Current understanding of nanoparticle toxicity mechanisms and interactions with biological systems

Nanotechnology is an emerging science involving the manipulation of matter at the nanometer scale. Nanoparticles (NP) are engineered structures with at least one dimension of 100 nm or less. These materials are progressively being used for commercial purposes and being incorporated into everyday manufactured articles at an increasing rate. These products include consumer items such as pharmaceuticals, cosmetics, food, food packaging, and household products, among others. The same unique physical and chemical properties that make NP so attractive may be associated with their potentially hazardous effects on cells and tissues. Despite the large benefit ensured from the application of nanotechnology, many issues related to NP behavior and adverse effects are not fully understood or should be examined anew. The traditional hypothesis that NP exhibit different or additional hazards due to their ?nano? size has been challenged in recent years, and NP categorization according to their properties and toxicity mechanism has been proposed instead. Possible undesirable results of these capabilities are harmful interactions with biological systems and the environment, with the potential to generate toxicity. Both in vivo and in vitro studies have shown that NP are closely associated with toxicity by increasing intracellular reactive oxygen species (ROS) levels, and/or the levels of pro-inflammatory mediators. This review summarizes available data on NP toxicity in biological systems, with particular focus on oxidative stress and inflammation as the main mechanisms that lead to adverse health effects following NP exposure.Fil: Garces, Mariana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Caceres, Lourdes Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Chiappetta, Diego Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Antioxidant status in the aqueous humour of patients with glaucoma associated with exfoliation syndrome

PURPOSE: To establish the antioxidant status of the aqueous humour in glaucoma associated with exfoliation syndrome (XFG) and to compare it to primary open-angle glaucoma (POAG) and cataract patients. METHODS: Patients were diagnosed with POAG, XFG, or cataract (n=25 for each group). Total reactive antioxidant potential (TRAP) was measured by chemiluminescence. Ascorbic acid levels and the activities of catalase, glutathione peroxidase (GPx), and superoxide dismutase (SOD) were measured spectrophotometrically.ResultsTRAP value was lower in XFG (28+/-2 microM Trolox) than in POAG (55+/-8 microM Trolox; P<0.001). TRAP values in both glaucomas were lower than the cataract value (124+/-5 microM Trolox; P<0.001). A decrease in ascorbic acid was measured in XFG (230+/-20 microM) compared with POAG (415+/-17 microM; P<0.001). Ascorbic acid in both glaucomas was lower than in cataract (720+/-30 microM; P<0.001). A significant increase in GPx was found in XFG (30+/-2 U/ml) compared with POAG (16+/-3 U/ml). GPx activity in both glaucomas was increased when compared with cataracts (6+/-2 U/ml; P<0.001). A significant increase of 67% in SOD activity was observed in the glaucoma group vscataract group (27+/-3 U/ml; P<0.001), but no changes were found between both glaucomas. CONCLUSIONS: The antioxidant status of the aqueous humour may play a role in the pathophysiology of both glaucomas.Fil: Ferreira, Sandra María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; ArgentinaFil: Lerner, S.F. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; ArgentinaFil: Brunzini, R. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Llesuy, Susana Francisca. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Antioxidant levels from different Antarctic fish caught around South Georgia Island and Shag Rocks

Antarctic fish have been isolated for over several million years in an environment with a very low and constant temperature and high oxygen concentration. In such conditions the oxidative stress might be an important factor affecting their metabolic adaptive strategies. Activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx), vitamin E levels and total antioxidant capacity (TRAP) were measured in liver, gill, heart and muscle homogenates of red-blooded (Nototheniidae) and white-blooded (Channichthyidae) Antarctic fish. SOD activity was also measured in blood samples. Gill SOD activity was threefold higher in channichthyids than in nototheniids while CAT and GPx were significantly higher in the gills of channichthyids. The increased SOD activity of channichthyids probably reflects the large PO2 gradient across their gills. The H2O2 produced seems to be preferentially eliminated by diffusion, according to the low levels of CAT and GPx found in the gills of these species. In contrast, blood SOD was about fivefold higher in the latter group, which possesses erythrocytes and thus a much higher oxygen-carrying capacity. CAT activity was always higher in nototheniids except in muscle. However, vitamin E did not show clear differences between families except for the pattern observed in muscle. The higher content of vitamin E in this tissue shown in channichthyids is related to the higher volume density of mitochondria reported for this group, since vitamin E is responsible for preventing membrane lipid peroxidation. Accordingly, TRAP (representative of hydrosoluble antioxidant capacity) was also higher in muscle of channichthyids. This is probably related to the role of ascorbic (a hydrosoluble compound) acid in regenerating vitamin E.Fil: Ansaldo, Martin. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Luquet, Carlos Marcelo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Polo, José M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Llesuy, Susana Francisca. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; Argentin

Role of Mitochondria in the Redox Signaling Network and Its Outcomes in High Impact Inflammatory Syndromes

Inflammation is associated with the release of soluble mediators that drive cellular activation and migration of inflammatory leukocytes to the site of injury, together with endothelial expression of adhesion molecules, and increased vascular permeability. It is a stepwise tightly regulated process that has been evolved to cope with a wide range of different inflammatory stimuli. However, under certain physiopathological conditions, the inflammatory response overwhelms local regulatory mechanisms and leads to systemic inflammation that, in turn, might affect metabolism in distant tissues and organs. In this sense, as mitochondria are able to perceive signals of inflammation is one of the first organelles to be affected by a dysregulation in the systemic inflammatory response, it has been associated with the progression of the physiopathological mechanisms. Mitochondria are also an important source of ROS (reactive oxygen species) within most mammalian cells and are therefore highly involved in oxidative stress. ROS production might contribute to mitochondrial damage in a range of pathologies and is also important in a complex redox signaling network from the organelle to the rest of the cell. Therefore, a role for ROS generated by mitochondria in regulating inflammatory signaling was postulated and mitochondria have been implicated in multiple aspects of the inflammatory response. An inflammatory condition that affects mitochondrial function in different organs is the exposure to air particulate matter (PM). Both after acute and chronic pollutants exposure, PM uptake by alveolar macrophages have been described to induce local cell activation and recruitment, cytokine release, and pulmonary inflammation. Afterwards, inflammatory mediators have been shown to be able to reach the bloodstream and induce a systemic response that affects metabolism in distant organs different from the lung. In this proinflammatory environment, impaired mitochondrial function that leads to bioenergetic dysfunction and enhanced production of oxidants have been shown to affect tissue homeostasis and organ function. In the present review, we aim to discuss the latest insights into the cellular and molecular mechanisms that link systemic inflammation and mitochondrial dysfunction in different organs, taking the exposure to air pollutants as a case model.Fil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Calabró López, María Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; Argentin

Time course changes of oxidative stress markers in a rat experimental glaucoma model

PURPOSE. To evaluate the relationship between oxidative stress arkers and increased intraocular pressure in experimental laucoma. METHODS. In vivo chemiluminescence (CL), total antioxidant apacity (TRAP), nitrite concentration (NC), and lipid peroxidation arkers (TBARS) were evaluated. Wistar rats (n = 18 for ach time point) underwent operation, and two episcleral eins were cauterized. ESULTS. Decreases of 22%, 35%, and 27% at 7, 15, and 30 days nd an increase of 22% at 60 days in CL were observed in laucomatous eyes. In optic nerve, TBARS values were 6.9 ± 0.5 nmol/mg protein (7 days), 9.4 ± 0.4 nmol/mg protein (15 ays), 18.0 ±1.2 nmol/mg protein (30 days), and 43.1 ± 5.3 nmol/mg protein (60 days) (control, 6.2 ± 0.4 nmol/mg protein; P < 0.001). NC was 37.0 ± 1.8 μM (7 days), 31.4 ± 1.2 μM (15 days), 39.6 ± 1.3 μM (30 days), and 40.0 ± 1.3 μM (60 days) (control, 21.1 ± 1.7 μM; P < 0.001). In glaucomatous vitreous humor, TRAP decreased by 42% at 15 days and 78% at 60 days (control, 414 ± 29 μM; P < 0.001). In glaucomatous aqueous humor, TRAP values were 75 ± 7 μM (7 days), 54 ±4 μM (15 days), 25 ± 4 μM (30 days), and 50 ± 3 μM (60 days) (control, 90 ±10 μM; P < 0.001). CONCLUSIONS. Reactive species were increased in glaucoma, as evidenced by the increases in CL, TBARS, and NC. The decrease in the antioxidant levels may be a consequence of an increase in oxidative processes.Fil: Ferreira, Sandra María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Fabián Lerner, S.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Brunzini, Ricardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Reides, Claudia Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química General e Inorgánica; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Llesuy, Susana Francisca. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

4D Printing: The Development of Responsive Materials Using 3D-Printing Technology

Additive manufacturing, widely known as 3D printing, has revolutionized the production of biomaterials. While conventional 3D-printed structures are perceived as static, 4D printing introduces the ability to fabricate materials capable of self-transforming their configuration or function over time in response to external stimuli such as temperature, light, or electric field. This transformative technology has garnered significant attention in the field of biomedical engineering due to its potential to address limitations associated with traditional therapies. Here, we delve into an in-depth review of 4D-printing systems, exploring their diverse biomedical applications and meticulously evaluating their advantages and disadvantages. We emphasize the novelty of this review paper by highlighting the latest advancements and emerging trends in 4D-printing technology, particularly in the context of biomedical applications.The authors would like to acknowledge grants from the Universidad de Buenos Aires, UBACYT 20020150100056BA and PIDAE 2022 (Martín F. Desimone), and from CONICET PIP 0826 (Martín F. Desimone), and PIBAA 28720210100962CO (Sofia Municoy), which supported this work

Endotoxemia impairs heart mitochondrial function by decreasing electron transfer, ATP synthesis and ATP content without affecting membrane potential

Acute endotoxemia (LPS, 10 mg/kg ip, Sprague Dawley rats, 45 days old, 180 g) decreased the O2 consumption of rat heart (1 mm3 tissue cubes) by 33% (from 4.69 to 3.11 μmol O2/min. g tissue). Mitochondrial O2 consumption and complex I activity were also decreased by 27% and 29%, respectively. Impaired respiration was associated to decreased ATP synthesis (from 417 to 168 nmol/min. mg protein) and ATP content (from 5.40 to 4.18 nmol ATP/mg protein), without affecting mitochondrial membrane potential. This scenario is accompanied by an increased production of O2●− and H2O2 due to complex I inhibition. The increased NO production, as shown by 38% increased mtNOS biochemical activity and 31% increased mtNOS functional activity, is expected to fuel an increased ONOO− generation that is considered relevant in terms of the biochemical mechanism. Heart mitochondrial bioenergetic dysfunction with decreased O2 uptake, ATP production and contents may indicate that preservation of mitochondrial function will prevent heart failure in endotoxemia.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Cimolai, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Valdez, Laura Batriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Boveris, Alberto Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

The role of mitochondria in inflammatory syndromes

Several authors have addressed the importance of mitochondrial function in inflammatory syndromes,as it may play a role in the genesis of tissue injury. Sepsis and exposition to environmental particles are examples of inflammatory conditions. Sepsis occurs with an exacerbated inflammatory response that damagestissue mitochondria and impairs bioenergetic processes. One of the current hypotheses for the molecular mechanisms underlying the complex condition of sepsis is that enhanced NO production and oxidative stress lead to mitochondrial dysfunction, bioenergetic derangement and organ failure. The mechanism of particulate matter-health effects are believed to involve inflammation and oxidative stress. Components in particles that elicit inflammation have been poorly investigated, although recent research points out to the contribution of compositional elements and particle size. Oxygen metabolism and mitochondrial function appear to be important areas of study in inflammatory conditions for clarifying molecular mechanisms involved.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vico, Tamara Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Garces, Mariana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Cáseres, Lourdes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Guaglianone, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Shiga toxin 2 from enterohemorrhagic Escherichia coli induces reactive glial cells and neurovascular disarrangements including edema and lipid peroxidation in the murine brain hippocampus

Background: Shiga toxin 2 from enterohemorrhagic Escherichia coli is the etiologic agent of bloody diarrhea, hemolytic uremic syndrome and derived encephalopathies that may result to death in patients. Being a Gram negative bacterium, lipopolysaccharide is also released. Particularly, the hippocampus has been found affected in patients intoxicated with Shiga toxin 2. In the current work, the deleterious effects of Shiga toxin 2 and lipopolysaccharide are investigated in detail in hippocampal cells for the first time in a translational murine model, providing conclusive evidences on how these toxins may damage in the observed clinic cases. Methods: Male NIH mice (25 g) were injected intravenously with saline solution, lipopolysaccharide, Shiga toxin 2 or a combination of Shiga toxin 2 with lipopolysaccharide. Brain water content assay was made to determine brain edema. Another set of animals were intracardially perfused with a fixative solution and their brains were subjected to immunofluorescence with lectins to determine the microvasculature profile, and anti-GFAP, anti-NeuN, anti-MBP and anti-Iba1 to study reactive astrocytes, neuronal damage, myelin dysarrangements and microglial state respectively. Finally, the Thiobarbituric Acid Reactive Substances Assay was made to determine lipid peroxidation. In all assays, statistical significance was performed using the One-way analysis of variance followed by Bonferroni post hoc test. Results: Systemic sublethal administration of Shiga toxin 2 increased the expressions of astrocytic GFAP and microglial Iba1, and decreased the expressions of endothelial glycocalyx, NeuN neurons from CA1 pyramidal layer and oligodendrocytic MBP myelin sheath from the fimbria of the hippocampus. In addition, increased interstitial fluids and Thiobarbituric Acid Reactive Substances-derived lipid peroxidation were also found. The observed outcomes were enhanced when sublethal administration of Shiga toxin 2 was co-administered together with lipopolysaccharide. Conclusion: Systemic sublethal administration of Shiga toxin 2 produced a deterioration of the cells that integrate the vascular unit displaying astrocytic and microglial reactive profiles, while edema and lipid peroxidation were also observed. The contribution of lipopolysaccharide to pathogenicity caused by Shiga toxin 2 resulted to enhance the observed hippocampal damage.Fil: Berdasco, Clara Valentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Vasconcelos Esteves Pinto, Alipio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Calabró López, María Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Arenas Mosquera, David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Cangelosi, Adriana. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud "Dr. C. G. Malbrán"; ArgentinaFil: Geoghegan, Patricia. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud "Dr. C. G. Malbrán"; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Goldstein Raij, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; Argentin

Remote Mechanisms of Myocardial Protection

Introducción: Se ha propuesto que el precondicionamiento isquémico remoto (PCr) reduce el tamaño del infarto a través de laactivación de una vía neuronal parasimpática. Sin embargo, los mecanismos intracelulares responsables de esta protecciónno se conocen completamente.Objetivo: Describir algunas de las señales intracelulares que participan en la protección del miocardio, activadas por el PCrantes de la isquemia.Material y métodos: Corazones aislados de ratas fueron sometidos a 30 minutos de isquemia global, seguidos de 120 minutosde reperfusión (I/R). En un segundo grupo, antes del aislamiento del corazón se realizó un protocolo de PCr (tres ciclos deisquemia/reperfusión en la arteria femoral izquierda); una vez finalizado, se repitió el protocolo del grupo I/R. Adicionalmente,se estudiaron cuatro grupos experimentales, en los que antes del PCr se realizó una vagotomía cervical bilateral [SV (secciónvagal)] o se administró atropina (bloqueante de los receptores muscarínicos), L-NAME (inhibidor de la síntesis de NO) y 5-HD(bloqueante de los canales mK+ATP), respectivamente. Se midieron el tamaño del infarto y la fosforilación de la eNOS en losgrupos I/R, PCr y SV. Por otro lado, se midió la producción mitocondrial de H2O2.Resultados: El PCr redujo significativamente el tamaño del infarto y este efecto fue abolido por la SV y con los tratamientoscon atropina, L-NAME y 5-HD. Además, el PCr incrementó la fosforilación de la eNOS y este efecto fue abolido por la SV.Finalmente, el PCr produjo un aumento de la producción de H2O2 mitocondrial, hecho que también fue abolido con la SV.Conclusiones: El PCr activa una vía muscarínica vagal, que involucra la fosforilación de la eNOS, la apertura de los canalesmK+ATP de la mitocondria y un aumento de la producción de H2O2 mitocondrial.Fil: Goyeneche, María A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Donato, Pablo Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; Argentina. Sociedad Argentina de Cardiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Paez, Diamela T.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Garces, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Perez, Virginia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Grinspun, Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: del Mauro, Julieta Sofía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Höcht, Christian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Gelpi, Ricardo Jorge. Sociedad Argentina de Cardiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin