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Metabolism-targeted therapy in NSCLC – A new theranostics inhalation approach using lactate functionalized and selenium-chrysin loaded nanoparticles (SeChry@PUREG4-LA24)
Publication . Mendes, Cindy; Martins, Filipa; Granja, Sara; Gonçalves, Joana; Barros, Hélio; Casimiro, Teresa; Aguiar-Ricardo, Ana; Silva, Fernanda; Abreu, Bruna; Cristovão, Miguel; André, Saudade; Pereira, Sofia A.; Baltazar, Fátima; Cabral-Marques, Helena; Gaspar, Maria Manuela; Gonçalves, Luís G.; Bonifácio, Vasco D. B.; Serpa, Jacinta; NOVA Medical School|Faculdade de Ciências Médicas (NMS|FCM); LAQV@REQUIMTE; DQ - Departamento de Química; Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB); Elsevier
Lung cancer is one of the most lethal cancers globally, primarily due to delayed diagnosis and lack of specific and effective therapy. Increased lactate production and consumption, along with cysteine metabolic reliance, are features identified in NSCLC in our recent studies. Cancer metabolic remodeling leads to excessive ROS production, triggering oxidative stress, promoting angiogenesis, causing cellular and tissue damage, and contributing to various pathophysiological changes. This study aimed to investigate the therapeutic potential of selenium–chrysin (SeChry), a cysteine metabolism inhibitor, and its delivery targeted at MCT1 by encapsulation in fourth-generation polyurea dendrimers functionalized with lactic acid (PUREG4-LA24), the nanoformulation SeChry@PUREG4-LA24, in NSCLC. We explored the impact of SeChry nanoformulation on cell death mechanisms, including ferroptosis, and its influence on angiogenesis in in vitro and in vivo models. SeChry@PUREG4-LA24 induces cell death through the induction of intracellular ROS and lipid peroxides, resulting in distinct expression patterns of ferroptosis-associated genes across cell lines. Experiments using chicken embryo chorioallantoic membrane (CAM) and mouse orthotopic xenograft models revealed a trend toward decreased tumor growth and angiogenesis with SeChry@PUREG4-LA24 administration. These findings suggest the potential of SeChry@PUREG4-LA24 as an innovative therapeutic approach for NSCLC, highlighting its impact on cell death mechanisms and anti-angiogenic effects.
Advancing Biotherapeutic Manufacturing Through New Purification Strategies
Publication . Fernandes, Rita Patrício; Peixoto, Cristina; Mota, José Paulo
"The bioprocessing of enveloped viral vectors and extracellular vesicles (EVs) has made significant advances in recent years, driven by their growing applications in gene therapy, vaccine development, and regenerative medicine. These biological entities, which include viral vectors such as lentiviruses, retroviruses, and oncolytic viruses, as well as therapeutic EVs, are essential for delivering genetic material and modulating intercellular communication. Their increasing relevance is reflected in the expanding number of clinical trials and therapeutic products leveraging these platforms. For instance, lentiviral vectors (LVs) have become critical tools in gene therapies targeting monogenic disorders and cell-based therapies, while extracellular vesicles are being explored for their potential in drug delivery and immune modulation. (...)"
Unveiling the links between cysteine and outcomes In peritoneal dialysis
Publication . Anão, Sofia; Teixeira-Santos, Luísa; Pereira, Sofia Azeredo
RESUMO: O aumento global da prevalência de doença renal crónica (DRC) tem conduzido a um número crescente de doentes a atingir o estádio 5 - doença renal terminal e, por isso, a necessitar de terapêutica de substituição renal. Entre as opções disponíveis, a diálise peritoneal (DP) oferece vantagens clínicas e de qualidade de vida, mas a sua eficácia a longo prazo é limitada pela disfunção da membrana peritoneal (PM), um processo intimamente ligado à homeostase redox local e sistémica.
Hipotetizámos que os aminotióis, incluindo cisteína (Cys), γ-glutamilcisteína (GlyCys), homocisteína (HCys), cisteinilglicina (CysGly), glutationa (GSH) e N-acetilcisteína (NAC) urinária, designados em conjunto por “tioloma”, podem fornecer novas pistas sobre a integridade da MP e o equilíbrio redox, servindo como potenciais biomarcadores do estado da membrana e dos resultados em DP.
Este estudo apresenta uma caracterização inovadora e multi-compartimental do tioloma numa coorte real de doentes em DP, em plasma, urina, efluente peritoneal noturno (PDE) e efluentes recolhidos às 2 h e 4 h do teste de equilíbrio peritoneal (PET), um teste clínico padronizado utilizado para avaliar as características de transporte da PM. O nosso objetivo foi identificar ligações entre o tioloma associado à cisteína e os desfechos em doentes em diálise peritoneal, avaliar o seu potencial como biomarcadores da função da membrana peritoneal e dos resultados clínicos da DP, e explorar se a sua integração em modelos clínicos existentes poderá melhorar a estratificação dos doentes e ajudar a identificar fármacos que contribuam para manter a eficácia da DP. Análises multivariadas (PCA, PLS-DA), univariadas e de regressão linear revelaram que as concentrações de aminotióis são influenciadas por fatores clínicos. A CysGly destacou-se como marcador sensível de stress oxidativo e turnover redox extracelular, enquanto a GSH refletiu preferencialmente alterações locais no equilíbrio redox peritoneal. Destaca-se que os doentes tratados com o fármaco X apresentaram níveis significativamente mais elevados de GSH no PDE noturno, efluentes PET e urina, independentemente da presença de diabetes, com níveis plasmáticos inalterados, sugerindo maior disponibilidade e turnover de GSH peritoneal. A cinética de transporte dos aminotióis durante o PET diferiu dos solutos clássicos, com a GSH a apresentar maior variabilidade interindividual e, em alguns doentes, com rácios dialisado/plasma (D/P) superiores a um entre as 2 e 4 horas, consistentes com produção intraperitoneal in situ. Estes trajetos D/P específicos de cada soluto reforçam a utilidade do perfil multi-soluto 11 no PET para complementar a classificação tradicional do tipo de transportador e caracterizar melhor a função da PM. Para explorar os mecanismos subjacentes, foi usado um modelo celular de mesotélio humano (MET-5A), exposto a fluidos brancos do PET e moduladores redox. A citotoxicidade dependeu do momento de aplicação das 4 h de estímulo, com exposição precoce a permitir recuperação parcial, enquanto exposição tardia resultou em perda sustentada de viabilidade. A quantificação extracelular de tióis revelou diminuição de Cys e aumento de GSH no meio condicionado, consistente com uma resposta adaptativa de tamponamento redox ao stress oxidativo induzido pelo PET.
Em suma, este estudo demonstra que o perfil tiolómico abrangente fornece novas informações sobre a biologia redox da MP e identifica os aminotióis como potenciais biomarcadores da saúde da membrana e dos resultados em DP. Estes resultados servem como pilares para estudos translacionais futuros, visando personalizar a gestão da DP através da estratificação redox dos doentes e do desenvolvimento de biomarcadores de alerta precoce.
Bacterial cellulose-FucoPol composite hydrogel dressings for advanced wound treatment
Publication . Esmail, Asiyah; Rovisco, Ana; Morais, Maria; Pimentel, Ana; Fortunato, Elvira; Serra, Ana Teresa; Freitas, Filomena; DQ - Departamento de Química; UCIBIO - Applied Molecular Biosciences Unit; UNINOVA-Instituto de Desenvolvimento de Novas Tecnologias; CENIMAT-i3N - Centro de Investigação de Materiais (Lab. Associado I3N); DCM - Departamento de Ciência dos Materiais; Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB); Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT); Elsevier
Effective wound management relies on dressings that prevent infection and facilitate healing, which has driven research into advanced, cost-effective therapeutic dressings. Bacterial cellulose (BC) is highly valued for use in wound dressings given its mechanical strength, nanoporous structure, high water-holding capacity, and excellent biocompatibility. While BC promotes debridement and maintains moisture for wound healing, it lacks essential bio-functional properties, which can be addressed through incorporation of other compounds. FucoPol (FP), a fucose-rich natural polysaccharide, offers wound-healing potential, alongside adhesive, photoprotective, and bioactive properties. In this study, BC and FP were combined to develop an active wound dressing, leveraging the unique properties of each polymer. BC was impregnated with FP, which was gelled using Fe3+ as a crosslinking agent. Increasing FP concentration (1.0, 1.5, 2.0 wt%) improved the composite's mechanical strength, but reduced its crystallinity index (43–38 %), water holding capacity (72–39 g/g) and water retention, compared to BC by itself (crystallinity index: 59 %; water holding capacity: 123 g/g). The BC/FP composite dressings (containing 13–25 % FP) demonstrated non-cytotoxicity, with cell viability exceeding 80 % in HaCaT cells (human skin keratinocytes) and NCTC clone L929 (mouse fibroblast) cell lines, and enhanced both cell lines' adhesion, thus supporting their suitability for active wound dressing applications.
Determining the role of a candidate peptide hormone ligand-receptor pair during pharate adult development in Drosophila
Publication . Varela, Ednilson Mascarenhas; Gontijo, Alisson M.; Homem, Catarina; Herédia, Fabiana
Resumo: Os péptidos semelhantes à insulina (Ilps) da família Relaxina têm funções importantes na reprodução, desenvolvimento e função do sistema nervoso em várias espécies e sinalizam através de recetores acoplados à proteína G (GPCRs) específicos da Relaxina. Em Drosophila, o Ilp7 é o mais altamente conservado entre os oito Ilps descritos, mas a sua função biológica permanece desconhecida. O Leucine-Rich Repeat-containing GPCR 4 (Lgr4) de Drosophila é um claro ortólogo dos recetores de Relaxina vertebrados, mas qual Ilp de Drosophlia, se houver, atua como seu ligando, ainda está por determinar. Com base na nossa análise filogenética evolutiva, eu hipotetizo que o Dilp7 e o Lgr4 formam um par ligante-recetor em Drosophila. Aqui, incorporamos os genes repórter GAL4 e LexA no locus endógeno do Lgr4 (Lgr4::P2A::GAL4 ou Lgr4::P2A::LexA, respetivamente) e utilizamos estes repórteres para inferir padrões de expressão do Lgr4 durante o desenvolvimento de Drosophila. Descobrimos que a maioria das células positivas para Lgr4 (Lgr4+) no sistema nervoso central (SNC) expressa a proteína de ligação ao ARN elav (embryonic lethal, abnormal vision), um marcador de neurónios pós-mitóticos. Isto sugere que a maioria ou todas as células Lgr4+ são neurónios, não gliais ou outras células no SNC. Ao analisar os dados de sequência dos nossos alelos GAL4 e LexA, descobrimos que existem dois alelos Lgr4 previamente não observados segregando em estirpes de Drosophila. São observadas diferenças nos padrões de expressão do Lgr4 entre estes alelos, particularmente no lobo ótico. A caracterização neuroanatómica identifica células notáveis positivas para Lgr4 na pars intercerebralis (PI), distintas das células produtoras de insulina (IPCs), sugerindo significado funcional. A expressão do Lgr4 também é detetada no gânglio proventricular (PVG), ABLKs e nos sistemas gustativos, indicando expressão extensiva tanto nos sistemas nervosos central quanto periférico, com potenciais funções diversas. Demonstramos que mutantes em Ilp7 ou Lgr4 não apresentam defeitos óbvios em condições laboratoriais normais relativamente ao desenvolvimento, fertilidade e fecundidade. No entanto, mutantes em Ilp7 e Lgr4 exibem comportamento aberrante de evitação da luz e desempenham um papel crucial no final do terceiro instar tardio das larvas, levando-as a selecionar um ambiente escuro para se pupar. Além disso, validamos bioquimicamente que o Ilp7 e o Lgr4 co-imunoprecipitam quando versões epitopadas de ambas as proteínas são expressas ectopicamente em células de Drosophila S2 cultivadas in vitro.
Além disso, confirmamos que a confinamento induz um atraso na expansão da asa de D. melanogaster usando uma configuração diferente (nossas pequenas câmaras nas arenas de filmagem), e descobrimos que as moscas da estirpe mutante Ilp7 (Ilp7[1]) falham em realizar o comportamento de expansão da asa sob confinamento. No entanto, colocar a mutação Ilp7[1] em outro fundo genético (RAL486) eliminou este efeito. Além disso, a redução mediada por RNAi de Ilp7 usando drivers panneuronais e ubíquos não teve efeito ou teve o efeito oposto na expansão da asa sob confinamento. Estes resultados sugerem fortemente que o Ilp7 não é necessário para a expansão da asa. Portanto, concluímos que o fenótipo mutante Ilp7[1] observado sob confinamento é devido a uma alteração genética ou não genética na estirpe w[1118], Ilp7[1]. Os mesmos efeitos inconsistentes foram observados quando mutações no gene codificante do recetor de Ilp7, Lgr4, foram testadas. Portanto, concluímos que a via Ilp7-Lgr4 não é necessária para o comportamento de expansão da asa em situações de confinamento, rejeitando a nossa hipótese.
Unidades organizacionais
Descrição
Palavras-chave
Contribuidores
Financiadores
Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
Concurso de avaliação no âmbito do Programa Plurianual de Financiamento de Unidades de I&D (2017/2018) - Financiamento Base
Número da atribuição
UIDB/04462/2020