Influencia del entorno lipídico sobre la actividad biológica de la bomba de calcio de Membrana plasmática

Las proteínas de membrana son esenciales para la regulación de la composición del medio celular, el potencial de membrana, el metabolismo y las vías de señalización. Por su ubicación son consideradas la puerta de ingreso a la célula y el blanco de muchas drogas, ya que más de la mitad de las moléculas terapéuticas pequeñas están dirigidas contra proteínas asociadas a la membrana. Sin embargo, existen escasas estructuras tridimensionales de dichas proteínas debido a las dificultades inherentes a su expresión, extracción, purificación y a la obtención de muestras abundantes y homogéneas que permitan su estudio cristalográfico. Dada su relevancia fisiopatológica y farmacológica, ha sido de especial interés desarrollar diferentes estrategias con el fin de obtener la información necesaria para resolver los distintos aspectos del complejo entramado entorno-estructura-función. La bomba de calcio de la membrana plasmática (PMCA) pertenece a la superfamilia de las P-ATPasas; está presente en la membrana plasmática de todas las células eucariotas y es uno de los sistemas que participa en la remoción del Ca2+ citosólico transportándolo hacia el medio extracelular. A diferencia de los intercambiadores Na+ /Ca2+ (NCX) y Na+ /Ca2+ -K + (NCKX), que también remueven el Ca2+ citosólico, la PMCA es un sistema de alta afinidad y baja capacidad de transporte de Ca2+ . La PMCA es regulada por calmodulina, fosfolípidos ácidos y ácidos grasos insaturados. Además, los fosfolípidos neutros como la fosfatidilcolina son esenciales para la actividad de la enzima. En el presente trabajo de Tesis, estudiamos la dependencia de la actividad Ca2+ - ATPasa de la PMCA con la fracción molar de fosfolípidos. Para tal fin, reconstituimos a la PMCA en micelas mixtas con diferentes proporciones de detergente/fosfatidilcolina y a su vez, diferentes largos de cadenas carbonadas de fosfatidilcolina. Los sistemas micelares mixtos se han utilizado ampliamente para el estudio de la interacción de las proteínas integrales de membrana con su entorno hidrofóbico. En particular, se ha aceptado el uso de este tipo de sistemas para el estudio de la PMCA ya que la misma II preserva las características bioquímicas presentes en su entorno nativo. Hemos caracterizado la transición micela-vesícula de los diferentes sistemas de reconstitución utilizando para tal fin dos técnicas diferentes, la dispersión de luz estática (SLS) y la espectroscopía de correlación de fluorescencia (FCS). Además determinamos los niveles de intermediarios fosforilados de la PMCA que permitieron describir funcionalmente los efectos ejercidos no sólo por la fracción molar presente en la micela mixta sino también la acción de diferentes largos de cadena carbonada. Finalmente, realizamos simulaciones de dinámica molecular de un modelo de la PMCA insertado en bicapas de 1,2-dimiristoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DMPC) o 1,2-dioleoilsn-glicero-3-fosfocolina (DOPC) de manera de explorar el efecto del grosor hidrofóbico del dominio transmembrana de la PMCA sobre la actividad ATPasa. Mediante estas estrategias experimentales demostramos que los fosfolípidos neutros modulan la actividad Ca2+ -ATPasa de la PMCA, modificando el número de recambio de la enzima en función de la composición de la micela mixta y de las características de las moléculas de fosfatidilcolina. Los cambios biofísicos asociados con la transición micela-vesícula incrementan el tiempo de permanencia de la enzima en el intermediario fosforilado, siendo este paso el responsable de la disminución de la actividad enzimática. Las simulaciones de dinámica molecular permitieron demostrar que cuando la PMCA se encuentra inserta en bicapas de DOPC, existen residuos cargados incluidos en el centro hidrofóbico de dichas bicapas. De manera complementaria, en las bicapas de DMPC los requerimientos de la superficie proteica se satisfacen evitando el costo termodinámico de exponer residuos cargados en zonas hidrofóbicas. De acuerdo a los datos experimentales, sugerimos que el grosor hidrofóbico óptimo para la PMCA es cercano a 24 Å, en concordancia con la máxima actividad hallada en presencia de este fosfolípido de 14 átomos de carbono de su cadena hidrofóbica. Para estudiar la modulación de la PMCA por ácidos grasos insaturados, se desarrolló un análogo fotoactivable de ácido oleico (AS86). Esta molécula se une covalentemente a la PMCA y es desplazable por ácido oleico. En la presente tesis hemos sintetizado, purificado y caracterizado dicho análogo y comprobamos que el AS86 se comporta de manera análoga al ácido oleico, cuando interactúa mediante III unión no-covalente, incrementando la actividad Ca2+ -ATPasa de la PMCA en el rango de concentraciones en las que actúa el ácido oleico. En este mismo sentido, pudimos demostrar que el AS86 es capaz de interaccionar directamente con PMCA e inducir un cambio conformacional tal que sus segmentos transmembrana se encuentran menos expuestos al entorno lipídico. Esta última característica es compartida por todos los activadores de la PMCA estudiados, incluyendo el ácido oleico. Estas evidencias demuestran la gran similitud entre la sonda fotoactivable AS86 y el ácido oleico. A partir de allí, desarrollamos una estrategia experimental que involucra la fotomarcación de la PMCA con AS86 y un posterior análisis por espectrometría de masa de los fragmentos para hallar los posibles sitios de interacción de la enzima con los ácidos grasos insaturados. La estrategia adoptada se basó en unir covalentemente el AS86 a la PMCA, realizar la digestión del aducto con V8 proteasa, separar por SDSPAGE los fragmentos y posteriormente digerir in-gel con tripsina y luego analizar los péptidos resultantes por espectrometría de masa. Los resultados aquí mostrados constituyen la primera evidencia de un análisis mediante MALDI TOF-TOF de fragmentos trípticos de la PMCA purificada de eritrocitos humanos. Proponemos una región para la interacción del AS86 con la PMCA (E812ASDIILTDDNFTSIVKAVMW832) que podría ser parte de un dominio donde interactúan varias moléculas de ácidos grasos para el transporte de calcio. En conclusión, en el presente trabajo hemos estudiado la regulación del transporte de calcio por fosfolípidos neutros y por ácidos grasos insaturados mediante el desarrollo de diferentes estrategias experimentales. Además hemos modelado la acción de estos lípidos sobre la estructura y la función de la PMCA.Fil: Pignataro, María Florencia. 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

Prenatal hyperandrogenism induces alterations that affect liver lipid metabolism

Prenatal hyperandrogenism is hypothesized as one of the main factors contributing to26 the development of polycystic ovary syndrome (PCOS). PCOS patients have high risk27 of developing fatty liver and steatosis. This study aimed to evaluate the role of prenatal28 hyperandrogenism in liver lipid metabolism and fatty liver development. Pregnant rats29 were hyperandrogenized with testosterone. At pubertal age, the prenatally30 hyperandrogenized (PH) female offspring displayed both ovulatory (PHov) and31 anovulatory (PHanov) phenotypes that mimic human PCOS features. We evaluated32 hepatic transferases, liver lipid content, the balance between lipogenesis and fatty acid33 oxidation pathway, oxidant/antioxidant balance and pro-inflammatory status. We also34 evaluated the general metabolic status through growth rate curve, basal glucose and35 insulin levels, glucose tolerance test, HOMA-IR index and serum lipid profile.36 Although neither PH group showed signs of liver lipid content, the lipogenesis and fatty37 oxidation pathways were altered. The PH groups also showed impaired38 oxidant/antioxidant balance, a decrease in the pro-inflammatory pathway (measured by39 prostaglandin E2 and cyclooxygenase-2 levels), decreased glucose tolerance, imbalance40 of circulating lipids and increased risk of metabolic syndrome. We conclude that41 prenatal hyperandrogenism generates both PHov and PHanov phenotypes with signs of42 liver alterations, imbalance in lipid metabolism and increased risk of developing43 metabolic syndrome. The anovulatory phenotype showed more alterations in liver44 lipogenesis and a more impaired balance of insulin and glucose metabolism, being more45 susceptible to the development of steatosis.Fil: Abruzzese, Giselle Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Heber, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Ferreira, Silvana Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Velez, Leandro Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Reynoso, Roxana María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Endocrinología; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. 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: Motta, Alicia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentin

Determination of the dissociation constants for Ca2+ and calmodulin from the plasma membrane Ca2+ pump by a lipid probe that senses membrane domain changes

The purpose of this work was to obtain information about conformational changes of the plasma membrane Ca2+-pump (PMCA) in the membrane region upon interaction with Ca2+, calmodulin (CaM) and acidic phospholipids. To this end, we have quantified labeling of PMCA with the photoactivatable phosphatidylcholine analog [125I]TID-PC/16, measuring the shift of conformation E2 to the auto-inhibited conformation E1I and to the activated E1A state, titrating the effect of Ca2+ under different conditions. Using a similar approach, we also determined the CaM-PMCA dissociation constant. The results indicate that the PMCA possesses a high affinity site for Ca2+ regardless of the presence or absence of activators. Modulation of pump activity is exerted through the C-terminal domain, which induces an apparent auto-inhibited conformation for Ca2+ transport but does not modify the affinity for Ca2+ at the transmembrane domain. The C-terminal domain is affected by CaM and CaM-like treatments driving the auto-inhibited conformation E1I to the activated E1A conformation and thus modulating the transport of Ca2+. This is reflected in the different apparent constants for Ca2+ in the absence of CaM (calculated by Ca2+-ATPase activity) that sharply contrast with the lack of variation of the affinity for the Ca2+ site at equilibrium. This is the first time that equilibrium constants for the dissociation of Ca2+ and CaM ligands from PMCA complexes are measured through the change of transmembrane conformations of the pump. The data further suggest that the transmembrane domain of the PMCA undergoes major rearrangements resulting in altered lipid accessibility upon Ca2+ binding and activation.Fil: Mangialavori, Irene Cecilia. 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: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. 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: Pignataro, María Florencia. 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: Strehler, Emanuel E.. Mayo Clinic College of Medicine; Estados UnidosFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. 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

Aprendizaje significativo y colaborativo con Usina

Química Biológica Superior (QBS) forma parte del ciclo superior de la carrera de Bioquímica de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires. La asignatura está formalmente orientada al estudio de los mecanismos de control y regulación de los procesos metabólicos y celulares, siendo el tema de Análisis del Control Metabólico (MCA) el más significativo en términos de las grandes preguntas de la materia. Sin embargo, la propuesta de trabajo actual de la cátedra hace que MCA no desarrolle todo su potencial como eje transversal a través del cual integrar los demás contenidos de la asignatura. Con el objetivo de recomponer esto, en este proyecto proponemos articular la integración de todos los tópicos en el marco de MCA mediante una actividad de simulación utilizando la plataforma Usina, donde se propone al estudiante personificarse en un investigador realizando su trabajo en el laboratorio, que busca responder una pregunta relevante basándose tanto en sus conocimientos como en evidencia experimental previa (recabada mediante búsquedas informáticas), para la construcción de una hipótesis. De esta manera se integrarán armónicamente los diversos contenidos facilitando su adecuada comprensión así como la adquisición de saberes y criterios pertinentes a la formación profesional.Área: Tecnología en Educación.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Unveiling patenting strategies of therapeutics and vaccines: evergreening in the context of COVID-19 pandemic

In the pharmaceutical sector, evergreening is considered a range of practices applied to extend monopoly protection on existing products. Filing several patent applications related to the same active pharmaceutical ingredient (API) is one of the most common manifestations of evergreening. During the COVID-19 pandemic, several health technologies were developed. This study aimed to analyze the extension of evergreening for selected health technologies for SARS-CoV-2 through patent filing strategies. Starting with the selection of three antivirals, one biological and two vaccines, a patent landscape was built based on public and private databases. Regarding these selected technologies, we analyzed some of the evergreening strategies used by different applicants, academic institutions or pharmaceutical companies and found a total of 29 applications (10 after the pandemic) for antivirals, 3 applications for a biological drug (1 after the pandemic), and 41 applications for vaccines (23 after the pandemic). Despite differences among the technologies, a common aspect found in all analyzed cases is the intense patent filing after the pandemic, aligned to the fact that those technologies were moving through the R&D process up to regulatory approval. The evergreening approach pursued has already been found in other diseases, with the risk of monopoly extension and also bringing legal uncertainty due to the lack of transparency of newer patent applications covering specific medical indications. Therefore, efforts to address evergreening should be pursued by countries, including the adoption of a public health approach to the patent examination of those technologies to prevent the granting of undeserved patents

Modulation of plasma membrane Ca2-ATPase by neutral Phospholipids: effect of the micelle-vesicle transition and the bilayer thickness

Background: Membrane proteins require phospholipids to be biologically active. Results: An increase of phosphatidylcholine/detergent molar ratio leads to a biphasic behavior of the PMCA Ca2-ATPase activity, whose maximum depends on phosphatidylcholine characteristics. Conclusion: The optimum hydrophobic thickness for PMCA structure and Ca2-ATPase activity is about 24 Å. Significance: Differential modulation by neutral phospholipids could be a general mechanism for regulating membrane protein function.Fil: Pignataro, María Florencia. 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: Dodes Traian, Martín 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; 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: Sica, Mauricio Pablo. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; ArgentinaFil: Mangialavori, Irene Cecilia. 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: Rossi, Juan Pablo Francisco. 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

A highly conserved iron-sulfur cluster assembly machinery between humans and amoeba dictyostelium discoideum: The characterization of frataxin

Several biological activities depend on iron–sulfur clusters ([Fe-S]). Even though they are well-known in several organisms their function and metabolic pathway were poorly understood in the majority of the organisms. We propose to use the amoeba Dictyostelium discoideum, as a biological model to study the biosynthesis of [Fe-S] at the molecular, cellular and organism levels. First, we have explored the D. discoideum genome looking for genes corresponding to the subunits that constitute the molecular machinery for Fe-S cluster assembly and, based on the structure of the mammalian supercomplex and amino acid conservation profiles, we inferred the full functionality of the amoeba machinery. After that, we expressed the recombinant mature form of D. discoideum frataxin protein (DdFXN), the kinetic activator of this pathway. We characterized the protein and its conformational stability. DdFXN is monomeric and compact. The analysis of the secondary structure content, calculated using the far-UV CD spectra, was compatible with the data expected for the FXN fold, and near-UV CD spectra were compatible with the data corresponding to a folded protein. In addition, Tryptophan fluorescence indicated that the emission occurs from an apolar environment. However, the conformation of DdFXN is significantly less stable than that of the human FXN, (4.0 vs. 9.0 kcal mol−1, respectively). Based on a sequence analysis and structural models of DdFXN, we investigated key residues involved in the interaction of DdFXN with the supercomplex and the effect of point mutations on the energetics of the DdFXN tertiary structure. More than 10 residues involved in Friedreich’s Ataxia are conserved between the human and DdFXN forms, and a good correlation between mutational effect on the energetics of both proteins were found, suggesting the existence of similar sequence/function/stability relationships. Finally, we integrated this information in an evolutionary context which highlights particular variation patterns between amoeba and humans that may reflect a functional importance of specific protein positions. Moreover, the complete pathway obtained forms a piece of evidence in favor of the hypothesis of a shared and highly conserved [Fe-S] assembly machinery between Human and D. discoideum.Fil: Olmos, Justo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Pignataro, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; 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: Benítez Dos Santos, Ana Belén. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Bringas, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Klinke, Sebastian. 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: Kamenetzky, Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Velázquez Duarte, Francisco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Santos, Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Covalent coupling of Spike’s receptor binding domain to a multimeric carrier produces a high immune response against SARS-CoV-2

The receptor binding domain (RBD) of the Spike protein from SARS-CoV-2 is a promising candidate to develop effective COVID-19 vaccines since it can induce potent neutralizing antibodies. We have previously reported the highly efficient production of RBD in Pichia pastoris, which is structurally similar to the same protein produced in mammalian HEK-293T cells. In this work we designed an RBD multimer with the purpose of increasing its immunogenicity. We produced multimeric particles by a transpeptidation reaction between RBD expressed in P. pastoris and Lumazine Synthase from Brucella abortus (BLS), which is a highly immunogenic and very stable decameric 170 kDa protein. Such particles were used to vaccinate mice with two doses 30 days apart. When the particles ratio of RBD to BLS units was high (6–7 RBD molecules per BLS decamer in average), the humoral immune response was significantly higher than that elicited by RBD alone or by RBD-BLS particles with a lower RBD to BLS ratio (1–2 RBD molecules per BLS decamer). Remarkably, multimeric particles with a high number of RBD copies elicited a high titer of neutralizing IgGs. These results indicate that multimeric particles composed of RBD covalent coupled to BLS possess an advantageous architecture for antigen presentation to the immune system, and therefore enhancing RBD immunogenicity. Thus, multimeric RBD-BLS particles are promising candidates for a protein-based vaccine.Fil: Berguer, Paula Mercedes. 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: Blaustein, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Bredeston, Luis María. 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 Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Craig, Patricio Oliver. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: D'alessio, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Elias, Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Farré, Paola C.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; ArgentinaFil: Fernández, Natalia Brenda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gentili, Hernan Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gándola, Yamila Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Gasulla, Javier. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Gudesblat, Gustavo Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Herrera, Maria Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ibañez, Lorena Itatí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Idrovo Hidalgo, Tommy. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Noseda, Diego Gabriel. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Pavan, Carlos Humberto. 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: Pavan, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pignataro, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Roman, Ernesto Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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: Ruberto, Lucas Adolfo Mauro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Rubinstein, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Sanchez Sanchez, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; ArgentinaFil: Santos, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Wetzler, Diana Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Zelada, Alicia Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentin

Structural and Functional Comparison of SARS-CoV-2-Spike Receptor Binding Domain Produced in Pichia pastoris and Mammalian Cells

The yeast Pichia pastoris is a cost-effective and easily scalable system for recombinant protein production. In this work we compared the conformation of the receptor binding domain (RBD) from SARS-CoV-2 Spike protein expressed in P. pastoris and in the well established HEK-293T mammalian cell system. RBD obtained from both yeast and mammalian cells was properly folded, as indicated by UV-absorption, circular dichroism and tryptophan fluorescence. They also had similar stability, as indicated by temperature-induced unfolding (observed Tm were 50 °C and 52 °C for RBD produced in P. pastoris and HEK-293T cells, respectively). Moreover, the stability of both variants was similarly reduced when the ionic strength was increased, in agreement with a computational analysis predicting that a set of ionic interactions may stabilize RBD structure. Further characterization by HPLC, size-exclusion chromatography and mass spectrometry revealed a higher heterogeneity of RBD expressed in P. pastoris relative to that produced in HEK-293T cells, which disappeared after enzymatic removal of glycans. The production of RBD in P. pastoris was scaled-up in a bioreactor, with yields above 45 mg/L of 90% pure protein, thus potentially allowing large scale immunizations to produce neutralizing antibodies, as well as the large scale production of serological tests for SARS-CoV-2.Fil: Zelada, Alicia Mercedes. 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. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Auge, Gabriela Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Blaustein, Matías. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; ArgentinaFil: Bredeston, Luis María. 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: Corapi, Enrique Sebastian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Craig, Patricio Oliver. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cossio, Leandro Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Agrobiotecnología; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Dain, Liliana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud "Dr. Carlos G. Malbrán". Centro Nacional de Genética Médica; ArgentinaFil: D’Alessio, Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; ArgentinaFil: Elias, Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Fernández, Natalia Brenda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gasulla, Javier. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; ArgentinaFil: Gorojovsky, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Gudesblat, Gustavo Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Herrera, Maria Georgina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ibañez, Lorena Itatí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Idrovo Hidalgo, Tommy. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; ArgentinaFil: Iglesias Randon, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Kamenetzky, Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Noseda, Diego Gabriel. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Pavan, Carlos Humberto. 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: Pavan, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pignataro, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Roman, Ernesto Andres. 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: Ruberto, Lucas Adolfo Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Rubinstein, Natalia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Santos, Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Velázquez Duarte, Francisco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Zelada, Alicia Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentin

Prenatal Hyperandrogenization Induces Metabolic and Endocrine Alterations Which Depend on the Levels of Testosterone Exposure

Prenatal hyperandrogenism is able to induce polycystic ovary syndrome (PCOS) in rats. The aim of the present study was to establish if the levels of prenatal testosterone may determine the extent of metabolic and endocrine alterations during the adult life. Pregnant Sprague Dawley rats were prenatally injected with either 2 or 5 mg free testosterone (groups T2 and T5 respectively) from day 16 to day 19 day of gestation. Female offspring from T2 and T5 displayed different phenotype of PCOS during adult life. Offspring from T2 showed hyperandrogenism, ovarian cysts and ovulatory cycles whereas those from T5 displayed hyperandrogenism, ovarian cysts and anovulatory cycles. Both group showed increased circulating glucose levels after the intraperitoneal glucose tolerance test (IPGTT; an evaluation of insulin resistance). IPGTT was higher in T5 rats and directly correlated with body weight at prepubertal age. However, the decrease in the body weight at prepubertal age was compensated during adult life. Although both groups showed enhanced ovarian steroidogenesis, it appears that the molecular mechanisms involved were different. The higher dose of testosterone enhanced the expression of both the protein that regulates cholesterol availability (the steroidogenic acute regulatory protein (StAR)) and the protein expression of the transcriptional factor: peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR gamma). Prenatal hyperandrogenization induced an anti-oxidant response that prevented a possible pro-oxidant status. The higher dose of testosterone induced a pro-inflammatory state in ovarian tissue mediated by increased levels of prostaglandin E (PG) and the protein expression of cyclooxygenase 2 (COX2, the limiting enzyme of PGs synthesis). In summary, our data show that the levels of testosterone prenatally injected modulate the uterine environment and that this, in turn, would be responsible for the endocrine and metabolic abnormalities and the phenotype of PCOS during the adult life