Cytotoxicity and genotoxicity of low doses of mercury chloride and methylmercury chloride on human lymphocytes in vitro

Mercury is a xenobiotic metal that is a highly deleterious environmental pollutant. The biotransformation of mercury chloride (HgCl2) into methylmercury chloride (CH3HgCl) in aquatic environments is well-known and humans are exposed by consumption of contaminated fish, shellfish and algae. The objective of the present study was to determine the changes induced in vitro by two mercury compounds (HgCl2 and CH3HgCl) in cultured human lymphocytes. Short-term human leukocyte cultures from 10 healthy donors (5 females and 5 males) were set-up by adding drops of whole blood in complete medium. Cultures were separately and simultaneously treated with low doses (0.1 to 1000 µg/l) of HgCl2 and CH3HgCl and incubated at 37ºC for 48 h. Genotoxicity was assessed by chromosome aberrations and polyploid cells. Mitotic index was used as a measure of cytotoxicity. A significant increase (P < 0.05) in the relative frequency of chromosome aberrations was observed for all concentrations of CH3HgCl when compared to control, whether alone or in an evident sinergistic combination with HgCl2. The frequency of polyploid cells was also significantly increased (P < 0.05) when compared to control after exposure to all concentrations of CH3HgCl alone or in combination with HgCl2. CH3HgCl significantly decreased (P < 0.05) the mitotic index at 100 and 1000 µg/l alone, and at 1, 10, 100, and 1000 µg/l when combined with HgCl2, showing a synergistic cytotoxic effect. Our data showed that low concentrations of CH3HgCl might be cytotoxic/genotoxic. Such effects may indicate early cellular changes with possible biological consequences and should be considered in the preliminary evaluation of the risks of populations exposed in vivo to low doses of mercury.

Avaliação do efeito protetor da prolactina em linfócitos expostos a ação do metilmercúrio

O mercúrio pode ser encontrado em diversas formas, sendo a orgânica como metilmercúrio (MeHg), considerada a mais tóxica. Facilmente absorvido por via oral, se acumula na cadeia trófica e se amplifica em carnívoros aquáticos, principalmente em peixes, daí o risco maior para as populações que deles se alimentam preferencialmente, como os ribeirinhos Amazônidas. O efeito neurotóxico dessa forma de mercúrio tem sido amplamente demonstrado através de estudos epidemiológicos e experimentais. Alguns desses estudos também mostraram que hormônios e substâncias antioxidantes podem agir protegendo o organismo contra a ação deletéria do mercúrio. A prolactina é um destes hormônios que apresenta ação protetora, mas age também como citocina pró-inflamatória. Desde que o MeHg pode também agir como uma substância imunotóxica, procuramos neste trabalho estudar a ação citoprotetora da PRL em cultivos contínuos de linhagem B95-A de linfócitos de primata afim de avaliar sua fragilidade ao MeHg e sua reatividade a ação da PRL. Com o objetivo de avaliar a integridade funcional dos linfócitos expostos ao MeHg utilizou-se teste de reação colorimétrica para 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5-difenil tetrazólio bromide (MTT), o qual detecta atividade metabólica mitocondrial. Para avaliar a resposta imune do linfócito, medidas da concentração do fator de necrose tumoral alfa (TNF α) no sobrenadante do cultivo, foram realizadas por ELISA. É uma citocina pró-inflamatória liberada em resposta a agressão celular de diferentes causas, incluindo estresse oxidativo, um dos efeitos agudos mais evidentes do MeHg, além disso, esta citocina também poder responder a regulação prolactinérgica em linfócitos humanos. Após 18 horas de exposição do cultivo a crescentes concentrações do metal (0,1; 1, 5, 10 e 50 μM) verificou-se significativa diminuição do tipo dose-dependente da viabilidade celular a partir de 1 μM (35%) e progressivamente até 50 μM (80%), quando poucas células íntegras foram encontradas nos cultivos. Um efeito bifásico em forma de “sino” ocorreu na liberação de TNF α, onde concentrações mais baixas de MeHg inibiram (0,1 e 1 μM), a intermediária estimulou (5 μM) e as duas maiores (10 e 50 μM) voltaram a inibir. A prolactina também diminuiu a viabilidade celular, em cerca de 30%, somente na dose mais elevada (10 nM). Por outro lado, na dose de 1 nM a PRL preveniu a diminuição de 40% da viabilidade celular resultante a exposição ao MeHg a 5 μM. Esta dose de 1 nM de PRL foi a única a estimular a liberação de TNF α, mas curiosamente, reverteu a liberação desta citocina quando associada a 5 μM de MeHg, concentração que igualmente estimulou a secreção de TNF α. Os resultados confirmaram a toxidade do MeHg para linfócitos de primatas (linhagem B95-A) e sua reversão por uma possível ação protetora da PRL. Um efeito bifásico na secreção de TNF α resultou da exposição ao MeHg, sugerindo a presença de diferentes mecanismos citotóxicos resultantes a ação mercurial. Por outro lado, a PRL foi pouco efetiva em estimular a secreção daquela citocina, invertendo esta resposta quando associada ao MeHg. No entanto, estes resultados são preliminares e carecem de um estudo mais acurado para sua completa elucidação.

Influências da idade e do ambiente sobre o curso temporal da infecção pelo vírus da Dengue acentuada por anticorpo heterólogo em modelo murino: ensaios comportamentais e histopatológicos

Por conta de que o ambiente enriquecido (AE) aumenta a atividade de células T e contribuí para imunopatogênese durante as infecções heterólogas do vírus da dengue (VDEN), nós hipotetizamos que animais que crescem em AE em comparação com animais que crescem em ambiente padrão (AP), ao serem infectados pelo vírus da dengue, desenvolveriam formas mais graves da doença. Além disso, como os animais velhos apresentam menor declínio funcional em células T de imunidade adaptativa, testamos a hipótese de que camundongos AE velhos ao serem infectados pelo vírus da dengue apresentariam maior taxa de mortalidade do que animais AP pareados por idade, e isso estaria associado à maior hiperplasia dos linfócitos T. Para testar essas hipóteses implantamos regime de inoculações múltiplas em animais adultos de 9 e 18 meses de idade. Dois regimes de inoculação foram testados: inoculações múltiplas de homogeneizado cerebral infectado por um único sorotipo (IUS) ou inoculações alternadas daquele homogeneizado e de anticorpo heterólogo (ICAH). Em ambos os casos foram feitas inoculações múltiplas intraperitoneais encontrando-se diferenças significativas no curso temporal da doença nos animais submetidos a um ou outro regime de inoculação. Comparado ao grupo ICAH para o qual detectou-se diferenças significativas entre os grupos AE e AP (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,0025), não foram detectadas diferenças significativas entre os grupos experimentais AP e AE submetidos ao regime IUS (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,089). As curvas de sobrevivência dos grupos AE e AP sob o regime ICAH foram estendidas após a injeção de glicocorticoides reduzindo-se os sintomas e o número de mortes e esse efeito foi maior no grupo AE do que no AP (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,0162). No regime ICAH, o grupo AE mostrou sinais clínicos mais intensos do que o AP e isso incluiu dispneia, tremor, postura encurvada, imobilidade, paralisia pré-terminal, choque e eventual morte. Comparado ao grupo AP, o grupo AE independentemente da idade apresentou maior mortalidade e sinais clínicos mais intensos. Esses sinais clínicos mais intensos nos animais do ambiente enriquecido submetidos ao regime ICAH foram associados à maior hiperplasia de linfócitos T no baço e maior infiltração dessas células no fígado, pulmões e rins. Embora a hiperplasia linfocítica e a infiltração tenham se mostrado mais intensas nos animais velhos do que nos jovens, a imunomarcação para os antígenos virais nos mesmos órgãos foi maior nos jovens do que nos velhos. A presença do vírus nos diferentes órgãos alvo foi confirmada por PCR em tempo real. Tomados em conjunto os resultados sugerem que o ambiente enriquecido exacerba a resposta inflamatória subsequente à infecção por dengue acentuada por anticorpo heterólogo, e isso está associado à sintomas clínicos mais intensos, maior taxa de mortalidade e ao aumento da expansão de células T. Os ensaios comportamentais e histopatológicos do presente trabalho permitiram testar e validar novo modelo murino imunocompetente para estudos em dengue permitindo testar numerosas hipóteses oriundas de estudos epidemiológicos e in vitro.

Investigação dos polimorfismos nos genes FAS e FASL em indivíduos infectados pelo Vírus da imunodeficiência humana-1 (HIV-1)

No presente estudo foram investigadas as freqüências dos polimorfismos nos genes FAS e FASL em um grupo de 198 indivíduos soropositivos para o HIV-1 e 191 indivíduos controles soronegativos, com o objetivo de avaliar a ocorrência de uma possível associação entre os polimorfismos nestes genes e a infecção pelo HIV-1. A identificação dos alelos A e G do polimorfismo -670 FAS foi realizada por meio da técnica de PCR, utilizando seqüências de iniciadores específicos e posterior digestão enzimática (RFLP) com a enzima MvaI. A identificação dos alelos A e G do polimorfismo -124 FASL, bem como T e delT do polimorfismo -169 FASL foi realizada através da técnica de ACRS, seguido de RFLP com as endonucleases de restrição FokI e HincII, respectivamente. As análises das freqüências alélicas e genotípicas dos polimorfismos analisados não mostraram qualquer diferença significativa entre soropositivos e soronegativos. A análise da quantificação dos linfócitos T CD4⁺ entre os portadores dos diferentes genótipos do polimorfismo -670 FAS revelou uma associação significativa, sugerindo que o estado de portador do alelo G, em homo ou heterozigose, nos indivíduos infectados pelo HIV-1 pode ser um fator de proteção à depleção destas células no curso da infecção pelo HIV-1. As associações entre o número de linfócitos TCD8⁺, a carga viral plasmática e os polimorfismos analisados não foram estatisticamente significantes. Desse modo, pode-se sugerir, que o polimorfismo -670 do gene FAS, influencie na apoptose dos linfócitos T CD4⁺ no curso da infecção pelo HIV-1, assim, faz-se necessário estudos adicionais visando confirmar ou não esta associação, uma vez que a identificação desse polimorfismo pode ser, no futuro, uma importante ferramenta a ser utilizada no acompanhamento da infecção.

Mutagenicity of hydroxyurea in lymphocytes from patients with sickle cell disease

Hydroxyurea is commonly used in the treatment of myeloproliferative diseases and in patients with sickle cell disease (SCD). The use of this antineoplastic agent in patients with SCD is justified because of the drug's ability to increase fetal hemoglobin levels, thereby decreasing the severity of SCD. However, high doses or prolonged treatment with hydroxyurea can be cytotoxic or genotoxic for these patients, with an increased risk of developing acute leukemia. This danger can be avoided by monitoring the lymphocytes of patients treated with hydroxyurea. Cytogenetic tests are important endpoints for monitoring the physiological effects of physical and chemical agents, including drugs. In this work, we assessed the genotoxicity of hydroxyurea in short-term cultures of lymphocytes from SCD patients. Hydroxyurea was not cytotoxic or genotoxic at the concentrations tested in the G2 phase of the cell cycle. These results support the use of hydroxyurea in the treatment of SCD, although further work is necessary to understand the effects of this drug in vivo

Establishing the reference range for t lymphocytes subpopulations in adults and children from Brazil

Os valores de referências de linfócitos T existentes no Brasil são baseados em dados originados de outros países. Não existem dados locais da variação normal para estes parâmetros em adultos e crianças brasileiras. Avaliamos a variação normal encontrada em doadores de sangue de cinco grandes cidades brasileiras em diferentes regiões e em crianças residentes em Salvador e Rio de Janeiro. Todas as amostras foram processadas por citometria de fluxo. Os resultados foram analisados de acordo com região, gênero e estilo de vida dos doadores. Um total de 641 adultos (63% homens) e 280 crianças (58% meninos) participaram do estudo. Valores absolutos de CD3+ e CD4+ foram significantemente maiores no gênero feminino (adultos e crianças). Maiores valores de CD4+ em adultos foram associados com tabagismo, enquanto que maiores valores de CD8+ foram encontrados entre crianças do sexo feminino. Adultos das regiões sul e sudeste apresentaram maiores valores absolutos para todas as células T enquanto que adultos da região norte, apresentaram menores valores. Indivíduos residentes no nordeste e centro-oeste obtiveram contagens intermediárias para todas as populações de células T. Entretanto, estas diferenças entre as regiões, não demonstraram diferença estatística. No Brasil, gênero e tabagismo foram os principais determinantes para diferenças em valores de referências de linfócitos T.

Reference range for T lymphocytes populations in blood donors from two different regions in Brazil

ABSTRACT: This study defined the normal variation range for different subsets of T-lymphocyte cells count in two different Brazilian regions. We analysed the T-lymphocytes subpopulations (CD3+, CD4+, CD8+) in blood donors of two Brazilian cities, located in North (Belem, capital state of Para, indian background) and Northeast (Salvador, capital state od Bahia, African background) regions of Brazil. Results were compared according to gender, stress level (sleep time lower than 8 hours/day), smoking, and alcohol intake. Lymphocytes subpopulations were measured by flow cytometry. Five hundred twenty-six blood donors from two Brazilians cities participated in the study: 450 samples from Bahia and 76 samples from Pará. Most (60%) were men, 59% reported alcohol intake, 12% were smokers, and 80% slept at least 8 h/day. Donors from Bahia presented with significantly higher counts for all parameters, compared with Para. Women had higher lymphocytes levels, in both states, but only CD4+ cells count was significantly higher than men's values. Smokers had higher CD4+ counts, but sleep time had effect on lymphocytes levels only for Para's donors (higher CD3+ and CD4+ counts). That state had also, a higher proportion of donors reporting sleep time <8 h/day. The values for CD3, CD4 and CD8+ cells count were significantly higher in blood donors from Bahia than among those from Pará. Female gender, alcohol intake, stress level, and smoking were associated with higher lymphocyte counts. The use of a single reference range for normal lymphocytes count is not appropriate for a country with such diversity, like Brazil is.

Avaliação in vitro dos possíveis efeitos citotóxicos e genotóxicos do alcalóide julocrotina em linfócitos humanos

A leishmaniose é considerada um problema de saúde pública, principalmente devido à presença de diferentes espécies enzoóticas de Leishmania, envolvendo muitos hospedeiros e diferentes insetos vetores. Os antimoniais pentavalentes permanecem como as drogas de primeira escolha para o tratamento das leishmanioses há mais de 50 anos, no entanto, sua utilização vem sendo comprometida devido, principalmente, a resistência desenvolvida pelo parasita ao medicamento. Assim, a escolha de drogas derivadas de plantas baseada no estudo e utilização de práticas da medicina tradicional devem aparecer como nova estratégia para o controle da leishmaniose. No entanto, é importante verificar que algumas destas drogas podem ser tóxicas ao organismo, podendo inclusive apresentar propriedades genotóxicas, causando alterações no DNA com conseqüente aumento no risco de carcinogênese. A Julocrotina (2-[N-(2-methylbutanolyl)]- N-phenylethylglutarimide) é um alcalóide glutarimida isolado da espécie Croton pullei var. glabrior Lanj. Euphorbiaceae), encontrada amplamente na Floresta Amazônica e conhecido por possuir potente efeito leishmanicida. Desta forma, no presente estudo avaliamos o efeito citotóxico e genotóxico da Julocrotinaa partir do Ensaio do MTT e Ensaio do Cometa (versão alcalina) em cultura de linfócitos humanos. Como resultado, o alcalóide não demonstrou citotoxicidade em linfócitos humanos nas concentrações testadas. No entanto, a julocrotina mostrou-se genotóxica para linfócitos humanos tratados com a maior concentração (632μM) da substância. Apesar dos resultados de citotoxicidade parecem promissores no que diz respeito ao uso da julocrotina no tratamento da leishmaniose, o efeito genotóxico observado reforça a necessidade de se obter as devidas precauções quanto ao seu uso como fitoterápico leishmanicida.

Indução de escleróticas in vitro e análise da resposta imune dos pacientes de cromoblastomicose em tratamento com itraconazol

A cromoblastomicose (CBM) é uma doença fúngica crônica que acomete a pele, caracterizada pelo desenvolvimento de lesões polimórficas, que apresentam infiltrado inflamatório granulomatoso na presença de células escleróticas, patognomônicas desta doença. Um dos objetivos deste estudo foi avaliar a indução de células escleróticas por meios naturais, com biomassas de Bactris gasipaes e de Theobroma grandiflorum, cujas respectivas espécies induziram in vitro células escleróticas similares àquelas encontradas nos tecidos de lesões humanas, em 10 e 2 dias, respectivamente, o que viabilizou a produção de um meio indutor em pó, já disponibilizado a outros grupos que estudam a CBM. Outro objetivo foi avaliar a imunopatologia da CBM nos pacientes, antes e durante a utilização de itraconazol (ITZ). Para isto, foi utilizada a técnica de ELISA para as citocinas TNF-, IL-4 e IL-10 circulantes, e a imunohistoquímica de biópsias das lesões em diferentes tempos de tratamento – que permitiu analisar as alterações quantitativas e qualitativas dos tipos celulares durante 12 meses do tratamento com ITZ na dose de 200 mg/dia – com anticorpos anti-CD20, anti-CD8 e anti-CD68. Quanto as citocinas, a IL-10 circulante não mostrou nenhuma mudança significativa, enquanto IL-4 e TNF-α apresentaram um aumento da titulação ao longo de 12 meses de tratamento. Em relação à imunofenotipagem, houve uma diminuição significativa no processo inflamatório e nos infiltrados celulares durante 3 e 6 meses do tratamento, enquanto que apenas aos 12 meses houve a regressão significativa do número de escleróticas. A Imunofenotipagem revelou que os macrófagos estão localizados principalmente nas áreas centrais do granuloma, enquanto que as células TCD8+ estão na periferia e as células TCD20+ encontram-se homogeneamente distribuídas, com um aumento significativo após 6 meses do tratamento, retornando aos níveis iniciais após um ano. Os macrófagos e linfócitos citotóxicos são recrutados para o sítio de infecção durante o tratamento, apresentando um aumento significativo após 12 meses de tratamento com ITZ. Estes resultados demonstram que a formação do granuloma na CBM é semelhante àqueles observados em outras doenças infecciosas granulomatosas, e que a presença de IL-4 e IL-10 podem estar relacionadas com a persistência do fungo nas lesões e com a dificuldade de cura observada nestes pacientes.

Avaliação in vitro dos possíveis efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos das drogas antimaláricas artemisinina e artemeter em linfócitos humanos

A artemisinina é uma substância extraída da planta chinesa Artemisia annua L., sendo bastante utilizada na medicina natural como um terapêutico em várias patologias. Já o artemer é uma substância sintetizada a partir da artemisinina. Estas drogas se enquadram em um grupo especial de moléculas denominadas de lactonas sesquiterpênicas sendo amplamente administradas na terapêutica da malária. Embora sejam considerados eficientes anti-maláricos, muito pouco se sabe sobre os efeitos genotóxicos e citotóxicos destes fármacos. Portanto, no presente trabalho, avaliamos os efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos da artemisinina e do artemeter em cultura de linfócitos humanos por meio do ensaio cometa, do teste do micronúcleo e do ensaio de citotoxicidade para detecção de necrose e apoptose por marcação fluorescente diferencial com laranja de acridina/brometo de etídio (LA/BE), respectivamente. Nossos resultados demonstraram um aumento significativo (p<0,05) no índice de dano do DNA avaliado pelo ensaio do cometa, bem como na frequência de micronúcleos em ambas as substâncias testadas. Foi observado também, que apenas a artemisinina induziu um aumento estatisticamente significativo (p<0.05) no número de células necróticas nos linfócitos em 48 h de tratamento. Desta forma, demonstrou-se em nosso trabalho, que estas duas drogas exercem efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos em culturas de linfócitos humanos, nas condições avaliadas. Nossos dados apontam a necessidade de cautela no uso de tais medicamentos, uma vez que efeitos genotóxicos/mutagênicos podem aumentar o risco de carcinogênese.

Characterization of mannose-binding lectin plasma levels and genetic polymorphisms in HIV-1-infected individuals

INTRODUÇÃO: O presente estudo investigou a associação entre o polimorfismo no gene da lectina ligante de manose (MBL) e os níveis séricos da proteína com a infecção pelo HIV-1. MÉTODOS: As amostras de sangue (5mL) foram coletadas de 97 indivíduos infectados pelo HIV-1 residentes em Belém, Estado do Pará, Brasil, que frequentavam a Unidade de Referência Especial para Doenças Infecciosas e Parasitárias Especiais (URE-DIPE). Os níveis de linfócitos T CD4+ e da carga viral plasmática foram quantificados. Um fragmento de 349pb do exon 1 da MBL foi amplificado via PCR, utilizando DNA genômico extraído das amostras controles e dos indivíduos portadores do HIV-1, seguindo protocolos previamente estabelecidos. O nível plasmático de MBL nos pacientes foi quantificado usando kit de ensaio imunoenzimático. RESULTADOS: Dois alelos foram observados - MBL*O, com uma frequência de 26,3% em indivíduos infectados e o alelo selvagem MBL*A (73,7%). Frequências similares foram observadas no grupo controle (p > 0,05). As frequências genotípicas estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg em ambos os grupos. A média dos níveis plasmáticos MBL variou por genótipo, com diferenças significativas entre os genótipos AA e AO (p < 0,0001), e AA e OO (p < 0,001), mas não entre AO e OO (p=0,17). Além disso, os linfócitos T CD4+ e os níveis plasmáticos de carga viral não diferiram significativamente de acordo com o genótipo (p>0,05). CONCLUSÕES: Os resultados deste estudo não apoiam a hipótese de que o polimorfismo no gene MBL ou baixa concentração plasmática de MBL poderia ter uma influência direta sobre a infecção pelo HIV-1, embora um estudo com número maior de pacientes seja necessário.

Cytogenetic damage related to low levels of methyl mercury contamination in the Brazilian Amazon

The mercury rejected in the water system, from mining operations and lixiviation of soils after deforestation, is considered to be the main contributors to the contamination of the ecosystem in the Amazon Basin. The objectives of the present study were to examine cytogenetic functions in peripheral lymphocytes within a population living on the banks of the Tapajós River with respect to methylmercury (MeHg) contamination, using hair mercury as a biological indicator of exposure. Our investigation shows a clear relation between methylmercury contamination and cytogenetic damage in lymphocytes at levels well below 50 micrograms/gram, the level at which initial clinical signs and symptoms of mercury poisoning occur. The first apparent biological effect with increasing MeHg hair level was the impairment of lymphocyte proliferation measured as mitotic index (MI). The relation between mercury concentration in hair and MI suggests that this parameter, an indicator of changes in lymphocytes and their ability to respond to culture conditions, may be an early marker of cytotoxicity and genotoxicity in humans and should be taken into account in the preliminary evaluation of the risks to populations exposed in vivo. This is the first report showing clear cytotoxic effects of long-term exposure to MeHg. Although the results strongly suggest that, under the conditions examined here, MeHg is both a spindle poison and a clastogen, the biological significance of these observations are as yet unknown. A long-term follow-up of these subjects should be undertaken.