Antimony-resistant but not antimony-sensitive Leishmania donovani up-regulates host IL-10 to overexpress multidrug-resistant protein 1

The molecular mechanism of antimony-resistant Leishmania donovani ((SbLD)-L-R)-driven up-regulation of IL-10 and multidrug-resistant protein 1 (MDR1) in infected macrophages (M phi s) has been investigated. This study showed that both promastigote and amastigote forms of (SbLD)-L-R, but not the antimony-sensitive form of LD, express a unique glycan with N-acetylgalactosamine as a terminal sugar. Removal of it either by enzyme treatment or by knocking down the relevant enzyme, galactosyltransferase in (SbLD)-L-R (KD (SbLD)-L-R), compromises the ability to induce the above effects. Infection of M phi s with KD (SbLD)-L-R enhanced the sensitivity toward antimonials compared with infection with (SbLD)-L-R, and infection of BALB/c mice with KD (SbLD)-L-R caused significantly less organ parasite burden compared with infection induced by (SbLD)-L-R. The innate immune receptor, Toll-like receptor 2/6 heterodimer, is exploited by (SbLD)-L-R to activate ERK and nuclear translocation of NF-kappa B involving p50/c-Rel leading to IL-10 induction, whereas MDR1 up-regulation is mediated by PI3K/Akt and the JNK pathway. Interestingly both recombinant IL-10 and (SbLD)-L-R up-regulate MDR1 in M. with different time kinetics, where phosphorylation of PI3K was noted at 12 h and 48 h, respectively, but M phi s derived from IL-10(-/-) mice are unable to show MDR1 up-regulation on infection with (SbLD)-L-R. Thus, it is very likely that an IL-10 surge is a prerequisite for MDR1 up-regulation. The transcription factor important for IL-10-driven MDR1 up-regulation is c-Fos/c-Jun and not NF-kappa B, as evident from studies with pharmacological inhibitors and promoter mapping with deletion constructs.

The Structure of the Holo-Acyl Carrier Protein of Leishmania major Displays a Remarkably Different Phosphopantetheinyl Transferase Binding Interface

The genome of Leishmania major encodes a type II fatty acid biosynthesis pathway for which no structural or biochemical information exists. Here, for the first time, we have characterized the central player of the pathway, the acyl carrier protein (LmACP), using nuclear magnetic resonance (NMR). Structurally, the LmACP molecule is similar to other type II ACPs, comprising a four-helix bundle, enclosing a hydrophobic core. Dissimilarities in sequence, however, exist in helix II (recognition helix) of the protein. The enzymatic conversion of apo-LmACP into the holo form using type I (Escherichia coli AcpS) and type II (Sfp type) phosphopantetheinyl transferases (PPTs) is relatively slow. Mutagenesis studies underscore the importance of the residues present at the protein protein interaction interface of LmACP in modulating the activity of PPTs. Interestingly, the cognate PPT for this ACP, the L. major 4'-phosphopantetheinyl transferase (LmPPT), does not show any enzymatic activity toward it, though it readily converts other type I and type II ACPs into their holo forms. NMR chemical shift perturbation studies suggest a moderately tight complex between LmACP and its cognate PPT, suggesting inhibition. We surmise that the unique surface of LmACP might have evolved to complement its cognate enzyme (LmPPT), possibly for the purpose of regulation.

Associação entre estado nutricional e infecção assintomática por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para leishmaniose visceral no município de Teresina, Piauí

INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral (LV) é uma doença negligenciada de grande importância no cenário brasileiro, particularmente devido à sua gravidade, sua expansão geográfica e a associação com condições de pobreza. Nesta perspectiva, as condições nutricionais emergem como elementos a serem considerados na compreensão de sua situação epidemiológica, sejam como potenciais fatores de risco para o estabelecimento da doença após infecção ou como fatores associados ao prognóstico. OBJETIVO: Avaliar a associação entre estado nutricional e infecção por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para LV no município de Teresina, Piauí. MÉTODOS: Trata-se de um estudo seccional realizado em bairros de alta endemicidade para a doença, envolvendo 198 indivíduos com idade entre 2 e 65 anos. Peso e estatura foram aferidos no domicílio por profissionais treinados. Para a avaliação de adultos foi utilizado o índice de massa corporal (IMC). Para crianças e adolescentes foram avaliados os índices antropométricos (peso / idade, estatura / idade, peso / estatura e IMC / idade). A infecção por L. infantum foi avaliada a partir da intradermorreação de Montenegro (IDRM). Para a análise foi utilizada regressão logística multivariada, estimando-se razões de chances (OR) como medidas de associação e seus respectivos intervalos de confiança (95%). RESULTADOS: A prevalência de infecção assintomática foi de 32,6%. A prevalência de excesso de peso foi de 52% entre adultos (IMC ? 25 kg/m) e de 23,9% entre crianças e jovens (escore-z de IMC / idade > 1). Indivíduos com sobrepeso, tanto adultos como aqueles de até 19 anos, apresentaram chance de infecção cerca de 70% maior quando comparados aos eutróficos (p>0,05 para ambos). CONCLUSÃO: Ainda que não estatisticamente significante, a associação entre infecção assintomática por L. infantum e sobrepeso sugere que estes indivíduos possam estar sob maior risco de infecção por apresentarem déficits de micronutrientes relevantes para a resposta imune específica. Para investigar esta hipótese, são necessários estudos longitudinais que investiguem o papel do consumo alimentar e do perfil de micronutrientes desta população no risco de infecção por L. infantum.

Estudo toxicológico de extratos do coral alcionáceo Chromonephthea braziliensis (Alcyonacea, Nephtheidae)

Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila.

Estudo da resposta celular e apresentação antigênica dos fibrócitos na infecção por Leishmania (Leishmania) amazonensis

Os fibrócitos foram inicialmente identificados pelo seu recrutamento rápido para os tecidos lesionados e por atuar diretamente na resposta imune através do reconhecimento, apresentação antigênica e produção de citocinas e quimiocinas. Segundo Grab (2004) fibrócitos podem participar da resposta imune na leishmaniaose e por isso no presente estudo propomos analisar a resposta celular e apresentação antigênica dos fibrócitos na infecção por L. (L.) amazonensis. Para os experimentos in vivo camundongos C57BL/6 e knockout para o receptor TLR-2 foram inoculados na derme auricular com 105 formas promastigotas de L. (L.) amazonensis e 1, 7, 15 dias após a infecção as regiões de inóculo e os linfonodos foram retirados e processados para citometria de fluxo. Para os experimentos in vitro fibrócitos foram obtidos de mononucleares do sangue periférico de camundongos C57BL/6. Os fibrócitos foram avaliados quanto às suas características morfológicas e fenotípicas, infecção, expressão de MHC-II/B7-1/B7-2 e ativação de linfócitos T CD4+. As análises na região de inóculo mostraram o aumento no percentual de fibrócito na derme de camundongos após 15 dias de infecção tanto em animais C57BL/6 quanto em animais KO TLR-2. Neste sítio, os fibrócitos produziram citocinas e expressaram MHC-II, B7-1 e B7-2 podendo participar da resposta imune. As análises no linfonodo mostraram a existência de um alto percentual de fibrócitos nos animais controle, contudo, após infecção este percentual foi reduzido. Após infecção verificamos que os fibrócitos de animais WT C57BL/6 foram capazes de produzir as citocinas IL-4, IL-10 e IFN- durante o primeiro dia. Entretanto, na ausência de TLR-2 os fibrócitos presentes no linfonodo produziram TNF-α e IFN- que podem estar relacionadas com a ativação celular e aumento da capacidade de apresentação antigênica destas células durante a infecção. No linfonodo verificamos que os fibrócitos podem participar da apresentação antigênica após a infecção por L. (L.) amazonensis. Contudo, nos linfonodos de animais WT C57BL/6 observamos a redução significativa no percentual destas células expressando MHC-II e B7-1, o que pode estar relacionada a presença do TLR-2. Nos ensaios in vitro fibrócitos de camundongos C57BL/6 apresentaram alta capacidade endocítica, eliminaram os parasitas nas primeiras 24 horas de infecção, expressaram MHC-II/B7-1/B7-2 e foram capazes de ativar linfócitos T CD4+. Com isso, nossos resultados sugerem que os fibrócitos podem atuar na resposta celular e na apresentação antigênica durante a infecção por L. (L.) amazonensis, contudo estas funções podem ser moduladas pela participação do TLR-2 e pelo microambiente onde estes se encontram.

Influência da ck2 no processo de interação Leishmania donovani-macrófagos

O gênero Leishmania apresenta espécies capazes de desenvolver doenças de grande importância para a saúde pública, as leishmanioses, que apresentam prevalência mundial de 12 milhões de pessoas. Quando os parasitos entram em contato com o hospedeiro humano passam por um processo de metaciclogênese adquirindo capacidade de interagir com os macrófagos. Inúmeras atividades biológicas são desencadeadas pela ativação de sistemas de transdução de sinais, onde as proteínas cinases e fosfatases desempenham papel fundamental. A proteína cinase CK2 parece estar presente em todas as células eucarióticas (núcleo, citoplasma e superfície). É caracterizada como enzima serina/treonina cinase, embora também seja capaz de fosforilar resíduos de tirosina em suas proteínas-alvo. No presente trabalho, demonstramos que o principal inibidor da CK2, TBB, foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigotas de L. donovani e mostrou um mecanismo de ação irreversível, entretanto não foi capaz de induzir apoptose nas formas promastigotas de L. donovani. O pré-tratamento dos parasitos e macrófagos, assim como a adição do TBB durante o processo de infecção induziram uma redução significativa no número de amastigotas por macrófagos possivelmente pelo mecanismo de morte celular programada demosntrada pela técnica do TUNEL. O tratamento de macrófagos com TBB não induziram o aumento de óxido nítrico. Ensaios de imunofluorescência demonstraram a presença de CK2α em promastigotas. Macrófagos não infectados demonstraram pouca marcação para CK2α. Após a interação, a enzima mostrou-se distribuída preferencialmente na periferia dos macrófagos. Os dados do trabalho sugerem que a CK2 é uma importante enzima para a atividade biológica da Leishmania donovani, tendo seu estudo importante relevância para a descoberta de novos alvos terapêuticos.

中国砂鼠利什曼原虫（Leishmania gerbilli）的细微结构及动质体碱性昼白的细胞化学特性的初步研究

本文以中国砂鼠利会曼原虫（Leishmanina grbilli）为材料，对动质体的细微结构及动质体碱性蛋白的细胞化学特性作了研究。已知真细菌类染色质体中有碱性的HU蛋白与DNA结合着，动质体中是否也有碱性蛋白与DNA相结合，一直是有争议的问题。de Souza等（1978-83）证明锥虫的动质体中确有碱性蛋白存在，但迄今止，国际上还没有关于利会曼原虫动质体碱性蛋白的报导。用热三氯醋酸-偶氮洋红G法、热三氯醋酸-固绿法、碱性比布列希猩法、碳酸氨银反应（AS反应）、经亚硝酸处理后作AS反应和经碱性蛋白不同成份抽提后作AS反应等光学显微细胞化学方法以及酒精钨酸染色（E-PTA）、用乙醇-醋酸固定、DNA酶处理后作E-PTA染色和碳酸氨银反应等电镜水平的细胞化学方法进行了研究。得到了如下的结果：（1）L.gerbilli的动质体中确实含有大量的酸溶性碱性蛋白。（2）对用E—PTA染色后，动质体只有周边着色的现象作了探讨，认为是假期象。动质体中碱性蛋白与DNA的分布是一致的。（3）动质体碱性蛋白对热三氯醋酸（TCA）处理的耐受性比HU蛋白的强比组慢白的弱；动质体碱性蛋白对亚硝酸处理的耐受性和与AS液的亲和力也比组蛋白弱。（4）可以抽提富含精氨酸的组蛋白的80%Alc-0.18NHCl，和可以抽抻富含赖氨酸的组蛋白的10%Alc-0.18NHCl，都不能把动质体碱性昼白全部抽提掉。（5）与真细菌类的HU蛋白相比较。L.gerbilli的动质体的碱性蛋白看来含有较多的精氨酸成份。作超薄切片，用电镜观察了L.gerbilli的质膜及质膜下微管、鞭毛、细胞核、动质体、线粒体、复片层结构等，发现：①与其它利会曼原虫和锥虫的鞭毛基部的结构不同，L.gerbilli的鞭毛基部没有基板存在。②L.gerbilli的复片层结构特别发达，是由膜组成的同心圆或同心椭圆结构。③L.gerbilli的动质体在通常情况下作“棒”状，但我们发现它实际上是一个环状结构。这在细胞膨胀时表现得非常突出。

Induction of apoptosis in host cells: a survival mechanism for Leishmania parasites?

Leishmania parasites invade host macrophages, causing infections that are either limited to skin or spread to internal organs. In this study, 3 species causing cutaneous leishmaniasis, L. major, L. aethiopica and L. tropica, were tested for their ability to interfere with apoptosis in host macrophages in 2 different lines of human monocyte-derived macrophages (cell lines THP-1 and U937) and the results confirmed in peripheral blood mononuclear cells (PBMC). All 3 species induced early apoptosis 48 h after infection (expression of phosphatidyl serine on the outer membrane). There were significant increases in the percentage of apoptotic cells both for U937 and PBMC following infection with each of the 3 species. Early apoptotic events were confirmed by mitochondrial membrane permeabilization detection and caspase activation 48 and 72 h after infection. Moreover, the percentage of infected THP-1 and U937 macrophages increased significantly (up to 100%) following treatment with an apoptosis inducer. Since phosphatidyl serine externalization on apoptosing cells acts as a signal for engulfment by macrophages, induction of apoptosis in the parasitized cells could actively participate in spreading the infection. In summary, parasite-containing apoptotic bodies with intact membranes could be released and phagocytosed by uninfected macrophages.

Langerhans cells promote early germinal center formation in response to Leishmania-derived cutaneous antigens

Efficient formation of early GCs depends on the close interaction between GC B cells and antigen-primed CD4+ follicular helper T cells (TFH). A tight and stable formation of TFH/B cell conjugates is required for cytokine-driven immunoglobulin class switching and somatic hypermutation of GC B cells. Recently, it has been shown that the formation of TFH/B cell conjugates is crucial for B-cell differentiation and class switch following infection with Leishmania major parasites. However, the subtype of DCs responsible for TFH-cell priming against dermal antigens is thus far unknown. Utilizing a transgenic C57BL/6 mouse model designed to trigger the ablation of Langerin+ DC subsets in vivo, we show that the functionality of TFH/B cell conjugates is disturbed after depletion of Langerhans cells (LCs): LC-depleted mice show a reduction in somatic hypermutation in B cells isolated from TFH/B cell conjugates and markedly reduced GC reactions within skin-draining lymph nodes. In conclusion, this study reveals an indispensable role for LCs in promoting GC B-cell differentiation following cutaneous infection with Leishmania major parasites. We propose that LCs are key regulators of GC formation and therefore have broader implications for the development of allergies and autoimmunity as well as for future vaccination strategies.