Implicación de la matriz extracelular de biofilms de Bacillus subtilis en la interacción beneficiosa con la planta

Los biofilms bacterianos están constituidos por comunidades de células unidas entre sí por una matriz extracelular polimérica. Los componentes de la matriz extracelular pueden variar dependiendo de la cepa bacteriana, pero en general se puede decir que está constituida por proteínas, exopolisacáridos y/o ácidos nucleicos. La matriz extracelular es un tejido multifuncional que contribuye a: la arquitectura final del biofilm, la regulación del flujo de nutrientes y gases dentro del biofilm, la interacción con las superficies, y la protección de las células frente a agentes tóxicos externos. Aunque son numerosos los estudios que se han centrado en el papel de la matriz en la virulencia de bacterias patógenas de humanos, este tejido polimérico puede ser igualmente importante en la interacción beneficiosa de un agente de biocontrol con la planta. Tanto para el desarrollo de la actividad de biocontrol como para la promoción del crecimiento radicular es necesaria la colonización y persistencia del microorganismo sobre la superficie de la planta, y la pregunta es hasta qué punto es importante la formación de biofilms. En este estudio trabajamos con cepas de Bacillus como agentes de control biológico (BCA) frente a enfermedades de cucurbitáceas y a su vez promotoras del crecimiento radicular (PGPR por sus siglas en inglés plant growth promoting rhizobacteria). Valiéndonos de una batería de mutantes en distintos elementos estructurales y funcionales de la matriz extracelular, estudiamos los patrones de colonización y persistencia de estas cepas en filosfera y rizosfera y evaluamos su efecto sobre la actividad PGPR. Las diferencias observadas entre algunos mutantes de matriz en cuanto a la dinámica de población y la distribución espacial en los dos nichos de estudio, así como en su actividad PGPR, apuntan a su relevancia en la ecología y funcionalidad de estos agentes de biocontrol.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

La matriz extracelular: morfología, función y biotensegridad (parte I)

La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensional que engloba todos los órganos, tejidos y células del organismo. Constituye un filtro biofísico de protección, nutrición e inervación celular y el terreno para la respuesta inmune, angiogénesis, fibrosis y regeneración tisular. Y representa el medio de transmisión de fuerzas mecánicas a la membrana basal, que a través de las integrinas soporta el sistema de tensegridad y activa los mecanismos epigenéticos celulares. La alteración de la MEC supone la pérdida de su función de filtro eficaz, nutrición, eliminación, denervación celular, pérdida de la capacidad de regeneración y cicatrización y alteración de la transmisión mecánica o mecanotransducción. También la pérdida del sustrato para una correcta respuesta inmune ante agentes infecciosos, tumorales y tóxicos. Los tumores son tejidos funcionales conectados y dependientes del microambiente. El microambiente tumoral, constituido por la MEC, células del estroma y la propia respuesta inmune, son determinantes de la morfología y clasificación tumoral, agresividad clínica, pronóstico y respuesta al tratamiento del tumor. Tanto en condiciones fisiológicas como patológicas, la comunicación recíproca entre células del estroma y el parénquima dirige la expresión génica. La capacidad oncogénica del estroma procede tanto de los fibroblastos asociados al tumor como de la celularidad de la respuesta inmune y la alteración de la tensegridad por la MEC. La transición epitelio-mesenquimal es el cambio que transforma una célula normal o «benigna» en «maligna». El citoesqueleto pseudomesenquimal otorga las propiedades de migración, invasión y diseminación. Y viceversa, el fenotipo maligno es reversible a través de la corrección de las claves que facilita el microambiente tumoral.Extracellular matrix (ECM) is a three-dimensional network that envelopes all the organs, tissues and cells of the body. A biophysical filter that provides protection, nutrition and cell innervation, it is the site for immune response, angiogenesis, fibrosis and tissue regeneration. It is also the transport medium for mechanical forces to the basal membrane through integrins that support the tensegrity system, activating cellular epigenetic mechanisms. The disruption of the ECM leads to a functional loss of nutrition, elimination, cell innervation, regenerative capacity and wound healing as well as alterations in mechanical transduction. This loss also disrupts the immune response to pathogens, tumour cells and toxins. Tumours are functionally connected tissues which depend on the microenvironment. This tumour microenvironment, made up of ECM, stromal cells and the immune response, determines the morphology and tumour histopathological classification, clinical behaviour, prognosis and immune response to the tumour. Both in physiological and pathological conditions, reciprocity in the communication between stromal and parenchymal cells determine gene expression. The oncogenic capacity of the stroma depends on tumour associated fibroblasts, immune system cellularity and disruption of tensegrity by ECM. Epithelial-mesenchymal transition is the change that transforms a normal or benign cell into a malignant cell. The «pseudo-mensenchymal» cytoskeleton is responsible for migration, invasion and dissemination, and vice-versa, the malignant phenotype is reversible through the correction of the microenvironmental factors that favour tumour growth.Noguera Salva, Rosa, [email protected]

Impressão 4D de matriz extracelular

Introdução: A indisponibilidade de órgãos e tecidos para transplante com o objetivo de atender a demanda existente é um dos grandes desafios na área médica. Uma solução viável para essa problemática é a impressão tridimensional (3D) de órgãos e tecidos. O presente estudo apresenta resultados preliminares dos primeiros modelos da matriz extracelular (MEC) 4D utilizando um biomaterial. Métodos: Estudo experimental, multicêntrico, realizado no laboratório de Simulação e Fabricação Digital (SIMUFAB) do Instituto Federal de Pernambuco (IFPE). Uma solução de alginato de sódio a 2% foi utilizada para a fabricação da MEC em uma impressora 3D Zmorph do tipo FDM. Resultados: A figura geométrica da MEC foi um quadrado com 1cm2 de área desenvolvida pelo software Voxelizer, projetado inicialmente no CAD (computer aided design). A seguir, o biomaterial em forma de gel foi impresso com uma velocidade de extrusão de 1mm/s e uma velocidade de impressão de 3mm/s.  Obtivemos êxito na impressão com o biopolímero selecionado para a fabricação da MEC. Verificou-se um depósito uniforme do material durante a impressão, permitindo obter a forma geométrica projetada no CAD. Discussão: O presente artigo mostra resultados preliminares do processo de impressão de uma MEC 4D. O êxito da impressão da MEC qualifica alginato como um dos principais biopolímeros a ser utilizado nas futuras fases desse estudo. Conclusão: A variação da área da ponteira e a velocidade de extrusão têm grande influência na análise dos parâmetros finais para utilizar a impressora 3D

Estudo retrospectivo-sistemático da matriz extracelular de tumores mamários caninos

The aim of the present study was to perform a retrospective review, from 1932 to 1999, in order to establish the number of cases of mammary tumors in dogs in the records at the Pathology Department of Faculdade de Medicina Veterinária - USP, as well as the presence of desmoplasia and cartilaginous and bone metaplasia in 578 of these tumors. Among the 537 malignant tumors, 13.05% were simple tubular adenocarcinomas, 3.91% were complex tubular adenocarcinomas, 7.26% simple papillary adenocarcinomas, 4.28% complex papillary adenocarcinomas , 23.27% simple papillary cystadenocarcinomas ,8.37% complex papillary cystadenocarcinomas,16.38% simple solid adenocarcinomas ,6.70% complex solid adenocarcinomas, 2.04% simple spindle cell carcinomas, 1.11% simple spindle cell carcinomas ,2.79% mucinous carcinomas ,8.19% anaplastic carcinomas ,0.93% squamous carcinomas, 1.30% fibrosarcomas,.0.18% chondrosarcoma, 0.18% osteosarcoma and among the 41 benign tumors ,51.21% were adenoma, 12.19% papillary cystadenoma,7.31% papilloma, 4.87% cystic fibroadenoma and 24.39% were fibroadenoma. Both desmoplasia and metaplasia were frequent findings in benign and malignant neoplasms, but they were more frequent among complex tubular adenocarcinomas: 38% presented desmoplasia, 57% cartilaginous metaplasia and 28% bone metaplasia. Among the benign neoplasms, adenoma presented the more frequency: 14 % presented desmoplasia, 29% cartilaginous metaplasia and 24% bone metaplasia. Results of this study emphasize the complexity of the inter-relationship between the macromolecules in the extracellular matrix and tumoral cells.A finalidade do presente trabalho foi efetuar um estudo retrospectivo, de 1932 à 1999 , afim de se estabelecer a casuística desses tumores nos arquivos do Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina Veterinária - USP , bem como a freqüência de desmoplasia, metaplasia cartilaginosa e óssea em 578 desses tumores. Entre os 537 tumores malignos, 13.05% foram adenocarcinomas tubulares simples, 3.91% foram adenocarcinomas tubulares compostos, 7.26% adenocarcinomas papilíferos simples, 4.28% adenocarcinomas papilíferos compostos, 23.27% cistoadenocarcinomas papilíferos simples, 8.37% cistoadenocarcinomas papilíferos compostos, 16.38% adenocarcinomas sólidos simples, 6.70% adenocarcinomas sólidos compostos, 2.04% carcinomas de células espinhosas simples, 1.11% carcinomas de células espinhosas compostos, 2.79% carcinomas mucinosos ,8.19% carcinomas anaplásicos ,0.93% carcinomas escamosos, 1.30% fibrossarcomas,.0.18% condrossarcoma, 0.18% osteossarcoma e entre os 41 tumores benignos ,51.21% foram adenomas, 12.19% cistadenomas pailíferos,7.31% papilomas, 4.87% fibroadenomas e 24.39% foram fibroadenomas. Tanto a desmoplasia como a metaplasia foi um achado freqüente nas neoplasias benignas e malignas, mas foram mais freqüentes entre os adenocarcinomas tubulares compostos: 38% apresentaram desmoplasia, 57% metaplasia cartilaginosa e 28% metaplasia óssea. Entre as neoplasias benignas, adenoma apresentou a maior frequência: 14 % com desmoplasia, 29% com metaplasia cartilaginosa e 24% com metaplasia óssea. Os resultados deste estudo enfatizam a complexidade da inter-relação entre as macromoléculas da matriz extracelular e as células tumorais

Metaloproteinasas y Osteoartritis

Las metaloproteinasas (MMPs) son una familia de enzimas proteolíticas  capaces de procesar o degradar proteínas de la matriz extracelular. Las MMPs tienen un prodominio, prodominio catalítico, una región bisagra y un dominio tipo hemopexina (excepto en las matrilisinas). Pueden ser activadas in vivo por otras MMPs,  proteinasas tisulares o proteinasas plasmáticas. La regulación de estas enzimas puede ocurrir a nivel de su síntesis, secreción, activación del zimógeno. Los inhibidores tisulares de metaloproteinasas (TIMPs) son inhibidores específicos de las MMPs que participan en el control local de su actividad. En el cartílago  normal existe bajo recambio de las moléculas de la matriz extracelular. Existe un delicado balance entre la síntesis y degradación de los componentes del cartílago articular. Este balance se  pierde en enfermedades degenerativas como la osteoartritis en dónde participan algunas MMPs tales como las gelatinasas, estromelisinas y colagenasas. Estos procesos podrían ser blancos farmacológicos en el tratamiento de esta enfermedad

Metaloproteinasas, matriz extracelular y cáncer

The extracellular matrix metalloproteinases (MMP) are involved in physiological and pathological processes, through the cleavage of extracellular matrix (ECM) and non-matrix substrates. MMP are a family of zinc-dependent neutral endopeptidases capable of degrading essentially all matrix components. Endogenous tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP), one kind of MMP inhibitors, reduce the excessive proteolytic ECM degradation. Degradation of ECM is crucial for malignant tumor growth, invasion, metastasis and angiogenesis. A variety of reports describe the correlated changes in MMP and TIMP during the formation of cancer, and also that MMP and TIMP may act as regulators of signaling pathways through the cleavage of non-matrix substrates, including cytokines, chemokines, and growth factors. As certain MMP limit tumor growth, identification of proper MMP in combination with conventional chemotherapy is expected to provide a feasible approach for cancer therapy.Las metaloproteinasas de la matriz extracelular (MMP) están implicadas en procesos fisiológicos y patológicos e intervienen en la rotura de la matriz extracelular (ECM). Las MMP constituyen una familia de endopeptidasas neutras dependientes de zinc, capaces de degradar los componentes esenciales de la matriz. Los inhibidores tisulares endógenos de las MMP, (TIMP), una clase de inhibidores de las MMP, reducen la degradación proteolítica excesiva de la ECM. La degradación de la ECM es crucial para el crecimiento tumoral maligno, invasión, metástasis y angiogénesis. Se han descrito cambios en las MMP y sus inhibidores durante la carcinogénesis y también que unas y otros regulan las vías señalizadoras mediante la rotura de sustratos otros que los de la matriz, tales como citoquinas, quimioquinas y factores de crecimiento. Como ciertas MMP limitan el crecimiento tumoral, su identificación e intervención terapéutica en combinación con la quimioterapia convencional ha de proporcionar un medio para la terapia del cáncer

Del revés: metaloproteinasa de la matriz extracelular 2 y su función en el nucleolo

Las metaloproteinasas de la matriz extracelular (MMPs) son proteínas que tradicionalmente han sido ubicadas en el exterior celular y su función ha sido relacionada con la remodelación de la matriz extracelular en procesos tan diversos como el desarrollo embrionario, durante la reparación de daños tisulares y en patologías tumorales, en concreto en distintos tipos de cáncer sólido. Aunque diversas MMPs han sido halladas en el interior celular inclusive en compartimentos subcelulares específicos donde desempeñan funciones concretas. La metaloproteinasa de la matriz extracelular 2 (MMP-2) ha sido localizada en el interior de diversos tipos celulares como cardiomiocitos de rata y ratón, linfocitos y en distintos tipos de células tumorales. Además de la localización citoplasmática de MMP-2, esta también ha sido encontrada en mitocondrias, en membranas asociadas a la mitocondria, así como en el núcleo celular. Aunque la actividad de MMP-2 mitocondrial ha sido estudiada en cardiomiocitos bajo condiciones de isquemia y reperfusión, y su activación está directamente relacionada con el incremento del estrés oxidativo, sin embargo, el conocimiento acerca de MMP-2 nuclear es escaso. El interés por averiguar el papel de MMP-2 en el núcleo celular ha representado un reto por la complejidad que conlleva la biología del núcleo y por la inesperada localización de esta proteína. Nuestro interés por dilucidar el papel de MMP-2 en el núcleo celular, nos ha llevado a identificar que MMP-2 se encuentra enriquecida en cierta sublocalización nuclear como son los nucleolos, donde MMP-2 está relacionada con la transcripción del DNA ribosomal.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Implicación de la matriz extracelular de Bacillus subtilis en la interacción beneficiosa con la planta

Bacillus subtilis es una bacteria Gram-positiva comúnmente presente en los suelos. Algunos aislados de esta especie son capaces de promover el crecimiento en plantas (actividad PGPR, del inglés plant growth promoting rhizobacteria) y de contribuir al control de diferentes enfermedades microbianas mediante la producción de una amplia batería de metabolitos secundarios con actividad antimicrobiana y la inducción de los mecanismos de defensa de la planta. Todo ello ocurre en el contexto de una eficiente colonización y persistencia sobre la raíz, la cual se cree estar asociada a la formación de biofilms: comunidades bacterianas donde las células están englobadas en una matriz extracelular de producción propia y compuesta principalmente por proteínas y exopolisacáridos. Estudios previos han demostrado que la surfactina, uno de los metabolitos secundarios producidos por esta bacteria, está involucrada en la cascada de señalización que dispara la formación del biofilm así como en la comunicación con la planta. Esta observación conduce a plantear la hipótesis de que alguno de los metabolitos secundarios u otros componentes estructurales de la matriz extracelular pueden ser mediadores de la comunicación bacteria-semilla y tener relevancia en la actividad PGPR. En este trabajo se evalúa el papel que los distintos componentes estructurales y metabolitos secundarios presentes en la matriz extracelular de B. subtilis puedan tener en la promoción de la germinación de semillas. Valiéndonos de una batería de mutantes en dichos elementos, realizamos ensayos de bacterización de semillas para estudiar posteriormente los patrones de colonización y persistencia bacteriana en la rizosfera y el efecto sobre la actividad PGPR. Los resultados obtenidos hasta la fecha sugieren que la molécula fengicina y la proteína TasA pueden ser claves en esta función de B. subtilis

Discondroplasia da Tíbia em Aves: Avaliação de um Modelo de Patologia Experimental

A discondroplasia do tibiotarso consiste numa anomalia, que é caracterizada pelo aparecimento de uma massa cartilagínea avascular opaca, não calcificada, que se estende até à metáfise. Esta patologia pode ocorrer espontaneamente, ou ser induzida por vários factores, designadamente nutricionais, micotoxinas e alguns ditiocarbamatos. ligados à acumulação de matriz extracelular, característica desta doença

Impacto de la matriz extracelular de Bacillus subtilis en la respuesta fisiológica de cucurbitáceas

Las plantas viven en asociación con microorganismos, y han desarrollado estrategias para discriminar entre beneficiosos y patogénicos. Bacillus subtilis, agente de biocontrol en cucurbitáceas frente a patógenos como el oídio, es capaz de colonizar distintas superficies de las plantas, como las raíces o las hojas, mediante el establecimiento de comunidades bacterianas denominadas biopelículas o biofilms. Para establecerse en la parte aérea de las plantas, B. subtilis debe enfrentarse a condiciones ambientales adversas, como son los cambios de temperatura, el viento, la radiación solar y la reducida disponibilidad de nutrientes impuesta por la cutícula vegetal, lo que limita su colonización y crecimiento en dicha superficie. Por otro lado, Bacillus es capaz de influenciar el estado fisiológico de las plantas, promover su crecimiento o inducir una resistencia sistémica frente a patógenos. Para formar biofilms, Bacillus secreta una serie de compuestos, entre los que destaca la surfactina, que promueve el ensamblaje de una matriz extracelular en la que se embeben las células, cuyos componentes mayoritarios son proteínas (por ejemplo, las proteínas TasA y TapA, que forman fibras amiloides) y exopolisacáridos. Nuestro principal objetivo es determinar cómo el establecimiento de las comunidades de Bacillus afecta al estado fisiológico de las plantas, principalmente melón y pepino, y qué papel juegan los componentes de la matriz extracelular en la interacción con las plantas, así como los mecanismos por los cuales las plantas modulan la formación de dichas comunidades en la superficie de las hojas. El análisis de la respuesta de Arabidopsis y melón a distintos componentes de la matriz extracelular de B. subtilis sugiere que tanto la surfactina como los elementos mayoritarios de la matriz (las proteínas TasA y TapA, exopolisacáridos) activan mecanismos de señalización en ambas especies, que pueden promover el crecimiento de la planta o anticipar la defensa frente a patógenos.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tec