Chemical hypoxia induces apoptosis of human pluripotent stem cells by a NOXA-mediated HIF-1α and HIF-2α independent mechanism

Human embryonic and induced pluripotent stem cells (hESCs and hiPSCs) are self-renewing human pluripotent stem cells (hPSCs) that can differentiate to a wide range of specialized cells. Notably, hPSCs enhance their undifferentiated state and self-renewal properties in hypoxia (5% O2). Although thoroughly analyzed, hypoxia implication in hPSCs death is not fully determined. In order to evaluate the effect of chemically mimicked hypoxia on hPSCs cell survival, we analyzed changes in cell viability and several aspects of apoptosis triggered by CoCl2 and dimethyloxalylglycine (DMOG). Mitochondrial function assays revealed a decrease in cell viability at 24 h post-treatments. Moreover, we detected chromatin condensation, DNA fragmentation and CASPASE-9 and 3 cleavages. In this context, we observed that P53, BNIP-3, and NOXA protein expression levels were significantly up-regulated at different time points upon chemical hypoxia induction. However, only siRNA-mediated downregulation of NOXA but not HIF-1α, HIF-2α, BNIP-3, and P53 did significantly affect the extent of cell death triggered by CoCl2 and DMOG in hPSCs. In conclusion, chemically mimicked hypoxia induces hPSCs cell death by a NOXA-mediated HIF-1α and HIF-2α independent mechanism.Fil: Isaja, Luciana. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Mucci, Sofía. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Vera, Jonathan. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Rodríguez Varela, Maria Soledad. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Morris Hanon, Olivia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Videla Richardson, Guillermo Agustín. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo Emilio. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Romorini, Leonardo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentin

Ilex paraguariensis extracts and its polyphenols prevent oxidative damage and senescence of human retinal pigment epithelium cells

Aged-related macular degeneration (AMD), a prevalent chronic disease leading to blindness, is associated with oxidative damage of the retinal pigment epithelium (RPE). Ilex paraguariensis (yerba mate, YM), widely consumed in South America, is an excellent source of antioxidants and could prevent RPE cell impairment. Therefore, we evaluated the effects of YM extracts or caffeic (CAF) and chlorogenic (CHL) acids, two major Ilex polyphenols on cell death or premature senescence in a cell line derived from human RPE (ARPE-19). Cultures were incubated with YM, CAF, CHL or appropriate controls and then exposed to H2O2. Protection was correlated with decreases of reactive oxygen species (ROS) and DNA breaks, phosphorylation of the cAMP response element (CREB) and increases of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2), BCL2, superoxide dismutase (SOD2) and sirtuin 1 (SIRT1). These results support the protective role of YM and its polyphenols against oxidative stress induced RPE injury.Fil: Tate, Pablo Sebastián. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Marquioni Ramella, Melisa Daniela. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Suburo, Angela Maria. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentin

Acute severe hypoxia induces apoptosis of human pluripotent stem cells by a HIF-1α and P53 independent mechanism

Human embryonic and induced pluripotent stem cells are self-renewing pluripotent stem cells (hPSCs) that can differentiate into a wide range of specialized cells. Although moderate hypoxia (5% O2) improves hPSC self-renewal, pluripotency, and cell survival, the effect of acute severe hypoxia (1% O2) on hPSC viability is still not fully elucidated. In this sense, we explore the consequences of acute hypoxia on hPSC survival by culturing them under acute (maximum of 24 h) physical severe hypoxia (1% O2). After 24 h of hypoxia, we observed HIF-1α stabilization concomitant with a decrease in cell viability. We also observed an increase in the apoptotic rate (western blot analysis revealed activation of CASPASE-9, CASPASE-3, and PARP cleavage after hypoxia induction). Besides, siRNA-mediated downregulation of HIF-1α and P53 did not significantly alter hPSC apoptosis induced by hypoxia. Finally, the analysis of BCL-2 family protein expression levels disclosed a shift in the balance between pro- and anti-apoptotic proteins (evidenced by an increase in BAX/MCL-1 ratio) caused by hypoxia. We demonstrated that acute physical hypoxia reduced hPSC survival and triggered apoptosis by a HIF-1α and P53 independent mechanism.Fil: Mucci, Sofia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Isaja, Luciana. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Rodríguez Varela, Maria Soledad. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Ferriol Laffouillere, Sofia Lujan. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Videla Richardson, Guillermo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo Emilio. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Romorini, Leonardo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentin

Glucocorticoid and progesterone mechanisms in photoreceptor survival

Death of retinal photoreceptors is the basis of prevalent blinding diseases. Since steroids might have a therapeutic role in retinal degenerations, we compared the protective effects of dexamethasone and progesterone on photoreceptor death induced by mifepristone and light exposure. Therefore, we studied the effective protection doses for each steroid in the two models. In addition, we analyzed changes in the levels of pro- and antiapoptotic molecules, glucocorticoid receptors α and β (GRα and GRβ), and rhodopsin under conditions of successful protection and photoreceptor survival. Mifepristone and light exposure selectively damaged photoreceptors. In light exposed retinas, photoreceptors mainly disappeared in the dorsotemporal region, while mifepristone produced a uniform damage. Dexamethasone and progesterone, at the same dose of 4 mg/kg/day for 2 days, preserved over 88% photoreceptor nuclei in both models. Assessment of cell death regulators showed that, in control retinas, both steroids activated BCL-XL, a prosurvival molecule, and decreased BID, a proapoptotic regulator. After steroid treatment of damaged retinas, BCL-XL, BCL2 and BAX showed characteristic patterns depending on the use of dexamethasone or progesterone on mifepristone or light exposed retinas. By contrast, BID decreased with any injury-steroid combination. Changes in GRα or GRβ levels did not correlate with survival but were consistent with a mechanism of ligand induced downregulation of receptor expression. GRβ might be upregulated by progesterone. Both dexamethasone and progesterone increased retinal rhodopsin stores, suggesting a link between photoreceptor protection and transduction pathways. Results show that dexamethasone and progesterone induced comparable but not identical protection responses in each model.Fil: Marquioni Ramella, Melisa Daniela. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Cubilla, Marisa Angelica. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Bermudez, Vicente. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Tate, Pablo Sebastián. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Suburo, Angela Maria. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentin

Transcriptional upregulation of p19INK4d upon diverse genotoxic stress is critical for optimal DNA damage response

p19INK4d promotes survival of several cell lines after UV irradiation due to enhanced DNA repair, independently of CDK4 inhibition. To further understand the action of p19INK4d in the cellular response to DNA damage, we aimed to elucidate whether this novel regulator plays a role only in mechanisms triggered by UV or participates in diverse mechanisms initiated by different genotoxics. We found that p19INK4d is induced in cells injured with cisplatin or beta-amyloid peptide as robustly as with UV. The mentioned genotoxics transcriptionally activate p19INK4d expression as demonstrated by run-on assay without influencing its mRNA stability and with partial requirement of protein synthesis. It is not currently known whether DNA damage-inducible genes are turned on by the DNA damage itself or by the consequences of that damage. Experiments carried out in cells transfected with distinct damaged DNA structures revealed that the damage itself is not responsible for the observed up-regulation. It is also not known whether the increased expression of DNA-damage-inducible genes is related to immediate protective responses such as DNA repair or to more delayed responses such as cell cycle arrest or apoptosis. We found that ectopic expression of p19INK4d improves DNA repair ability and protects neuroblastoma cells from apoptosis caused by cisplatin or beta-amyloid peptide. Using clonal cell lines where p19INK4d levels can be modified at will, we show that p19INK4d expression correlates with increased survival and clonogenicity. The results presented here, prompted us to suggest that p19INK4d displays an important role in an early stage of cellular DNA damage responseFil: Ceruti, Julieta María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carcagno, Abel Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sirkin, Pablo Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Canepa, Eduardo Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

INK4 proteins, a family of mammalian CDK inhibitors with novel biological functions

The cyclin D-Cdk4-6/INK4/Rb/E2F pathway plays a key role in controlling cell growth by integrating multiple mitogenic and antimitogenic stimuli. The members of INK4 family, comprising p16INK4a, p15INK4b, p18INK4c, and p19INK4d, block the progression of the cell cycle by binding to either Cdk4 or Cdk6 and inhibiting the action of cyclin D. These INK4 proteins share a similar structure dominated by several ankyrin repeats. Although they appear to be structurally redundant and equally potent as inhibitors, the INK4 family members are differentially expressed during mouse development. The striking diversity in the pattern of expression of INK4 genes suggested that this family of cell cycle inhibitors might have cell lineage-specific or tissue-specific functions. The INK4 proteins are commonly lost or inactivated by mutations in diverse types of cancer, and they represent established or candidate tumor suppressors. Apart from their capacity to arrest cells in the G1-phase of the cell cycle they have been shown to participate in an increasing number of cellular processes. Given their emerging roles in fundamental physiological as well as pathological processes, it is interesting to explore the diverse roles for the individual INK4 family members in different functions other than cell cycle regulation. Extensive studies, over the past few years, uncover the involvement of INK4 proteins in senescence, apoptosis, DNA repair, and multistep oncogenesis. We will focus the discussion here on these unexpected issues.Fil: Canepa, Eduardo Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ceruti, Julieta María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carcagno, Abel Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sirkin, Pablo Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ogara, Maria Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

E2F1 Transcription is Induced by Genotoxic Stress Through ATM/ATR Activation

E2F1, a member of the E2F family of transcription factors, plays a critical role in controlling both cell cycle progression and apoptotic cell death in response to DNA damage and oncogene activation. Following genotoxic stresses, E2F1 protein is stabilized by phosphorylation and acetylation driven to its accumulation. The aim of the present work was to examine whether the increase in E2F1 protein levels observed after DNA damage is only a reflection of an increase in E2F1 protein stability or is also the consequence of enhanced transcription of the E2F1 gene. The data presented here demonstrates that UV light and other genotoxics induce the transcription of E2F1 gene in an ATM/ATR dependent manner, which results in increasing E2F1 mRNA and protein levels. After genotoxic stress, transcription of cyclin E, an E2F1 target gene, was significantly induced. This induction was the result of two well-differentiated effects, one of them dependent on de novo protein synthesis and the other on the protein stabilization. Our results strongly support a transcriptional effect of DNA damaging agents on E2F1 expression. The results presented herein uncover a new mechanism involving E2F1 in response to genotoxic stress.Fil: Carcagno, Abel Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ogara, Maria Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sonzogni, Silvina Veronica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sirkin, Pablo Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ceruti, Julieta María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Canepa, Eduardo Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Palbociclib Effectively Halts Proliferation but Fails to Induce Senescence in Patient-Derived Glioma Stem Cells

Glioblastoma multiforme is the most aggressive primary brain tumor. Current knowledge suggests that the growth and recurrence of these tumors are due in part to the therapy-resistant glioma stem cell subpopulation, which possesses the ability for self-renewal and proliferation, driving tumor progression. In many cancers, the p16INK4a-CDK4/6-pRb pathway is disrupted in favor of cell cycle progression. In particular, the frequent deregulation of CDK4/6 in cancer positions these kinases as promising targets. Palbociclib, a potent and selective CDK4/6 inhibitor, has been approved by the FDA as a first-line treatment of advanced breast cancer and there is currently interest in evaluating its effect on other cancer types. Palbociclib has been reported to be efficient, not only at halting proliferation, but also at inducing senescence in different tumor types. In this study, we evaluated the effect of this inhibitor on four patient-derived glioma stem cell-enriched cell lines. We found that Palbociclib rapidly and effectively inhibits proliferation without affecting cell viability. We also established that in these cell lines CDK6 is the key interphase CDK for controlling cell cycle progression. Prolonged exposure to Palbociclib induced a senescent-like phenotype characterized by flattened morphology, cell cycle arrest, increased β-galactosidase activity and induction of other senescent-associated markers. However, we found that after Palbociclib removal cell lines resumed normal proliferation, which implies they conserved their replicative potential. As a whole, our results indicate that in patient-derived glioma stem cell-enriched cell lines, Palbociclib induces a senescent-like quiescence rather than true senescence.Fil: Morris Hanon, Olivia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marazita, Mariela Claudia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Romorini, Leonardo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Isaja, Luciana. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernandez Espinosa, Damian Dario. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Videla Richardson, Guillermo Agustín. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentin

CDK5-mediated phosphorylation of p19INK4d avoids DNA damage-induced neurodegeneration in mouse hippocampus and prevents loss of cognitive functions

DNA damage, which perturbs genomic stability, has been linked to cognitive decline in the aging human brain, and mutations in DNA repair genes have neurological implications. Several studies have suggested that DNA damage is also increased in brain disorders such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and amyotrophic lateral sclerosis. However, the precise mechanisms connecting DNA damage with neurodegeneration remain poorly understood. CDK5, a critical enzyme in the development of the central nervous system, phosphorylates a number of synaptic proteins and regulates dendritic spine morphogenesis, synaptic plasticity and learning. In addition to these physiological roles, CDK5 has been involved in the neuronal death initiated by DNA damage. We hypothesized that p19INK4d, a member of the cell cycle inhibitor family INK4, is involved in a neuroprotective mechanism activated in response to DNA damage. We found that in response to genotoxic injury or increased levels of intracellular calcium, p19INK4d is transcriptionally induced and phosphorylated by CDK5 which provides it with greater stability in postmitotic neurons. p19INK4d expression improves DNA repair, decreases apoptosis and increases neuronal survival under conditions of genotoxic stress. Our in vivo experiments showed that decreased levels of p19INK4d rendered hippocampal neurons more sensitive to genotoxic insult resulting in the loss of cognitive abilities that rely on the integrity of this brain structure. We propose a feedback mechanism by which the neurotoxic effects of CDK5-p25 activated by genotoxic stress or abnormal intracellular calcium levels are counteracted by the induction and stabilization of p19INK4d protein reducing the adverse consequences on brain functionsFil: Ogara, Maria Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Belluscio, Laura María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de la Fuente, Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Berardino, Bruno Gabriel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sonzogni, Silvina Veronica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Byk, Laura Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; 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: Marazita, Mariela Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; ArgentinaFil: Canepa, Eduardo Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin