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Understanding intracellular trafficking and anti-inflammatory effects of minocycline chitosan-nanoparticles in human gingival fibroblasts for periodontal disease treatment
Publication . Martin, Victor; Ribeiro, Isabel A. C.; Alves, Marta M.; Gonçalves, Lídia; Almeida, António José; Grenho, Liliana; Fernandes, Maria H.; Santos, Catarina F.; Gomes, Pedro S.; Bettencourt, Ana
Periodontal diseases remain a challenge due to a complex interplay of factors involving a chronic inflammatory activation and bacteria internalization in periodontal cells. In this work, chitosan-nanoparticles loaded with minocycline (MH-NPs), a tetracycline with antimicrobial and anti-inflammatory effects, were developed for in situ delivery in the periodontal milieu aiming to improve drug effectiveness.
A general cytocompatibility evaluation and a detailed approach to address the cellular uptake process, trafficking pathways and the modulation of relevant inflammatory gene expression was conducted using human gingival fibroblasts. Results show that MH-NPs with an adequate cytocompatible profile can be internalized by distinct endocytic processes (macropinocytosis and clathrin-mediated endocytosis). The ability to modulate autophagy with the delivery within the same endosomal/lysosomal pathway as periodontal pathogens was observed, which increases the intracellular drug effectiveness. Porphyromonas gingivalis LPS-stimulated cultures, grown in the presence of MH-NPs, were found to express significantly reduced levels of inflammation-related markers (IL-1b, TNFα, CXCL-8, NFKB1). These nanoparticles can be potentially used in periodontal disease treatment conjoining the ability of intracellular drug targeting with significant anti-inflammatory effects.
Colchicine blocks tubulin heterodimer recycling by tubulin cofactors TBCA, TBCB and TBCE
Publication . Nolasco, S.; Bellido, Javier; Serna, Marina; Carmona, Bruno; Soares, Helena; Zabala, Juan Carlos
Colchicine has been used to treat gout and, more recently, to effectively prevent
autoinflammatory diseases and both primary and recurrent episodes of pericarditis. The
anti-inflammatory action of colchicine seems to result from irreversible inhibition of
tubulin polymerization and microtubule (MT) assembly by binding to the tubulin
heterodimer, avoiding the signal transduction required to the activation of the entire
NLRP3 inflammasome. Emerging results show that the MT network is a potential
regulator of cardiac mechanics. Here, we investigated how colchicine impacts in tubulin
folding cofactors TBCA, TBCB, and TBCE activities. We show that TBCA is abundant
in mouse heart insoluble protein extracts. Also, a decrease of the TBCA/β-tubulin
complex followed by an increase of free TBCA is observed in human cells treated with
colchicine. The presence of free TBCA is not observed in cells treated with other antimitotic agents such as nocodazole or cold shock, neither after translation inhibition
by cycloheximide. In vitro assays show that colchicine inhibits tubulin heterodimer
dissociation by TBCE/TBCB, probably by interfering with interactions of TBCE with
tubulin dimers, leading to free TBCA. Manipulation of TBCA levels, either by RNAi or
overexpression results in decreased levels of tubulin heterodimers. Together, these data
strongly suggest that TBCA is mainly receiving β-tubulin from the dissociation of preexisting heterodimers instead of newly synthesized tubulins. The TBCE/TBCB+TBCA
system is crucial for controlling the critical concentration of free tubulin heterodimers
and MT dynamics in the cells by recycling the tubulin heterodimers. It is conceivable
that colchicine affects tubulin heterodimer recycling through the TBCE/TBCB+TBCA
system producing the known benefits in the treatment of pericardium inflammation.
Estudo do metabolismo de catinonas psicoativas
Publication . Lopes, Beatriz Teixeira; Gaspar, Helena Margarida Guerrreiro Galla,1970-; Antunes, Alexandra Maria Moita
Este trabalho foi realizado no âmbito de um protocolo entre a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), o Laboratório de Polícia Científica da Polícia Judiciária (LPC/PJ) e o Instituto Superior Técnico (IST), que tem como objetivo a análise, determinação de padrões e investigação científica de Novas Substâncias Psicoativas (NSP) em Portugal. Nos últimos anos, o ‘’cenário’’ do mundo das drogas mudou devido ao crescente desenvolvimento e consumo de NSP. NSP designa-se por ‘’uma substância na forma pura ou numa preparação que não está abrangida pela Convenção Única das Nações Unidas sobre os Estupefacientes, de 1961, alterada pelo Protocolo de 1972, nem pela Convenção das Nações Unidas sobre as Substâncias Psicotrópicas, de 1971, mas que pode colocar riscos sociais ou para a saúde semelhantes aos colocados pelas substâncias abrangidas pelas referidas convenções’’. Devido ao rápido crescimento das NSP no mercado, a resposta das autoridades é dificultada em termos de estudo toxicológicos e de desenvolvimento de metodologias analíticas adequadas para a identificação e quantificação de NSP e dos seus metabolitos em amostras biológicas. Este conhecimento é essencial para a atuação das autoridades forenses e antidoping. Assim, é fundamental a aproximação entre as autoridades judiciais e os grupos de investigação, para a identificação de metabolitos de NSP que entram no mercado, assim como de outros que se antecipam que poderão brevemente surgir no mercado. As catinonas sintéticas constituem um dos maiores grupos de NSP, são análogos estruturais da catinona, um dos principais compostos psicoativos da planta Catha edulis. Este trabalho teve como objetivo a identificação metabolitos de Fase I e de Fase II das catinonas 4'-metil-N,N-dietilcatinona (4-MDEC, também conhecida por 4Me-anfepramona), 4’-metil-N,N-dimetilcatinona (4-MDMC), 4’-cloropirrolidinovalerofenona (4Cl-PVP) e 4'-cloroetilcatinona (4-CEC), que apesar de já ter sido reportado o aparecimento no mercado de substâncias recreativas são ainda desconhecidos os seus metabolitos. Para tal, estas catinonas foram incubadas in vitro, em microssomas de rato e humano (RLM e HLM, respetivamente) e fração S9 de fígado de rato, na presença de cofatores adequados e os metabolitos gerados foram posteriormente identificados por Cromatografia Líquida acoplada à espetrometria de massa de alta resolução de tandem com ionização por Electrospray (LC-ESI-HRMS/MS). A utilização desta técnica de alta resolução foi essencial para elucidação estrutural dos metabolitos identificados. Este procedimento possibilitou a identificação, pela primeira vez, de dois metabolitos de Fase I e um de Fase II da 4Me-anfepramona, 1 metabolito de Fase II da 4-MDMC, 4 metabolitos de Fase I e três de Fase II da 4Cl-PVP e dois de Fase I e um de Fase II da 4-CEC. Para além destes, foi também identificado um novo metabolito de Fase II da alfa-pirrolidinovalerofenona (α-PVP). Esta cationona serviu de controlo positivo nas incubações, por já serem conhecidos alguns dos seus metabolitos. Os resultados obtidos serão de grande utilidade para as entidades judiciais, tornando agora possível atestar o consumo destes NSP por identificação em amostras biológicas dos metabolitos identificados no âmbito desta tese. Este estudo constitui ainda o primeiro passo para o conhecimento mais profundo da atividade/toxicidade dos vários metabolitos identificados.
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Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
6817 - DCRRNI ID
Número da atribuição
UID/QUI/00100/2019