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Objetivo: Avaliar os efeitos moduladores e antioxidantes da ergotioneína (ERT) sobre vias de sinalização redox em camundongos falcêmicos. Materiais e métodos: Camundongos transgênicos para Anemia Falciforme (AF) foram gerados e mantidos na CEMIB/UNICAMP. Avaliou-se 3 grupos de camundongos humanizados: o controle, constituído de animais transgênicos para S+Fetal (SF); animais transgênicos para AF (SS) e transgênicos tratados com ERT (SS+ERT; VO 35 mg/kg), durante 60 dias. Os animais foram eutanasiados por aprofundamento da anestesia (CEUA 5955-1/2022) e a medula óssea foi utilizada para análise de RT-qPCR, em pseudo quintuplicatas, de membros de vias de sinalização centrais da biologia redox (ATF4, NFE2L2, FoxO3, CAT, SOD1, GPx1, PRDX1, TRX, TXNIP), do transportador específico de ERT (SLC22A4); e de um fator de iniciação da tradução eucariótica (EIF2α). O fold change do nível de mRNA foi calculado usando a fórmula 2-ΔΔCT. Para as análises estatísticas, adotou-se o General Linear Model, no formato one-way ANOVA, seguido pelo teste post hoc de Bonferroni. Resultados: No grupo SS foi observado uma indução dos fatores de transcrição NFE2L2 (̃9 vezes), FoxO3 (̃3 vezes) e das enzimas antioxidantes CAT (̃4 vezes) e GPX1 (̃6 vezes), enquanto para ATF4, TRX, SOD1 e PRDX1 houve uma inibição em relação ao grupo SF. Já no grupo SS+ERT observou-se uma expressão aumentada de ATF4 (̃2 vezes), TXNIP (̃6 vezes), CAT (̃8,5 vezes), SOD1 (̃1,2 vezes) e GPX1 (̃3,5 vezes), enquanto os níveis de NFE2L2, TRX1, PRDX1 se mantiveram similares ao controle. Interessantemente, houve uma indução da expressão do SLC22A4, tanto no grupo SS (̃7 vezes) quanto SS+ERT (̃13 vezes). Em relação ao EIF2α, sua expressão foi inibida nos SS e manteve-se similar ao controle em SS+ERT. Discussão: A AF é caracterizada pela geração incessante de espécies reativas de oxigênio, o que compromete a capacidade antioxidante das células eritroides. Assim, a fim de atenuá-lo, o mecanismo de resposta redox pode ocorrer de duas formas, pelo controle da atividade enzimática ou em nível transcricional, foco deste estudo, ao induzir as vias de sinalização redox e, consequente, aumentando síntese dos antioxidantes em situações de distresse oxidativo. Esta última, observada no grupo SS, como demonstrado pelos transcritos avaliados. No grupo SS+ERT, como esperado, a suplementação com ERT apresentou uma ação citoprotetora in vivo ao modular vias de adaptação redox. Resultados este que corroboram, nosso estudo prévio in vitro, em células K562 induzidas à diferenciação eritroide e submetidas a estresse oxidativo. Ainda, os altos níveis de SLC22A4 tanto nos SS quanto nos SS+ERT, demonstra que esse antioxidante é altamente acumulado em células hematopoiéticas. Ressaltando que a maior expressão desse transportador nos SS tratados sugere uma maior internalização da ERT após sua prolongada administração, reforçando seu papel crítico durante a hematopoiese. Atuação que é corroborada pela elevação de ATF4 e TXNIP que vem sendo propostos como novos reguladores da proliferação e diferenciação eritroide. Por fim, a análise da expressão de EIF2α, possibilita a proposição que os padrões observados em nível gênico se manteriam em nível proteico. Conclusão: ERT é um modulador com espectro ainda mais amplo do que o previamente disposto na literatura, atuando em vias essenciais para homeostasia redox e eritropoiese.

Objetivo: Demonstrar os efeitos protetores da melatonina (MEL) no controle do estresse oxidativo em modelo de camundongos transgênicos para anemia falciforme (AF). Materiais e métodos: Os camundongos foram gerados e mantidos no CEMIB/UNICAMP e divididos em três grupos: grupo controle constituído pelos animais S+Fetal (SF); animais transgênicos não tratados (SS); e animais transgênicos tratados com MEL (SS+MEL; VO 10 mg/kg) por 60 dias. Os animais foram eutanasiados por aprofundamento da anestesia (CEUA 5955-1/2022) e a medula óssea foi utilizada para análise de RT-qPCR, em pseudo quintuplicatas, de importantes genes de vias redox, tais como: NRF2, FOXO3, MST1, YWHAQ (14-3-3z), CAT, SOD1, GPX1, PRX1, TRX1 e TXNIP. A quantificação dos resultados se baseou na derivação da fórmula 2-ΔΔCT. As análises estatísticas foram realizadas pelo General Linear Model, no formato one-way ANOVA, seguido pelo teste post hoc de Bonferroni. Resultados: Os resultados demonstraram que a expressão do NRF2 (̃3 vezes), FOXO3 (̃3 vezes) e MST1 (̃6 vezes) foram induzidas nos SS, resultado este não observado nos SS+MEL; além disso, o YWHAQ foi induzido no SS+MEL (̃2 vezes) e se manteve similar ao controle no SS. Já para via TRX1/TXNIP, para os SS+MEL, a TRX1 se manteve similar ao SF e a TXNIP foi inibida (̃3 vezes), enquanto para os SS ocorreu uma inibição da TRX1 (̃3 vezes) e os níveis de TXNIP se mantiveram similares ao controle. Em relação aos genes que codificam antioxidantes, CAT e GPX1 foram induzidas 4 e 8 vezes, respectivamente, nos SS; porém, não quando sob tratamento com MEL. Já a SOD1 e PRX1 foram mantidos similares aos SF nos SS+MEL e inibidos nos SS. Discussão: Vários mecanismos moleculares têm sido propostos como contribuintes para uma elevada taxa oxidativa em pessoas com AF. Intermediários da homeostase redox não são apenas marcadores potenciais da gravidade da doença, mas também alvos importantes para terapias antioxidantes. Nossos resultados evidenciaram a atuação essencial dos fatores de transcrição NRF2 e FOXO3, em resposta ao distresse oxidativo característico da doença, como observado nos camundongos SS através da indução de seus transcritos associada a de genes sob seu controle, como das enzimas CAT e GPX1. Por outro lado, observamos uma restauração dos níveis de transcritos semelhante ao controle no grupo tratado com MEL. Já foi demonstrado que a MEL pode eliminar até dez espécies radicalares antes que o metabólito final seja eliminado do corpo, o que resulta em um efeito antioxidante em cascata. Esses resultados sugerem a noção de que a MEL atuou diretamente na detoxificação das espécies reativas no modelo usado, não sendo necessária a ativação das vias de sinalização redox. Além disso, alguns antioxidantes, como TRX, PRX1 e SOD1, que desempenham diversas outras funções celulares e são atualmente sugeridos como possíveis fatores de transcrição, foram mantidos com níveis de transcritos similares ao controle, demonstrando assim a modulação da MEL sobre genes envolvidos na resposta ao estresse oxidativo e outros processos celulares. Conclusão: A suplementação de camundongos transgênicos com MEL evidenciou o uso promissor dessa indolamina como estratégia terapêutica antioxidante na AF por meio da restauração dos níveis de transcritos de importantes genes envolvidos na manutenção redox para valores semelhantes ao grupo controle.

The cotton boll weevil (CBW, Anthonomus grandis) stands as one of the most significant threats to cotton crops (Gossypium hirsutum). Despite substantial efforts, the development of a commercially viable transgenic cotton event for effective open-field control of CBW has remained elusive. This study describes a detailed characterization of the insecticidal toxins Cry23Aa and Cry37Aa against CBW. Our findings reveal that CBW larvae fed on artificial diets supplemented exclusively with Cry23Aa decreased larval survival by roughly by 69%, while supplementation with Cry37Aa alone displayed no statistical difference compared to the control. However, the combined provision of both toxins in the artificial diet led to mortality rates approaching 100% among CBW larvae (LC 50 equal to 0.26 PPM). Additionally, we engineered transgenic cotton plants by introducing cry23Aa and cry37Aa genes under control of the flower bud-specific pGhFS4 and pGhFS1 promoters, respectively. Seven transgenic cotton events expressing high levels of Cry23Aa and Cry37Aa toxins in flower buds were selected for greenhouse bioassays, and the mortality rate of CBW larvae feeding on their T 0 and T 1 generations ranged from 75% to 100%. Our in silico analyses unveiled that Cry23Aa displays all the hallmark characteristics of β-pore-forming toxins (β-PFTs) that bind to sugar moieties in glycoproteins. Intriguingly, we also discovered a distinctive zinc-binding site within Cry23Aa, which appears to be involved in protein-protein interactions. Finally, we discuss the major structural features of Cry23Aa that likely play a role in the toxin's mechanism of action. In view of the low LC 50 for CBW larvae and the significant accumulation of these toxins in the flower buds of both T 0 and T 1 plants, we anticipate that through successive generations of these transgenic lines, cotton plants engineered to overexpress cry23Aa and cry37Aa hold promise for effectively managing CBW infestations in cotton crops., Competing Interests: Declaration of Competing Interest The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest., (Copyright © 2024 Elsevier B.V. All rights reserved.)