27-30 septiembre 2016
AECID - Centro de formación, Centro Cultural de España y Cooperativa Bancaria
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Centro de Formación - Atrio

De la química a la biología de sondas fluorescentes: una experiencia interdisciplinaria.

Oradores

  • Mrs. Natalia RIOS
  • Dr. Lucia PIACENZA
  • Dr. Gloria V LOPEZ
  • Prof. Rafael RADI

Autores principales

Coautores

Resumen de contenido

El estrés oxidativo se ha definido clásicamente como una pérdida de equilibrio entre la formación de oxidantes y mecanismos de defensa antioxidante [1]. En los últimos años se extiende esta definición considerando las modificaciones estructurales de biomoléculas, como la nitración de proteínas y lípidos. Estas modificaciones han ganado gran relevancia y dependen en gran medida del radical óxido nítrico (•NO) y sus oxidantes derivados, radical dióxido de nitrógeno (•NO2), nitrito (NO2−) y peroxinitrito (ONOO−). El término "estrés nitroxidativo" se ha comenzado a utilizar para reforzar el concepto de la nitración como una modificación oxidativa [2]. La alteración del metabolismo redox y del óxido nítrico afecta a una amplia variedad de funciones fisiológicas y está implicado en un gran número de enfermedades humanas degenerativas. La reacción radicalaria entre el •NO y superóxido (O2•‒), con una constante cinética controlada por difusión (k ~ 10 9 M-1s-1) lleva a la formación de peroxinitrito, un potente agente oxidante y nitrante. El peroxinitrito ha sido identificado como un agente citotóxico y es considerado un mediador patogénico en una variedad de afecciones incluidas la neurodegeneración, inflamación y las enfermedades cardiovasculares [3]. Debido a su alta reactividad, la vida media del peroxinitrito es extremadamente baja en sistemas biológicos, apenas de unos pocos milisegundos, no siendo posible su aislamiento como tal. En los últimos años se han desarrollados diferentes metodologías para su detección y cuantificación, siendo los métodos luminiscentes, en particular la espectroscopia de fluorescencia una de las metodologías de elección. Diversos estudios han demostrado la rápida reacción entre peroxinitrito y sistemas boronados (k ~ 10 6 M-1s-1) [4], donde se ha utilizado esta capacidad para generar sondas como herramientas bioquímicas, que podrían monitorear la formación de peroxinitrito en sistemas biológicos rindiendo productos fácilmente detectables. Recientemente, en nuestro Grupo hemos desarrollado una sonda fluorescente denominada fluoresceína-boronato (Fl-B) y validamos su utilización como sonda fluorescente de detección de peroxinitrito en sistemas biológicos (Rios et al, Articulo en evaluación). Además demostramos sus ventajas (como alta sensibilidad, no toxicidad, relativa especificidad) frente a otras sondas anteriormente reportadas. Esta sonda ha sido exitosamente aplicada a modelos celulares de relevancia fisiopatológica, tales como macrófagos infectados, células endoteliales disfuncionantes y estrés oxidativo en células del sistema nervioso. Fl-B como una sonda de detección contribuye al entendimiento de los mecanismos moleculares y celulares en el desarrollo de patologías relacionadas con el estrés nitroxidativo. Hemos trabajado rigurosamente desde el diseño, la síntesis orgánica y la bioquímica a modelos celulares de estrés nitroxidativo, obteniendo resultados muy alentadores y se ha dado un rico intercambio de conocimientos entre los diferentes integrantes. Esta herramienta bioquímica ha sido utilizada además por varios integrantes del Grupo permitiéndoles avanzar con la elucidación de los mecanismos asociadas a procesos de estrés nitroxidativo. Además ha permitido la colaboración entre otros Grupos de Investigación tanto nacionales como internacionales.

Referencias

  1. Sies, H., Oxidative stress: from basic research to clinical application. The American journal of medicine, 1991. 91(3): p. S31-S38.
  2. Peluffo, G. and R. Radi, Biochemistry of protein tyrosine nitration in cardiovascular pathology. Cardiovascular Research, 2007. 75(2): p. 291-302.
  3. Radi, R., G. Peluffo, M.a.N. Alvarez, M. Naviliat, and A. Cayota, Unraveling peroxynitrite formation in biological systems. Free Radical Biology and Medicine, 2001. 30(5): p. 463-488.
  4. Sikora, A., J. Zielonka, M. Lopez, J. Joseph, and B. Kalyanaraman, Direct oxidation of boronates by peroxynitrite: mechanism and implications in fluorescence imaging of peroxynitrite. Free Radical Biology and Medicine, 2009. 47(10): p. 1401-1407.

Palabras clave

estrés oxidativo, sondas fluorescentes, detección

Grupo interdisciplinario en el que se enmarca el trabajo (si corresponde)

CEINBIO