Biosynthetic enzymes of the SARS-CoV-2 as potential targets for the discovery of new antiviral drugs

La aparición de la pandemia producida por la COVID-19 (enfermedad producida por coronavirus 2019), cuyo agente causal es el SARS-CoV-2, ha provocado una gran preocupación a nivel mundial. Esta emergencia sanitaria ha puesto de manifiesto la necesidad urgente que existe de desarrollar o bien una nueva vacuna o bien agentes terapéuticos antivirales que permitan combatir al SARS-CoV-2. El reposicionamiento de fármacos es una de las estrategias más rápidas y prácticas de identificar rápidamente nuevos fármacos que permitirían prevenir, controlar o incluso erradicar el virus. Encontrar agentes terapéuticos que actúen directamente sobre enzimas específicas que tengan un rol esencial en la replicación viral será un gran logro en la búsqueda de antivirales. En este trabajo se analizan las características generales de varias enzimas que desempeñan un papel fundamental en la biosíntesis o replicación del virus y su potencial como dianas terapéuticas para el desarrollo de nuevos compuestos activos contra el SARS-CoV-2. Este trabajo provee las bases y dirección para el desarrollo de futuras investigaciones de desarrollo de nuevos fármacos o el reposicionamiento de fármacos conocidos para combatir la COVID-19.The outbreak of coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has raised a major global health concern. This urgent situation is pressing the world to respond with the development of novel vaccine or small molecule therapeutics for SARS-CoV-2. Drug repurposing screening is regarded as one of the most practical and rapid approaches for the discovery of such therapeutics. Direct-acting agents, targeting specific viral enzymes that play an essential role in viral replication, represent a milestone in antiviral therapy. Several biosynthetic enzymes of the SARS-CoV-2 were analyzed as potential targets to develop new therapeutic drugs. This work provides a basis and directions for future drug development and reuse on the protein level of COVID-19.Ciencias Experimentale

Enzimas de la biosíntesis del virus SARS-CoV-2 como dianas potenciales para el descubrimiento de nuevos antivirales

La aparición de la pandemia producida por la COVID-19 (enfermedad producida por coronavirus 2019), cuyo agente causal es el SARS-CoV-2, ha provocado una gran preocupación a nivel mundial. Esta emergencia sanitaria ha puesto de manifiesto la necesidad urgente que existe de desarrollar o bien una nueva vacuna o bien agentes terapéuticos antivirales que permitan combatir al SARS-CoV-2. El reposicionamiento de fármacos es una de las estrategias más rápidas y prácticas de identificar rápidamente nuevos fármacos que permitirían prevenir, controlar o incluso erradicar el virus. Encontrar agentes terapéuticos que actúen directamente sobre enzimas específicas que tengan un rol esencial en la replicación viral será un gran logro en la búsqueda de antivirales. En este trabajo se analizan las características generales de varias enzimas que desempeñan un papel fundamental en la biosíntesis o replicación del virus y su potencial como dianas terapéuticas para el desarrollo de nuevos compuestos activos contra el SARS-CoV-2. Este trabajo provee las bases y dirección para el desarrollo de futuras investigaciones de desarrollo de nuevos fármacos o el reposicionamiento de fármacos conocidos para combatir la COVID-19

Aislamiento y caracterización de las vesículas extracelulares en Candida albicans

Background : The occurrence of systemic infections due to C. albicans has increased especially in critically ill patients. In fungal infections, secretory mechanisms are key events for disease establishment. Recent findings demonstrate that fungal organisms release many molecular components to the extracellular space in extracellular vesicles. Aims: We develop a method to obtain exosomes from yeast cultures of the Candida albicans . Methods : Yeast strains used in this work were C. albicans SC5314, C. parapsilosis (ATCC 22019) and C. krusei (ATCC 6258). Yeasts were grown at 37.º in liquid YPD medium. The cell cultures were centrifuged and the supernatant filtered through sterile nitrocellulose. Filtrates were concentrated and centrifuged using an ultracentrifuge. The sediment was analyzed by electron microscopy of transmission. Results: The transmission of electron microscopy and nanoparticle tracking analysis confirmed the presence of extracellular vesicles (exosomes) of sizes between 100 and 200 nm and the absence of cellular contaminants. This was ratified by the characterization of proteins performed through the western blot technique, where the absence of cell contamination in the preparations was assessed. Conclusions: The method proves to be highly effective due to the homogeneity and purity of the obtained microvesicles. The protocol developed in this paper proves to be effective for obtaining exosomes of other Candida species, which will allow future studies to determine its protein composition and the role that these vesicles can play.Contexto: La aparición de infecciones sistémicas por C. albicans ha aumentado sobre todo en pacientes graves. En las infecciones fúngicas, los mecanismos de secreción son eventos clave para que el establecimiento de la enfermedad. Hallazgos recientes demuestran que los organismos fúngicos liberan muchos componentes moleculares al espacio extracelular en vesículas extracelulares. Objetivos: Desarrollamos un método para obtener exosomas de cultivos de levadura de Candida albicans . Métodos: Las cepas de levadura que se usaron en este trabajo son C. albicans SC5314, C. parapsilosis (ATCC 22019) y C. krusei (ATCC 6258). Las levaduras se cultivaron a 37.º C en un medio YPD líquido. Los cultivos de células fueron centrifugados y el sobrenadante, filtrado por medio de nitrocelulosa estéril. Los filtrados se concentraron y centrifugaron usando una ultracentrifugadora. El sedimento fue analizado por un microscopio electrónico de transmisión. Resultados: La microscopía electrónica de transmisión y el análisis de nanopartículas confirman la presencia de vesículas extracelulares (exosomas) de un tamaño entre 100 y 200 nm, así como la ausencia de contaminantes celulares. Esto se ratificó mediante la caracterización de proteínas obtenidas por medio de la técnica de Western blot, donde se evaluó la ausencia de contaminación celular en las preparaciones. Conclusiones: El método es altamente eficaz dada la homogeneidad y la pureza de las microvesículas obtenidas. El protocolo desarrollado en este artículo demuestra ser efectivo para obtener exosomas de otras especies Candida , lo que permitirá que en futuros estudios se determine su composición proteica y el papel que estas vesículas pueden desempeñar.Ciencias Experimentale

Polylactic Acid Microspheres Labeled with 166 Ho. An alternative to 90 Y in the Treatment of Hepatic Carcinoma by Radioembolization

Los tumores hepáticos constituyen un importante problema de salud a nivel mundial que en multitud de ocasiones va asociado a patologías previas y factores de riesgo como las hepatitis víricas B y C, el consumo excesivo de alcohol y el aumento de casos de esteatohepatitis no alcohólica, cada vez más relevante en los países industrializados. En hepatocarcinomas no susceptibles de resección quirúrgica, la braquiterapia se está mostrando muy eficaz frente a la quimioterapia sistémica y transarterial, por lo que se desarrollan nuevos tratamientos locorregionales mínimamente invasivos y con menor toxicidad. La radioembolización hepática es una forma de braquiterapia consistente en la administración por vía arterial de microesferas marcadas con radionucleidos emisores beta negativos que en el tejido hepático tienen una escasa penetración, lo que permite la administración de dosis elevadas que provoquen daño celular en el tejido tumoral, de manera que se evita la irradiación de tejido sano contiguo. Entre las microesferas más utilizadas se encuentran las de resina y/o vidrio marcadas con 90 Y, aunque actualmente se está incrementando el uso de las de 166 Ho sobre matriz biodegradable de ácido poli-L-láctico, los motivos principales residen en las características de este radionucleido, como son la emisión beta de menor energía, el periodo de semidesintegración más corto y presentar, además, emisión de fotones gamma, lo que permite su seguimiento gammagráfico. Asimismo, es un elemento paramagnético, por lo que se puede detectar mediante resonancia magnética, lo que facilita la simulación previa al tratamiento y el seguimiento posterior de este.Liver tumors are an important health problem worldwide that on many occasions is associated with previous pathologies and risk factors such as viral hepatitis B and C, excessive alcohol consumption and the increase in cases of non-alcoholic steatohepatitis, each increasingly relevant in industrialized countries. In hepatocarcinomas not susceptible to surgical resection, brachytherapy is proving very effective against systemic and transarterial chemotherapy, developing new minimally invasive regional treatments with less toxicity. Hepatic radioembolization is a form of brachytherapy consisting in the arterial administration of microspheres labeled with beta negative emitting radionuclides that have little penetration in liver tissue, allowing the administration of high doses that cause cellular damage in tumor tissue, avoiding the irradiation of the contiguous healthy tissue. Among the most used microspheres are those of resin and/or glass marked with 90 Y, although the use of 166 Ho on a biodegradable matrix of poly-L-lactic acid is currently increasing, the main reasons lie in the special characteristics of this radionuclide, such as, lower energy of emission beta, shorter half-life as well as the emission of gamma photons, which allows its gammagraphic monitoring. It is also a paramagnetic element, so it can be detected by means of magnetic resonance, facilitating simulation prior to treatment and its subsequent monitoringCiencias Experimentale

Predicción de la toxicidad ambiental usando herramientas computacionales: predicción de efectos tóxicos de químicos en la germinación de semillas de Lactuca sativa

The main aim of the study was to develop quantitative structure-activity relationship (QSAR) models for the prediction of phytotoxicity effects of chemical compounds on the Lactuca sativa seeds germination. A database of 73 compounds, assayed against L. sativa and Dragon’s molecular descriptors are used to obtain a QSAR model for the prediction of the phytotoxicity. The model is carried out with QSARINS software and validated according to OECD principles. The best model showed good value for the determination coefficient (R2 = 0.917) and others parameters appropriate for fitting (s = 0.256 and RMSEtr = 0.236). The validation results confirmed that the model has good robustness and stability (Q2LOO = 0.874 and Q2LM = 0.875), an excellent predictive power (R2ext = 0.896) and was product of a non-random correlation (R2Y-scr = 0.130 and Q2Y-scr = -0.265). Finally, we can say that this model is a good predictor tool to predict the toxicity over L. sativa of chemical compounds.El objetivo principal del estudio fue desarrollar modelos cuantitativos de relación estructura-actividad (QSAR) para la predicción de los efectos fitotóxicos de compuestos químicos, en la germinación de las semillas de Lactuca sativa. Se utiliza una base de datos de 73 compuestos, ensayados contra L. sativa y los descriptores moleculares del programa Dragon para obtener un modelo QSAR para la predicción de la fitotoxicidad. El modelo se lleva a cabo con el software QSARINS y se valida de acuerdo con los principios de la OCDE. El mejor modelo mostró buen valor para el coeficiente de determinación (R2 = 0.917) y otros parámetros apropiados para el ajuste (s = 0.256 and RMSEtr = 0.236). Los resultados de la validación confirmaron que el modelo tiene una buena robustez y estabilidad (Q2LOO = 0.874 and Q2LMO = 0.875), un excelente poder predictivo (R2cext = 0.896) y que no fue producto de una correlación casual (R2Y-scr = 0.130 and Q2Y-scr = -0.265). Finalmente, podemos decir que el modelo es una buena herramienta de predicción para predecir la toxicidad de compuestos químicos sobre L. sativa.Ciencias Experimentale

Extending Graph (Discrete) Derivative Descriptors to N-Tuple Atom-Relations

In the present manuscript, an extension of the previously defined Graph Derivative Indices (GDIs) is discussed. To achieve this objective, the concept of a hypermatrix, conceived from the calculation of the frequencies of triple and quadruple atom relations in a set of connected sub-graphs, is introduced. This set of subgraphs is generated following a predefined criterion, known as the event (S), being in this particular case the connectivity among atoms. The triple and quadruple relations frequency matrices serve as a basis for the computation of triple and quadruple discrete derivative indices, respectively. The GDIs are implemented in a computational program denominated DIVATI (acronym for DIscrete DeriVAtive Type Indices), a module of TOMOCOMD-CARDD program. Shannon‟s entropy-based variability analysis demonstrates that the GDIs show major variability than others indices used in QSAR/QSPR researches. In addition, it can be appreciated when the indices are extended over n-elements from the graph, its quality increases, principally when they are used in a combined way. QSPR modeling of the physicochemical properties Log P and Log K of the 2-furylethylenes derivatives reveals that the GDIs obtained using the tripleand quadruple matrix approaches yield superior performance to the duplex matrix approach. Moreover, the statistical parameters for models obtained with the GDI method are superior to those reported in the literature by using other methods. It can therefore be suggested that the GDI method, seem to be a promissory tool to reckon on in QSAR/QSPR studies, virtual screening of compound datasets and similarity/dissimilarity evaluations

Investigación de los delitos contra la naturaleza y el medio ambiente

Mesa redonda en el marco de la jornada ''La ciencia al servicio de la criminología''. Facultad de Derecho. Universitat de ValènciaDuración: 33

L analisi de drogues, estuefacients i substancies toxiques

Ponència a càrrec de Facundo Pérez Giménez, Professor Titular de Química Física de la Universitat de València.Duración: 24

Environmental toxicity prediction using computational tools: prediction of potential hazardous effects of chemicals in Lactuca saliva seed germination

The main aim of the study was to develop quantitative structure-activity relationship (QSAR) models for the prediction of phytotoxicity effects of chemical compounds on the Lactuca sativa seeds germination. A database of 73 compounds, assayed against L. sativa and Dragon’s molecular descriptors are used to obtain a QSAR model for the prediction of the phytotoxicity. The model is carried out with QSARINS software and validated according to OECD principles. The best model showed good value for the determination coefficient (R2 = 0.917) and others parameters appropriate for fitting (s = 0.256 and RMSEtr= 0.236). The validation results confirmed that the model has good robustness and stability (Q2LOO = 0.874 and Q2LMO= 0.875), an excellent predictive power (R2ext = 0.896) and was product of a non-random correlation (R2Y-scr = 0.130 and Q2Y-scr = -0.265). Finally, we can say that this model is a good predictor tool to predict the toxicity over L. sativa of chemical compounds.El objetivo principal del estudio fue desarrollar modelos cuantitativos de relación estructura-actividad (QSAR) para la predicción de los efectos fitotóxicos de compuestos químicos, en la germinación de las semillas de Lactuca sativa. Se utiliza una base de datos de 73 compuestos, ensayados contra L. sativa y los descriptores moleculares del programa Dragon para obtener un modelo QSAR para la predicción de la fitotoxicidad. El modelo se lleva a cabo con el software QSARINS y se valida de acuerdo con los principios de la OCDE. El mejor modelo mostró buen valor para el coeficiente de determinación (R2 = 0.917) y otros parámetros apropiados para el ajuste (s = 0.256 and RMSEtr= 0.236). Los resultados de la validación confirmaron que el modelo tiene una buena robustez y estabilidad (Q2 LOO = 0.874 and Q2 LMO= 0.875), un excelente poder predictivo (R2 ext = 0.896) y que no fue producto de una correlación casual (R2 Y-scr = 0.130 and Q2 Y-scr = -0.265). Finalmente, podemos decir que el modelo es una buena herramienta de predicción para predecir la toxicidad de compuestos químicos sobre L. sativa

Isolation and characterization of extracellular vesicles in Candida albicans

Background: The occurrence of systemic infections due to C. albicans has increased especially in critically ill patients. In fungal infections, secretory mechanisms are key events for disease establishment. Recent findings demonstrate that fungal organisms release many molecular com-ponents to the extracellular space in extracellular vesicles. Aims: We develop a method to obtain exosomes from yeast cultures of the Candida albicans. Methods: Yeast strains used in this work were C. albicans SC5314, C. parapsilosis (ATCC 22019) and C. krusei (ATCC 6258). Yeasts were grown at 37.º in liquid YPD medium. The cell cultures were centrifuged and the supernatant filtered through sterile nitrocellulose. Filtrates were concentrated and centrifuged using an ultracentrifuge. The sediment was analyzed by electron microscopy of transmission.Results: The transmission of electron microscopy and nanoparticle tracking analysis confirmed the presence of extracellular vesicles (exosomes) of sizes between 100 and 200 nm and the absence of cellular contaminants. This was ratified by the characterization of proteins performed through the western blot technique, where the absence of cell contamination in the preparations was assessed. Conclusions: The method proves to be highly effective due to the homogeneity and purity of the obtained microvesicles. The protocol developed in this paper proves to be effective for obtaining exosomes of other Candida species, which will allow future studies to determine its protein composition and the role that these vesicles can play.Contexto: La aparición de infecciones sistémicas por C. albicans ha aumentado sobre todo en pacientes graves. En las infecciones fúngicas, los mecanismos de secreción son eventos clave para que el establecimiento de la enfermedad. Hallazgos recientes demuestran que los organismos fúngicos liberan muchos componentes moleculares al espacio extracelular en vesículas extracelulares. Objetivos: Desarrollamos un método para obtener exosomas de cultivos de levadura de Candida albicans. Métodos: Las cepas de levadura que se usaron en este trabajo son C. albicans SC5314, C. parapsilosis (ATCC 22019) y C. krusei (ATCC 6258). Las levaduras se cultivaron a 37.º C en un medio YPD líquido. Los cultivos de células fueron centrifugados y el sobrenadante, filtrado por medio de nitrocelulosa estéril. Los filtrados se concentraron y centrifugaron usando una ultracentrifugadora. El sedimento fue analizado por un microscopio electrónico de transmisión. Resultados: La microscopía electrónica de transmisión y el análisis de nanopartículas confirman la presencia de vesículas extracelulares (exosomas) de un tamaño entre 100 y 200 nm, así como la ausencia de contaminantes celulares. Esto se ratificó mediante la caracterización de proteínas obtenidas por medio de la técnica de Western blot, donde se evaluó la ausencia de contaminación celular en las preparaciones. Conclusiones: El método es altamente eficaz dada la homogeneidad y la pureza de las microvesículas obtenidas. El protocolo desarrollado en este artículo demuestra ser efectivo para obtener exosomas de otras especies Candida, lo que permitirá que en futuros estudios se determine su composición proteica y el papel que estas vesículas pueden desempeñar