropero Salinas

Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.

a. oreamariajesus@gmail.com

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: cáncer de próstata; receptor de andrógenos; modificaciones epigenéticas; metilación del DNA; bloqueo hormonal

Resumen

El cáncer de próstata es la segunda causa de muerte entre los hombres en los países desarrollados. La mayoría de los tumores de próstata son dependientes de andrógenos en el momento del diagnóstico, de ahí que uno de los tratamientos clásicos sea el bloqueo hormonal mediante la ablación androgénica con agonistas de la hormona luteinizante (LHRH). Aunque prolonga la supervivencia, la respuesta a estos tratamientos es limitada y de forma casi invariable los pacientes desarrollan resistencia al bloqueo hormonal continuado [1,2]. Los cambios en las modificaciones epigenéticas juegan un papel decisivo en el desarrollo y progresión del cáncer así como en el desarrollo de la resistencia de los tumores a los tratamientos convencionales [3]. En este trabajo nos propusimos analizar el papel de la metilación del DNA en el desarrollo de resistencia de los tumores de próstata al bloqueo hormonal. Para ello hemos comparado el perfil de metilación de las células LNCaP, que expresan el receptor de andrógenos (RA) y responden a los tratamientos hormonales, y las LNCaP abl, que no responden al tratamiento hormonal pero siguen expresando el RA [4], mediante un array que permite determinar el estado de metilación de más de 450.000 CpGs distribuidas a lo largo de todo el genoma. De estos ensayos hemos seleccionado un grupo de genes siguiendo dos criterios: que presente diferencias de metilación y su funcionalidad celular. Atendiendo al primer criterio se han seleccionado dos grupos de genes, el primero que incluye los genes que se encuentran hipermetilados en las células LNCaP abl con respecto a las LNCaP (CLDN3, CEBPD, BSCL2 y MARCKS) y un segundo grupo donde los genes seleccionados (MPP1 y ESR1) se encuentran hipometilados en la línea LNCaP abl. En cuanto a su funcionalidad, estos genes intervienen en procesos tan importantes como son las uniones estrechas entre células (CLDN3) [5]; en la diferenciación celular (BSCL2) [6]; en la respuesta inmune e inflamatoria (CEBPD) [7]; en la regulación del citoesqueleto de actina (MARCKS) [8], en la proliferación celular (MPP1) [9] y en el desarrollo sexual (ESR1) [10]. En primer lugar se validaron los datos obtenidos en el array, mediante PCR específica de metilación (MSP), y secuenciación del DNA tratado con bisulfito de la región promotora de los genes seleccionados. Dado que la metilación del DNA en la región promotora de los genes es una marca epigenética que se relaciona con la pérdida de expresión [11], se determinaron los niveles de mRNA de los genes seleccionados mediante qRT-PCR y observamos que la expresión de los genes CLDN3, CEBPD, MARKS, BSCL2 disminuye en las células LNCaP abl en las que están metilados, mientras que la expresión de los genes hipometilados (MPP1 y ESR1) en esta línea aumentó con respecto a las células LNCaP. Por último, para confirmar que los cambios en la expresión observados en los genes seleccionados se deben a los cambios en la metilación del promotor, tratamos las líneas celulares de cáncer de próstata LNCaP abl y LNCaP con el agente desmetilante 5-aza-2-deoxicitidina. Este tratamiento produjo un aumento de la expresión de los genes CLDN3, CEBPD y MARKS en las células LNCaP abl y no la modificó en las células LNCaP. Lo contrario ocurrió con los genes que pierden metilación, el tratamiento solo aumentó su expresión en las células LNCaP. En conclusión, en este trabajo hemos identificado un grupo de genes cuya expresión está regulada por cambios en el estado de metilación de su región promotora en líneas celulares de cáncer de próstata que no responden a andrógenos y que, dada su función, podrían tener un papel relevante en el desarrollo de resistencia de los tumores de próstata a los tratamientos hormonales.

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dianas 5(1) > Zarka-Trigo y Roldan

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160353

Señalización celular post-eyaculación de los espermatozoides de mamíferos.

Daniel Zarka Trigo, Eduardo Roldan

Museo Nacional de Ciencias Naturales, CSIC. Calle de José Gutiérrez Abascal, 2, 28006 Madrid.

a. dr.zarkajr@gmail.com

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: capacitación; fertilización; espermatozoides; señalización celular REDOX; ROS; espermatología

Resumen

Los espermatozoides son un tipo celular muy excepcional en el campo de la señalización celular, debido a que son células germinales y poseen el núcleo haploide, muy compactado y aparentemente inactivo. A diferencia de en otras especies animales, las hembras de mamíferos no disponen de una espermateca que mantenga a los espermatozoides con vida hasta el momento de la fertilización. Por ello, y para evitar la muerte celular prematura, los espermatozoides de mamíferos se almacenan en el epidídimo sin estar completamente maduros. Por lo tanto estos espermatozoides requieren de una fase de maduración post-eyaculado para desarrollar su potencial fertilizador [1, 2]. A este proceso se le denomina capacitación, e incluye una serie de cambios metabólicos, fisiológicos y funcionales fuertemente regulados por diversas vías de señalización [1, 3-5]. Entre los cambios fisiológicos más notables se encuentran la reorganización de la membrana plasmática, que otorga al espermatozoide la capacidad de reconocer al ovocito y fusionarse con él [5, 6], cambios en el patrón de natación (hiperactivación) del espermatozoide [7, 8] y la preparación del espermatozoide para la reacción acrosómica, previa a la fusión del mismo con el óvulo [9, 10]. El estudio de la señalización celular de la capacitación está en auge, y varios grupos de investigación están demostrando las complejas vías de señalización de este importante proceso. Se ha determinado que la capacitación requiere inicialmente la pérdida de diversas moléculas de la superficie espermática, como son el colesterol, determinadas proteínas y de otras moléculas (Zn, Sg), permitiendo con ello la reorganización de la membrana plasmática y la aparición de proteínas transmembrana que intervienen en la señalización celular [6, 11, 12]. En segundo lugar se da la aparición de AMPc por medio de la activación de la adenilato ciclasa y por ello, la activación de proteínas kinasas (PKA y PKC) [1, 12-16]. La activación de proteínas kinasas es responsable de la posterior activación de diversas cascadas de señalización como las MAP-Kinasas, AKAPs, Pi3K/Akt, ERK, Ras/Raf, etc [17, 18]. Las publicaciones más recientes sugieren la participación de las especies reactivas derivadas del oxígeno (ROS) y derivadas del nitrógeno (NOS), como segundos mensajeros de la señalización celular de la capacitación [3, 17-20]. También se indica que el parecido de la vía de señalización de la capacitación con las vías de la señalización propias de la apoptosis de células somáticas, define una estrategia en la que la programación celular típica de los espermatozoides fuera principalmente su muerte, salvo que el encuentro con ciertas señales del aparato reproductor femenino conduzca a la adquisición de su potencial fertilizador y la fecundación del óvulo [21].

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dianas 5(1) > Sosa-Callejas etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160352

Papel de la hiperfosfatemia en la sarcopenia: Homeostasis proteica y senescencia.

Patricia Sosa Callejas, Nuria Troyano, Inés Mora, Diana Medrano, Patricia Plaza, Mercedes Griera, Marco Hatem, Gemma Olmos, Susana López, María Piedad Ruiz-Torres

1. Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud. Universidad de Alcalá and Unidad de investigación.  2. RedinRen, Instituto de Salud Carlos III. Madrid. Spain.  3. Fundación para la Investigación Biomédica, Hospital Príncipe de Asturias. Alcalá de Henares.

a. patricia.sosacalle@gmail.com

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: Sarcopenia; senescencia; hiperfosfatemia; mioblasto; enfermedad renal crónica

Resumen

INTRODUCCIÓN. Se ha descrito un aumento en la concentración sérica de fosfato en la enfermedad renal crónica y en el envejecimiento. Una patología asociada en ambos casos es la sarcopenia, caracterizada por la pérdida de masa y fuerza muscular, que puede ser debida, en parte, a la pérdida de la capacidad regenerativa en el músculo. El objetivo del trabajo fue estudiar si la hiperfosfatemia induce la pérdida de la capacidad regenerativa muscular debido al aumento de la senescencia de los mioblastos y los mecanismos implicados en este fenómeno. MATERIALES Y MÉTODOS. Se utilizaron mioblastos C2C12 de ratón en cultivo. Las células fueron tratadas con 10 mM de β-glicerofosfato (BGP) durante 24, 48 o 72 horas como donador de fósforo extracelular. Se analizó la expresión de genes de senescencia como p16, p21 y p53 mediante western blot. El porcentaje de células senescentes identificado por la actividad de β-galactosidasa asociada a la senescencia, fue analizado por microscopia confocal utilizando el substrato, 5-dodecanoylaminofluoresceina di-beta-D-galactopyranosido. Para demostrar una relación directa entre hiperfosfatemia y senescencia se utilizó ácido fosfonofórmico, inhibidor del transportador Na-Pi. Se estudió el efecto del BGP sobre los distintos sistemas de degradación proteica, midiendo la actividad del proteosoma, mediante el uso de un sustrato fluorogénico específico, y la autofagia, analizando los niveles de expresión de p62 y LC3I respecto a LC3II, mediante western blot. La actividad total de calpainas, mediante el uso de un sustrato fluorogénico específico y la expresión de calpainas 1, 2 y 3 analizada por western blot. Para establecer si el efecto sobre los sistemas de degradación proteica fue responsable de la senescencia inducida por BGP se midió está en presencia de 1uM calpeptina, inhibidor de calpainas, y 50nM de rapamicina, activador de la autofagia. RESULTADOS. BGP incrementó la expresión de p53, así como el porcentaje de células senescentes. El uso del ácido fosfonofórmico suprimió este incremento durante el tratamiento con BGP, lo que indica que la senescencia fue dependiente del aumento de BGP. Se observó que el BGP induce una disminución de la actividad del proteosoma y un aumento de p62 y LC3I/LC3II, lo que se corresponde con una disminución de la autofagia. Respecto a la actividad total y la expresión de calpainas 1, 2 y 3 el BGP induce un incremento en ambos valores. La adición de calpeptina inhibió el aumento en p53, lo que indica que la vía de las calpainas está relacionada con el efecto senescente del BGP. Cuando se procedió a la activación de la autofagia con rapamicina se comprobó que no se producían los aumentos de genes senescentes con BGP, indicando que la autofagia jugó un papel central en la inducción de la senescencia. CONCLUSIÓN. El aumento en la concentración de fósforo extracelular induce senescencia en los mioblastos de musculo esquelético, estas células muestran un incremento en la actividad de calpaina y una disminución de la actividad proteolítica del proteosoma y la autofagia. Esta alteración en la homeostasis de proteínas está implicada en la inducción de senescencia en los mioblastos y este podría ser un mecanismo involucrado en la progresión de la sarcopenia ligada a envejecimiento o enfermedad renal crónica.

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dianas 5(1) > de-la-Usada-Molinero etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160351

NONADICTINA, un tratamiento teórico para la adicción.

Eduardo de la Usada Molinero, Fernando Fernández García, Laura Martín Díaz, Javier Merino Valverde, Lorena Torres Valle

Departamento de Biología de Sistemas, Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

a. edu231288@gmail.com

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: ΔFosB; adicción; cocaína; siRNA; liposomas

Resumen

España lidera el ranking mundial en consumo de cocaína según el Observatorio Europeo de las Drogas y las Toxicomanías. El consumo crónico de esta sustancia conlleva unos efectos que derivan en una adicción que impide al enfermo llevar una vida normal, pues se imponen unas pautas comportamentales a través de la vía de recompensa cerebral que le dirigen a la búsqueda compulsiva de la droga. Por esta razón es más importante encontrar un tratamiento que ayude al paciente a superar esta situación que uno que palíe los síntomas del síndrome de abstinencia. La cocaína bloquea la recaptación de dopamina a nivel de la sinapsis entre la neurona presináptica dopaminérgica del área tegmental ventral y la neurona postsináptica del núcleo accumbens, aumentando la estimulación por dopamina en éste último, el cual está relacionado con fenómenos de recompensa. La dopamina se une a sus receptores de tipo D1, produciendo la activación o la represión transcripcional de distintos genes, donde juega un papel primordial el factor transcripcional ΔFosB, y la activación de la vía de las MAPK [1]. A largo plazo, la acumulación patológica de ΔFosB conduce a una expansión de dendritas neuronales y a una disminución en la expresión de dinorfina, opioide endógeno implicado en la regulación negativa de la estimulación dopaminérgica. Distintos autores relacionan estos hechos con un aumento de los mecanismos de recompensa que conducen finalmente a la adicción [2]. En este trabajo proponemos un hipotético tratamiento para la adicción a la cocaína basado en el conocimiento de las vías de señalización que desencadenan su consumo crónico. De las posibles dianas terapéuticas implicadas en la adicción, consideramos potencialmente útiles: los receptores de tipo D1, para los cuales se haría un análogo de la droga; y ΔFosB, variante de splicing de FosB que se acumula debido a su elevada estabilidad. Decidimos actuar sobre ΔFosB porque su acumulación parece ser la responsable directa de la adicción. FosB solo se diferencia de ΔFosB en que éste carece de los 101 aminoácidos del extremo C-terminal [3]; por lo que en vez de orientar nuestra terapia contra la proteína, lo cual sería poco específico, la dirigimos contra el RNA mensajero que codifica para ΔFosB. Diseñamos un siRNA específico de ΔFosB aprovechando las características diferenciales de su secuencia. Para ejercer su efecto sería necesario que atravesara la barrera hematoencefálica, para lo cual proponemos el empleo de liposomas catiónicos pues ya han demostrado su eficacia previamente [4]. Para probar la eficacia del tratamiento planteamos estudios in vitro e in vivo. Cabría esperar una disminución de ΔFosB a niveles basales con el tiempo, ya que el siRNA inhibe la síntesis de nuevo ΔFosB pero no actúa sobre el ya formado. El tratamiento daría lugar a una neuroadaptación que ayudaría a acelerar la recuperación en la rehabilitación y sería eficaz frente a recaídas. Dado que ΔFosB solo se encuentra alterado en patologías, su inhibición no debería tener efectos adversos, aunque no debemos descartar posibles efectos inespecíficos debidos al propio siRNA o a la formulación. Sería interesante administrar una terapia combinada a los pacientes, suplementando el tratamiento de siRNA con otros fármacos como agonistas los receptores de tipo D1 de dopamina y/o antidepresivos [5]. Por último, cabe destacar que el tratamiento propuesto podría ser eficaz para otras adicciones, pues todas convergen en la vía de recompensa y tienen en común la acumulación de ΔFosB.

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3. Ruffle JK. 2014. Molecular neurobiology of addiction: what’s all the (D)FosB about? Am J Drug Alcohol Abuse. 40(6):428-437


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dianas 5(1) > Pérez-Hernández etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160343

Implicación de MMP-9 en los cambios de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica y la formación de edema inducidos por MDMA en la rata.

Mercedes Pérez-Hernández, Ana Rubio-Araiz, María Dolores Gutiérrez-López, Esther O’Shea Gaya, M Colado Megía

1. Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid, Madrid (España).  2. Trinity College Institute of Neuroscience, Dublin (Irlanda).

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: MDMA; barrera hematoencefálica; MMP-9; edema; SB-3CT; receptores P2X7

Resumen

La droga de abuso 3,4-metilenodioximentanfetamina (MDMA) es un psicoestimulante de uso social cuyo consumo va dirigido a la obtención de una sensación de euforia y apertura emocional. La administración periférica de MDMA en ratas produce, entre otras manifestaciones, una respuesta neuroinflamatoria caracterizada por la activación microglial. La integridad de la barrera hematoencefálica (BHE) es imprescindible para la homeostasia del sistema nervioso central (SNC) y puede ser alterada por los procesos inflamatorios. Las citoquinas proinflamatorias y las especies reactivas de oxígeno son capaces de activar metaloproteinasas (MMPs) implicadas en la degradación de componentes proteicos de la BHE. El incremento de la permeabilidad de la BHE producido de este modo puede desencadenar la entrada de agua desde la sangre y su acumulación en el tejido formando edema. El presente estudio revela la alteración de la BHE y la consecuente generación de edema en el hipocampo de la rata, tras la administración periférica de una única dosis de MDMA. Concretamente, produce una disminución en la expresión de la proteína de las uniones estrechas, claudina-5 y de la laminina de la matriz extracelular, además de la sobreactivación de MMP-9. El pretratamiento con SB-3CT, un inhibidor de la actividad MMP-9, previene tanto la disminución de claudina-5 como la generación de edema y la sobreexpresión de canales de agua AQP4 encargados de su resolución. Esto confirma la implicación directa de MMP-9 en la alteración de la BHE inducida por MDMA. La activación microglial mediada por receptores P2X7 es la responsable del incremento en la actividad de MMP-9, como indica su ausencia tras el pretratamiento con Brilliant Blue G, un antagonista de dichos receptores. Estos resultados, además de contribuir al esclarecimiento del mecanismo de acción de la MDMA, son relevantes debido al hecho de que la alteración de la BHE supone un factor de vulnerabilidad para el SNC.

dianas 5(1) > Abuin etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160342

A single neurotoxic dose of MDMA increases kynurenine pathway metabolism in plasma and hippocampus of rat.

Cristina Abuin, Rebeca Vidal, María Dolores Gutiérrez, Esther O’Shea, María Isabel Colado

Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, Spain.

a. camartinez@ucm.es

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Keywords: MDMA; kynurenine pathway; rat hippocampus; serotonin; HPLC

Abstract

Introduction: The kynurenine pathway is the main route of tryptophan metabolism and under physiological conditions, it is responsible for over 95% of tryptophan degradation in mammals. Tryptophan is converted into the first stable molecule of the pathway, kynurenine, through the action of the enzymes tryptophan 2,3-dioxygenase and indoleamine 2,3-dioxygenase. The pathway is divided into two branches, one of which forms kynurenic acid by means of kynurenine aminotransferases, and the other of which, by the action of kynurenine mono-oxygenase, gives rise to 3-hydroxykynurenine, a precursor of the neurotoxin quinolinic acid. Kynurenine, kynurenic acid and quinolinic acid have been implicated in various neurological and neurodegenerative disorders [1]. 3,4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA, ‘ecstasy’) is an amphetamine derivative that produces serotonergic neurotoxicity [2] and neuroinflammation manifested as increased production of interleukin-1β and microglial activation [3]. Objective: The aim of this study was to evaluate possible changes in the levels of major kynurenine pathway metabolites following MDMA administration. Materials and methods: Male Dark Agouti rats received a single neurotoxic dose of MDMA (12.5 mg/kg, i.p.) and were sacrificed 1 h, 3 h, 6 h, 24 h or 7 days later. Plasma and hippocampal concentrations of serotonin, tryptophan, kynurenine and kynurenic acid were measured by high pressure liquid chromatography. The ratios of serotonin/tryptophan and kynurenine/tryptophan were also calculated as an index of the activity of the enzymes involved in the metabolism of tryptophan. Results: MDMA increases hippocampal concentrations of tryptophan 1 h and 3 h after administration, returning to control concentrations at 6 h. No differences in plasma concentrations of tryptophan occur at any of the times measured compared with the control group. Kynurenine concentrations are also raised in hippocampus 1 h, 3 h and 6 h after MDMA as are the plasma concentrations 3 h and 6 h after drug administration. Furthermore, in hippocampus the kynurenine/tryptophan ratio is increased only 6 h after MDMA whereas in plasma, an increase is observed after 1 h, 3 h and 6 h. MDMA raises kynurenic acid concentrations at 6 h in hippocampus and at 3 h in plasma. Serotonin concentrations decrease in hippocampus at all the time-points evaluated, and in plasma at 3 h and 6 h. The serotonin/tryptophan ratio also decreases in hippocampus at all the times measured but only at 3 h and 6 h in plasma. Conclusions: Administration of a neurotoxic dose of MDMA in Dark Agouti rats leads to an imbalance of the kynurenine pathway, resulting in an increase in the kynurenine/tryptophan ratio in plasma and hippocampus reflecting an increase in IDO activity.

1. Chen Y, and Guillemin GJ (2009). Kynurenine pathway metabolites in humans: disease and healthy states. International Journal of Tryptophan Research 2: 1-19.


2. O'Hearn E, Battaglia G, De Souza EB, Kuhar MJ, and Molliver ME (1988). Methylenedioxyamphetamine (MDA) and methylenedioxymethamphetamine (MDMA) cause selective ablation of serotonergic axon terminals in forebrain: immunocytochemical evidence for neurotoxicity.The Journal of Neuroscience 8: 2788-03.


3. Torres E, Gutierrez-López MD, Borcel E, Peraile I, Mayado A, O’Shea E and Colado MI (2010). Evidence that MDMA (‘ecstasy’) increases cannabinoid CB2 receptor expression in microglial cells: role in the neuroinflammatory response in rat brain. Journal of Neurochemistry. 113: 67-78.

dianas 5(1) > Valenzuela-Tallón etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160341

Efectos de la activación de mTor o PGC1α mediante electroestimulación en variables estructurales y funcionales del músculo esquelético.

Pedro L Valenzuela Tallón, Andresa E de Melo, Joan Ramón Torrella, Pedro de la Villa

Unidad de Fisiología. Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá. Departamento de Fisiología e Inmunología. Facultad de Biología, Universidad de Barcelona.

a. pedro.valenzuela92@gmail.com

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: masa muscular; electroestimulación; fuerza; hipertrofia

Resumen

Mantener unos niveles adecuados de masa muscular es esencial para la salud debido a sus variadas funciones, las cuales incluyen locomoción y metabolismo. En el proceso de contracción el músculo esquelético actúa como un órgano endocrino liberando al torrente sanguíneo una serie de moléculas denominadas mioquinas. Entre otros efectos, las mioquinas reducen el crecimiento tumoral y protegen de patologías crónicas como las cardiovasculares y las metabólicas [1]. Además, los niveles de masa muscular condicionan el gasto metabólico basal, así como el metabolismo de carbohidratos y la sensibilidad a la insulina, ejerciendo así una gran influencia en la prevención de la obesidad o la diabetes [2]. Por lo tanto, son necesarias herramientas que mejoren las condiciones del sistema músculo-esquelético o enlentezcan el proceso de atrofia. Distintos tipos de ejercicio físico provocan la activación de diferentes vías de señalización. Así, se ha demostrado que mientras que el ejercicio de resistencia aeróbica produce una activación de PGC1α a través de la activación de AMPK o CaMK -aumentando la biogénesis mitocondrial y la capilarización- el estrés mecánico y metabólico producido con el entrenamiento de fuerza produce una activación de la vía Akt/mTor que estimula la síntesis proteica pudiendo producir hipertrofia muscular [3]. La electroestimulación muscular (EMS) está siendo recientemente muy estudiada por su posible papel “simulador” de ejercicio, habiéndose observado que la EMS de baja frecuencia produce una activación de vías similares a las activadas con el ejercicio de resistencia aeróbica (PGC1α) mientras que la EMS de alta frecuencia produce una activación de señales hipertróficas (mTor/p60s6k) [4,5]. Para comprobar los efectos de la aplicación de EMS de alta frecuencia en el músculo esquelético hemos evaluado las propiedades estructurales y contráctiles del músculo Tibialis Anterior (TA) en 10 ratones C57BL/6J sometidos a 8 sesiones de EMS. Nuestros resultados muestran que la EMS de alta frecuencia produce un aumento significativo de la masa muscular (12,9%) y del área de sección transversal de las fibras musculares (15,6%). Además, aumenta también la máxima fuerza tetánica (17%) y el ratio de desarrollo de fuerza (21,6%). Estos resultados podrían ser la consecuencia de un aumento de la síntesis proteica por la activación de la vía de señalización Akt/mTor/p60s6k, lo cual provocaría hipertrofia y una mejora de las propiedades contráctiles de las fibras musculares. Por ello, concluimos que la electroestimulación muscular debe ser tenida en cuenta como herramienta para mejorar las condiciones musculares en cualquier población, pero en especial en aquellas personas en riesgo de atrofia y con dificultad para realizar ejercicio intenso como en situaciones de inmovilización o durante el envejecimiento.

1. Pedersen, BK (2011) Exercise-induced myokines and their role in chronic diseases. Brain, Behaviour and Immunity 25(5):811-816.


2. Fiuza-Luces C, Garatachea N, Berger N a, Lucia A (2013) Exercise is the real polypill. Physiology 28(5):330–358


3. Egan B, Zierath JR (2013) Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metabolism 17(2):162–184.


4. Atherton PJ, Babraj J, Smith K, et al. 2005. Selective activation of AMPK-PGC-1α or PKB-TSC2- mTOR signaling can explain specific adaptive responses to endurance or resistance training-like electrical muscle stimulation. The FASEB Journal. 19(7):786–788.


5. Tsutaki A, Ogasawara R, Kobayashi K, et al (2013) Effect of Intermittent Low-Frequency Electrical Stimulation on the Rat Gastrocnemius Muscle. Biomed Research International. 2013 (1):1–9.

dianas 5(1) > Suárez-Cabrera etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160334

ERas (ES-cell expressed Ras) induces EMT and stem cell features in normal and tumorigenic human breast cells.

Cristián Suárez Cabrera, Bárbara de la Peña, Laura López-González, Josefa P. Alameda, M Llanos Casanova, María Angustias Page, Ángel Ramírez, Manuel Navarro

1. Molecular Oncology Unit, CIEMAT, Madrid, Spain. Avenida Complutense 40, 28040.  2. Oncogenomic Unit, Institute of Biomedical Investigation, Hospital 12 de Octubre, Madrid, Spain.

a. cristian.suarez@ciemat.es

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: ERas; breast; cancer; EMT; stem-cell

Resumen

Breast cancer is the most common cancer in women worldwide and it is the most frequent cause of cancer death in women [1]. This pathology is mainly classified based on hormone receptors and HER2 expression. Moreover, many genes (such as BRCA1, BRCA2 or TP53) are known drivers in mammary gland tumors. Despite these facts, the mechanisms of malignant progression and metastasis are not fully understood [2]. An important mechanism by which epithelial cells lose their cell polarity and cell-cell adhesion, and gain migratory and invasive properties is the epithelial-mesenchymal transition (EMT) process [3]. Ras family proteins are frequently mutated in human cancer but, interestingly, these mutations are rare in breast cancer [4]. Recently it has been reported that others member of this superfamily (such as R-Ras2) could be implicated in breast cancer. ERAS is a member of the small GTPase RAS protein family and it is constitutively active without mutation. However, this gene is expressed only in embryonic cells, but not in somatic cells [6]. Previously, ERAS has been shown to be involved in gastric cancer, neuroblastoma and melanoma [7-9]. We hypothesize that ERAS could be reactivated in breast cancer and promote malignant transformation and metastasis of breast cells. In order to understand the role of ERAS in mammary cells, we forced its expression in normal human mammary gland cells (MCF10A) and in a tumorigenic breast cell line (MDA-MB-231). We observed that MCF10A-ERAS presented morphological changes, being more fusiform, and loss of cell-substrate adhesion. ERAS was localized mainly in plasmatic membrane, although it is also found in cytoplasm and in other organelles. ERAs-expressing cells had higher proliferation rate and motility than control MCF10A cells and, furthermore, induced EMT resulting in increased levels of transcription factors involved in this process, loss of E-Cadherin and gain of N-Cadherin. Besides, the miRNA-200 family members (especially cluster II) and miRNA-205, which are relevant in EMT process, were downregulated. Moreover, cells expressing this gene lost EpCam expression, acquiring a mesenchymal phenotype, and underwent a large increase in CD44^high/CD24^low/- population. In mammary gland, this subpopulation corresponds to stem cells, supporting that ERAS awards stem-like features. On the other hand, expression of ERAS gene in tumorigenic MDA-MB-231 cells gene generated larger, faster growth and more undifferentiated tumors than control cells. Taken together, these evidences support that ERAS may promote malignant progress in breast cells by activation of EMT and acquiring stem cells properties.

1. Ferlay J SI, et al. GLOBOCAN 2012 v1.0, Cancer Incidence and Mortality Worldwide: IARC CancerBase No. 11 [Internet]. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer; 2013.


2. Prat A, Perou CM. 2011. Deconstructing the molecular portraits of breast cancer. Mol Oncology. 5:5-23.


3. Thiery JP, et al. 2009. Epithelial-Mesenchymal Transitions in Development and Disease. Cell 139 (5): 871–890.


4. Giltnane JM, Balko JM. 2014. Rationale for targeting the Ras/MAPK pathway in triple-negative breast cancer. Discovery medicine. 17:275-83.


5. Larive RM, et al. 2014. Contribution of the R-Ras2 GTP-binding protein to primary breast tumorigenesis and late-stage metastatic disease. Nat Commun 5:3881.


6. K. Takahashi, et al. 2003. Role of ERas in promoting tumour-like properties in mouse embryonic stem cells. Nature 423:6939.


7. Kaizaki R, et al. 2009. Expression of ERas oncogene in gastric carcinoma. Anticancer Res 29(6):2189-93.


8. Perna D, et al. 2015. BRAF inhibitor resistance mediated by the AKT pathway in an oncogenic BRAF mouse melanoma model. Proc Natl Acad Sci U S A 112(6):E536-45.


9. Aoyama M, et al. 2010. Resistance to chemotherapeutic agents and promotion of transforming activity mediated by embryonic stem cell-expressed Ras (ERas) signal in neuroblastoma cells. Int J Oncol 37(4):1011-6.

dianas 5(1) > Sánchez-Milla etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160322

Efectos de la internalización de la carga positiva de dendrímeros carbosilano catiónicos, en su capacidad como transportadores de ácidos nucleicos y antibacterianos.

María Sánchez-Milla, Elena Fuentes Paniagua, Javier Sánchez-Nieves, Marek Maly, José Luis Copa Patiño, Juan Soliveri de Carranza, Javier de la Mata

1. Departamento de Química Orgánica y Química Inorgánica, Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, Madrid.  2. Centro de bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid.  3. Faculty of Science, J. E. Purkinje University, CzechRepublic.  4. Departamento de Biomedicina y Biotecnología, Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, Madrid.

a. m.sanchezmilla@edu.uah.es

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Palabras clave: Dendrímeros catiónicos; interiorizar carga; nanoconjugados; VIH; antibacterianos

Resumen

Los dendrímeros son macromoléculas con un tamaño y masa molecular perfectamente definidos y que permiten concentrar un gran número de grupos funcionales en su superficie, lo que les dota de unas propiedades particulares y específicas, que permite su aplicación en diferentes campos, entre ellos y de una forma muy destacada en biomedicina. Dentro de estas aplicaciones, los dendrímeros catiónicos han sido utilizados, por ejemplo en el transporte de ácidos nucleicos para procesos de terapia génica [1] o como agentes antibacterianos [2]. En el primer caso, los dendrímeros forman nanoconjugados con pequeños ARN de interferencia (siARN) protegiéndolos de las enzimas de degradación y ayudando a este material génico a entrar al interior celular. Mientras que en el segundo caso, la carga positiva de estas macromoléculas provoca la desestabilización de las membranas bacterianas, causando la muerte de estas bacterias y por tanto ejerciendo un efecto bactericida [3]. En este trabajo se describe la síntesis de dendrímeros catiónicos, donde la carga positiva ha sido desplazada hacia el interior del esqueleto dendrítico y la superficie se ha funcionalizado con grupos hidróxido para estudiar cómo afecta a la capacidad de transporte de ácidos nucleicos, la capacidad antibacteriana y a la toxicidad de estos sistemas. Para los estudios del transporte de ácidos nucleicos fue elegido el siARN-Nef, el cual es un ARN de interferencia que evitaría de replicación del virus de inmunodeficienca humana(VIH), causante del SIDA [4]. Se eligió este ARN ya que el SIDA es una enfermedad con 35,3 millones de personasinfectadas en todo el mundo, produciéndose en el año 2012 2,3 millones de nuevas infecciones, y 1,6 millones de muertes por causas asociadas a este síndrome. Además los tratamientos actuales no son capaces de eliminar por completo los reservorios virales en el organismo y existe un número elevado de efectos secundarios. Los estudios muestran que el desplazamiento de la carga positiva hacia en interior del esqueleto dendrítico en los nuevos dendrímeros sintetizados les lleva a formar nanoconjugados más lábiles, facilitandosu posterior liberación a lo largo del tiempo, lo que podría permitirque el siARN pudiera realizar la función para la que ha sido diseñado de una manera más eficiente. Los resultados experimentales obtenidos han sido avalados también por un estudio de simulación computacional. Por otro lado, las infecciones bacterianas son una de las principales causas de muerte en la actualidad, fundamentalmente debido a las resistencias que están generando las bacterias a los antibióticos tradicionales, lo que hace necesario el desarrollo de nuevas moléculas con actividad antibacteriana y que no generen resistencias. En este sentido, los dendrímeroscarbosilano catiónicos han mostrado eficacia como agentes antibacterianos de amplio espectro, capaces de eliminar tanto bacterias Gram + como Gram -. Siguiendo está línea de investigación se han probado los nuevos dendrímeros catiónicos sintetizados en este trabajo como agentes antibacterianos, tratando de establecer también el efecto que sobre esta actividad ejerce la interiorización de la carga positiva de estos derivados.

1. de las Cuevas, N., et al. 2012.In vitro studies of water-stable cationic carbosilanedendrimers as delivery vehicles for gene therapy against HIV and hepatocarcinoma. Med. Chem., 19(29): 5052-61.


2. Chanawanno, K., et al. 2010. Synthesis, structure and in vitro antibacterial activities of new hybrid disinfectants quaternary ammonium compounds: pyridinium and quinoliniumstilbenebenzenesulfonates. Eur. J. Med. Chem., 45(9): 4199-208


3. Wang, B., et al. 2010. Inhibition of bacterialgrowthand intramnioticinfectionin a guinea pig model of chorioamnionitis using PANMAN dendrimers. Int. J. Pharm., 395: 298-308.


4. Das A.T., et al. 2004. Human immunodeficiency virus type 1 escapes from RNA interference-mediated inhibition. J Virol. 78(5):2601-5.

dianas 5(1) > García-Pastor etal

dianas | Vol 5 Num 1 | marzo 2016 | e20160323

Producción de micropartículas por células tubulares proximales en ambiente diabético.

Coral García-Pastor, AB Fernández-Martínez, V Moreno-Manzano, FJ Lucio-Cazaña

1. Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871, Madrid.  2. Departamento de Biología, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, España.  3. Laboratorio de regeneración neuronal, Centro de investigación Príncipe Felipe, Valencia, España.

a. coral.garcia@edu.uah.es

I Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2016
Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá (UAH). Alcalá de Henares, Madrid (Spain)

Resumen

La nefropatía diabética (ND) constituye la causa más frecuente de insuficiencia renal crónica terminal siendo fundamental conocer todos los mecanismos implicados en la evolución de la enfermedad. Las células proximales tubulares renales (CPT) contribuyen al desarrollo de fibrosis renal y su exposición crónica a alta glucosa genera muchos de los cambios tubulointersticiales típicos de la ND bien instaurada. De hecho, la degeneración tubular y la fibrosis intersticial son las lesiones que correlacionan mejor con la albuminuria y la progresión de la ND. Las micropartículas (MP) son pequeñas vesículas de diferente origen y tamaño que se presentan como nuevos mecanismos intercelulares de comunicación. Estudios in vivo, han comprobado la existencia de un aumento en la producción de MP en pacientes diabéticos y su relación con complicaciones vasculares (causantes del 50% de las muertes en pacientes diabéticos) por tanto, conocer el mecanismo celular por el que estas MP actúan ayudará a establecer nuevas dianas terapéuticas para prevenir las complicaciones asociadas al desarrollo de la ND. Nuestro trabajo pretende averiguar si las CPT producen MP de forma basal y si al ser sometidas a alta glucosa e hipoxia (situaciones potencialmente susceptibles de producirse en un riñón diabético) se produce una modificación en el número o cantidad de proteína que contienen las MP. Métodos: I) Cultivo de células HK2 en condiciones de hipoxia (1% O2) y/o hiperglucemia (25mM). II) Aislamiento por centrifugaciones sucesivas de MP. III) Caracterización de las MP por distintas técnicas (microscopía electrónica, BCA, nanosight y citometría de flujo). Resultados: Las células HK2 generan MP en situaciones basales, y su producción aumenta significativamente tras someterlas a hipoxia . Sin embargo, la cantidad de proteínas que contienen las MP, solo se ve alterada si, además, las células están sometidas a un incremento de los niveles de glucosa en el medio, situación similar a la que ocurre en un riñón diabético. Discusión: Tanto la hipoxia como la exposición a alta glucosa son dos factores claramente relaciones con la aparición de fibrosis en varias líneas celulares renales. Nuestro trabajo pretendía descubrir si la inducción de este fenotipo fibrótico en CPT, previamente descrito, se debe a un mecanismo mediado por MP. El primer paso para ello era confirmar la existencia de diferencias en la producción de MP (ya fuese en número de MP o en contenido de proteína) en situaciones de hipoxia y alta glucosa como se ha confirmado en el presente trabajo. Basándonos en estos datos, experimentos futuros, intentarán confirmar la aparición de un fenotipo fibrótico en diferentes células tubulares tras añadir MP obtenidas en situaciones de hipoxia y alta glucosa.