A galectina-1 (Gal-1) pertence a uma família de lectinas endógenas que reconhecem ß-galactosídeos e atuam em vários processos biológicos. A Gal-1 pode modular a resposta imunológica por vários mecanismos incluindo o controle da liberação de citocinas pró e anti-inflamatórias e o direcionamento dessa resposta para um padrão do tipo TH2. Apesar da Gal-1 participar de vários processos fisiopatológicos, na literatura não existe relatos sobre o papel dessa lectina em infecções fúngicas. O objetivo deste trabalho foi investigar o impacto biológico da Gal-1 no modelo experimental de histoplasmose murina. Os camundongos (Gal-1-/- e Gal-1+/+) foram inoculados, por via intratraqueal, com uma carga fúngica sub-letal (5x105 leveduras) e a sobrevida desses animais foi avaliada até o 30o dia de infecção. Considerando que o início da mortalidade dos animais ocorreu após duas semanas de infecção, as demais análises foram realizadas em amostras obtidas no 15o dia. O grau de disseminação do H. capsulatum foi analisado pela contagem do número de unidades formadoras de colônia, em partes de pulmões ou baços dos animais infectados. Os cortes de pulmões foram corados por hematoxilina eosina ou por prata (GMS), para investigação histopatológica e quantificação de neutrófilos ou fungos, respectivamente. Nos fluídos bronco-alveolares (BAL) foram realizadas contagens globais e diferenciais de leucócitos. As dosagens de citocinas e de prostagladina E2 foram feitas por ELISA, em homogeneizados de pulmões. A coloração por tetróxido de ósmio foi usada na avaliação da capacidade da Gal-1 de induzir ou modular a formação de corpúsculos lipídicos, in vitro, por componentes do fungo. Nos soros dos animais de experimentação foi determinada a concentração total de nitrito, como indicador da produção de óxido nítrico. A análise dos resultados de sobrevivência indicou que 100% dos animais Gal-1+/+ resistiram à infecção por H. capsulatum; ao contrário, apenas 33% dos animais Gal-1-/- sobreviveram. Os números médios de unidades formadoras de colônias recuperadas no pulmão e no baço de camundongos Gal-1-/- foram de 2,7 e 3,8 vezes maiores do que os obtidos de animais Gal-1+/+, respectivamente. De modo semelhante, os números médios de neutrófilos e fungos no pulmão de animais Gal-1-/-, foram superiores aos valores encontrados nos pulmões de animais grupo Gal-1+/+. Curiosamente, nos homogeneizados pulmonares dos e o dobro da concentração de nitrito total sérico. Além disso, nos homogeneizados de pulmão dos animais Gal-1desafiados com o fungo, detectou-se elevadas concentrações de citocinas do tipo T1 e inflamatórias (IFN-, IL-1 e IL-12) em comparação com amostras de animais selvagens. Em ensaios in vitro, esta lectina não foi capaz de induzir corpúsculos em células do lavado peritoneal de camundongos Gal-1e Gal-1, entretanto inibiu parcialmente a formação induzida por F1 e -glucana. Finalmente, sugerimos que a Gal-1 pode participar da montagem de uma resposta imunológica protetora contra o Histoplasma capsulatum, por modular a liberação de citocinas inflamatórias, síntese de eicosanóides, geração de óxido nitrito; e por controlar a migração e/ou as funções de leucócitos. Além disso, os dados obtidos desse trabalho poderão auxiliar no melhor entendimento da fisiopatologia da histoplasmose e no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas envolvendo o reconhecimento de carboidratos na resposta imunológica. / Galectin-1 (Gal-1) belongs an endogenous lectins family that recognizes -galactoside and participates of various biological activities. This lectin can modulate the innate and adaptative immune responses. Although, Gal-1 participates of various pathophysiological processes, in literature we did not find reports related to the participation of Gal-1 in fungal infections. The aim of this work was to investigate the biological impact of Gal-1 in the experimental histoplasmosis. The mice (GAL-1-/- and GAL-1+/+) were injected (i.t.) with 5 x 105 yeast cell and at 15 days post-infection, BALF cells and lungs cytokine and PGE2 were measured by ELISA. The Recovery of H. capsulatum was made in lung and spleen and the fungal burden was assessed as the CFU per organ. The lung slices were stained by hematoxiline eosin or with Gomoris methanemine silver (GMS) and submitted to histopathological investigation and quantification of neutrophil or fungus, respectively. Total and differential cell counts of the bronchoalveolar lavage (BAL).were performed using diluting solution in Neubauer chamber and Rosenfeld-stained smear. The capacity of Gal-1 to induce or modulate the lipids bodies formation by fungus components was analyzed by staining treated cells with osmium tetroxide. The total nitrite (NO2) concentration in the animals serum was measured by Griess reaction. All H. capsulatum-infected wild type mice survived until 30 days post-infection, whereas only 33% of the Gal-1-/- infected mice died during of this period of observation. At 15 days post-infection, CFU were found to be higher in the spleens or lung from infected-Gal1-/- mice. The number of neutrophils in the lung of the infected-Gal-1-/- mice higher than infected Gal-1+/+ animals. Curiously, H. capsulatum infected Gal-1-/- mice, presented higher levels of PGE2 and TH1 inflammatory cytokines (IFN-, IL-1 e IL-12) in comparison with wild type infected-mice. Adherent peritoneal cells peritoneal derived from Gal-1+/+ and Gal-1-/- mice and treated with Gal-1 did not induce lipid bodies. However, the capacity of F1 e -glucan to induce lipid bodies on the peritoneal cells was inhibited by gal-1 treatment. We suggest that the Gal-1 could participate of the development of a protective immune response to H. capsulatum.

A galectina-1 (Gal-1) é uma lectina homodimérica multifuncional capaz de reconhecer e se ligar a beta-galactosídeos por meio de um domínio denominado carbohydrate recognition domain (CRD). A Gal-1 humana (Gal-1h) e a Gal-1 de camundongo (Gal-1c) mantêm 88,15% de homologia e, apesar de não existirem mutações em aminoácidos-chave do CRD, há substituições próximas a esses resíduos. Considerando as implicações dessas diferenças em estrutura e função, e que é comum a utilização de modelos murinos para estudar a função Gal-1, o presente trabalho objetiva analisar comparativamente a Gal-1c e a Gal-1h por meio de ensaios de cristalização e determinação estrutural da Gal-1c, além da avaliação comparativa da atividade lectínica da Gal-1h e da Gal-1c por glycan array e hemaglutinação. Também foi avaliada a capacidade de ambas as Gal-1 em induzir a exposição de fosfatidilserina (FS) em neutrófilos ativados provenientes de medula de camundongos normais ou deficientes de ?-2 integrina (Mac-1), de modo a investigar se a interação Gal-1/Mac-1 estaria envolvida nesse processo. Preparações homogêneas e ativas de Gal-1c e Gal-1h foram utilizadas nos ensaios. Os cristais de Gal-1c foram obtidos em 20% de polietilenoglicol 3350 e 0,2 M de fluoreto de amônio. Os dados de difração de raios X foram coletados e processados, obtendo-se uma estrutura com resolução de 2,4 Å. Observou-se que substituições de aminoácidos entre a Gal-1c e a Gal-1h estão localizadas em regiões expostas ao solvente, próximas do CRD e distantes da interface de dimerização. A análise comparativa entre Gal-1c e Gal-1h mostrou que estas substituições conferem a Gal-1c um caráter mais polar, com consequente aumento da distribuição de volume molecular. Nos ensaios de hemaglutinação, pode-se observar que é necessária uma concentração 2 vezes maior de Gal-1c para aglutinar eritrócitos humanos, de carneiro e de coelho na mesma proporção que a Gal-1h. Por meio do glycan array, pode-se determinar o perfil de ligação a glicanas de ambas as Gal-1. As duas Gal-1 apresentam afinidade por glicanas ramificadas contendo galactose terminal, e a Gal-1h apresentou maior intensidade de ligação às glicanas quando comparada à Gal-1c. Preparações de Gal-1c e Gal-1h induzem níveis semelhantes de exposição de FS na superfície de neutrófilos deficientes ou não de Mac-1, sugerindo que a interação Gal-1/Mac-1 não esteja envolvida no processo de exposição de FS na superfície de neutrófilos ativados. Assim, a diferença sequencial entre a Gal-1c e a Gal-1h é capaz de gerar diferenças estruturais consideráveis que implicam no reconhecimento diferencial de glicanas, o que, entretanto, não se reflete na capacidade de indução de FS na superfície de neutrófilos ativados. Além disso, a interação Gal-1/Mac-1 parece não participar desse processo, o que pode indicar que o papel da Gal-1 no turnover de neutrófilos, via reconhecimento fagocítico, seja um processo complexo e independente dessa interação. / Galectin-1 (Gal-1) is a homodimeric and multifunctional lectin that recognizes and binds to beta-galactoside by a carbohydrate recognition domain (CRD). Human Gal-1 (hGal-1) and mouse Gal-1 (mGal-1) are 88.15% identical, and although there are no mutations in key amino acids within the CRD, there are differences in the amino acids sequence near the CRD. Given the potential of these differences to alter overall structure and function, and the common utilization of murine models to study Gal-1 function, we sought to directly compare key biochemical features of hGal and mGal-1. Thus, we performed crystallization and structure determination assays of mGal-1, and determined the carbohydrate binding specificy of mGal-1 and hGal-1 using a glycan array and using hemagglutination assay. We also evaluated the ability of both Gal-1 to induce exposure of phosphatidylserine (PS) in activated neutrophils from the bone marrow of normal or ?-2 integrin (Mac-1) deficient mice, in order to investigate the involvement of Gal-1/Mac-1 interaction in this process. To accomplish this, homogeneous and active preparations of hGal-1 and mGal-1 were used in the study. mGal-1 crystals were obtained in 20% polyethylene glycol 3350 and 0.2 M ammonium fluoride. Data from X-ray diffraction were collected and processed, yielding a structure with a final resolution of 2.4 Å. The amino acid substitutions found between mGal-1 and hGaI-1 are detected on the solvent-exposed surfaces where the CRDs are located and not on the proteins dimerization surfaces. A comparative structural analysis between mGal-1 and hGal-1 shows that these amino acid substitutions confer to mGal-1 a greater number of ionizable residues, polar character, appearance of the acid regions clustered, and a slight increase of volume distribution. In hemagglutination assays, twice the concentration of mGal-1 was required to cause equivalent agglutination of human, sheep or rabbit erythrocytes as hGal-1. Glycan array analysis demonstrated that both galectins have affinity for branched glycans containing terminal galactose residues. However, hGal-1 appeared to display higher levels of binding that mGal-1. Preparations of mGal-1 and hGal-1 induced similar levels of PS exposure on normal or Mac-1 deficient neutrophils, suggesting that the interaction Gal-1/Mac-1 is not involved in this process. Thus, hGal-1 and mGal-1 appear to possess considerable differences in glycan recognition that likely reflects subtle difference in amino acid sequence. Furthermore, the interaction Gal-1/Mac-1 do not appear to participate in this PS exposure process, which suggest that other Gal-1 receptors are likely important in this process.

Limb-girdle muscular dystrophy type 2B (LGMD2B) is caused by mutations in the dysferlin gene, resulting in non-functional dysferlin, a key protein found in muscle membrane. Treatment options available for patients are chiefly palliative in nature and focus on maintaining ambulation. Our hypothesis is that galectin-1 (Gal-1), a soluble carbohydrate binding protein, increases membrane repair capacity, myogenic potential, M2 macrophage polarization and decreases NF-κB inflammation in dysferlin-deficient models. To test this hypothesis, we used recombinant human galectin-1 (rHsGal-1) to treat dysferlin-deficient models. We show that rHsGal-1 treatments of 48 h-72 h promotes myogenic maturation as indicated through improvements in size, myotube alignment, and myoblast migration in dysferlin-deficient myotubes. Furthermore, rHsGal-1 showed an increased membrane repair capacity of dysferlin-deficient myotubes. Improvements in membrane repair after only a 10 min rHsGal-1treatment suggests mechanical stabilization of the membrane due to interaction with glycosylated membrane bound, ECM or yet to be identified ligands through the CDR domain of Gal-1. rHsGal-l significantly reduces canonical NF-κB inflammation through TAK 1, P65, P50. Lastly we find 2.7 mg/kg in vivo rHsGal-1 treatment in BLA/J mice supports an M2 cyto-regenerative macrophage populations. Together our novel results reveal Gal-1 remediates disease pathologies in LGMD2B through changes in integral myogenic protein expression, mechanical membrane stabilization, immune modulation, and reducing canonical NF-κB inflammation.

O diabetes mellitus tipo 1A (DM1) é uma doença crônica caracterizada pela destruição imunológica das células ? do pâncreas e pela incapacidade de seu portador produzir insulina. Nas últimas décadas foram descritos vários aspectos sobre a fisiopatologia do DM1 e identificado um aumento de sua incidência mundial. Entretanto, na literatura há lacunas a serem respondidas envolvendo a etiologia e a imunopatologia desta doença. No presente trabalho, foi analisado o impacto de duas moléculas endógenas imunoregulatórias, Antígeno Leucocitário Humano-G (HLA-G) e Galectina-1 (GAL-1), no DM1 humano e experimental. Para tanto, as formas recombinantes de HLA-G (-G5 e -G6) e seus respectivos anticorpos foram produzidos e/ou bioquimicamente caracterizados. A partir de amostras de pacientes diagnosticados com DM1 ou de indivíduos controle foi feita uma análise comparativa envolvendo o perfil de expressão do HLA-G e da GAL-1 e a identificação de microRNAs (miRNAs) associados a estas duas moléculas. Camundongos Lgals-/- ou não para o gene da GAL-1 foram tratados com estreptozotocina (STZ) para indução do DM1 experimental. As duas formas recombinantes do HLA-G foram produzidas, mas apenas o HLA-G6 foi caracterizado como uma solução polidispersa contendo um componente majoritário (99,2%) com massa molecular de 23.603,766 Da, raio hidrodinâmico de 6,0 ± 2,0 nm e imunoreatividade para diferentes anticorpos anti-HLA-G comerciais ou produzidos no laboratório. Os níveis transcricional e proteico do HLA-G e da GAL-1 não foram diferentes entre os grupos de indivíduos estudados. A análise comparativa de miRNAs mostrou que a elevada indução do miRNA modulador negativo da expressão do HLA-G (hsa-miR-16-5p) nos controles em relação aos pacientes foi a única associação robusta com a patogenia do DM1. Curiosamente, os animais selvagens apresentam maior suscetilibilidade à indução de DM1 por STZ, uma vez que os indicadores desta doença como o grau de insulite, a taxa de migração de linfócitos T CD4 e T CD8 para os linfonodos pancreáticos, o nível de redução de insulina no pâncreas e a taxa glicêmica estavam aumentados nesses animais em relação aos nocautes para GAL-1. Finalmente, este conjunto de resultados sugere que possa ocorrer uma regulação positiva da expressão de transcritos do HLA-G em pacientes com DM1 e que a presença de GAL-1 endógena pode favorecer o DM1 experimental. Estes dados abrem novas perspectivas para o melhor entendimento da imunopatologia do DM-1 / Diabetes Mellitus type 1A (DM1) is a chronic disease characterized by the immune destruction of pancreatic beta cells and by the consequent inability of its bearer to produce insulin. For the last decades, several aspects of the pathophysiology of DM1 were described and an increase on its worldwide incidence has been identified.Nevertheless, there are gaps in the literature related to aspects of its etiology and immunopathology to be filled.In the present work, the impact of two endogenous immunoregulatory molecules, Human Leukocyte Antigen-G (HLA-G) and Galectin-1 (GAL-1), was analyzed on human and experimental DM1.To do so, the recombinant forms of HLA-G (-G5 and - G6) and its respective antibodies were produced and/or biochemically characterized. A comparative analysis involving the expression profile of HLA-G and GAL-1 and the identification of microRNAs (miRNAs) associated with these two molecules was made from samples of patients diagnosed with DM1, or control subjects. Mice deficient or not for the GAL-1 gene were treated with streptozotocin (STZ) for the induction of experimental DM1.Both recombinant forms of HLA-G were produced, but only HLA-G6 was characterized as a polydisperse solution containing a major component (99.2%), with molecular mass of 23,603,766 Da, hydrodynamic radius of 6.0 ± 2.0 nm, and immunoreactivity for different commercial or lab produced anti-HLA-G antibodies HLA-G and GAL-1. The transcriptional and protein levels were not different between the groups of subjects studied. High induction of the negative modulator miRNA expression of HLA-G (hsa-miR-16-5p) in the controls compared to the patients was the only robust association found with the pathogenesis of DM1.Interestingly, wild type animals presented more susceptibility to the induction of DM1 by STZ, once the indicators of this disease such as the degree of insulin, the migration rate of CD4 T and CD8 T lymphocytes to pancreatic lymph nodes, the level of insulin reduction in the pancreas and the glycemic rate were increased in wild type mice (Lgals-1+/+) when compared to GAL-1-knock out mice (Lgals-1-/-). Finally, this set of results suggests that a positive regulation of the expression of HLA-G transcripts may occur in patients with DM1 and that the presence of endogenous GAL-1 may favor the experimental DM1. These data open new perspectives for a better understanding of the immunopathology of DM-1

Galectina-1 (Gal-1) pertence à família de lectinas que reconhecem -galactosídeos e pode ser expressa em vários tipos celulares, incluindo as células endoteliais e músculo liso. Esta lectina endógena possui propriedades imunomodulatórias e antiinflamatórias, dependentes de processos celulares, essenciais incluindo ativação, diferenciação, sobrevivência, fagocitose e adesão celular. Os eventos iniciais da lesão vascular são pouco conhecidos e, na literatura, são escassos os dados sobre a participação da Gal-1 nesses eventos. Portanto, neste trabalho, pretendeu-se avaliar a participação dessa lectina nos eventos iniciais da lesão vascular por hiperhomocisteinemia moderada induzida em camundongos. A dose padrão de 0,4g/Kg/dia de homocisteína-tiolactona foi administrada oralmente a camundongos selvagens (Gal-1+/+) e destituídos do gene da Gal-1 (Gal-1-/-), por diferentes tempos, causando uma elevação da concentração plasmática de homocisteína total, Este fato provocou alterações na reatividade vascular de contração na artéria aorta e de rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas. Foi detectada a presença da Gal-1 nas aortas de animais Gal-1+/+ em todos tempos de tratamento e no controle, observando, porém, um aumento dela no grupo tratados por 15 dias e, mais expressa em 24 horas (expressão protéica por Western blot e imunofluorescência e, gênica por Real Time PCR). Neste tempo, houve maiores alterações metabólicas significativas como triglicérides, LDL, colesterol total, glicose e de homocisteína. A análise da expressão das óxido nítrico sintases revelou não haver alterações para NOS induzida (iNOS) entre os grupos de animais Gal-1+/+ controle e tratados, nem mesmo em relação aos animais controles Gal-1-/-. Entretanto, o tratamento modulou a expressão da NOS endotelial (eNOS) nos animais Gal-1+/+, havendo uma redução da proteína para os tempos de 48 horas e 7dias (expressão protéica por imunohistoquímica - peroxidade e, gênica por RT-PCR). O tratamento não alterou a concentração plasmática de óxido nítrico (NO) em camundongos Gal-1+/+, mas foi detectada redução dos valores basais para animais Gal-1-/- e, uma redução com o tratamento por 15 dias. Portanto, foi verificado que a expressão de Gal-1 foi aumentada com o tratamento de Hcy-Taq nos tempos de 24 horas e 15 dias, onde se observam significativas e maiores alterações biológicas dos parâmetros de lesão vascular induzida pela hiperhomocisteinemia moderada analisadas: reatividade vascular, rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas, concentração de homocisteína plasmática, perfil lipídico e expressão da óxido nítrico sintase endotelial. / Galectin-1 (Gal-1) belongs to the lectin family of -galactosides-binding proteins and can be expressed by several cell types, including endothelial cells and vascular smooth cells. This endogenous lectin has immunological and anti-inflammatory properties dependent of essential cellular processes, including activation, differentiation, survival, phagocytosis and cell adhesion. There are few and inconclusive studies about the engagement of Gal-1 in vascular injury initial processes. Thus, this work was conducted to evaluate the engagement of Gal-1 in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury. Wild type (Gal-1+/+) and Gal-1-knockout (Gal-1-/-) mice were fed with 0,4g/Kg/day with thiolactone-homocysteine (D,L Hcy-T) for different times, provoking increased plasmatic total homocysteine levels. That has indicated alterations in aortic vasomotor responses and mesenteric venial leukocyte rolling and adhesion. Gal-1 was detected in aortic frozen section of Gal-1+/+ mice for all times of treatment with D,L Hcy-T, but more detected for aorta of 15 days treated animal group and, more expressed, for 24 hours ones (protein expression by Western blot and immunofluorescence and, genetic by Real Time PCR). Besides, at 24 hours of treatment, many metabolic alterations were observed: increased LDL, triglycerides, cholesterol, glucose and homocysteine levels. Expressions for nitric oxide sintases (NOS) showed no alteration for inducible NOS (iNOS) for Gal-1+/+ mice (treated or not), even for Gal-1-/- untreat mice. However, the treatment was able to modulate endothelial NOS (eNOS) decreasing the expression at 48 hours and 7 days treated animals group (protein expression by imunoperoxidase and, genetic by RT-PCR). Gal-1-/- mice have less circulating constitutive nitric oxide (NO) than Gal-1+/+ ones, and, the treatment has reduced these levels only for Gal-1-/- 15 days treated mice but not for Gal-1+/+ ones . This work, therefore, has shown that Gal-1 is always expressed by aortas. However, increased expression of Gal-1 at 24 hours and 15 days of treatment has been often correlated to biological alterations in the in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury: aortic vasomotor responses, leukocyte rolling and adhesion in mesenteric venues, plasmatic homocysteine, lipid metabolites and NOS expression.

A proteína de ligação a maltose (MBP) é amplamente conhecida na literatura como um marcador para métodos de purificação de afinidade e é freqüentemente fusionada a proteínas relevantes para melhorar seu rendimento, facilitando sua purificação e aumentando sua estabilidade e solubilidade. Por outro lado, foi relatado que o nitrogênio piridínico não quaternizado do filme eletropolimerizado com N-(3-pirrol-1-ilpropil)-4,4\'-bipiridínio (PPB) desempenhou um papel importante na imobilização da proteína de ligação da maltose (MBP). Neste trabalho relatamos a modificação do eletrodo de carbono vítreo (CV) pela redução eletroquímica do derivado de arildiazônio piridínico gerado in situ e seu uso na imobilização da proteína MBP fusionada à galectina-1 (MBP-Gal-1). Resultados de voltametria cíclica mostraram formação de monocamadas com carga positiva sobre CV e que o nitrogênio não quaternizado da piridina estava disponível após a modificação. Os resultados da Espectroscopia de Capacitância Eletroquímica (ECC) indicaram que o domínio do MBP foi importante para a interação do eletrodo modificado. O tempo de imobilização e a concentração de proteína fusionada também foram relevantes para a cinética e os resultados sugeriram uma saturação em 40 minutos de interação, utilizando 5 mol L-1 de MBP-Gal-1. Experimentos de detecção de lactose indicaram que a atividade da galectina-1 foi preservada após a imobilização. A reação click realizada para promover a inclusão da maltose na superfície desse eletrodo modificado gerou resultados significativamente melhores quando comparados aos do eletrodo sem a maltose ligada em sua superfície: a proteína fusionada MBP-Gal-1 demonstrou um aumento de 62% na imobilização. Também foram observados aumentos na sensibilidade para detecção de lactose (72%) e na especificidade de interação com este mesmo carboidrato (77%) / Maltose Binding Protein (MBP) is widely known in the literature as a tag for affinity purification methods and it is often fused to relevant proteins to improve its yield, facilitating its purification and enhance its stability and solubility. On the other hand, it was reported that the nonquaternized pyridine nitrogen from N-(3-pyrrol-1-ylpropyl)-4,4-bipyridinium electropolymerized film (PPB) played an important role for the immobilization of maltose binding protein (MBP). In this work we reported the glassy carbon electrode (GCE) modification by electrochemical reduction of pyridinium diazonium salt derivative generated in situ and its use on MBP fused to Galectin-1 protein (MBP-Gal-1) immobilization. Cyclic voltammetry results showed a positively charged monolayer formation onto GCE and that nonquaternized pyridine nitrogen was available after modification. Electrochemical Capacitance Spectroscopy (ECS) results indicated that the MBP domain was important for the modified electrode interaction. Immobilization time and the fused protein concentration were also relevant to the kinetics and the results suggested a monolayer saturation in 40 minutes of interaction, using 5 mol L-1 MBP-Gal-1. The click reaction performed to promote the inclusion of maltose on the surface of this modified electrode generated better results when compared to those of the electrode without maltose bounded to its surface: the MBP-Gal-1 fused protein demonstrated a 62% increase in immobilization. Increases in sensitivity for lactose detection (72%) and specificity of interaction with this same carbohydrate (77%) were also observed

A galectina-1 (LGALS1) participa em diferentes etapas da neoplasia, mas sua função na leucemia mielóide crônica (LMC) é desconhecida. Neste trabalho, a expressão etópica de BCR-ABL selvagem, mas não de BCR-ABL quinase deficiente, em linhagens celulares hematopoéticas, resultou em aumento de LGALS1. O efeito foi revertido com a inibição da tirosina quinase pelo mesilato de imatinibe. Este resultado indicou que a galectina-1 é modulada pela atividade tirosina-quinase de BCR-ABL. Em pacientes com LMC, a maior expressão de LGALS1 foi correlacionada a altos níveis de BCR-ABL, progressão da doença e a um tempo de sobrevida menor. Adicionalmente, as células K562 com LGALS1 inibida por RNA de interferência exibiram crescimento mais lento do que as células K562 com LGALS1 intacta, em camundongos nude. Portanto, o pior prognóstico de pacientes com altos níveis de galectina-1 sugere um efeito cooperativo de galectina-1 na tumorigênese de BCR-ABL reforçando o conceito de que a galectina-1 é um forte candidato para intervenção terapêutica na LMC. / Galectin-1 (LGALS1) participates in different steps of neoplasia but its role in chronic myeloid leukemia (CML) is unknown. In this work, ectopic expression of wild-type but not kinase-deficient BCR-ABL in different hematopoietic cells resulted in LGALS1 upregulation. Tyrosine-kinase inhibition by imatinib mesylate reversed this effect. This result indicate that galectin-1 is modulated by tyrosine kinase activity. In CML patients, the elevated expression of LGALS1 was correlated with high BCR-ABL levels, disease progression and shorter survival time. Additionally, in nude mice, LGALS1-deficient K562 cells obtained by RNA interference were less efficient in tumor formation than control K562 cells. Therefore, the worst prognosis in patients bearing high LGALS1 levels suggests a cooperative role for galectin-1 in BCR-ABL-positive leukemia and support the concept that galectin-1 is a strong candidate for CML therapeutic intervention.

Pancreatic cancer is nowadays one of the neoplasms with worst prognosis, so research towards the discovery of new molecular targets for therapy and diagnosis is more than urgent. In this direction, we have deeply evaluated the role of Galectin-1 (Gal-1) - a protein that is highly overexpressed in the tumor stroma- in pancreatic tumor progression. Interestingly, we have found that Gal-1 interacts with tissue plasminogen activator (tPA) and that this interplay seems to be involved both in pancreatic tumor epithelial cells and fibroblasts migration, Erk1/2 activation and invasion, suggesting its importance in the tumor/stroma crosstalk in vitro. We have also focused on the biochemical identification of tPA/Gal-1 interaction domains. Furthermore, we have studied Gal-1 role in pancreatic tumor progression in vivo, using murine (xenografts and transgenics) and zebrafish models. We have found that Gal-1 participates in proliferation, angiogenesis, stroma formation and necrosis in Ela-1-myc pancreatic tumors, as well as in the acinar to ductal metaplasia. Importantly, these effects result in an overall significant increase in the survival of Ela-1-myc mice with reduced Gal-1 levels. We have also analyzed Gal-1 role in mouse embryonic pancreatic development, finding interesting parallelisms with tumors. Finally, the molecular mechanisms involved in Gal-1 driving tumor pancreatic progression have been addressed through a transcriptome analysis. All together, our data support Gal-1 as a new molecular target to fight against pancreatic cancer. / Avui en dia, el càncer de pàncrees representa un dels tumors amb més elevats índex de mortalitat, per la qual cosa la recerca dirigida a la identificació de molècules per teràpia i diagnosi són més que necessàries. Amb aquest objectiu, hem avaluat el paper que juga Galectina-1 (Gal-1) - una proteïna altament sobreexpressada en l’estroma tumoral- en la progressió tumoral pancreàtica. Hem trobat que Gal-1 interactua amb l’activador tissular del plasminògen (tPA), participant en la migració, l’activació de Erk1/2 i la invasió, tant en cèl4lules tumorals pancreàtiques com en fibroblasts in vitro, suggerint una importància caudal d’aquesta interacció en la comunicació entre el tumor i l’estroma. Així mateix, ens hem centrat en la identificació bioquímica dels dominis d’interacció entre Gal-1 i tPA. A més, el paper de Gal-1 en la progressió tumoral pancreàtica ha estat adreçat in vivo, utilitzant models murins (xenografts i transgènics) i el peix zebra. Així doncs hem trobat que Gal-1 participa en la proliferació, angiogènesi, formació de l’estroma i la necrosi dels tumors pancreàtics dels ratolins Ela- 1-myc, així com en la metaplasia acinar-ductal. De forma significativa, aquests efectes es tradueixen en un increment important en la supervivència dels ratolins Ela-1-myc amb nivells reduïts de Gal-1. Hem també analitzat el paper que juga Gal-1 en el desenvolupament pancreàtic embrionari murí, trobant paral4lelismes interessants amb els tumors. Finalment, hem volgut ocupar-nos dels mecanismes moleculars involucrats en els efectes produïts per Gal-1 durant la progressió tumoral pancreàtica mitjançant microarrays. Les nostres dades presenten Gal-1 com una nova diana terapèutica per lluitar contra el càncer de pàncrees.

Galectina-1 (Gal-1) pertence à família de lectinas que reconhecem -galactosídeos e pode ser expressa em vários tipos celulares, incluindo as células endoteliais e músculo liso. Esta lectina endógena possui propriedades imunomodulatórias e antiinflamatórias, dependentes de processos celulares, essenciais incluindo ativação, diferenciação, sobrevivência, fagocitose e adesão celular. Os eventos iniciais da lesão vascular são pouco conhecidos e, na literatura, são escassos os dados sobre a participação da Gal-1 nesses eventos. Portanto, neste trabalho, pretendeu-se avaliar a participação dessa lectina nos eventos iniciais da lesão vascular por hiperhomocisteinemia moderada induzida em camundongos. A dose padrão de 0,4g/Kg/dia de homocisteína-tiolactona foi administrada oralmente a camundongos selvagens (Gal-1+/+) e destituídos do gene da Gal-1 (Gal-1-/-), por diferentes tempos, causando uma elevação da concentração plasmática de homocisteína total, Este fato provocou alterações na reatividade vascular de contração na artéria aorta e de rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas. Foi detectada a presença da Gal-1 nas aortas de animais Gal-1+/+ em todos tempos de tratamento e no controle, observando, porém, um aumento dela no grupo tratados por 15 dias e, mais expressa em 24 horas (expressão protéica por Western blot e imunofluorescência e, gênica por Real Time PCR). Neste tempo, houve maiores alterações metabólicas significativas como triglicérides, LDL, colesterol total, glicose e de homocisteína. A análise da expressão das óxido nítrico sintases revelou não haver alterações para NOS induzida (iNOS) entre os grupos de animais Gal-1+/+ controle e tratados, nem mesmo em relação aos animais controles Gal-1-/-. Entretanto, o tratamento modulou a expressão da NOS endotelial (eNOS) nos animais Gal-1+/+, havendo uma redução da proteína para os tempos de 48 horas e 7dias (expressão protéica por imunohistoquímica - peroxidade e, gênica por RT-PCR). O tratamento não alterou a concentração plasmática de óxido nítrico (NO) em camundongos Gal-1+/+, mas foi detectada redução dos valores basais para animais Gal-1-/- e, uma redução com o tratamento por 15 dias. Portanto, foi verificado que a expressão de Gal-1 foi aumentada com o tratamento de Hcy-Taq nos tempos de 24 horas e 15 dias, onde se observam significativas e maiores alterações biológicas dos parâmetros de lesão vascular induzida pela hiperhomocisteinemia moderada analisadas: reatividade vascular, rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas, concentração de homocisteína plasmática, perfil lipídico e expressão da óxido nítrico sintase endotelial. / Galectin-1 (Gal-1) belongs to the lectin family of -galactosides-binding proteins and can be expressed by several cell types, including endothelial cells and vascular smooth cells. This endogenous lectin has immunological and anti-inflammatory properties dependent of essential cellular processes, including activation, differentiation, survival, phagocytosis and cell adhesion. There are few and inconclusive studies about the engagement of Gal-1 in vascular injury initial processes. Thus, this work was conducted to evaluate the engagement of Gal-1 in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury. Wild type (Gal-1+/+) and Gal-1-knockout (Gal-1-/-) mice were fed with 0,4g/Kg/day with thiolactone-homocysteine (D,L Hcy-T) for different times, provoking increased plasmatic total homocysteine levels. That has indicated alterations in aortic vasomotor responses and mesenteric venial leukocyte rolling and adhesion. Gal-1 was detected in aortic frozen section of Gal-1+/+ mice for all times of treatment with D,L Hcy-T, but more detected for aorta of 15 days treated animal group and, more expressed, for 24 hours ones (protein expression by Western blot and immunofluorescence and, genetic by Real Time PCR). Besides, at 24 hours of treatment, many metabolic alterations were observed: increased LDL, triglycerides, cholesterol, glucose and homocysteine levels. Expressions for nitric oxide sintases (NOS) showed no alteration for inducible NOS (iNOS) for Gal-1+/+ mice (treated or not), even for Gal-1-/- untreat mice. However, the treatment was able to modulate endothelial NOS (eNOS) decreasing the expression at 48 hours and 7 days treated animals group (protein expression by imunoperoxidase and, genetic by RT-PCR). Gal-1-/- mice have less circulating constitutive nitric oxide (NO) than Gal-1+/+ ones, and, the treatment has reduced these levels only for Gal-1-/- 15 days treated mice but not for Gal-1+/+ ones . This work, therefore, has shown that Gal-1 is always expressed by aortas. However, increased expression of Gal-1 at 24 hours and 15 days of treatment has been often correlated to biological alterations in the in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury: aortic vasomotor responses, leukocyte rolling and adhesion in mesenteric venues, plasmatic homocysteine, lipid metabolites and NOS expression.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Aspergillus fumigatus é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva, uma infecção fúngica oportunista que acomete, principalmente, pacientes de Unidades Hematológicas, como aqueles com neutropenia profunda e prolongada. Após a filamentação este fungo angioinvasivo é capaz de ativar e causar danos em células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC) que passam a expressar um fenótipo pró-trombótico. A ativação destas células, dependente de contato célulacélula, é mediada por TNF-α e caracterizada pela expressão de moléculas próinflamatórias, como citocinas, quimiocinas e moléculas de adesão. Recentemente, nosso grupo comparou a ativação endotelial de HUVECs desafiadas com cepas selvagens e uma cepa mutante para o gene UGM1. Nestes experimentos a cepa mutante Δugm1, que apresenta um fenótipo de maior produção de galactosaminogalactana (GAG) na parede celular, mostrou um fenótipo hiperadesivo e uma capacidade maior de ativar células endoteliais. Entretanto, os receptores e as vias de sinalização envolvidos nesta ativação permanecem desconhecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar as proteínas envolvidas nestes processos através do estudo das proteínas diferencialmente expressas nas HUVECs após a interação com A. fumigatus, usando a técnica proteômica 2D-DIGE. Brevemente, as HUVECs foram infectadas com tubos germinativos da cepa selvagem (AF293) e da cepa Δugm1 de A. fumigatus. Em seguida, as proteínas foram marcadas com diferentes fluorocromos e separadas por eletroforese bidimensional. A análise quantitativa foi realizada utilizando o software DeCyder. Foram identificadas por MS/MS cinco proteínas diferencialmente expressas, incluindo a galectina-1 e a anexina A2, ambas mais expressas após a interação, sendo a primeira ~25% mais expressa após a interação com a mutante Δugm1. Este trabalho propõe que a galectina-1 poderia ser o receptor endotelial para polímeros de galactose presentes na parede celular do A. fumigatus, e que a Anexina A2 poderia estar envolvida na sinalização intracelular em resposta a este patógeno. No entanto, experimentos complementares, em curso, são necessários para comprovar esta hipótese. / Aspergillus fumigatus is the main etiological agent of invasive aspergillosis, the main opportunistic fungal infection of Hematologial Unitys patients, especially those with long-term neutropenia. Upon filamentation, this angioinvasive fungus can activate and damage the human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), which in response switch to a pro-thrombotic phenotype. HUVEC activation is mediated by TNF-α once cell-cell contact occurs. This activation is characterized by the expression of pro-inflammatory molecules such cytokines, chemokines and adhesion molecules. Recently, our group performed the comparison of HUVEC activation upon interaction with a wild type and the UGM1 mutant strains of A. fumigatus. The Δugm1 strain, which presents an increased production of the cell wall galactosaminogalactan, showed a hyper adherent phenotype and an increased capability to cause endothelial cell stimulation and activation, when compared with the wild type strain. The receptors involved in the pathogen-host interaction or the signaling pathways after endothelial activation by A. fumigatus remain unknown. Thus, the aim of this study was to investigate the differentially expressed proteins in HUVECs upon interaction with A. fumigatus, using the 2D-DIGE proteomic approach. Briefly, HUVECs were challenged with germlings of A. fumigatus wild type Af293 and Δugm1 strains and then submitted to protein extraction. The total HUVEC protein extracts were labeled with different CyDyes and fractionated by 2D electrophoresis. Quantitative analysis to determine the differences in protein abundance amongst interacted cells vs. control endothelial cells was performed using the software DeCyder. Five differentially expressed proteins were identified by MS/MS including galectin-1 and annexin A2, both overexpressed after the interaction. These two proteins are described elsewhere to be associated with host-pathogen interaction. Besides, galectin-1 showed an ~25% increase after interaction with the Δugm1 strain and it is plausible that this particular protein could be a putative receptor for galactose-containing polymers of the A. fumigatus cell wall and annexin A2 could be involved in signalizing pathways upon interaction. However, other experimental evidences, under development, are necessary to confirm this hypothesis.