Differential Degradation of Amyloid β Genetic Variants Associated with Hereditary Dementia or Stroke by Insulin-degrading Enzyme

Inherited amino acid substitutions at position 21, 22, or 23 of amyloid beta (Abeta) lead to presenile dementia or stroke. Insulin-degrading enzyme (IDE) can hydrolyze Abeta wild type, yet whether IDE is capable of degrading Abeta bearing pathogenic substitutions is not known. We studied the degradation of all of the published Abeta genetic variants by recombinant rat IDE (rIDE). Monomeric Abeta wild type, Flemish (A21G), Italian (E22K), and Iowa (D23N) variants were readily degraded by rIDE with a similar efficiency. However, proteolysis of Abeta Dutch (E22Q) and Arctic (E22G) was significantly lower as compared with Abeta wild type and the rest of the mutant peptides. In the case of Abeta Dutch, inefficient proteolysis was related to a high content of beta structure as assessed by circular dichroism. All of the Abeta variants were cleaved at Glu3-Phe4 and Phe4-Arg5 in addition to the previously described major sites within positions 13-15 and 18-21. SDS-stable Abeta dimers were highly resistant to proteolysis by rIDE regardless of the variant, suggesting that IDE recognizes a conformation that is available for interaction only in monomeric Abeta. These results raise the possibility that upregulation of IDE may promote the clearance of soluble Abeta in hereditary forms of Abeta diseases.Fil: Morelli, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gonzalez, Silvia Adriana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Virología; ArgentinaFil: Affranchino, Jose Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Virología; ArgentinaFil: Prelli, Frances. University of New York; Estados UnidosFil: Frangione, Blas. University of New York; Estados UnidosFil: Ghiso, Jorge. University of New York; Estados UnidosFil: Castaño, Eduardo Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

The catalytic domain of insulin-degrading enzyme forms a denaturant-resistant complex with amyloid β peptide: Implications for Alzheimer disease pathogenesis

Insulin-degrading enzyme (IDE) is central to the turnover of insulin and degrades amyloid β (Aβ) in the mammalian brain. Biochemical and genetic data support the notion that IDE may play a role in late onset Alzheimer disease (AD), and recent studies suggest an association between AD and diabetes mellitus type 2. Here we show that a natively folded recombinant IDE was capable of forming a stable complex with Aβ that resisted dissociation after treatment with strong denaturants. This interaction was also observed with rat brain IDE and detected in an SDS-soluble fraction from AD cortical tissue. Aβ sequence 17-27, known to be crucial in amyloid assembly, was sufficient to form a stable complex with IDE. Monomeric as opposed to aggregated Aβ was competent to associate irreversibly with IDE following a very slow kinetics (t1/2 ∼ 45 min). Partial denaturation of IDE as well as preincubation with a 10-fold molar excess of insulin prevented complex formation, suggesting that the irreversible interaction of Aβ takes place with at least part of the substrate binding site of the protease. Limited proteolysis showed that Aβ remained bound to a ∼25-kDa N-terminal fragment of IDE in an SDS-resistant manner. Mass spectrometry after in gel digestion of the IDE·Aβ complex showed that peptides derived from the region that includes the catalytic site of IDE were recovered with Aβ. Taken together, these results are suggestive of an unprecedented mechanism of conformation-dependent substrate binding that may perturb Aβ clearance, insulin turnover, and promote AD pathogenesis.Fil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Tullio, Matias Blas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alonso, Leonardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Leissring, Malcolm A.. The Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Kaufman, Sergio Benjamín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Roher, Alex E.. Banner Sun Health Research Institute; Estados UnidosFil: de Prat Gay, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Morelli, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Castaño, Eduardo Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Ghrelin binding to serum albumin and its biological impact

Ghrelin is an octanoylated peptide hormone that plays a key role in the regulation of the body weight and glucose homeostasis. In plasma, ghrelin circulates bound to larger proteins whose identities are partially established. Here, we used size exclusion chromatography, mass spectrometry and isothermal titration microcalorimetry to show that ghrelin interacts with serum albumin. Furthermore, we found that such interaction displays an estimated dissociation constant (KD) in the micromolar range and involves albumin fatty-acid binding sites as well as the octanoyl moiety of ghrelin. Notably, albumin-ghrelin interaction reduces the spontaneous deacylation of the hormone. Both in vitro experiments-assessing ghrelin ability to inhibit calcium channels-and in vivo studies-evaluating ghrelin orexigenic effects-indicate that the binding to albumin affects the bioactivity of the hormone. In conclusion, our results suggest that ghrelin binds to serum albumin and that this interaction impacts on the biological activity of the hormone.Fil: Lufrano, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Trejo, Sebastian Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Salgueiro, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes; ArgentinaFil: Fernandez, Gimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Martínez Damonte, Valentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Gonzalez Flecha, Francisco Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Raingo, Jesica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Ermacora, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes; ArgentinaFil: Perello, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentin

Nanoformulation for potential topical delivery of Vismodegib in skin cancer treatment

Vismodegib (Erivedge®, Genentech) is a first-in-class inhibitor of the hedgehog signaling pathway for the treatment of basal cell carcinoma (BCC). The treatment currently consists of the oral administration of Erivedge® capsules. Although it has shown therapeutic efficacy in clinical trials, there are many side effects related to its systemic distribution. In this work, we have incorporated vismodegib to ultradeformable liposomes in order to obtain a nano-drug delivery system via topical route, which could be useful to reduce systemic distribution -and consequently side effects- while achieving a viable epidermis-specific target where neoplastic events of BCC develop. Vismodegib was loaded into liposomes composed of soy phosphatidylcholine and sodium cholate, and the obtained formulation was characterized by different techniques, both experimental and computational. Several analyses were performed, with a special focus on the interaction of the drug with the liposomal membrane. Additionally, the penetration of Vismodegib delivered by ultradeformable liposomes was assessed on human skin explants. This is one of the first works that propose the topical route for Vismodegib and the first, to our knowledge, in stabilizing this active into a nano-drug delivery system specifically designed for penetrating the stratum corneum impermeable barrier.Fil: Calienni, Maria Natalia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. University “Magna Græcia” of Catanzaro; Italia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Febres Molina, Camilo. Universidad Católica de Santa María; PerúFil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Zevallos Delgado, Christian. Universidad Católica de Santa María; PerúFil: Tuttolomondo, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Química del Noroeste. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química del Noroeste; ArgentinaFil: Paolino, Donatella. University “Magna Græcia” of Catanzaro; ItaliaFil: Fresta, Massimo. University “Magna Græcia” of Catanzaro; ItaliaFil: Barazorda Ccahuana, Haruna L.. Universidad Católica de Santa María; PerúFil: Gómez, Badhin. Universidad Católica de Santa María; PerúFil: Alonso, Silvia del Valle. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Martinetti Montanari, Jorge Anibal. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentin