Complement factor H dysfunction in atypical hemolytic uremic syndrome

Alternative pathway (AP) of complement can be activated on any surface, self or non-self. In atypical hemolytic uremic syndrome (aHUS) the AP regulation on self surfaces is insufficient and leads to complement attack against self-cells resulting usually in end-stage renal disease. Factor H (FH) is one of the key regulators of AP activation on the self surfaces. The domains 19 and 20 (FH19-20) are critical for the ability of FH to discriminate between C3b-opsonized self and non-self surfaces and are a hot-spot for mutations that have been described from aHUS patients. FH19-20 contains binding sites for both the C3d part of C3b and self surface polyanions that are needed for efficient C3b inactivation. To study the dysfunction of FH19-20, crystallographic structures of FH19-20 and FH19-20 in complex with C3d (FH19-20:C3d) were solved and aHUS-associated and structurally interesting point mutations were induced to FH19-20. Functional defects caused by these mutations were studied by analyzing binding of the FH19-20 mutant proteins to C3d, C3b, heparin, and mouse glomerular endothelial cells (mGEnCs). The results revealed two independent binding interfaces between FH19-20 and C3d - the FH19 site and the FH20 site. Superimposition of the FH19-20:C3d complex on the previously published C3b and FH1-4:C3b structures showed that the FH20 site on C3d is partially occluded, but the FH19 site is fully available. Furthermore, binding of FH19-20 via the FH19 site to C3b did not block binding of the functionally important FH1-4 domains and kept the FH20 site free to bind heparin or an additional C3d. Binding assays were used to show that FH20 domain can bind to heparin while FH19-20 is bound to C3b via the FH19 site, and that both the FH19 site and FH20 are necessary for recognition of non-activator surfaces. Simultaneous binding of FH19 site to C3b and FH20 to anionic self structures are the key interactions in self-surface recognition by FH and thereby enhanced avidity of FH explains how AP discriminates between self and non-self. The aHUS-associated mutations on FH19-20 were found to disrupt binding of the FH19 or FH20 site to C3d/C3b, or to disrupt binding of FH20 to heparin or mGEnC. Any of these dysfunctions leads to loss of FH avidity to C3b bearing self surfaces explaining the molecular pathogenesis of the aHUS-cases where mutations are found within FH19-20.

Human parvovirus infections during pregnancy : Special reference to the child-care employees

Human parvovirus B19 (B19V) is known to cause anemia, hydrops fetalis, and fetal death especially during the first half of pregnancy. Women who are in occupational contact with young children are at increased risk of B19V infection. The role of the recently discovered human parvovirus, human bocavirus (HBoV), in reproduction is unknown. The aim of this research project was to establish a scientific basis for assessing the work safety of pregnant women and for issuing special maternity leave regulations during B19V epidemics in Finland. The impact of HBoV infection on the pregnant woman and her fetus was also defined. B19V DNA was found in 0.8% of the miscarriages and in 2.4% of the intrauterine fetal death (IUFD; fetal death after completed 22 gestational weeks). All control fetuses (from induced abortions) were B19V-DNA negative. The findings on hydropic B19V DNA-positive IUFDs with evidence of acute or recent maternal B19V infection are in line with those of previous Swedish studies. However, the high prevalence of B19V-related nonhydropic IUFDs noted in the Swedish studies was mostly without evidence of maternal B19V infection and was not found during the third trimester. HBoV was not associated with miscarriages or IUFDs. Almost all of the studied pregnant women were HboV-IgG positive, and thus most probably immune to HBoV. All preterm births, perinatal deaths, smallness for gestational age (SGA) and congenital anomaly were recorded among the infants of child-care employees in a nationwide register-based cohort study over a period of 14 years. Little or no differences in the results were found between the infants of the child-care employees and those of the comparison group. The annual B19V seroconversion rate was over two-fold among the child-care employees, compared to the women in the comparison group. The seropositivity of the child-care employees increased with age, and years from qualification/joining the trade union. In general, the child-care employees are not at increased risk for adverse pregnancy outcome. However, at the population level, the risk of rare events, such as adverse pregnancy outcomes attributed to infections, could not be determined. According to previous studies, seronegative women had a 5 10% excess risk of losing the fetus during the first half of their pregnancy, but thereafter the risk was very low. Therefore, an over two-fold increased risk of B19V infection among child-care employees is considerable, and should be taken into account in the assessment of the occupational safety of pregnant women, especially during the first half of their pregnancy.

Suolistopatogeenisten Escherichia coli -bakteerien esiintyvyys ripulipotilailla ja raa’oissa lihatuotteissa Burkina Fasossa sekä enterohemorraagisten E. coli -kantojen karakterisointi

Suolistopatogeeniset Escherichia coli -bakteerit eli ripulikolit aiheuttavat ihmisellä suolistoinfektioita. Kuten normaalimikrobiston E. coli -bakteerit, ne esiintyvät ihmisen lisäksi muiden nisäkkäiden, etenkin märehtijöiden, ja lintujen suolistossa. Lisäksi ne voivat esiintyä maaperässä ja vesistöissä. Ihminen voi saada tartunnan eläinperäisten elintarvikkeiden välityksellä tai juomalla eläinten tai ihmisen ulosteilla saastunutta vettä. Ripulikolit voidaan jakaa ainakin viiteen ryhmään perustuen niiden erilaisiin virulenssiominaisuuksiin: enteropatogeeninen E. coli (EPEC), enterotoksigeeninen E. coli (ETEC), enterohemorraaginen E. coli (EHEC), enteroinvasiivinen E. coli (EIEC) ja enteroaggregatiivinen E. coli (EAEC). EPEC aiheuttaa etenkin kehitysmaissa pikkulapsille ripulia. ETEC aiheuttaa turistiripulia ja vastasyntyneiden ripulia kehitysmaissa. EHEC aiheuttaa ripulia tai veriripulia, joka voi varsinkin pienillä lapsilla johtaa hemolyyttis-ureemiseen oireyhtymään (HUS) ja munuaisten vaurioitumiseen. EIEC aiheuttaa Shigellan kaltaista ripulia, joka voi olla veristä. EAEC on yhdistetty lähinnä pitkittyneisiin ripuleihin. Tutkimuksessa selvitettiin suolistopatogeenisten E. coli -bakteerien esiintyvyyttä Burkina Fasossa, josta ei ole saatavilla aikaisempaa tietoa ripulikolien esiintymisestä ihmisissä ja elintarvikkeissa. Ulostenäytteitä otettiin ripulia sairastavilta alle viisivuotiailta lapsilta maaseudulta kahdesta kylästä, Boromosta ja Gourcysta, ja maan pääkaupungista Ouagadougousta (110 näytettä). Lihanäytteitä (kanaa, nautaa, lammasta ja naudan suolta, jota käytetään ihmisravinnoksi) otettiin Ouagadougoun toreilla myytävistä kypsentämättömistä lihoista (120 näytettä). Näytteistä saadut bakteerisekaviljelmät tutkittiin monialukkeisella PCR-menetelmällä, joka tunnistaa viiden ripulikoliryhmän virulenssigeenejä. Lisäksi lihanäytteistä eristettiin 20 EHEC-kantaa shigatoksiinin stx-geenin havaitsemiseen perustuvalla pesäkehybridisaatiolla ja PCR-seulonnalla, ja karakterisoitiin mahdollisten virulenssiominaisuuksien selvittämiseksi. Tutkimus osoitti, että ripulikolien aiheuttamat suolistoinfektiot ovat yleisiä ripulia sairastavilla pikkulapsilla Burkina Fasossa. Ulostenäytteistä 59 % oli positiivisia. Useimmiten lapsilla esiintyi EAEC- (32 %) ETEC- (31 %) ja EPEC-patoryhmiä (20 %). EIEC- (2 %) ja EHEC-patoryhmiä (1 %) esiintyi vähän. Myös useamman patoryhmän sekainfektiot olivat yleisiä (24 %). Eri paikkakuntien välillä oli tilastollisesti merkitseviä eroja ripulikolien esiintymisessä. Gourcyssa ripulikoleja esiintyi useammin kuin Ouagadougoussa ja Boromossa. Tutkimuksessa kävi ilmi, että Ouagadougoun toreilla myytävissä lihoissa on paljon ripulikoleja. Lihanäytteistä 43 % oli positiivisia. Yleisimmin lihoissa esiintyi EHEC (28 %), EPEC (20 %), ETEC (8 %) ja EAEC (5 %). EIEC-ryhmää ei havaittu lihoissa. Myös useamman patoryhmän sekakontaminaatioita löytyi (17 %) lihoista. Ripulikolien esiintyvyydessä eri lihojen välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja, kun tarkasteltiin kaikkia patoryhmiä yhdessä. Eri patoryhmien esiintyvyyttä tarkasteltaessa EHEC-patoryhmää ei esiintynyt ollenkaan kanassa ja ero oli tilastollisesti merkitsevä muihin lihoihin verrattuna. Lihoista eristetyt 20 EHEC-kantaa kuuluivat 14 eri serotyyppiin, joista osa on aikaisemmin eristetty suolistoinfektioihin ja HUSoireyhtymään sairastuneilta ihmisiltä. Kaikki kannat olivat stx1-positiivisia ja puolella oli lisäksi stx2-geeni, jota pidetään shigatoksiinin virulentimpana muotona. Kahdelta EHEC-kannalta löytyi myös ETECpatoryhmän lämpöstabiilin enterotoksiini Ia:n geeni eli kannat olivat kahden patoryhmän välimuotoa ja osoitus geenien siirtymisestä eri patoryhmien välillä. Vaikka nuorimmat näytteen antaneet lapsipotilaat tuskin söivät lihaa, sen voidaan ajatella silti olevan edustava näyte lasten elinympäristöstä, sillä lasten ruoka valmistetaan usein samoissa oloissa, joissa raakaa lihaa käsitellään. Saastunut liha voi siten olla pikkulasten ripulikoli-infektioiden aiheuttaja.