Galectin-3-mediated glial crosstalk drives oligodendrocyte differentiation and (Re)myelination

Galectin-3 (Gal-3) is the only chimeric protein in the galectin family. Gal-3 structure comprises unusual tandem repeats of proline and glycine-rich short stretches bound to a carbohydrate-recognition domain (CRD). The present review summarizes Gal-3 functions in the extracellular and intracellular space, its regulation and its internalization and secretion, with a focus on the current knowledge of Gal-3 role in central nervous system (CNS) health and disease, particularly oligodendrocyte (OLG) differentiation, myelination and remyelination in experimental models of multiple sclerosis (MS). During myelination, microglia-expressed Gal-3 promotes OLG differentiation by binding glycoconjugates present only on the cell surface of OLG precursor cells (OPC). During remyelination, microglia-expressed Gal-3 favors an M2 microglial phenotype, hence fostering myelin debris phagocytosis through TREM-2b phagocytic receptor and OLG differentiation. Gal-3 is necessary for myelin integrity and function, as evidenced by myelin ultrastructural and behavioral studies from LGALS3-/- mice. Mechanistically, Gal-3 enhances actin assembly and reduces Erk 1/2 activation, leading to early OLG branching. Gal-3 later induces Akt activation and increases MBP expression, promoting gelsolin release and actin disassembly and thus regulating OLG final differentiation. Altogether, findings indicate that Gal-3 mediates the glial crosstalk driving OLG differentiation and (re)myelination and may be regarded as a target in the design of future therapies for a variety of demyelinating diseases.Fil: Thomas, 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. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pasquini, Laura Andrea. 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. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentin

Galectin-1 in myelin repair

Galectin-1 (Gal-1) is a member of a highly conserved family of animal lectins which binds to the common disaccharide [Galβ(1-4)-GlcNAc] on both N- and O-glycans decorating cell surface glycoconjugates. Current evidence supports a role for Gal-1 in the pathophysiology of multiple sclerosis (MS), one of the most prevalent chronic inflammatory diseases, as approximately one third of MS patients generate high titres of anti-Gal-1 antibodies. Four different lesion types have been described in MS: pattern-1 and -2 lesions are thought to be mediated by the autoimmune response, while pattern-3 and -4 lesions are considered primary oligodendropathy. The first two types are experimentally simulated in mice by experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), while the second two are mimicked by toxic models such as cuprizone (CPZ) or lysolecithin (LPC) administration. Studies in EAE models have demonstrated that Gal-1 is highly expressed in the acute phase of the disease and that its deficiency leads to severe inflammation-induced neurodegeneration [1]. Regarding its mechanism of action,Fil: Rinaldi, Mariana. 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: Thomas, 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; ArgentinaFil: Pasquini, Laura Andrea. 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; Argentin

Galectin-3-Mediated Glial Crosstalk Drives Oligodendrocyte Differentiation and (Re)myelination

Galectin-3 (Gal-3) is the only chimeric protein in the galectin family. Gal-3 structure comprises unusual tandem repeats of proline and glycine-rich short stretches bound to a carbohydrate-recognition domain (CRD). The present review summarizes Gal-3 functions in the extracellular and intracellular space, its regulation and its internalization and secretion, with a focus on the current knowledge of Gal-3 role in central nervous system (CNS) health and disease, particularly oligodendrocyte (OLG) differentiation, myelination and remyelination in experimental models of multiple sclerosis (MS). During myelination, microglia-expressed Gal-3 promotes OLG differentiation by binding glycoconjugates present only on the cell surface of OLG precursor cells (OPC). During remyelination, microglia-expressed Gal-3 favors an M2 microglial phenotype, hence fostering myelin debris phagocytosis through TREM-2b phagocytic receptor and OLG differentiation. Gal-3 is necessary for myelin integrity and function, as evidenced by myelin ultrastructural and behavioral studies from LGALS3-/- mice. Mechanistically, Gal-3 enhances actin assembly and reduces Erk 1/2 activation, leading to early OLG branching. Gal-3 later induces Akt activation and increases MBP expression, promoting gelsolin release and actin disassembly and thus regulating OLG final differentiation. Altogether, findings indicate that Gal-3 mediates the glial crosstalk driving OLG differentiation and (re)myelination and may be regarded as a target in the design of future therapies for a variety of demyelinating diseases

Axonal regeneration in spinal cord injury: a key role of galectin-1

Al producirse una lesión de médula espinal (LME), un sinnúmero de proteínas inhibidoras de la regeneración axonal ocupan el sitio de lesión en forma secuencial. La primer proteína en llegar al mismo se conoce como semaforina 3A (Sema3A), siendo además una de las más potentes por su acción de inhibir la regeneración axonal. A nivel mecanístico la unión de esta proteína al complejo-receptor neuronal neuropilin-1 (NRP-1)/PlexinA4 evita que se produzca regeneración axonal. En este trabajo de revisión se discutirá la acción de galectin-1 (Gal-1), una proteína endógena de unión a glicanos, que selectivamente se une al complejo-receptor NRP-1/PlexinA4 de las neuronas lesionadas a través de un mecanismo dependiente de interacciones lectina-glicano, interrumpiendo la señalización generada por Sema3A y permitiendo de esta manera la regeneración axonal y recuperación locomotora luego de producirse la LME. Mientras ambas formas de Gal-1 (monomérica y dimérica) contribuyen a la inactivación de la microglia, solo la forma dimérica de Gal-1 es capaz deunirse al complejo-receptor NRP-1/PlexinA4 y promover regeneración axonal. Por lo tanto, Gal-1 dimérica produce recuperación de las lesiones espinales interfiriendo en la señalización de Sema3A a través de la unión al complejoreceptor NRP-1/PlexinA4, sugiriendo el uso de esta lectina en su forma dimérica para el tratamiento de pacientes con LME.When spinal cord injury (SCI) occurs, a great number of inhibitors of axonal regeneration consecutively invade the injured site. The first protein to reach the lesion is known as semaphorin 3A (Sema3A), which serves as a powerful inhibitor of axonal regeneration. Mechanistically binding of Sem3A to the neuronal receptor complex neuropilin-1 (NRP1) / PlexinA4 prevents axonal regeneration. In this special article we review the effects of galectin-1 (Gal-1), an endogenous glycan-binding protein, abundantly present at inflammation and injury sites. Notably, Gal1 adheres selectively to the NRP-1/PlexinA4 receptor complex in injured neurons through glycan-dependent mechanisms, interrupts the Sema3A pathway and contributes to axonal regeneration and locomotor recovery after SCI. While both the monomeric and dimeric forms of Gal-1 contribute to ’switch-off’ classically-activated microglia, only dimeric Gal-1 binds to the NRP-1/PlexinA4 receptor complex and promotes axonal regeneration. Thus, dimeric Gal-1 promotes functional recovery of spinal lesions by interfering with inhibitory signals triggered by Sema3A adhering to the NRP-1/PlexinA4 complex, supporting the use of dimeric Gal-1 for the treatment of SCI patients.Fil: Quintá, Héctor Ramiro. 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: Pasquini, Juana Maria. 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: Rabinovich, Gabriel Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pasquini, Laura Andrea. 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; Argentin

Inhalation of growth factors and apo-transferrin to protect and repair the hypoxic-ischemic brain

Hypoxic-ischemic brain damage is a major contributor to chronic neurological dysfunction and acute mortality in infants as well as in adults. In this review, we summarize recent publications demonstrating that the intranasal administration (INA) of apo-transferrin (aTf) and different growth factors provides neuroprotection to the mouse and rat brain after a hypoxic-ischemic event. The intranasal delivery of growth factors such as insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and vascular endothelial growth factor (VEGF) has been found to improve neurological function and reduce infarct size in adult rats after a hypoxic-ischemic event. On the other hand, INA of aTf and epidermal growth factor (EGF) were effective in reducing white matter damage and inflammation and in promoting the proliferation and survival of oligodendroglial progenitor cells (OPCs) in a model of hypoxic-ischemic encephalopathy. Therefore, data summarized in this review suggest that INA of growth factors and aTf can be used in combination in clinical treatment in order to protect and repair the hypoxic-ischemic brain.Fil: Guardia Clausi, Mariano. 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. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Rutgers-New Jersey Medical School; Estados UnidosFil: Paez, P. M.. State University of New York; Estados UnidosFil: Pasquini, Laura Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. 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: Pasquini, Juana Maria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. 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; Argentin

Changes in neurosteroidogenesis during demyelination and remyelination in cuprizone-treated mice

Changes of neurosteroids may be involved in the pathophysiology of multiple sclerosis (MS). The present study investigated whether changes of neurosteroidogenesis also occurred in the grey and white matter regions of the brain in mice subjected to cuprizone‐induced demyelination. Accordingly, we compared the expression of neurosteroidogenic proteins, including steroidogenic acute regulatory protein (StAR), voltage‐dependent anion channel (VDAC) and 18 kDa translocator protein (TSPO), as well as neurosteroidogenic enzymes, including the side chain cleavage enzyme (P450scc), 3β‐hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase and 5α‐reductase (5α‐R), during the demyelination and remyelination periods. Using immunohistochemistry and a quantitative polymerase chain reaction, we demonstrated a decreased expression of StAR, P450scc and 5α‐R with respect to an increase astrocytic and microglial reaction and elevated levels of tumor necrosis factor (TNF)α during the cuprizone demyelination period in the hippocampus, cortex and corpus callosum. These parameters, as well as the glial reaction, were normalised after 2 weeks of spontaneous remyelination in regions containing grey matter. Conversely, persistent elevated levels of TNFα and low levels of StAR and P450scc were observed during remyelination in corpus callosum white matter. We conclude that neurosteroidogenesis/myelination status and glial reactivity are inversely related in the hippocampus and neocortex. Establishing a cause and effect relationship for the measured variables remains a future challenge for understanding the pathophysiology of MS.Fil: Leicaj, María L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pasquini, Laura Andrea. 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: Lima, Analia Ethel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gonzalez Deniselle, Maria Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pasquini, Juana Maria. 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: De Nicola, Alejandro F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Garay, Laura Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Dissolved trace elements in the Manso glacier hydrological system, Río Negro, Argentina

En el marco de un estudio integral cuyo objetivo es analizar la dinámica geoquímica e hidrológica del sistema hídrico del río Manso, se presentan aquí los resultados hidroquímicos referidos a la concentración y distribución de elementos traza y elementos de tierras raras (ETR), de muestras extraídas en 2017. Las concentraciones relativas de elementos traza son variables en relación al promedio composicional de los ríos prístinos del mundo (WA). La cuenca alta presenta, en general, las mayores concentraciones. El mismo comportamiento se observa en los elementos de tierras raras (ETR). Las aguas se encuentran enriquecidas en ETRL, excepto en la cuenca alta, donde están enriquecidas en ETRP. Algunas variables hidroquímicas (por ej., la relación Ca:Sr) indican que la fuente principal de los solutos en el agua de la cuenca alta son minerales carbonatados, mientras que en el resto del sistema se aprecia también la influencia de la alteración de silicatos.Centro de Investigaciones Geológica

Dissolved trace elements in the Manso glacier hydrological system, Río Negro, Argentina

En el marco de un estudio integral cuyo objetivo es analizar la dinámica geoquímica e hidrológica del sistema hídrico del río Manso, se presentan aquí los resultados hidroquímicos referidos a la concentración y distribución de elementos traza y elementos de tierras raras (ETR), de muestras extraídas en 2017. Las concentraciones relativas de elementos traza son variables en relación al promedio composicional de los ríos prístinos del mundo (WA). La cuenca alta presenta, en general, las mayores concentraciones. El mismo comportamiento se observa en los elementos de tierras raras (ETR). Las aguas se encuentran enriquecidas en ETRL, excepto en la cuenca alta, donde están enriquecidas en ETRP. Algunas variables hidroquímicas (por ej., la relación Ca:Sr) indican que la fuente principal de los solutos en el agua de la cuenca alta son minerales carbonatados, mientras que en el resto del sistema se aprecia también la influencia de la alteración de silicatos.Centro de Investigaciones Geológica

Dissolved trace elements in the Manso glacier hydrological system, Río Negro, Argentina

En el marco de un estudio integral cuyo objetivo es analizar la dinámica geoquímica e hidrológica del sistema hídrico del río Manso, se presentan aquí los resultados hidroquímicos referidos a la concentración y distribución de elementos traza y elementos de tierras raras (ETR), de muestras extraídas en 2017. Las concentraciones relativas de elementos traza son variables en relación al promedio composicional de los ríos prístinos del mundo (WA). La cuenca alta presenta, en general, las mayores concentraciones. El mismo comportamiento se observa en los elementos de tierras raras (ETR). Las aguas se encuentran enriquecidas en ETRL, excepto en la cuenca alta, donde están enriquecidas en ETRP. Algunas variables hidroquímicas (por ej., la relación Ca:Sr) indican que la fuente principal de los solutos en el agua de la cuenca alta son minerales carbonatados, mientras que en el resto del sistema se aprecia también la influencia de la alteración de silicatos.Centro de Investigaciones Geológica

Estimation of Spatiotemporal Gait Parameters in Walking on a Photoelectric System: Validation on Healthy Children by Standard Gait Analysis

The use of stereophotogrammetry systems is challenging when targeting children's gait analysis due to the time required and the need to keep physical markers in place. For this reason, marker-less photoelectric systems appear to be a solution for accurate and fast gait analysis in youth. The aim of this study is to validate a photoelectric system and its configurations (LED filter setting) on healthy children, comparing the kinematic gait parameters with those obtained from a three-dimensional stereophotogrammetry system. Twenty-seven healthy children were enrolled. Three LED filter settings for the OptoGait were compared to the BTS P6000. The analysis included the non-parametric 80% limits of agreement and the intraclass correlation coefficient (ICC). Additionally, normalised limits of agreement and bias (NLoAs and Nbias) were compared to the clinical experience of physical therapists (i.e., assuming an error lower than 5% is acceptable). ICCs showed excellent consistency for most of the parameters and filter settings; NLoAs varied between 1.39% and 12.62%. An inverse association between the number of LEDs for filter setting and the bias values was also observed. Observations confirm the validity of the OptoGait system for the evaluation of spatiotemporal gait parameters in children