Examinando por Autor "Banchio, Claudia"

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    2-Mercaptomethyl-thiazolidines use conserved aromatic–S interactions to achieve broad-range inhibition of metallo-β-lactamases
    (Royal Society of Chemistry, 2021-01-05) Rossi, María Agustina; Martínez, Verónica; Hinchliffe, Philip; Mojica, María F.; Castillo, Valerie; Moreno, Diego M.; Smith, Ryan; Spellberg, Brad; Drusano, George L.; Banchio, Claudia; Bonomo, Robert A.; Spencer, James; Vila, Alejandro J.; Mahler, Graciela; https://orcid.org/0000-0003-4720-4070; https://orcid.org/0000-0002-3697-5219; https://orcid.org/0000-0001-8611-4743; https://orcid.org/0000-0002-1380-9824; https://orcid.org/0000-0001-5493-8537; https://orcid.org/0000-0002-4602-0571; https://orcid.org/0000-0002-7978-3233; https://orcid.org/0000-0003-0612-0516
    Infections caused by multidrug resistant (MDR) bacteria are a major public health threat. Carbapenems are among the most potent antimicrobial agents that are commercially available to treat MDR bacteria. Bacterial production of carbapenem-hydrolysing metallo-β-lactamases (MBLs) challenges their safety and efficacy, with subclass B1 MBLs hydrolysing almost all β-lactam antibiotics. MBL inhibitors would fulfil an urgent clinical need by prolonging the lifetime of these life-saving drugs. Here we report the synthesis and activity of a series of 2-mercaptomethyl-thiazolidines (MMTZs), designed to replicate MBL interactions with reaction intermediates or hydrolysis products. MMTZs are potent competitive inhibitors of B1 MBLs in vitro (e.g., Ki = 0.44 μM vs. NDM-1). Crystal structures of MMTZ complexes reveal similar binding patterns to the most clinically important B1 MBLs (NDM-1, VIM-2 and IMP-1), contrasting with previously studied thiol-based MBL inhibitors, such as bisthiazolidines (BTZs) or captopril stereoisomers, which exhibit lower, more variable potencies and multiple binding modes. MMTZ binding involves thiol coordination to the Zn(II) site and extensive hydrophobic interactions, burying the inhibitor more deeply within the active site than D/L-captopril. Unexpectedly, MMTZ binding features a thioether–π interaction with a conserved active-site aromatic residue, consistent with their equipotent inhibition and similar binding to multiple MBLs. MMTZs penetrate multiple Enterobacterales, inhibit NDM-1 in situ, and restore carbapenem potency against clinical isolates expressing B1 MBLs. Based on their inhibitory profile and lack of eukaryotic cell toxicity, MMTZs represent a promising scaffold for MBL inhibitor development. These results also suggest sulphur–π interactions can be exploited for general ligand design in medicinal chemistry.
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    Análisis del comportamiento de células madre neurales en un ambiente oxidativo e inflamatorio
    (2018) Perez, Consuelo; Banchio, Claudia
    Las células madre son células indiferenciadas que tienen la capacidad de autorrenovarse y dar origen a los distintos tipos celulares que componen un organismo. Particularmente, las células madre neurales (NSCs) son células multipotentes que tienen la capacidad de generar neuronas o células de la glía y residen en el cerebro de mamíferos. Ante un daño en el sistema nervioso central (SNC), las NSCs pueden migrar al sitio de la lesión para reparar el tejido dañado y pueden diferenciarse a neuronas maduras. A pesar de la presencia de estas células, su potencial para reemplazar neuronas muertas y reconstruir las conexiones dendríticas luego de una lesión es limitado, debido a la presencia de factores inflamatorios y a la generación de un microambiente oxidativo, que afectan su supervivencia. En el presente trabajo de Tesina evaluamos los efectos que mediadores oxidativos y pro- inflamatorios ejercen sobre la funcionalidad de las NSCs. Demostramos que alteraciones en los niveles intracelulares de los metales de transición hierro y cobre afectan la viabilidad de las NSCs en condiciones de diferenciación y de proliferación. De manera similar, factores pro-inflamatorios derivados de macrófagos activados redujeron el número de células viables en cultivos de NSCs en condiciones de diferenciación. Asimismo, demostramos que estímulos como el daño oxidativo y factores pro-inflamatorios son capaces de promover en distinto grado la neurogénesis de las NSCs y afectar la diferenciación hacia el linaje astroglial. En conjunto, estos resultados aportan evidencia que respalda la idea de que el microambiente de la lesión en el SNC puede afectar la supervivencia y diferenciación de las NSCs.
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    Criopreservación de células madre neurales embrionarias (CMNEs) mediante la metodología de enfriamiento lento
    (Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas., 2018-02-19) Berca, Catalina; Robert, María Celeste; Montaner, Aneley Natalia; Banchio, Claudia
    Debido al gran auge en el uso de células madre neurales para terapias regenerativas, es de fundamental importancia contar con métodos de preservación y almacenamiento seguro de las mismas. Uno de los métodos comúnmente usados es la criopreservación mediante enfriamiento lento; sin embargo, no existe al presente un protocolo definido para el mismo. A partir de esto se propone como objetivo del presente trabajo el desarrollo de un protocolo de criopreservación de CMNEs. Para ello, se requiere controlar e investigar las variables asociadas al daño celular durante el proceso de enfriamiento lento de las células en suspensión, de manera de sentar las bases del mismo. Así, partiendo de parámetros pre-establecidos en nuestro laboratorio mediante estudios de penetración del DMSO para la determinación del tiempo y temperatura óptimos de incubación de dicho ACP con las CMNEs, se evaluaron distintas condiciones para la criopreservación de las mismas. Específicamente, se analizaron distintas velocidades de enfriamiento, así como el efecto de las mismas y del tiempo de almacenamiento sobre determinadas propiedades celulares como ser tamaño, morfología, capacidad de proliferación y potencial de diferenciación. Luego del análisis exhaustivo de los parámetros analizados, se procedió a seleccionar aquella metodología que evidenciara mejor preservación de las CMNEs.
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    Criopreservación de Células Madre Neuronales Embrionarias (CMNEs) mediante la metodología de enfriamiento lento
    (2021) Faraco, Irina; Robert, María Celeste; Banchio, Claudia
    La habilidad de las células madre para actuar como fuente de nuevas células diferenciadas y de regenerar tejidos, las hacen una herramienta prometedora para las terapias regenerativas con la intención de restaurar los daños producidos por una lesión aguda o enfermedad crónica. Las células madre neurales (CMNs) son una promesa para las terapias de reparación y regeneración debido a su ubicación única dentro del Sistema Nervioso Central (SNC), a su potencial para proliferar y diferenciarse en todas las principales líneas neuronales, y a su habilidad para incorporarse funcionalmente dentro de circuitos neuronales preexistentes. Uno de los métodos más utilizados para la preservación de dichas células es la criopreservación por enfriamiento lento. Es necesario destacar que en los estudios publicados, se ha realizado una escasa investigación sistemática sobre las variables criobiológicas asociadas con el daño producido por el enfriamiento lento. Se destaca la falta de estudios sistemáticos relacionados con variables como la velocidad de enfriamiento, concentración y tipo del agente crioprotector (ACP), los efectos osmóticos asociados a la introducción y remoción del ACP, la temperatura y la velocidad a la cual se realiza este procedimiento, entre otros, faltantes que dieron la base del desarrollo de esta Tesina. En el presente trabajo se llevaron a cabo diversos estudios con el objeto de contribuir al desarrollo de un protocolo de preservación de células madre neural embrionarias (CMNEs). Para su realización, fue necesario controlar e investigar sistemáticamente las variables asociadas al daño celular que ocurren durante el enfriamiento lento en sistemas donde el material es congelado como una suspensión de células aisladas. Partiendo de parámetros pre- establecidos en nuestro laboratorio, se realizaron estudios a una dada velocidad de enfriamiento con el objetivo de evaluar el efecto de la misma y del tiempo de almacenamiento sobre diversos parámetros celulares como el tamaño, forma y capacidad de proliferación.
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    Efecto de exosomas secretados por células madre en procesos de reparación y diferenciación celular
    (2023) Delgado Ocaña, Susana; Banchio, Claudia; Menacho Márquez, Mauricio
    Las células madre neurales (NSCs) son células multipotentes que tienen la capacidad de autorrenovarse y de generar los tipos celulares que componen el sistema nervioso (SN). Debido a ello, estas células son esenciales para la generación del SN durante el desarrollo, y para su regeneración ante afecciones o condiciones de daño. Sin embargo, esta capacidad regenerativa es limitada debido a que la presencia de factores inflamatorios y un microambiente oxidativo afectan la supervivencia de las NSCs y la regeneración neuronal. El secretoma de las NSCs contiene los principales factores bioactivos que contribuirían a la regeneración, siendo los exosomas uno de los componentes fundamentales. Los exosomas son pequeñas vesículas extracelulares de origen endosomal que están constituidos por lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Participan en la comunicación entre las células del SN y tienen la capacidad de modificar la fisiología de las células aceptoras. En este trabajo de Tesis demostramos que los exosomas derivados de células madre neurales (NSC-Exo) regulan la proliferación y la diferenciación de las NSCs en condiciones que mimetizan un ambiente fisiológico, y en condiciones de daño como el estrés oxidativo e inflamatorio. Se estableció un protocolo para la purificación de NSC-Exo de calidad y pureza, y se demostró que las NSCs en cultivo captan dichos exosomas. Demostramos que en condiciones que mimetizan un ambiente fisiológico, los NSC-Exo inducen la proliferación de las NSCs, la diferenciación hacia el linaje neuronal y el desarrollo de parámetros morfológicos y funcionales asociados a la función neuronal. Evidenciamos que este efecto inductor de la diferenciación neuronal puede deberse a que los NSC-Exo aumentan la sobrevida y la proliferación de los progenitores neuronales. Desde el punto de vista terapéutico resulta importante evaluar si este efecto inductor de la proliferación y diferenciación neuronal se mantiene en ambientes reactivos de daño nervioso. Por este motivo, se estudió el efecto de los NSCExo en condiciones de estrés oxidativo e inflamatorio. Para ello establecimos dos modelos in vitro mediante la suplementación con peróxido de hidrógeno o medio de macrófagos activados con lipopolisacárido, para generar estrés oxidativo e inflamatorio, respectivamente. Demostramos que los NSC-Exo restauran la proliferación de las NSCs afectada por el daño oxidativo, aumentando la sobrevida y disminuyendo la generación de especies reactivas del oxígeno (ROS). Se comprobó que ambas condiciones de estrés inducen la diferenciación neuronal hacia un fenotipo aberrante morfológica y funcionalmente, y que el tratamiento con NSC-Exo favorece la recuperación de los parámetros afectados. Para comenzar con la caracterización de los NSC-Exo, realizamos un estudio proteómico e identificamos que los mismos portan numerosas proteínas con funciones relacionadas a la proliferación de la NSCs, y a la diferenciación neuronal. En conjunto, los resultados presentados en este trabajo de Tesis contribuyen a entender el rol fisiológico de los NSC-Exo en la proliferación y diferenciación de las NSCs, y aportan conocimiento científico para el desarrollo de estrategias terapéuticas para la regeneración del tejido nervioso
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    G-quadruplexes as novel cis-elements controlling transcription during embryonic development
    (Oxford University Press, 2016-01-14) David, Aldana P.; Margarit, Ezequiel; Domizi, Pablo; Banchio, Claudia; Armas, Pablo; Calcaterra, Nora B.
    G-quadruplexes are dynamic structures folded in G-rich single-stranded DNA regions. These structures have been recognized as a potential nucleic acid based mechanism for regulating multiple cellular processes such as replication, transcription and genomic maintenance. So far, their transcriptional role in vivo during vertebrate embryonic development has not yet been addressed. Here, we performed an in silico search to find conserved putative G-quadruplex sequences (PQSs) within proximal promoter regions of human, mouse and zebrafish developmental genes. Among the PQSs able to fold in vitro as G-quadruplex, those present in nog3, col2a1 and fzd5 promoters were selected for further studies. In cellulo studies revealed that the selected G-quadruplexes affected the transcription of luciferase controlled by the SV40 nonrelated promoter. G-quadruplex disruption in vivo by microinjection in zebrafish embryos of either small ligands or DNA oligonucleotides complementary to the selected PQSs resulted in lower transcription of the targeted genes. Moreover, zebrafish embryos and larvae phenotypes caused by the presence of complementary oligonucleotides fully resembled those ones reported for nog3, col2a1 and fzd5 morphants. To our knowledge, this is the first work revealing in vivo the role of conserved G-quadruplexes in the embryonic development, one of the most regulated processes of the vertebrates biology.
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    KDM2B regulates choline kinase expression and neuronal differentiation of neuroblastoma cells
    (Public Library of Science (PLOS), 2019-01-10) Domizi, Pablo; Malizia, Florencia; Chazarreta-Cifre, Lorena; Diacovich, Lautaro; Banchio, Claudia
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    Lípidos como moléculas señal durante la diferenciación de células madre
    (Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas., 2018) Montaner, Aneley Natalia; Banchio, Claudia; Girardini, Javier
    En este trabajo de Tesis se demuestra cómo ciertos lípidos son capaces de regular la diferenciación de células madre neurales (NSCs). Estas células, presentes en el cerebro adulto, tienen la capacidad de migrar y diferenciarse a neuronas luego de una lesión cerebral. Sin embargo, debido a que el proceso de regeneración neuronal no es completo, surge la necesidad de identificar moléculas que tengan la capacidad de aumentar el proceso de diferenciación en NSCs. Como modelo de estudio, se utilizaron NSCs embrionarias obtenidas de la corteza lateral de ratones de 13-15 días de gestación, amplificadas mediante el método de neuroesferas. En primer lugar, se demostró que diferentes fosfolípidos inducen la diferenciación neuronal de manera selectiva: fosfatidilcolina (PC) promueve la diferenciación neuronal, mientras que fosfatidiletanolamina (PE) aumenta la población de astrocitos. En base a estos resultados, se decidió estudiar de qué manera ambos fosfolípidos regulan el proceso de diferenciación. Se comprobó que la población de progenitores neuronales y astrogliales no se altera en presencia de PC o PE, es decir, no se promueve la proliferación celular de progenitores específicos. Además, tampoco se modifica el número de células viables, demostrando así que los fosfolípidos no ejercen efecto neuroprotector. Al mismo tiempo, se evidenció que el aumento en la diferenciación no ocurre por una aceleración del proceso de diferenciación neuronal o astroglial. Mediante la utilización de microscopía de lapso de tiempo y del análisis por inmunofluorescencia de las poblaciones celulares presentes en el cultivo de NSCs, se demostró que tanto PC como PE actúan en la población de células post-mitóticas. Específicamente, PC promueve la diferenciación neuronal alterando el destino de células precursoras astrogliales e indiferenciadas. Por otro lado, PE induce la diferenciación astroglial a expensas de una disminución en la población de células indiferenciadas. Posteriormente, se estudiaron los mecanismos moleculares involucrados en cada caso, y se comprobó que PC activa la vía de señalización PKA/CREB, así como PE promueve la diferenciación astroglial por un mecanismo dependiente de la activación de la vía de señalización MEK-ERK. Desde el punto de vista terapéutico, es importante que los lípidos modifiquen la especificación de NSCs en ambientes reactivos de daño cerebral. Por este motivo, se estudió el efecto de PC en una condición de estrés oxidativo. Se utilizó el compuesto peróxido de hidrogeno para generar estrés oxidativo en cultivos de NSCs, y se demostró que PC promueve la diferenciación neuronal, aún en condiciones de daño cerebral. En conjunto, los resultados presentados en este trabajo de Tesis contribuyen al conocimiento de los mecanismos que regulan la diferenciación de NSCs y aportan herramientas para el desarrollo de nuevas estrategias para inducir la diferenciación neuronal de NSCs en condiciones de daño celular.
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    Neural stem cell-derived extracellular vesicles favour neuronal differentiation and plasticity under stress conditions
    (Frontiers Media, 2023-03-24) Delgado Ocaña, Susana; Magaquian, Dario; Banchio, Claudia
    Extracellular vesicles (EVs) are released by all cell types and are involved in intercellular communication. We evaluated if neural stem cells-derived EVs (NSCEVs) regulate NSCs proliferation and differentiation under control and stress conditions. We found that NSC-EVs treatment increases cell proliferation and promotes neuronal differentiation and plasticity. The fact that nervous tissue poorly recovers after cellular damage, prump us to evaluate the effect of EVs supplementation under oxidative stress and inflammation. We demonstrate that NSC-EVs restore the proliferative potential of the NSCs affected by oxidative stress. In addition, we provide evidence that oxidative stress and inflammation induce neuronal differentiation. Interestingly, the aberrant cell phenotype induced by inflammation is restored by NSC-EVs treatment, suggesting that these vesicles ameliorate the damage burden in neurons and modulate neuronal plasticity. These results contribute to understand the role of the NSCs-derived EVs as key players for brain tissue generation and regeneration and open new pathways to the development of therapies.
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    Neurite outgrowth induced by stimulation of angiotensin II AT2 receptors in SH-SY5Y neuroblastoma cells involves c-Src activation
    (Elsevier, 2023) Blanco, Helga M.; Perez, Celia N.; Banchio, Claudia; Alvarez, Sergio E.; Ciuffo, Gladys M.
    Neuroblastoma, the most common extracranial solid tumor occurring in childhood, originates from the aberrant proliferation of neural crest cells. Accordingly, the mechanism underling neuronal differentiation could provide new strategies for neuroblastoma treatment. It is well known that neurite outgrowth could be induced by Angiotensin II (Ang II) AT2 receptors; however, the signaling mechanism and its possible interaction with NGF (neural growth factor) receptors remain unclear. Here, we show that Ang II and CGP42112A (AT2 receptor agonist) promote neuronal differentiation by inducing neurite outgrowth and βIII-tubulin expression in SH-SY5Y neuroblastoma cells. In addition, we demonstrate that treatment with PD123319 (AT2 receptor antagonist) reverts Ang II or CGP42112A-induced differentiation. By using specific pharmacological inhibitors we established that neurite outgrowth induced by CGP42112A requires the activation of MEK (mitogen-activated protein kinase kinase), SphK (sphingosine ki- nase) and c-Src but not PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase). Certainly, CGP42112A stimulated a rapid and transient (30 s, 1 min) phosphorylation of c-Src at residue Y416 (indicative of activation), following by a Src deactivation as indicated by phosphorylation of Y527. Moreover, inhibition of the NGF receptor tyrosine kinase A (TrkA) reduced neurite outgrowth induced by Ang IIand CGP42112A. In summary, we demonstrated that AT2 receptor-stimulated neurite outgrowth in SH-SY5Y cells involves the induction of MEK, SphK and c-Src and suggests a possible transactivation of TrkA. In that regard, AT2 signaling pathway is a key player in neuronal differentiation and might be a potential target for therapeutic treatments.
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    Phosphatidylcholine restores neuronal plasticity of neural stem cells under inflammatory stress
    (Nature Research, 2021-11-24) Magaquian, Dario; Delgado Ocaña, Susana; Perez, Consuelo; Banchio, Claudia
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    Repositioning Salirasib as a new antimalarial agent
    (Royal Society of Chemistry, 2019-06-21) Porta, Exequiel Oscar Jesús; Bofill Verdaguer, Ignasi; Perez, Consuelo; Banchio, Claudia; Ferreira de Azevedo, Mauro; Katzin, Alejandro M.; Labadie, Guillermo Roberto
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    Specific phospholipids regulate the acquisition of Neuronal and astroglial identities in post-mitotic cells
    (Springer Nature, 2018-01-11) Montaner, Aneley Natalia; Da Silva Santana, Themis Taynah; Schroeder, Timm; Einicker-Lamas, Marcelo; Girardini, Javier; Romualdo Costa, Marcos; Banchio, Claudia
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    TAT-mediated transduction of bacterial redox proteins generates a cytoprotective effect on neuronal cells
    (Public Library of Science (PLOS), 2017-09-08) Balaban, Cecilia Lucía; Banchio, Claudia; Ceccarelli, Eduardo Augusto