Coenzyme A levels influence protein acetylation, CoAlation and 4'-phosphopantetheinylation:Expanding the impact of a metabolic nexus molecule

Coenzyme A (CoA) is a key molecule in cellular metabolism including the tricarboxylic acid cycle, fatty acid synthesis, amino acid synthesis and lipid metabolism. Moreover, CoA is required for biological processes like protein post-translational modifications (PTMs) including acylation. CoA levels affect the amount of histone acetylation and thereby modulate gene expression. A direct influence of CoA levels on other PTMs, like CoAlation and 4'-phosphopantetheinylation has been relatively less addressed and will be discussed here. Increased CoA levels are associated with increased CoAlation, whereas decreased 4'-phosphopantetheinylation is observed under circumstances of decreased CoA levels. We discuss how these two PTMs can positively or negatively influence target proteins depending on CoA levels. This review highlights the impact of CoA levels on post-translational modifications, their counteractive interplay and the far-reaching consequences thereof

Exploitation of Toll like rector 4 (TLR4) signaling pathway for Glioblastoma treatment

Glioblastomas (GBM) são astrocitomas grau 4 e apresentam sobrevida média de 15 meses após o diagnóstico mesmo como tratamento padrão que consiste na ressecção cirúrgica, radioterapia e quimioterapia com temozolamida (TMZ). Previamente, nosso grupo reportou o aumento da expressão de receptores do tipo Toll (TLR) de membrana plasmática em GBMs, especialmente no subtipo mesenquimal (MES), que apresenta o pior prognóstico. TLR4 é um receptor do sistema imunológico responsável em reconhecer moléculas associadas a patógenos e a dano. Diferentes vias de sinalização são descritas para o TLR4 que podem ser pró-sobrevivência ou prómorte. O objetivo principal deste trabalho foi a análise da sinalização do TLR4 em células de GBM e explorar possíveis alvos terapêuticos. Inicialmente confirmou-se a presença de TLR4 em astrocitomas humanos e nas linhagens celulares de GBM do subtipo MES, U87MG e A172. O tratamento com lipossacarídeo (LPS), ativador clássico da via TLR4, levou a translocamento para o núcleo tardio do NF-B, um dos principais fatores de transcrição da via do TLR4, com aumento da expressão de IL1B e genes relacionados ao reparo do DNA. Observou-se ainda aumento da expressão de genes associados a vias não canônicas do TLR4, inflamassomo e ripoptossomo, que foram validados em análise in silico em banco de dados públicos do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA). O tratamento combinado com LPS+TMZ aumentou a apoptose das células U87MG, no entanto, houve um incremento significativo maior da morte celular com o acréscimo de inibidor do reparo do DNA, anti-RAD51 / Amuvatinib, em comparação a cada tratamento único. A seguir, o efeito combinado de LPS com metformina (MET) foi analisada em U87MG e A172 por RNASeq. MET é um medicamento conhecido para tratamento de diabetes e inibi o complexo I da fosforilação oxidativa e também pode causar uma resposta anti-inflamatória, incluindo diminuição da ativação do NF-B. MET levou à diminuição da viabilidade celular e estresse mitocondrial em ambas linhagens. Na U87MG, LPS+MET aumentou a expressão de genes pró-apoptóticos e diminuiu de genes pró-sobrevivência e o tratamento combinado LPS+MET+TMZ aumentou significativamente a apoptose das células tumorais. Já nas células A172, com aumento da expressão de genes antioxidantes, o nível de apoptose do tratamento combinado foi muito similar ao tratamento só com TMZ. No entanto, o tratamento com MET diminui a expressão de genes relacionados a segregação cromossômica, o que foi compatível com a parada do ciclo celular observado após tratamento MET+TMZ. O aumento da expressão de genes de anti-oxidação, especialmente SOD1 foi validado in silico nos dados de TCGA no subtipo mitocondrial (MTC), com perfil de expressão similar à linhagem A172. A ativação da via TLR4 foi confirmada no subtipo glicolítico/plurimetabólico (GPM), compatível com perfil de expressão da linhagem U87MG. Os resultados do presente estudo sugerem que os GBM-GPM são elegíveis ao tratamento com MET e a associação com inibidores de reparo do DNA poderá incrementar a morte da célula tumoral, enquanto os GBM-MTC poderão se beneficiar com tratamento combinado com inibidores de anti-oxidantes, como anti-SOD1Glioblastomas are grade 4 astrocytomas, presenting a medium overall survival of 15 months with standard treatment which consists in tumor resection, radiotherapy and chemotherapy with temozolomide (TMZ). Previously, our group showed upregulation of plasmatic membrane Toll-like receptors (TLRs) in human astrocytoma samples, particularly in GBM of mesenchymal (MES) subtype, presenting the poorest outcome. TLR4 is an important immune receptor, responsible to recognize molecules associated to pathogens and cellular damage. TLR4 stimulation may activate different pathways leading either to cell survival or cell death. The general aim of the present study was to analyze TLR4 signaling pathways in GBM cells and explore possible druggable targets. First, we confirmed TLR4 presence in human astrocytoma samples, and GBM cell lines of MES subtype, U87MG and A172. The lipopolysaccharide (LPS) treatment, TLR4 classical activator, led to late nuclear translocation of NF-B, one of the main transcription factor downstream of TLR4 activation, with upregulation of IL1B and gene related to DNA repair. Genes associated to non-canonical TLR4 pathway, as ripoptosome and inflammasome, were also upregulated, which were validated in silico analysis of the public The Cancer Genome Atlas (TCGA) GBM RNASeq database. The combined LPS+TMZ treatment increased apoptotic rate of U87MG cells, however, a further increment was observed with the addition of the DNA repair inhibitor, anti-RAD51 / Amuvatinib,compared to each treatment alone. Next, the effect of the combined therapy with LPS and metformin (MET) was analyzed in U87MG and A172 by RNASeq. MET is a known medication for diabetes and inhibits complex I of oxidative phosphorylation, and also may cause an anti-inflammatory response, including NF-B activation. MET led to a decrease of tumor cell viability and mitochondrial stress in both lineages. In U87MG, LPS+MET upregulated pro-apoptotic gene expressions and downregulated pro-survival gene expressions and the combined treatment LPS+MET+TMZ increased significantly the apoptosis of tumor cells. In contrast, in A172, with upregulation of anti-oxidative genes, the apoptotic rate of the combined treatment was similar to TMZ alone. However, MET treatment decreased the expression of genes related to chromosome segregation, which was compatible to observed cell cycle arrest after MET+TMZ treatment. Upregulation of anti-oxidative genes, mainly SOD1, was validated in silico in the TCGA dataset in the mitochondrial (MTC) GBM subtype, with similar expression profile detected in A172. TLR4 activation was confirmed in the glycolytic/plurimetabolic (GPM) GBM subtype, compatible with the expression profile observed in U87MG. Therefore, the results of the present study suggested that GBM-GPM are eligible for MET treatment and an association with DNA repair inhibitors may increment tumoral cell death, while GBM-MTC may benefit from combined treatment with anti-oxidative inhibitors as anti-SOD

Toll-like receptor 4 among the plasmatic membrane Toll like receptors plays a role in astrocytoma malignancy

Os receptores do tipo Toll (TLRs) são as primeiras proteínas do sistema imune a identificarem distúrbios, reconhecem patógenos como bactérias, fungos e vírus. Como o processo inflamatório possui um importante papel em diversas doenças, os TLRs foram considerados potenciais alvos em estratégias terapêuticas, incluindo o tratamento de câncer. No entanto, o papel dos TLRs permanece ambíguo. Esse estudo teve como objetivos analisar os níveis de expressão dos TLRs presentes em membrana plasmática, TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6) em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (grau II-IV), tumor mais prevalente do Sistema Nervoso Central (SNC). Nós demonstramos que a expressão dos TLRs foi mais alta em amostras de astrocitomas comparadas com tecido cerebral não-neoplásico, por qRT-PCR. A expressão gênica e proteica foi observada em células de linhagem de glioblastoma (GBM) U87MG e A172, mostrando sua presença em células tumorais. Foi observada expressão associada entre os heterodímeros TLR1- TLR2. Em GBMs, o subtipo mesenquimal mostrou maior nível de expressão dos TLRs comparados aos subtipos clássico e proneural. Com o objetivo de identificar o papel dos TLRs nas células tumorais, foi selecionado dentre os TLRs o que apresentou maior nível de expressão, o TLR4, e realizamos ensaios funcionais estimulando a U87MG com LPS, um agonista natural para TLR4. A taxa de proliferação da célula tratada com LPS foi similar a não tratada. No entanto, foi observado a ativação do NF-kB após 12hrs do estímulo com LPS. Quando a sinalização do receptor foi inibida por um composto químico (VGX-1027), o nível de proliferação da U87MG decaiu. Adicionalmente, análise in silico revelou uma forte associação dos TLRs hiperexpressos com aumento da expressão de genes relacionados à sinalização do ciclo celular, inflamassoma e ripoptossoma. O que sugere serem os TLRs alvos para complementação do tratamento do câncerToll-like receptors (TLRs) are the first to identify disturbances in the immune system, recognizing pathogens such as bacteria, fungi, and viruses. Since the inflammation process plays an important role in several diseases, TLRs have been considered potential therapeutic targets, including treatment for cancer. However, TLRs\' role in cancer remains ambiguous. This study aims to analyze the expression levels of plasmatic cell membrane TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, and TLR6) in different grades (II-IV) of human astrocytoma, the most prevalent tumor of CNS. We demonstrated that TLR expressions were higher in astrocytoma samples compared to non-neoplastic brain tissue, by qRT-PCR. The genes and proteins expressions were observed in U87MG and A172 GBM cell lines, proving their presence in the tumor cells. Associated expressions between the known heterodimers TLR1-TLR2 were found in diffusely infiltrative astrocytoma. In GBM, the mesenchymal subtype showed higher levels of TLR expressions in relation to classical and proneural subtypes. Aiming to indentify the role of TLRs in tumor cells, we chose the highest TLR expressed in GBM cells, the TLR4, and performed functional assays stimulating U87MG-GBM cell line with LPS, a natural agonist for TLR4. The proliferation rate was similar in treated and non-treated cell with LPS. However, NF-kB activation was detected after 12hrs of LPS stimulation. When TLR4 signaling pathway was inhibited by a chemical compound (VGX-1027) a decrease in the proliferation rate was observed. Additionally, in silico analysis revealed a strong association of TLRs upregulation with increased expression level of genes related to cell cycle, inflammasome and ripoptosome pathways, further highlighting TLRs as interesting targets for cancer complementary treatmen

Atualidades sobre a doença de Chagas, com ênfase nas possíveis causas da cardiomiopatia crônica

A Organização Mundial de Saúde estima que existem cerca de 10 milhões de infectados pelo Trypanosoma cruzi, 30% dos infectados cronicamente desenvolvem alterações cardíacas, e 10% digestivas e neurológicas. O T. cruzi é um protozoário cinetoplástida flagelado agente etiológico da tripanossomíase americana, popularmente conhecida como a Doença de Chagas, uma antropozoonose conhecida na América Latina. Pelo menos 40 espécies de triatomíneos – conhecido por barbeiros – carregam o protozoário. O gênero Triatoma representa o principal vetor da Doença de Chagas e são adaptados a climas secos de ambientes rurais da América do Sul e Central. Outras formas de infecção podem ocorrer por transfusão de sangue, transplantes, via oral, e transmissão vertical. Há duas fases que caracterizam a infecção pelo T. cruzi: a fase aguda, apresentando um período de incubação de uma semana a um mês, que geralmente é assintomática. Já a fase crônica é mais polêmica e divide a opinião dos pesquisadores, mas basicamente mostra-se como uma cardiomiopatia chagásica, ou uma dilatação no trato digestivo e ainda pode causar lesões no sistema nervoso parassimpático e simpático. Entre essas duas fases ocorre um período indeterminado em que não há nenhuma manifestação clínica da doença. Existem teorias que explicam a patogenicidade das lesões da doença: uma postula que as lesões características da Chagas são referentes à ruptura das células parasitadas e subsequente inflamação. Outra é a teoria da autoimunidade, em que o próprio sistema imune do indivíduo rejeita as células livres de parasitas causando as lesões características da doença. Há evidências substanciais que comprovem a participação das respostas imunes nas lesões miocárdicas, mas como o parasito consegue desencadear estas respostas imunes, ainda não está esclarecido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo

Plasmatic membrane toll-like receptor expressions in human astrocytomas

<div><p>Toll-like receptors (TLRs) are the first to identify disturbances in the immune system, recognizing pathogens such as bacteria, fungi, and viruses. Since the inflammation process plays an important role in several diseases, TLRs have been considered potential therapeutic targets, including treatment for cancer. However, TLRs’ role in cancer remains ambiguous. This study aims to analyze the expression levels of plasmatic cell membrane TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, and TLR6) in human astrocytomas the most prevalent tumors of CNS different grades (II-IV). We demonstrated that TLR expressions were higher in astrocytoma samples compared to non-neoplastic brain tissue. The gene and protein expressions were observed in GBM cell lines U87MG and A172, proving their presence in the tumor cells. Associated expressions between the known heterodimers TLR1-TLR2 were found in all astrocytoma grades. In GBMs, the mesenchymal subtype showed higher levels of TLR expressions in relation to classical and proneural subtypes. A strong association of TLRs with the activation of cell cycle process and signaling through canonical, inflammasome and ripoptosome pathways was observed by <i>in silico</i> analysis, further highlighting TLRs as interesting targets for cancer treatment.</p></div

Immunofluorescence of TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, and TLR6 in GBM cell lines.

<p>A172 (A) and U87MG (B). TLR1, TLR4, and TLR6 are stained in red, TLR2 and TLR5 in green, and nuclei in blue by DAPI. The presence of all five TLRs was detected in both cell lines. Expression of TLR5 was more intense in A172 compared to U87MG. TLR4 and TLR5 positivity were detected in both tumor lineage cells nuclei. Magnification of 400x.</p

Used primer sequences.

<p>Used primer sequences.</p

<i>TLR1</i>, <i>TLR2</i>, <i>TLR4</i>, <i>TLR</i>5, and <i>TLR</i>6 expression levels in astrocytomas of different malignant grades.

<p>(A) The analyzed samples consisted of 22 non-neoplastic (NN) cases, 26 astrocytoma grade II (AGII) cases, 18 astrocytoma grade III (AGIII) cases, and 96 glioblastoma (GBM) cases. Data are represented by box and whisker plots, with the median represented by the line in the middle of the boxes, and top and bottom boxes represent the first and third quartiles. qRT-PCR values are normalized by three housekeeping genes (<i>HPRT</i>, <i>GUSB</i>, <i>TBP</i>). For statistical analysis, Kruskal-Wallis and Dunn’s tests were applied, wherein (*) <i>p</i> < 0.05 when compared to NN cases and (†) <i>p</i> < 0.05 when compared to AGII (Dunn test), all the genes present <i>p</i><0.01 (Kruskal-Wallis). (B) Correlation between <i>TLR2</i>-<i>TLR1</i>, <i>TLR2</i>-<i>TLR6</i>, <i>TLR2</i>-<i>TLR4</i>, <i>TLR2</i>-<i>TLR5</i>, <i>TLR4</i>-<i>TLR1</i>, <i>TLR4</i>-<i>TLR5</i>, and <i>TLR4</i>-<i>TLR6</i> are demonstrated in GBM cases. Statistical analysis was made by the Spearman-rho correlation, and <i>p</i><0.05 were considered significative.</p