'beta'-glucano e nucleotídeos para tambaquis (Colossoma macropomum) vacinados e desafiados com Aeromonas hydrophila: desempenho produtivo e respostas fisiopatológicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preliminary in vitro and ex vivo evaluation of afzelin, kaempferitrin and pterogynoside action over free radicals and reactive oxygen species

Biological activities of flavonoids have been extensively reviewed in literature. The biochemical profile of afzelin, kaempferitrin, and pterogynoside acting on reactive oxygen species was investigated in this paper. The flavonoids were able to act as scavengers of the superoxide anion, hypochlorous acid and taurine chloramine. Although flavonoids are naturally occurring substances in plants which antioxidant activities have been widely advertised as beneficial, afzelin, kaempferitrin, and pterogynoside were able to promote cytotoxic effect. In red blood cells this toxicity was enhanced, depending on flavonoids concentration, in the presence of hypochlorous acid, but reduced in the presence of 2,20 -azo-bis(2-amidinopropane) free radical. These flavonoids had also promoted the death of neutrophils, which was exacerbated when the oxidative burst was initiated by phorbol miristate acetate. Therefore, despite their well-known scavenging action toward free radicals and oxidants, these compounds could be very harmful to living organisms through their action over erythrocytes and neutrophils.

Chemical, enzymatic and cellular antioxidant activity studies of Agaricus blazei Murrill

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

An experimental study to compare inflammatory response due to liquid or gas joint distension in horses submitted to arthroscopy

PURPOSE: To assess comparatively the inflammatory response that follows CO2 or Ringer's lactate joint capsular distension of horses submitted to experimental arthroscopy METHODS: Each animal was submitted to a bilateral tarsocrural arthroscopy employing gas distention in one joint and fluid distention in the contralateral joint. Synovial fluid was evaluated at 0, six, 12, 24 and 48 hours post-operative. RESULTS: The use of CO2 for arthroscopy causes an acute and mild synovitis alike to the liquid capsular distension, showing similar synovial fluid increase of leukocytes, TP, and TNF-alpha. Although synovial fluid PGE(2) content was higher in joints submitted to CO2 distension, lower levels of hemoglobin and leukocytes oxidative burst after surgery indicates that CO2 arthroscopy decreased intra-articular bleeding and activation of infiltrating leukocytes. CONCLUSIONS: The use of CO2 for arthroscopic examination causes acute and mild synovitis that is similar to the effects caused by the liquid capsular distension. CO2 also seems to decrease intra-articular bleeding and activation of leukocytes.

WBC count and functional changes induced by co-administration of clofazimine and clarithromycin, in single and multiple doses, in Wistar rats

Clofazimine and clarithromycin are used to treat leprosy and infections caused by Mycobacterium avium complex. Little data on the toxicity of co-administration of these two drugs are available. Here we evaluated the potential adverse effects of polytherapy with these two drugs in male Wistar rats by determining WBCs counts and other blood cell counts, neutrophilic phagocytosis, and burst oxidative, by flow cytometry. We observed an increase in WBCs, in multiple-dose regimens, and in polymorphonuclear cells, in both single- clarithromycin only and multiple dose regimens. We also observed a reduction in mononuclear cell counts in single and multiple doses. The drugs seem to reverse the mononuclear and polymorphonuclear cell ratio. An increase in oxidative burst was observed in animals treated with the drugs administered either individually or combined. In conclusion, clofazimine and clarithromycin change WBCs counts. Our results may contribute for a better understanding of the mechanisms related to the effects of co-administrating the two drugs.

Acute heat stress impairs performance parameters and induces mild intestinal enteritis in broiler chickens: Role of acute hypothalamic-pituitary-adrenal axis activation

Studies on the environmental consequences of stress are relevant for economic and animal welfare reasons. We recently reported that long-term heat stressors (31 +/- 1 degrees C and 36 +/- 1 degrees C for 10 h/d) applied to broiler chickens (Gallus gallus domesticus) from d 35 to 42 of life increased serum corticosterone concentrations, decreased performance variables and the macrophage oxidative burst, and produced mild, multifocal acute enteritis. Being cognizant of the relevance of acute heat stress on tropical and subtropical poultry production, we designed the current experiment to analyze, from a neuroimmune perspective, the effects of an acute heat stress (31 +/- 1 degrees C for 10 h on d 35 of life) on serum corticosterone, performance variables, intestinal histology, and peritoneal macrophage activity in chickens. We demonstrated that the acute heat stress increased serum corticosterone concentrations and mortality and decreased food intake, BW gain, and feed conversion (P < 0.05). We did not find changes in the relative weights of the spleen, thymus, and bursa of Fabricius (P > 0.05). Increases in the basal and the Staphylococcus aureus-induced macrophage oxidative bursts and a decrease in the percentage of macrophages performing phagocytosis were also observed. Finally, mild, multifocal acute enteritis, characterized by the increased presence of lymphocytes and plasmocytes within the lamina propria of the jejunum, was also observed. We found that the stress-induced hypothalamic-pituitary-adrenal axis activation was responsible for the negative effects observed on chicken performance and immune function as well as for the changes in the intestinal mucosa. The data presented here corroborate with those presented in other studies in the field of neuroimmunomodulation and open new avenues for the improvement of broiler chicken welfare and production performance.

Intracellular Reactive Oxygen Species Production by Polymorphonuclear Leukocytes in Bovine Leukemia Virus-Infected Dairy Cows

The present study assesses the oxidative burst activity from polymorphonuclear leukocytes (PMNLs) from bovine leukemia virus (BLV)-infected cows. Fifteen clinically healthy cows were divided into serologically positive cows without any hematological alteration, serologically positive animals with persistent lymphocytosis (PL) and healthy serologically negative cows. The oxidative burst activity from the PMNLs was evaluated by now cytometry using 2',7'-dichlorofluorescein diacetate as a probe. PMNLs from each cow were incubated with heat-killed Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) to stimulate oxidative burst activity. The results of the present work showed no significant difference in the oxidative burst activity without any stimulus and elicited by S. caucus. Conversely, a decrease in the oxidative burst index induced by E. coli in PMNLs was observed in BLV-infected cows.

Do blood components affect the production of reactive oxygen species (ROS) by equine synovial cells in vitro?

Brossi P.M., Baccarin R.Y.A. & Massoco C.O. 2012 Do blood components affect the production of reactive oxygen species (ROS) by equine synovial cells in vitro? Pesquisa Veterinaria Brasileira 32(12):1355-1360. Departamento de Clinica Medica, Faculdade de Medicina Veterinaria e Zootecnia, Universidade de Sao Paulo, Av. Prof. Dr. Orlando Marques de Paiva 87, Butanta, Sao Paulo, SP 5508-210, Brazil. E-mail: baccarin@ usp.br Blood-derived products are commonly administered to horses and humans to treat many musculoskeletal diseases, due to their potential antioxidant and anti-inflammatory effects. Nevertheless, antioxidant effects have never been shown upon horse synovial fluid cells in vitro. If proved, this could give a new perspective to justify the clinical application of blood-derived products. The aim of the present study was to investigate the antioxidant effects of two blood-derived products - plasma (unconditioned blood product - UBP) and a commercial blood preparation (conditioned blood product - CBP)(4) - upon stimulated equine synovial fluid cells. Healthy tarsocrural joints (60) were tapped to obtain synovial fluid cells; these cells were pooled, processed, stimulated with lipopolysaccharide (LPS) or phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), and evaluated by flow cytometry for the production of reactive oxygen species (ROS). Upon addition of any blood-derived product here used - UBP and CBP - there was a significant decrease in the oxidative burst of synovial fluid cells (P<0.05). There was no difference between UBP and CBP effects. In conclusion, treatment of stimulated equine synovial cells with either UBP or CBP efficiently restored their redox equilibrium.

Intracellular mechanisms of hydroquinone toxicity on endotoxin-activated neutrophils

Circulating neutrophils promptly react to different substances in the blood and orchestrate the beginning of the innate inflammatory response. We have shown that in vivo exposure to hydroquinone (HQ), the most oxidative compound of cigarette smoke and a toxic benzene metabolite, affects circulating neutrophils, making them unresponsive to a subsequent bacterial infection. In order to understand the action of toxic molecular mechanisms on neutrophil functions, in vitro HQ actions on pro-inflammatory mediator secretions evoked by Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) were investigated. Neutrophils from male Wistar rats were cultured with vehicle or HQ (5 or 10 mu M; 2 h) and subsequently incubated with LPS (5 mu g/ml; 18 h). Hydroquinone treatment impaired LPS-induced nitric oxide (NO), tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha), interleukin (IL)-1 beta and IL-6 secretions by neutrophils. The toxic effect was not dependent on cell death, reduced expression of the LPS receptor or toll-like receptor-4 (TLR-4) or cell priming, as HQ did not induce reactive oxygen species generation or beta(2)integrin membrane expression. The action of toxic mechanisms on cytokine secretion was dependent on reduced gene synthesis, which may be due to decreased nuclear factor kappa B (NF-kappa B) nuclear translocation. Conversely, this intracellular pathway was not involved in impaired NO production because HQ treatments only affected inducible nitric oxide synthase protein expression and activity, suggesting posttranscriptional and/or posttranslational mechanisms of action. Altogether, our data show that HQ alters the action of different LPS-activated pathways on neutrophils, which may contribute to the impaired triggering of the host innate immune reaction detected during in vivo HQ exposure.

Mastzellen als Verstärker wichtiger Effektorfunktionen neutrophiler Granulozyten

Mastzellen sind an der Entstehung und Regulation von Entzündungsreaktionen unterschiedlicher Genese beteiligt und leisten somit auch innerhalb der angeborenen Immunität einen wichtigen Beitrag zur Pathogenabwehr. Mastzellen sind jedoch auch in entzündliche Prozesse involviert, welche chronische Erkrankungen auslösen oder verstärken können. Zentral ist hierbei ihre Fähigkeit, durch Produktion inflammatorischer Mediatoren die lokalen Blutgefäße zu aktivieren und somit rasch neutrophile Granulozyten zum Entzündungsort zu rekrutieren. Über eine direkte Interaktion zwischen Mastzellen und Neutrophilen ist bisher jedoch wenig bekannt.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass aktivierte Mastzellen essentielle Effektorfunktionen neutrophiler Granulozyten verstärken. So erhöhen Mastzellen den Aktivierungsstatus von Neutrophilen, was anhand der Modulation der Aktivierungsmarker CD11b und CD62L auf der Zelloberfläche von Neutrophilen demonstriert wurde. Die Phagozytoseaktivität von Neutrophilen wird in Anwesenheit aktivierter Mastzellen enorm gesteigert. Dies wird hauptsächlich durch Mastzell-produziertes TNF und GM-CSF vermittelt, wie in Experimenten mit Mastzellen aus TNF- und GM-CSF-defizienten Mäusen gezeigt wurde. Darüber hinaus wird die Produktion reaktiver Sauerstoffradikale von Neutrophilen in Gegenwart aktivierter Mastzellen erhöht. Dieser Effekt wird hauptsächlich durch GM-CSF der Mastzellen induziert, während TNF nur einen geringen Einfluss hat. Weiterhin zeigten in vitro Experimente, dass die Anwesenheit aktivierter Mastzellen die Lebensdauer von Neutrophilen erhöht. Die verminderte Apoptose von Neutrophilen wird einzig durch GM-CSF bewirkt. rnZur Validierung der in vitro Studien wurden in vivo Untersuchungen zur Mastzell-abhängigen Phagozytoseaktivität von Neutrophilen durchgeführt. Mit Hilfe des Modells einer LPS-induzierten akuten Atemwegsentzündung in Mastzell-defizienten und Wildtyp-Tieren des kongenen Stammes konnte bestätigt werden, dass Mastzellen auch in vivo die Phagozytosefunktion von Neutrophilen verstärken. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen somit, dass Mastzellen in Entzündungsprozessen auch eine Rolle als lokaler Verstärker von Neutrophilenfunktionen einnehmen können. rn

DNA-Reparatur und Zelltod nach gentoxischem Stress in Monozyten, dendritischen Zellen und Makrophagen

Monozyten wie auch dendritische Zellen (DCs) und Makrophagen sind ein wichtiger Bestandteil des angeborenenen unspezifischen Immunsystems. Ein Kennzeichen dieser Zellen ist die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zur Abtötung von Pathogenen. Im Fall von chronischen Entzündungen oder Infekten kann es zu einer explosionsartigen Freisetzung freier Radikale kommen ('Oxidative Burst'). Aus vorangegangenen Untersuchungen war bekannt, dass die Expression der beiden Basen Exziosions Reparatur (BER)-Proteine XRCC1 und Ligase III während der Ausreifung humaner Monozyten zu DCs induziert wird (Briegert and Kaina, 2007). Dies lies vermuten, dass Monozyten aufgrund einer defekten BER eine hohe Sensitivität gegenüber ROS aufweisen. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurde die Wirkung von ROS auf humane Monozyten und daraus abgeleiteten DCs und Makrophagen untersucht. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass Monozyten eine hohe Sensitivität gegenüber oxidativem Stress aufweisen, was auf eine höhere Einzelstrangbruch-Rate zurückzuführen war. Ursache hierfür ist das Fehlen der BER-Proteine XRCC1, Ligase III und PARP-1. Die fehlende Expression dieser Proteine resultierte letztendlich in Monozyten in einem Defekt der BER und DNA-Einzelstrangbruchreparatur. rnDie Proteine XRCC1, Ligase III und PARP-1 sind auch Bestandteil des Apparats des B-NHEJ ('backup-non homologous end joining'), was auf eine Beeinträchtigung der Monozyten hinsichtlich der Prozessierung von Doppelstrangbrüchen (DSBs) schließen lässt. Zur Untersuchung dieser Vermutung, wurde die Wirkung von Ionisierender Strahlung ('ionizing radiation'; IR) auf Monozyten, DCs und Makrophagen bestimmt. Monozyten zeigten eine signifikant höhere Sensitivität gegenüber IR als DCs und Makrophagen, was auf eine erhöhte DSB-Rate in den Monozyten nach IR zurückzuführen war. Expressionsanalysen und ein DNA-PK-Aktivitäts-Assay zeigten zusätzlich, dass Monozyten keine DNA-PKcs, ein bedeutender Faktor des C-NHEJ, exprimieren. Somit haben Monozyten sowohl einen Defekt im B-NHEJ als auch im C-NHEJ und sind demnach nicht in der Lage, DSBs zu reparieren.rnAuch gegenüber dem Alkylanz und Chemotherapeutikum Temozolomid bewirken die Reparaturdefekte eine hohe Sensitivität der Monozyten. Zur Therapie von Hirntumoren werden neben der Operation, die Bestrahlung und Chemotherapie mit Temozolomid angewendet. Die hohe Sensitivität von Monozyten gegenüber IR und Temozolomid könnte eine Erklärung für die starke Immunsuppression bei einer derartigen Therapie sein.rn

Zelluläre und molekulare Mechanismen der angeborenen Immunität

Die myeloide Zelllinie MUTZ-3 konnte als geeignetes Modellsystem zur Charakterisierung der TREM-1-Signaltransduktion etabliert werden, da diese TREM-1 und dessen essentielles Adaptermoleküle DAP12 funktional exprimiert. Übereinstimmend mit bisherigen Daten wurden die Kinasen PI3K und p38-MAPK als wichtige Regulatoren in der Signalweiterleitung nach TREM-1-Aktivierung identifiziert, wobei sich einige Unterschiede in der exakten Signalhierarchie zwischen monozytären und granulozytären Zellen ergaben. So erfolgt die Aktivierung von PI3K und p38-MAPK in PMN unabhängig voneinander und in monozytären Zellen findet die Aktivierung von p38-MAPK vor der Akt-Phosphorylierung statt und ist für Letztere notwendig. Zudem ist die Ca2+-Mobilisierung in PMN nur von PI3K abhängig und in monozytären Zellen von PI3K und p38-MAPK. Bei der durch TLR- oder NLR-Koligation gesteigerten TREM-1-Aktivierung sind PI3K und p38-MAPK ebenfalls zentrale Regulatoren. Es ergaben sich ebenfalls Unterschiede in der exakten TREM-1-Signaltransduktion.rnrnEin Mausmodell für invasive Aspergillose (IA) wurde erfolgreich etabliert, wobei die wichtige Rolle der PMN bei der Abwehr von Pilzinfektionen durch deren Depletion mit unterschiedlichen Antikörpern belegt wurde. Für das Abtöten von A. fumigatus-Konidien sind oxidative und nicht-oxidative PMN-Effektormechanismen notwendig. Dabei konnte die essentielle Rolle der oxidativen PMN-Effektorfunktionen anhand NADPH-Oxidase-defizienter p47phox-/- und gp91phox-/- Mäuse für das Überleben von Pilzinfektionen gezeigt werden. Dagegen war die Infektion von Neutrophiler Elastase defizienter ELANE Mäuse nicht letal. Dies deutet darauf hin, dass diese als prototypische Serinprotease und wichtiger Bestandteil der NET-Formation nicht essentiell für das Überleben von IA ist oder durch andere, nicht-oxidative Effektormechanismen kompensiert werden kann. Keinen Einfluss auf die IA hatte die Depletion von Arginin mittels ADI-PEG, da weder das Überleben der Mäuse noch das Abtöten der Pilzkonidien beeinflusst wurde. Außerdem wurden keine Veränderung in der Einwanderung und Aktivierung von PMN nach Infektion quantifiziert. Dagegen induzierte die Defizienz in ADAMTS13 (ADAMTS13-/- Mäuse) eine verminderte Rekrutierung von PMN, einhergehend mit erhöhter Mortalität, vermindertem Abtöten von A. fumigatus-Konidien und erhöhter Schädigung der Lunge bei IA. Da in vitro keine generellen oder pilzspezifischen Defekte der PMN quantifiziert wurden, muss ADAMTS13 die Einwanderung der PMN beeinflussen. Normalerweise spaltet die Protease ADAMTS13 den von-Willebrand-Faktor (vWF), der die Quervernetzung und das Anhaften von Blutplättchen an beschädigte Gefäßwände steuert. Ob und wie ADAMTS13 oder der vWF die verminderte PMN-Einwanderung bei Pilzinfektionen verursacht, muss weiter untersucht werden.rnrnZusammenfassend verbessern die erhaltenen Daten für eine zellspezifische TREM-1-Signaltransduktion, ein von oxidativen und nicht-oxidativen PMN-Effektorfunktionen abhängiges sowie Arginin-unabhängiges Abtöten vom Pilz A. fumigatus als auch der Einfluss von ADAMTS13 und vWF bei der Rekrutierung von PMN nach A. fumigatus-Infektion unser Verständnis der angeborenen Immunität. Diese Erkenntnisse dienen der zukünftigen Entwicklung von Therapien zur Behandlung von schweren Entzündungsreaktionen wie Aspergillose und Sepsis.

Bisphosphonat-assoziierte Osteonekrose der Kiefer : In-vitro-Untersuchungen zur Pathologie und zu möglichen Therapieansätzen

Die Bisphosphonat-assoziierte Osteonekrose der Kiefer (BP-ONJ) stellt eine ernstzunehmende Nebenwirkung der Therapie mit stickstoffhaltigen Bisphosphonaten (N-BP) dar, deren Ätiologie bisher noch nicht vollständig geklärt ist. Da entzündliche Prozesse eine wichtige Rolle zu spielen scheinen, wurde der Einfluss verschiedener Bisphosphonate auf die Mechanismen der granulozytären Erregerabwehr untersucht. Die N-BP Ibandronat, Pamidronat und Zoledronat steigerten die Phagozytose und den oxidativen Burst signifikant. Die fMLP-stimulierte Chemotaxis wurde durch Ibandronat und Zoledronat signifikant reduziert. Das stickstofffreie Clodronat zeigte keinen Effekt auf die getesteten Abwehrmechanismen. Auf der Suche nach therapeutischen Optionen gegen die BP-ONJ wurden die Isoprenoide Farnesol, Geranylgeraniol, Eugenol, Menthol, Limonene und Squalene auf deren Fähigkeit untersucht, die schädigenden Effekte Zoledronats auf verschiedene Zelllinien zu antagonisieren. Geranylgeraniol zeigte als einzige Verbindung eine protektive Wirkung auf gingivale Fibroblasten, Endothelzellen und Osteoblasten. Desweiteren kam es unter Zoledronat zum Anstieg der kleinen GTPasen RhoA und RhoB in gingivalen Fibroblasten. Auch der Gehalt an GTP-gebundenem RhoA stieg nach Zoledronat-Inkubation. Der Einfluss des N-BPs ließ sich auch auf Proteinebene durch Geranylgeraniol antagonisieren und nicht durch Farnesol. Die Tatsache, dass N-BP die granulozytäre Abwehr beeinflussen, unterstützt die Bedeutung keimreduzierender Maßnahmen im Rahmen der Nekroseprophylaxe und -therapie. Außerdem untermauern die Ergebnisse der Arbeit das Potential Geranylgeraniols als neue therapeutische Option.

A differential concentration-dependent effect of IVIg on neutrophil functions: relevance for anti-microbial and anti-inflammatory mechanisms

Background Polymorphonuclear neutrophils (PMN) play a key role in host defences against invading microorganisms but can also potentiate detrimental inflammatory reactions in case of excessive or misdirected responses. Intravenous immunoglobulins (IVIg) are used to treat patients with immune deficiencies and, at higher doses, in autoimmune, allergic and systemic inflammatory disorders. Methodology/Principal Findings We used flow cytometry to examine the effects of IVIg on PMN functions and survival, using whole-blood conditions in order to avoid artifacts due to isolation procedures. IVIg at low concentrations induced PMN activation, as reflected by decreased L-selectin and increased CD11b expression at the PMN surface, oxidative burst enhancement, and prolonged cell survival. In contrast, IVIg at higher concentrations inhibited LPS-induced CD11b degranulation and oxidative burst priming, and counteracted LPS-induced PMN lifespan prolongation. Conclusions/Significance IVIg appears to have differential, concentration-dependent effects on PMN, possibly supporting the use of IVIg as either an anti-microbial or an anti-inflammatory agent.

Innate and adaptive immunity cooperate flexibly to maintain host-microbiota mutualism

Commensal bacteria in the lower intestine of mammals are 10 times as numerous as the body's cells. We investigated the relative importance of different immune mechanisms in limiting the spread of the intestinal microbiota. Here, we reveal a flexible continuum between innate and adaptive immune function in containing commensal microbes. Mice deficient in critical innate immune functions such as Toll-like receptor signaling or oxidative burst production spontaneously produce high-titer serum antibodies against their commensal microbiota. These antibody responses are functionally essential to maintain host-commensal mutualism in vivo in the face of innate immune deficiency. Spontaneous hyper-activation of adaptive immunity against the intestinal microbiota, secondary to innate immune deficiency, may clarify the underlying mechanisms of inflammatory diseases where immune dysfunction is implicated.