Video didàctic i article d'anàlisi de resultats per a una pràctica de laboratori : estudi dels receptors colinèrgics muscarínics mitjançant tècniques de fixació de radiolligands (binding)

El concepte d'equilibri químic és difícil de transmetre correctament als estudiants tant de cursos bàsics com avançats, una situació que queda ben reflectida en la frase d'en FM Harold: "El problema de les coses senzilles és que s'han d'entendre molt bé". Per això, fa quatre anys vam començar fent la pràctica experimental que es descriu en aquesta comunicació, per la qual aquest any hem filmat un vídeo introductori i tot just hem enviat un manuscrit a la revista "Biochemistry and Molecular Biology Education". L'experiment consisteix en generar una corva de saturació de la unió (binding) a membranes cerebrals de rata del radiolligand muscarínic d'alta afinitat [3H]quinuclidinyl benzilate. La sessió pràctica s'ha dissenyat per començar amb una projecció del vídeo en el laboratori de pràctiques, on s'explica el procés d'obtenció de les membranes cerebrals, així com els fonaments del protocol experimental que els estudiant faran tot seguit. Les dades experimentals, un cop obtingudes pels estudiants, s'analitzen en una segona sessió de pràctiques a l'aula d'ordinadors, per tal d'obtenir el valor de la constant d'equilibri de disociació. Aquesta proposta per estudiants de Bioquímica Farmacològica, optativa de la Llicenciatura de Bioquímica (codi 20175), que combina la projecció d'un vídeo, un experiment al laboratori i una sessió d'anàlisi de dades amb ordinador, és efectiva per a) Revisar els conceptes d'equilibri i de constants de disociació; b) Visualitzar la metodologia experimental molt senzilla del binding de radiolligands, molt utilitzada en el món del desenvolupament de nous fàrmacs, i c) Atraure l'atenció dels alumnes cap a la necessitat d'un anàlisi de dades molt acurat que, si no es fa correctament, pot amb facilitat induïr a la presa de conclusions incorrectes

Reciclatge lipídic per sobreviure

Des de l'Institut de Neurociències, de la Universitat Autònoma de Barcelona, investiguen quins són els mecanismes que utilitzen les cèl·lules eucariotes per acumular triglicèrids (greix). Concretament, estudien la formació de Lipid Droplets (LD) (gotes de greix), tenint en compte que la seva aparició manté una relació molt estreta amb la formació d'algunes patologies greus com l'aterosclerosi i que, sorprenentment, la seva biogènesi es produeix sota situacions d'estrès cel·lular tot i la inexistència de lípids a captar en el medi. Així doncs, i mitjançant cultius cel·lulars, descobreixen el gran paper que juga, en tot aquest procés, l'enzim Fosfolipasa A2, del grup VIA (iPLA2-VIA): sintetitza triglicèrids de LD, i els redirecciona cap a una funció protectora. És a dir, les LDs ajuden a les cèlul·les a sobreviure sota condicions adverses, com l'estrès.Desde el Instituto de Neurociencias de la Universitat Autònoma de Barcelona investigan cuáles son los mecanismos que utilizan las células eucariotas para acumular triglicéridos (grasa). Concretamente, estudian la formación de Lipid droplets (LD) (gotas de grasa), teniendo en cuenta que su aparición mantiene una relación muy estrecha con la formación de algunas graves patologías como la arterosclerosis, y que, sorprendentemente, su biogénesis se da bajo situaciones de estrés celular sin necesidad de que haya lípidos a captar en el medio. Así pues, y mediante cultivos celulares, descubren el gran papel que juega en todo este proceso la enzima fosfolipasa A2 del grupo VIA (iPLA2-VIA): sintetiza triglicéridos de LD, y los redirecciona hacia una función protectora, pues se ha comprobado que las LD ayudan a las células a sobrevivir bajo condiciones adversas, como el estrés

Experiència recent en l'adaptació de la Bioquímica general de medicina a l'Espai Europeu d'Educació Superior

La Bioquímica és una materia anual del 1er any de Medicina, on els curs 2006-2007 hem tingut 431 alumnes matriculats. Els professors del 2n quatrimestre de la matèria, dedicat a l'estudi del metabolisme, hem endegat un pla per potenciar l'aprenentatge basat en l'estudiant, una de les accions proposades a la declaració de Glasgow de la EUA. El pla ha consistit en reduïr a la meitat el nombre de classes magistrals i crear sessions d'autoaprenentatge tutoritzat (SA T). Les classes magistrals s'han impartit en grans grups (100-120 alumnes) 2 cops per setmana en sessions d'una hora conduïdes per un únic professor per a tots els alumnes. Els SAT, en canvi, s'han impartit en grups petits (20 alumnes) un cop per setmana en sessions de 2 hores. Cada professor ha estat a càrrec dels mateixos 2 grups tot el quatrimestre. El format SAT parteix d'una proposta que el professor encarregat de la conferència del tema específic deixa al Campus Virtual, consistent en un seguit de qüestions de caire variat (teòric, pràctic, clínic), i relacionada tant amb aspectes tractats a la conferència com d'autoaprenentatge. Amb aquest material, els alumnes posen en comú les idees que han trovat sobre cada qüestió. La dinàmica participativa es veu afavorida pel tamany reduït de cada grup i la complicitat que s'estableix amb el professor. Atenent als resultats d'una enquesta anònima, la valoració de les SAT ha estat força positiva: de 216 alumnes que van respondre, entre el 49 i el 62%, depenent de la qüestió plantejada, han valorat molt positivament aquesta activitat, entre el 30 i el 40% l'ha valorat com neutra, i només entre el 7 i el 20% ha expressat una valoració negativa.Biochemistry is a 1st year, 2-semester compulsory subject in the UAB Medical School syllabus, where 431 students were enrolled during the course 2006-2007. The lecturers in charge of the 2nd semester, which deals with the study of metabolism, have started a new teaching plan paying more attention to active student learning, one of the items stressed in the Glasgow declaration of the EUA. The plan consisted of reducing the number of formal lectures by half, and the creation of tutorized self learning sessions (SAT). Lectures were taught to big groups (100-120 students), by different lecturers, and were scheduled twice a week in 1-hour sessions. In contrast, SAT were conducted with reduced, 20-student groups, once a week in 2-hour sessions, and each lecturer tutorized the same 2 groups during the whole semester. Students, who had to download the SAT material from the Campus Virtual site one week in advance, faced different theoretical, practical, or clinical proposals. During the SAT, they shared their previous knowledge on the subject, their bibliographic research, even their doubts and fears in a more friendly atmosphere. After the results obtained in an anonymous survey that was answered by 216 students, SAT have been very positively perceived by 49-62% of them, and only 7-20% report a negative opinion

Activació de les fosfolipases C i D per neurotransmissors

Els fosfolípids de les membranes cel·lulars compleixen un paper fonamental en el manteniment de 1'estructura i la compartició cel·lular, gràcies a la seva naturalesa molecular amfipàtica, i cada cop més són observats des de la perspectiva de la transducció de senyals com a precursors de missatgers intracel·lulars. Diverses fosfolipases, sensibles a l'activació per neurotransmissors i altres estímuls extracel·lulars, catalitzen la seva hidròlisi trencant enllaços ester o fosfoester, i l'acció, com a segons missatgers, dels productes que en poden derivar permet dibuixar una xarxa d'esdeveniments que se succeeixen i s'entrellacen configurant una part important del complex comandament del metabolisme i de les funcions cel·lulars. En aquest capítol tractarem alguns aspectes relacionats amb la intervenció de les fosfolipases C de fosfoinosítids (PLC) i de les fosfolipases D (PLD) en sistemes de transducció

GSEA of mouse and human mitochondriomes reveals fatty acid oxidation in astrocytes

The prevalent view in neuroenergetics is that glucose is the main brain fuel, with neurons being mostly oxidative and astrocytes glycolytic. Evidence supporting that astrocyte mitochondria are functional has been overlooked. Here we sought to determine what is unique about astrocyte mitochondria by performing unbiased statistical comparisons of the mitochondriome in astrocytes and neurons. Using MitoCarta, a compendium of mitochondrial proteins, together with transcriptomes of mouse neurons and astrocytes, we generated cell-specific databases of nuclear genes encoding for mitochondrion proteins, ranked according to relative expression. Standard and in-house Gene Set Enrichment Analyses (GSEA) of five mouse transcriptomes revealed that genes encoding for enzymes involved in fatty acid oxidation (FAO) and amino acid catabolism are consistently more expressed in astrocytes than in neurons. FAO and oxidative-metabolism-related genes are also up-regulated in human cortical astrocytesversus the whole cortex, and in adult astrocytes versus fetal astrocytes. We thus present the first evidence of FAO in human astrocytes. Further, as shown in vitro, FAO coexists with glycolysis in astrocytes and is inhibited by glutamate. Altogether, these analyses provide arguments against the glucose-centered view of energy metabolism in astrocytes and reveal mitochondria as specialized organelles in these cells

Rational Design of Photochromic Analogues of Tricyclic Drugs

Tricyclic chemical structures are the core of many important drugs targeting all neurotransmitter pathways. These medicines enable effective therapies to treat from peptic ulcer disease to psychiatric disorders. However, when administered systemically, they cause serious adverse effects that limit their use. To obtain localized and on-demand pharmacological action using light, we have designed photoisomerizable ligands based on azobenzene that mimic the tricyclic chemical structure and display reversibly controlled activity. Pseudo-analogues of the tricyclic antagonist pirenzepine demonstrate that this is an effective strategy in muscarinic acetylcholine receptors, showing stronger inhibition upon illumination both in vitro and in cardiac atria ex vivo. Despite the applied chemical modifications to make pirenzepine derivatives sensitive to light stimuli, the most potent candidate of the set, cryptozepine-2, maintained a moderate but promising M1 vs M2 subtype selectivity. These photoswitchable “crypto-azologs” of tricyclic drugs might open a general way to spatiotemporally target their therapeutic action while reducing their systemic toxicity and adverse effects

Lipid droplet biogenesis induced by stress involves triacylglycerol synthesis that depends on group VIA phospholipase A2

This work investigates the metabolic origin of triacylglycerol (TAG) formed during lipid droplet (LD) biogenesis induced by stress. Cytotoxic inhibitors of fatty acid synthase induced TAG synthesis and LD biogenesis in CHO-K1 cells, in the absence of external sources of fatty acids. TAG synthesis was required for LD biogenesis and was sensitive to inhibition and down-regulation of the expression of group VIA phospholipase A2 (iPLA2-VIA). Induction of stress with acidic pH, C2-ceramide, tunicamycin, or deprivation of glucose also stimulated TAG synthesis and LD formation in a manner dependent on iPLA2-VIA. Overexpression of the enzyme enhanced TAG synthesis from endogenous fatty acids and LD occurrence. During stress, LD biogenesis but not TAG synthesis required phosphorylation and activation of group IVA PLA2 (cPLA2α). The results demonstrate that iPLA2-VIA provides fatty acids for TAG synthesis while cPLA2α allows LD biogenesis. LD biogenesis during stress may be a survival strategy, recycling structural phospholipids into energy-generating substrates

Cytokine secretion requires phosphatidylcholine synthesis

Altres ajuts: Cancer Center (CORE) Support grant CA 21765, i l'American Lebanese Syrian Associated CharitiesCholine cytidylyltransferase (CCT) is the rate-limiting enzyme in the phosphatidylcholine biosynthetic pathway. Here, we demonstrate that CCTα-mediated phosphatidylcholine synthesis is required to maintain normal Golgi structure and function as well as cytokine secretion from the Golgi complex. CCTα is localized to the trans-Golgi region and its expression is increased in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated wild-type macrophages. Although LPS triggers transient reorganization of Golgi morphology in wild-type macrophages, similar structural alterations persist in CCTα-deficient cells. Pro-tumor necrosis factor α and interleukin-6 remain lodged in the secretory compartment of CCTα-deficient macrophages after LPS stimulation. However, the lysosomal-mediated secretion pathways for interleukin-1β secretion and constitutive apolipoprotein E secretion are unaltered. Exogenous lysophosphatidylcholine restores LPS-stimulated secretion from CCTα-deficient cells, and elevated diacylglycerol levels alone do not impede secretion of pro-tumor necrosis factor α or interleukin-6. These results identify CCTα as a key component in membrane biogenesis during LPS-stimulated cytokine secretion from the Golgi complex