Patologías del Metabolismo y el Envejecimiento

La investigación del Laboratorio de Enfermedades Metabólicas y Envejecimiento se centra en comprender los mecanismos moleculares que intervienen en el control del metabolismo y las enfermedades metabólicas, como la obesidad, la diabetes tipo II y las patologías cardiovasculares. En particular, estamos interesados en la regulación de las sirtuinas, una familia de proteínas con funciones clave en el metabolismo y el envejecimiento.

Estas sirtuinas están implicadas en el control de varias funciones celulares —como el ciclo celular, la estabilidad genómica y la reparación del ADN, la biogénesis y función mitocondrial, la expresión génica y el control metabólico— y se ha demostrado que pueden actuar reconfigurando el programa metabólico de las células y los tejidos en respuesta a factores estresantes, incluidos los cambios en el aporte calórico.

Todos estos hallazgos hacen que las sirtuinas sean candidatas interesantes para intervenciones dirigidas a prevenir y tratar enfermedades metabólicas.

Durante muchos años, hemos investigado el papel de la proteína DBC1, un regulador negativo de SIRT1, en el desarrollo de enfermedades metabólicas. Mostramos por primera vez que DBC1 es un inhibidor in vivo de SIRT1 y fuimos pioneros en la investigación de la regulación metabólica de la misma por DBC1. Recientemente, hemos empezado a trabajar con SIRT6, otro miembro de la familia de las sirtuinas y su papel en el control de la inflamación crónica y aguda. Asimismo, en estrecha asociación con otros investigadores, estamos involucrados en el desarrollo de nuevos compuestos destinados a tratar la obesidad, la diabetes tipo II y otras enfermedades metabólicas.

Integrantes

Carlos Escande, PhD

Carlos Escande, PhD

Responsable

Aldo Calliari, PhD

Aldo Calliari, PhD

Investigador asociado honorario

Facultad de Veterinaria, Udelar
acalliari@pasteur.edu.uy

Mariana Bresque, PhD

Mariana Bresque, PhD

Investigadora asistente

Paola Contreras, PhD

Paola Contreras, PhD

Investigadora asociada honoraria

Facultad de Medicina, Udelar
contreras@pasteur.edu.uy

Leonardo Santos, PhD

Leonardo Santos, PhD

Asistente de investigación senior

Santiago Ruiz, PhD

Santiago Ruiz, PhD

Investigador asistente

Karina Cal, MSc

Karina Cal, MSc

Investigadora honoraria

Facultad de Veterinaria, Udelar
calkarina@pasteur.edu.uy

Camila Espasandín, MSc

Camila Espasandín, MSc

Estudiante de doctorado

Valentina Pérez, MSc

Valentina Pérez, MSc

Estudiante de doctorado

Facultad de Medicina, Udelar
vperez@pasteur.edu.uy

Andrés Benítez, DMV

Andrés Benítez, DMV

Investigador honorario

Pía Garat, Eng

Pía Garat, Eng

Fabiana Blanco, MSc

Fabiana Blanco, MSc

Investigadora asociada

Camila Chiesa, BSc

Camila Chiesa, BSc

Estudiante de maestría

Líneas de investigación

Una nueva isoforma de DBC1 regulada por el estado del ciclo celular y su función en la función hepática.
Durante la búsqueda de nuevas vías que regulan la función DBC1 encontramos una nueva forma de DBC1 que carece del dominio N-terminal (que demostró que se une a la mayoría de los interactores, incluido SIRT1), a la que llamamos DN-DBC1. Esta forma de DBC1 es el resultado del procesamiento proteolítico parcial de la proteína, y solo está presente cuando las células ingresan en la fase G0 del ciclo celular y desaparece tan pronto como la célula vuelve a entrar en el ciclo celular. Es importante destacar que, cuando las células se ven obligadas a detener el ciclo celular en diferentes puntos de control (G1/S, G2/M), esta forma corta de DBC1 no está presente. Recientemente, hemos encontrado que las transiciones entre ambas formas de la proteína están estrechamente relacionadas con la capacidad regenerativa del hígado. Este es un proceso de especial relevancia médica, particularmente en situaciones de daño hepático agudo o transplante.

Folistatin-like 1 (FSTL1): una glicoproteína de secreción y posible regulador de enfermedades metabólicas.
En la búsqueda de factores secretados regulados por DBC1 y podrían explicar el fenotipo de “obesidad saludable” regulado por esta proteína, observamos que FTSL-1, una glicoproteína de secreción es regulada por DBC1 y SIRT1, tanto in vitro como en animales y pacientes.
FSTL-1 es una glucoproteína que se ha relacionado recientemente con la regeneración cardíaca durante el infarto, la protección renal y la inflamación. Nuestros resultados muestran que FSTL1 está regulado por DBC1 in vitro e in vivo. Además, encontramos que la expresión de FSTL1 está regulada en el tejido graso durante la obesidad y que FSTL1 juega un papel durante la diferenciación de los adipocitos. Es importante destacar que encontramos que esta regulación también ocurre en pacientes obesos. Actualmente estamos trabajando para comprender la relevancia de FSTL1 en la función del tejido adiposo in vivo. Estamos generando ratones FSTL1 KO específicos para tejidos y también expandiendo nuestros hallazgos preliminares en pacientes.

SIRT6: una sirtuina con funciones no clásicas en el control de la respuesta inflamatoria.
Una de las características comunes de las enfermedades crónicas no transmisibles, incluyendo obesidad, diabetes tipo II y enfermedaes cardiovasculares, es la presencia de inflamación sistémica crónica. De hecho, existen muchas evidencias que apoyan la hipótesis de que esta inflamación a bajo nivel, pero persistente en el tiempo es una de las principales causas en la progresión de estas patologías. Las sirtuinas, de las cuales hay siete miembros en los mamíferos, parecen antagonizar este estado pro-inflamatorio y han sido extensamente estudiadas en este sentido. Sin embargo, trabajos recientes muestran que SIRT6 puede, en determindas circunstancias, pivotear entre funciones anti y pro-inflamatorias. Nuestro laboratorio se encuentra trabajando en intentar comprender cómo ocurren estos cambios de función en SIRT6 y cómo esto puede afectar la respuesta inflamatoria aguda y crónica.

Modelos animales para investigación biomédica en enfermedades metabólicas.
Hemos realizado un gran esfuerzo para establecer una batería de modelos animales adecuados para la investigación biomédica en enfermedades metabólicas. Muchos de estos modelos, junto con nuestra experiencia, hicieron posible no solo desarrollar nuestros proyectos de investigación, sino también establecer fructíferas colaboraciones internas y externas. También ayudó a las empresas privadas a interesarse por nuestras capacidades y a generar nuevas oportunidades de financiación. Entre modelos animales ya disponibles en nuestro laboratorio se destacan algunos para la obesidad inducida por la dieta y la resistencia a la insulina; la aterosclerosis (ApoE -/- y LDLR -/-ApoB100/100only), la hipertensión arterial (infusión de AngII), la enfermedad renal crónica (Nefrectomía + AngII – en desarrollo), y ratones genéticamente modificados para diferentes marcados ( DBC1 – / -, BBS4 – / -, CD38 – / -, FSTL1 loxp / loxp, SIRT6loxp / loxp).

Patentes

  • “Métodos de tratamiento de condiciones relacionadas con la inflamación utilizando moduladores pluripotentes antiinflamatorios y metabólicos”; inventores Batthyany, C., López, G.V., Escande, C., Porcal, W., Dapueto, R., Rodríguez, R., Galliussi, G., y Garat, M.P. 2016. Solicitud provisional de patente en Estados Unidos; por ser asignado//en espera.
  • “Derivados de trolox y métodos de uso en el tratamiento y prevención de condiciones relacionadas con la inflamación”; inventores Batthyany, C., López, G.V., Dapueto, R., Escande, C., y Rodríguez, R. 2016. Solicitud no provisional de patente en Estados Unidos; por ser asignado//en espera.

Proyectos

2014-2019 – Young leaders grant. INNOVA – ANII.

2017-2018 – Eolo Pharma: Una compañía farmacéutica para el desarrollo de nuevos compuestos para el tratamiento de enfermedades metabólicas y cardiovasculares. CITES-SANCOR. Co-responsable: Carlos Batthyany y Virginia López.

2017-2019 – Nuevo papel de CD38 en la regulación de la respuesta inflamatoria aguda. Beca I+D, CSIC. Co-responsable: Paola Contreras.

2016-2018 – Agence universitaire de la Francophonie (AUF). Co-responsable: Marcelo Hill (Laboratorio de Inmunoregulación e Inflamación).

2015-2017 – Papel de la proteína DBC1 en la fisiología del tejido graso durante la obesidad. Fondo Clemente Estable. ANII.

2015-2017 – Creación y desarrollo de NutraScan – ANII. Alianza Pasteur-Granuy. Co-responsable: Carlos Batthyany.

Publicaciones

vacio
2017
  • Prieto-Echagüe V, Lodh S, Colman L, Bobba N, Santos L, Katsanis N, Escande C, Zaghloul NA, Badano JL. BBS4 regulates the expression and secretion of FSTL1, a protein that participates in ciliogenesis and the differentiation of 3T3-L1. Sci Rep. 2017 Aug 29;7(1):9765. doi: 10.1038/s41598-017-10330-0. PubMed PMID: 28852127.
  • Matalonga J, Glaria E, Bresque M, Escande C, Carbó JM, Kiefer K, Vicente R, León TE, Beceiro S, Pascual-García M, Serret J, Sanjurjo L, Morón-Ros S, Riera A, Paytubi S, Juarez A, Sotillo F, Lindbom L, Caelles C, Sarrias MR, Sancho J, Castrillo A, Chini EN, Valledor AF. The Nuclear Receptor LXR Limits Bacterial Infection of Host Macrophages through a Mechanism that Impacts Cellular NAD Metabolism. Cell Rep. 2017 Jan 31;18(5):1241-1255. doi: 10.1016/j.celrep.2017.01.007. PubMed PMID: 28147278.
2016
  • Camacho-Pereira J, Tarragó MG, Chini CC, Nin V, Escande C, Warner GM, Puranik AS, Schoon RA, Reid JM, Galina A, Chini EN. CD38 Dictates Age-Related NAD Decline and Mitochondrial Dysfunction through an SIRT3-Dependent Mechanism. Cell Metab. 2016 Jun 14;23(6):1127-39. doi: 10.1016/j.cmet.2016.05.006. PubMed PMID: 27304511; PubMed Central PMCID: PMC4911708.
  • Chini CC, Espindola-Netto JM, Mondal G, Guerrico AM, Nin V, Escande C, Sola-Penna M, Zhang JS, Billadeau DD, Chini EN. SIRT1-Activating Compounds (STAC) Negatively Regulate Pancreatic Cancer Cell Growth and Viability Through a SIRT1 Lysosomal-Dependent Pathway. Clin Cancer Res. 2016 May 15;22(10):2496-507. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-15-1760. PubMed PMID: 26655844; PubMed Central PMCID: PMC4867252.
2015
  • Santos L, Escande C, Denicola A. Potential Modulation of Sirtuins by Oxidative Stress. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:9831825. doi: 10.1155/2016/9831825. Epub 2015 Dec 14.
  • Chini CC, Espindola-Netto JM, Mondal G, Guerrico AM, Nin V, Escande C, Sola-Penna M, Zhang JS, Billadeau DD, Chini EN. SIRT1-Activating Compounds (STAC) Negatively Regulate Pancreatic Cancer Cell Growth and Viability Through a SIRT1 Lysosomal-Dependent Pathway. Clin Cancer Res. 2015
  • Mathison A*, Escande C*, Calvo E, Seo S, White T, Salmonson A, Faubion WA Jr, Buttar N, Iovanna J, Lomberk G, Chini EN, Urrutia R. Phenotypic Characterization of Mice Carrying Homozygous Deletion of KLF11, a Gene in Which Mutations Cause Human Neonatal and MODY VII Diabetes. Endocrinology. 2015 Oct;156(10):3581-95. Shared first authorship
2014
  • Stout MB, Tchkonia T, Pirtskhalava T, Palmer AK, List EO, Berryman DE, Lubbers ER, Escande C, Spong A, Masternak MM, Oberg AL, LeBrasseur NK, Miller RA, Kopchick JJ, Bartke A, Kirkland JL. Growth hormone action predicts age-related white adipose tissue dysfunction and senescent cell burden in mice. Aging (Albany NY). 2014 Jul 20. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25063774
  • Escande C, Nin V, Pirtskhalava T, Chini CC, Tchkonia T, Kirkland JL, Chini EN. Deleted in Breast Cancer 1 limits adipose tissue fat accumulation and plays a key role in the development of metabolic syndrome phenotype. Diabetes. 2014 Jul 22. pii: DB_140192. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25053585.
  • Clasen BF, Poulsen MM, Escande C, Pedersen SB, Møller N, Chini EN, Jessen N, Jørgensen JO. Growth hormone signaling in muscle and adipose tissue of obese human subjects: associations with measures of body composition and interaction with resveratrol treatment. J Clin Endocrinol Metab. 2014 Jul 22:jc20142215. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25050904.
  • Escande C, Nin V, Pirtskhalava T, Chini CC, Thereza Barbosa M, Mathison A, Urrutia R, Tchkonia T, Kirkland JL, Chini EN. Deleted in Breast Cancer 1 regulates cellular senescence during obesity. Aging Cell. 2014 Jul 3. doi: 10.1111/acel.12235. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24992635.
  • Davidge-Pitts C, Escande C, Conover CA. Preferential expression of PAPPA in human preadipocytes from omental fat. J Endocrinol. 2014 Jul;222(1):87-97. doi: 10.1530/JOE-13-0610. Epub 2014 Apr 29. PubMed PMID: 24781252; PubMed Central PMCID: PMC4104415.
  • Nin V, Chini CC, Escande C, Capellini V, Chini EN. Deleted in breast cancer 1 (DBC1) protein regulates hepatic gluconeogenesis. J Biol Chem. 2014 Feb 28;289(9):5518-27. doi: 10.1074/jbc.M113.512913. Epub 2014 Jan 10. PubMed PMID: 24415752; PubMed Central PMCID: PMC3937628.
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  • Chini CC, Guerrico AM, Nin V, Camacho-Pereira J, Escande C, Barbosa MT, Chini EN. Targeting of NAD metabolism in pancreatic cancer cells: potential novel therapy for pancreatic tumors. Clin Cancer Res. 2014 Jan 1;20(1):120-30. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-13-0150. Epub 2013 Sep 11. PubMed PMID: 24025713; PubMed Central PMCID: PMC3947324.
2013
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  • Clasen BF, Krusenstjerna-Hafstrøm T, Vendelbo MH, Thorsen K, Escande C, Møller N, Pedersen SB, Jørgensen JO, Jessen N. Gene Expression in Skeletal Muscle after an Acute Intravenous GH Bolus in Human Subjects: Identification of a Mechanism Regulating ANGPTL4. J. Lipid Res. 2013
  • Lomberk G, Grzenda A, Mathison A, Escande C, Zhang JS, Calvo E, Miller LJ, Iovanna J, Chini EN, Fernandez-Zapico ME, Urrutia R. Kruppel-like Factor 11 Regulates the Expression of Metabolic Genes via an Evolutionarily Conserved Protein-Interaction Domain Functionally Disrupted in Maturity Onset Diabetes of the Young. J Biol Chem. 2013 Apr 15. PubMed PMID: 23589285.
  • Escande C, Nin V, Price NL, Capellini V, Gomes AP, Barbosa MT, O’Neil L, White TA, Sinclair DA, Chini EN. The flavonoid apigenin is an inhibitor of the NAD+ase CD38: implications for cellular NAD+ metabolism, protein acetylation, and treatment of metabolic syndrome. Diabetes. 2013 Apr;62(4):1084-93.
2012
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  • Hartman WR, Pelleymounter LL, Moon I, Kalari K, Liu M, Wu TY, Escande C, Nin V, Chini EN, Weinshilboum RM. CD38 expression, function, and gene resequencing in a human lymphoblastoid cell line-based model system. Leuk Lymphoma. 2010 Jul;51(7):1315-25.
  • Novak CM, Escande C, Burghardt PR, Zhang M, Barbosa MT, Chini EN, Britton SL, Koch LG, Akil H, Levine JA. Spontaneous activity, economy of activity, and resistance to diet-induced obesity in rats bred for high intrinsic aerobic capacity. Horm Behav. 2010 Aug;58(3):355-67. doi:10.1016/j.yhbeh.2010.03.013.
  • Escande C, Chini CC, Nin V, Dykhouse KM, Novak CM, Levine J, van Deursen J, Gores GJ, Chen J, Lou Z, Chini EN. Deleted in breast cancer-1 regulates SIRT1 activity and contributes to high-fat diet-induced liver steatosis in mice. J Clin Invest. 2010 Feb 1;120(2):545-58.
2009
  • Novak CM, Escande C, Gerber SM, Chini EN, Zhang M, Britton SL, Koch LG, Levine JA. Endurance capacity, not body size, determines physical activity levels: role of skeletal muscle PEPCK. PLoS One. 2009 Jun 12;4(6):e5869
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2005
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