Intrinsically Disordered Protein Regions in Human Evolution and as Therapeutic Targets

Intrinsically disordered proteins (IDPs) and IDP regions (IDPRs) fail to form stable structures but have important biological functions via interacting with various molecular partners (proteins, DNA, RNA, glycosaminoglycans). We hypothesized that IDPRs are potential targets for therapeutics development because they are reservoirs of evolutionary innovation, and they play crucial roles in adaptation to pathogens. We first studied the evolution of IDPRs in the human proteome and compared it with the proteome of non-human primates. We have found that evolutionary young protein-coding genes have included low conserved regions in the N-terminal part of proteins, and such regions are linked to high disorder scores. Although humans share high genomic similarities with their closest relatives such as chimpanzees and other non-human primates, we are more susceptible to diseases. It has been shown that humans respond differently to infectious diseases when compared to primates, the study of structural differences in evolutionary young human proteins could potentially help to discover new therapeutic targets that are linked to human-specific pathologies. In addition, we propose that disordered regions are important targets in vaccine development. Pathogens incorporate disordered regions on their proteomes to interact more efficiently with their host. We chose several IDPRs of the spike protein of the SARS CoV-2 virus to demonstrate in vivo that these regions are antigenic. Our Chimeric Qβ virus-like particles displaying disordered segments of SARS CoV-2 spike protein-induced robust antibody responses in BALB/c mice. We demonstrate evidence that IDPRs can be efficient epitopes for the development of efficacious vaccines

“Determinación del efecto cicatrizante del extracto etanólico de Piper aduncum (matico) en línea celular de fibroblastos humanos hDFa, análisis de expresión de genes EGF, FGF, PDGFy su efecto en heridas inducidas en Rattus norvegicus

Las heridas crónicas y no cicatrizadas representan una elevada incidencia en la población a nivel mundial. El proceso de cicatrización involucra interacciones complejas entre células y diversos factores de crecimiento que estimulan el proceso de reparación. El extracto etanólico de Piper aduncum ha sido utilizado a través de los años como cicatrizante en la Amazonia Peruana. Estudios previos evidenciaron su contenido de flavonoides, alcaloides, saponinas y taninos, los que estarían implicados en su función cicatrizante. El presente trabajo permitió evaluar el efecto cicatrizante del extracto etanólico de Piper aduncum y de las proteínas purificadas que contiene en la línea celular de Fibroblastos Dermales Adultos Humanos (hDFa), así como su efecto In vivo en heridas inducidas en ratas (Rattus Norvegicus). Para este fin las hojas de Piper aduncum fueron colectadas y llevadas a sequedad, luego se obtuvo el extracto etanólico mediante la técnica de extracción sólido-líquido utilizando un equipo Soxhlet, se utilizó como solvente etanol, el extracto fue concentrado y liofilizado. Se purificaron las proteínas contenidas en el extracto mediante la técnica de Cromatografía Líquida de Alta Eficacia de Fase Reversa RP-HPLC, además mediante espectrometría de masas en tándem de péptidos trípticos (MALDI-TOF-TOF) se identificaron las secuencias N-terminales de las 5 proteínas purificadas las que fueron denominadas K1, K2, K3, K4 y K5. Se determinó el efecto del extracto liofilizado y de las proteínas K1 y K2 en la proliferación y migración de fibroblastos en cultivo In vitro, obteniéndose un incremento significativo comparado a los controles negativos. Así mismo se analizó la expresión de los factores de crecimiento: Factor de Crecimiento Derivado de Plaquetas (PDGF), Factor de Crecimiento de Fibroblastos (FGF) y el Factor de Crecimiento Epidermal (EGF), mediante la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa con Transcriptasa Reversa a tiempo real (RT- qPCR), en fibroblastos, de esta manera se comprobó que el extracto y las proteínas K1 y K2 incrementan la expresión de estos genes relacionados al proceso de cicatrizacion. Finalmente para los análisis In vivo (Rattus norvegicus) se aplicó el extracto liofilizado y una formulación en gel en heridas inducidas en ratas, posteriormente se evaluó el proceso de cicatrización mediante análisis histológico; en este ensayo se comprobó que el extracto en sus formas liofilizada y gel favorecen la reepitelización, la angiogénesis y fibroplasia en las heridas inducidas en ratas comparada con un control negativo. Finalmente los resultados demuestran que el extracto etanólico de Piper aduncum y las proteínas K1 y K2 tienen un efecto cicatrizante