Insuficiência renal crónica e infeções associadas aos diferentes tratamentos

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Characterisation of the non-muscle α-actinins

Actinins are cytoskeleton proteins that cross-link actin filaments. Evolution of the actinin family resulted in the formation of Ca++-insensitive muscle isoforms (actinin-2 and- 3) and Ca++-sensitive non-muscle isoforms (actinin-1 and -4) with regard to their actin-binding function. Despite high sequence similarity, unique properties have been ascribed to actinin-4 compared with actinin-1. Actinin-4 is the predominant isoform reported to be associated with the cancer phenotype. Actinin-4, but not actinin-1, is essential for normal glomerular function in the kidney and and is able to translocate to the nucleus to regulate transcription. To understand the molecular basis for such isoform-specific functions I have comprehensively compared these proteins in terms of localisation, migration, alternative splicing, actin-binding properties, heterodimer formation and molecular interactions for the first time. This work characterises a number of commercially available actinin antibodies and in doing so, identifies actinin-1, -2 and -4 isoform-specific antibodies that enabled studies of actinin expression and localisation. This work identifies the actinin rod domain as the predominant domain that influences actinin localisation however localisation is likely to be effected by the entire actinin protein. si-RNA- mediated knockdown of actinin-1 and -4 did not affect migration in a number of cell lines highlighting that migration may only require a fraction of total non-muscle actinin levels. This work finds that the Ca++-insensitive variant of actinin-4 is expressed only in the nervous system and thus cannot be regarded as a smooth muscle isoform, as is the case for the Ca++-insensitive variant of actinin-1. This work also identifies a previously unreported exon 19a+19b expressing variant of actinin-4 in human skeletal muscle. This work finds that alternative splice variants of actinin-1 and -4 are co-expressed in a number of tissues, in particular the brain. In contrast to healthy brain, glioblastoma cells express Ca++-sensitive variants of both actinin-1 and -4. Actin-binding properties of actinin-1 and -4 are similar and are unlikely to explain isoform-specific functions. Surprisingly, this work reveals that actinin-1/-4 heterodimers, rather than homodimers, are the most abundant form of actinin in many cancer cell lines. Taken together this data suggests that actinin-1 and -4 cannot be viewed as distinct entities from each other but rather as proteins that can exist in both homodimeric and heterodimeric forms. Finally, this work employs yeast two-hybrid and proteomic approaches to identify actinin-interacting proteins. In doing so, this work identifies a number of putative actinin-4 specific interacting partners that may help to explain some of the unique functions attributed the actinin-4. The observation of alternative splice variants of actinin-1 and -4 combined with the observed potential of these proteins to form homodimers and heterodimers suggests that homodimers and heterodimers with novel actin-binding properties and interaction networks may exist. The ability to behave in this manner may have functional implications. This may be of importance considering that these proteins are central to such processes as cell migration and adhesion. This significantly alters our view of the non-muscle actinins.

Rare hereditary COL4A3/COL4A4 variants may be mistaken for familial focal segmental glomerulosclerosis.

Focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) is a histological lesion with many causes, including inherited genetic defects, with significant proteinuria being the predominant clinical finding at presentation. Mutations in COL4A3 and COL4A4 are known to cause Alport syndrome (AS), thin basement membrane nephropathy, and to result in pathognomonic glomerular basement membrane (GBM) findings. Secondary FSGS is known to develop in classic AS at later stages of the disease. Here, we present seven families with rare or novel variants in COL4A3 or COL4A4 (six with single and one with two heterozygous variants) from a cohort of 70 families with a diagnosis of hereditary FSGS. The predominant clinical finding at diagnosis was proteinuria associated with hematuria. In all seven families, there were individuals with nephrotic-range proteinuria with histologic features of FSGS by light microscopy. In one family, electron microscopy showed thin GBM, but four other families had variable findings inconsistent with classical Alport nephritis. There was no recurrence of disease after kidney transplantation. Families with COL4A3 and COL4A4 variants that segregated with disease represent 10% of our cohort. Thus, COL4A3 and COL4A4 variants should be considered in the interpretation of next-generation sequencing data from such patients. Furthermore, this study illustrates the power of molecular genetic diagnostics in the clarification of renal phenotypes.

Impact of Kidney Function on Effects of the Dietary Approaches to Stop Hypertension (Dash) Diet.

OBJECTIVES: Although the Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) diet lowers blood pressure in adults with hypertension, how kidney function impacts this effect is not known. We evaluated whether Estimated Glomerular Filtration Rate (eGFR) modifies the effect of the DASH diet on blood pressure, markers of mineral metabolism, and markers of kidney function. METHODS: Secondary analysis of the DASH-Sodium trial, a multicenter, randomized, controlled human feeding study that evaluated the blood pressure lowering effect of the DASH diet at three levels of sodium intake. Data from 92 participants with pre-hypertension or stage 1 hypertension during the 3450 mg /day sodium diet assignment contributed to this analysis. Stored frozen plasma and urine specimens were used to measure kidney related laboratory outcomes. RESULTS: Effects of the DASH diet on blood pressure, phosphorus, intact parathyroid hormone, creatinine, and albuminuria were not modified by baseline eGFR (mean 84.5 ± 18.0 ml/min/1.73 m(2), range 44.1 to 138.6 ml/min/1.73 m(2)) or the presence of chronic kidney disease (N=13%). CONCLUSIONS: The impact of the DASH diet on blood pressure, markers of mineral metabolism, and markers of kidney function does not appear to be modified by eGFR in this small subset of DASH-Sodium trial participants with relatively preserved kidney function. Whether greater reduction in eGFR modifies the effects of DASH on kidney related measures is yet to be determined. A larger study in individuals with more advanced kidney disease is needed to establish the efficacy and safety of the DASH diet in this patient population.

Una aproximación mecanística al problema de las enfermedades foliares en el cultivo de trigo

Las decisiones de manejo de enfermedades foliares en el cultivo de trigo se basan generalmente en el uso de umbrales construidos a partir de relaciones empíricas que relacionan el nivel de reducción del rendimiento con el nivel de enfermedad presente en el cultivo en un momento dado. Dichas relaciones no consideran aspectos ecofisiológicos que hacen a la generación del rendimiento limitando la extrapolación de dichos umbrales a situaciones agronómicas distintas de aquellas en las que se construyeron. Comprender como las enfermedades interfieren en los procesos fisiológicos que determina la producción de biomasa y el rendimiento es de relevancia para estimar con mayor precisión y para un mayor rango de condiciones las mermas de producción originadas por las mismas. En esta tesis se exploró el efecto de las principales enfermedades foliares sobre distintos procesos fisiológicos vinculados con la generación de biomasa a partir de la medición en parcelas a campo de variables: i. a nivel de canopeo: índice de área foliar y, eficiencias de intercepción, absorción y uso de radiación entre otras y; ii. a nivel de hoja: fotosíntesis y variables relacionadas. La fotosíntesis del área verde de hojas enfermas solo se redujo bajo condiciones de saturación lumínica pero no ante condiciones de baja irradiancia, no observándose diferencias para tales efectos entre los tratamientos de alta y baja disponibilidad de nitrógeno. Considerando que las hojas de un cultivo se encuentran expuestas a niveles cambiantes de radiación debido a cambios en la incidencia de los rayos solares y a la extinción de luz en el canopeo es esperable que la reducción observada a altas irradiancias se diluya a nivel de canopeo. De hecho, las reducciones de biomasa a nivel cultivo se debieron principalmente a reducciones en la intercepción y absorción de radiación sin efectos claros sobre la eficiencia de uso de la misma. Los resultados obtenidos demuestran que aspectos tales como el nivel de cobertura foliar, la posición vertical del canopeo afectada por las enfermedades y la arquitectura del cultivo, junto con la cuantificación del nivel de enfermedades deberían ser considerados a la hora de tomar decisiones de control químico y como base para generar modelos de tipo funcionales que apoyen la toma de tales decisiones.

Susceptibilidad a Fusarium verticillioides, Gibberella zeae y Diplodia maydis en líneas e híbridos pre-comerciales de maíces templados y tropicales

Las podredumbres de espiga (causada por Fusarium verticillioides y Gibberella zeae) y tallo (causada por F.verticillioides) provocan importantes pérdidas de rendimiento y calidad del grano en maíz (Zea mays L.), por lo que es importante mantener actualizado el conocimiento sobre la variabilidad genotípica de la especie para la tolerancia a las mismas así como la posible relación entre la presencia de una y otra podredumbre. Con estos objetivos se evaluaron (i) 438 líneas y 84 híbridos precomerciales de origen templado para resistencia a ambas podredumbres, y (ii) 84 líneas de origen templado y tropical para resistencia a podredumbre de la espiga por Diplodia maydis. Ambos ensayos fueron conducidos en un DBCA en Fontezuela (33.9 ºS, 60.47º O), Argentina, durante 2009-2010. Los tratamientos empleados fueron inoculación artificial e infección natural. Se encontraron diferencias significativas entre ambas para incidencia (I: porcentaje de plantas afectadas en el surco), Severidad (S: porcentaje promedio de podredumbre de las espigas sobre el total de espigas afectadas) y S×I, tanto para híbridos como para líneas. Existió una correlación positiva entre el tratamiento control sin inocular y el inoculado para todas las enfermedades. Se detectó una pequeña influencia de los caracteres morfológicos de la espiga y el grano sobre la resistencia a podredumbre de espiga por F.verticillioides y D. maydis, respectivamente. No se encontró G. zeae en el control, por lo que no pudieron realizarse los análisis correspondientes para esta enfermedad. La asociación entre el tratamiento inoculado con fusariosis de espiga y el control para fusariosis de tallo, y viceversa, nunca fue consistente, por lo tanto puede emplearse un tratamiento como control del otro. Los materiales de origen tropical fueron más resistentes a D. maydis que los templados, aunque las diferencias entre grupos heteróticos no resultaron altamente significativas. Se determinó que la inoculación artificial empleando infección natural como control es una práctica recomendable en el mejoramiento de maíz por resistencia a enfermedades. La inoculación artificial puede generar mayor variación en las respuestas, permitiendo observar y comparar el comportamiento de distintos materiales frente a la infección de patógenos.

Agresividad, producción de micotoxinas y diversidad en las poblaciones de Fusarium graminearum de la región triguera argentina

La fusariosis de la espiga de trigo (FET) o golpe blanco, ocasionada por Fusarium graminearum Schwabe, es una enfermedad que afecta al cultivo de trigo (Triticum aestivum L. en todo el mundo, incluyendo la Argentina. La enfermedad ocasiona disminuciones del rendimiento, perjuicios sobre la calidad del trigo y la contaminación del grano con micotoxinas, que constituyen un riesgo para la salud y comprometen su utilización en la alimentación. Estos metabolitos, principalmente el deoxinivalenol (DON), han sido indicados como posibles factores de patogenicidad. La principal alternativa para el manejo de la enfermedad la constituye la resistencia genética. El conocimiento de la diversidad a nivel genético de las poblaciones de F. graminearum así como de la variabilidad en la agresividad presente en ellas y su relación con la producción de toxinas es información indispensable para la búsqueda de genotipos resistentes a la FET. En el presente trabajo, 112 aislamientos de F. graminearum de 28 poblaciones de la Provincia de Buenos Aires fueron analizados en su variabilidad genética, agresividad y capacidad de producción de micotoxinas. Una significativa heterogeneidad genética fue observada en las poblaciones, la mayor parte de la cual correspondió a diferencias dentro de las poblaciones antes que entre las poblaciones. La agresividad de los aislamientos, ensayada mediante la inoculación artificial de espigas de plantas de trigo cultivadas a campo, resultó un rasgo altamente heredable, variable y no estructurado geográficamente. La desecación de la porción superior de las espigas sintomáticas, probablemente debida a deficiencias de agua y nutrientes resultantes de la invasión vascular del patógeno, resultó ser una función de la agresividad de los aislamientos. Todos los aislamientos analizados presentaron quimiotipo genético DON. Se encontró una correlación significativa entre la severidad de los síntomas de la FET y la acumulación de toxina en los granos, pero no entre la producción de DON in vitro e in vivo. Los resultados obtenidos constituyen un significativo aporte al conocimiento de la dinámica de una enfermedad tan importante para la producción como constituye la FET

Mancha Ojo de Rana (Cercospora sojina K. Hara) y su efecto sobre rendimiento y componentes industriales del grano de soja : proteína y aceite

La mancha ojo de rana (MOR), causada por Cercospora sojina K. Hara, se encuentra dentro del complejo de enfermedades fúngicas de fin de ciclo (EFC), que afectan al cultivo de soja (Glycine max (L.) Merr.) preferentemente en los estadíos reproductivos. Es una enfermedad común en la soja en la mayor parte de las regiones sojeras del mundo, incluyendo Argentina. Con los objetivos de (i) estudiar el efecto de MOR sobre rendimiento y calidad industrial del grano de soja y (ii) analizar la respuesta a distintos momentos de aplicación de estrobilurina+triazol durante el ciclo reproductivo del cultivo para disminuir el daño de esta enfermedad evitando pérdidas del rendimiento y de calidad del grano, se realizó un ensayo durante la campaña agrícola 2010-2011, en la localidad de Oncativo (Cordoba), que involucró 2 genotipos contrastantes en susceptibilidad a MOR. Se realizaron para cada cultivar cuatro tratamientos con una mezcla de triazol y estrobilurina: T1= aplicación en R3; T2= aplicación en R3+R5; T3= testigo enfermo (sin aplicación de fungicida) y T4= testigo sano (aplicacion cada 20 dias a partir de R1). Se determinó el nivel de incidencia y severidad de la enfermedad, rendimiento, número de grano por m2 (NGm2), peso de mil semillas (PMA), concentración de proteína (Pr) y aceite (Ac) del grano. Se observaron distintos niveles de severidad de MOR entre los tratamientos del cultivar DM3700. Todos los tratamientos que involucraron a DM3810 mostraron hojas sin manchas de MOR. Se encontró una correlación negativa entre la severidad de MOR y el rendimiento alcanzado por el cultivo. Los valores más elevados de severidad (37,3 por ciento de manchas foliares) se correspondieron con los rendimientos mas bajos (2117 kg ha-1) en el cultivar DM3700. Todos los tratamientos aplicados a DM3810 exhibieron los rendimientos mas elevados y no se diferenciaron estadisticamente entre si (3478 kg ha-1). DM3700 alcanzó rendimientos similares a DM3810 sólo cuando se aplicó la mezcla de fungicidas en T1 y T4, no diferenciándose entre si ambos tratamientos y mostrando un incremento en el rendimiento de aproximadamente 35,5 por ciento comparado con su testigo enfermo. Ambos componentes del rendimiento disminuyeron en el testigo enfermo DM3700; sin embargo, las reducciones en el NGm2 fueron más pronunciadas que las del PMAj y; por lo tanto, disminuciones en el NGm2 parecían ser el principal componente de la pérdida de rendimiento. No se observaron incrementos de rendimiento, NGm2 y/o PMAj atribuídos a la mezcla estrobilurinas + triazoles en los tratamientos que involucraron a DM3810 ante ausencia de MOR. La severidad máxima alcanzada por MOR en el genotipo mas susceptible (37,3 por ciento) de area foliar dañada en el tratamiento enfermo de DM3700) no fue suficiente como para causar disminución significativa en la acumulación del aceite. Según nuestro conocimiento este trabajo es el primero en demostrar que genotipos susceptibles a MOR disminuyen su rendimiento, pero no la calidad química del grano, si la severidad es . 37,3 por cientoy pueden ser controlados con una única aplicación de estrobilurina+triazol en R3. Concluyéndose que la elección de genotipos poco susceptibles a MOR (como DM3810) es efectiva para controlar C. sojina, sin beneficios adicionales en el rendimiento debidos a la aplicacion de fungicidas.

Modelo de ecuaciones estructurales para la evaluación de la calidad de una vacuna bovina

Los modelos de ecuaciones estructurales fueron introducidos en el contexto de la genética y la econometría y han sido extensamente empleados en las ciencias sociales. Sin embargo han sido poco empleados en el área de salud animal. En este trabajo se propone la construcción de un modelo de ecuaciones estructurales para la validación de un sistema de evaluación de la calidad de una vacuna contra la Rinotraqueítis infecciosa bovina. La dificultad para encontrar rodeos de bovinos seronegativos libres del virus BoHV-1 plantea la necesidad de desarrollar pruebas estandarizadas y armonizadas en animales de laboratorio que permitan definir la consistencia de lote a lote de la potencia de la vacuna, de un modo rápido y menos costoso para asegurar la presencia de productos confiables en el mercado. En este sentido, es de interés verificar la concordancia de la respuesta serológica en el animal de laboratorio con la protección a la enfermedad y a la infección en bovinos. Este sistema involucra variables latentes y relaciones complejas entre variables. El modelo de ecuaciones estructurales demostró ser una técnica útil para la validación de un modelo que emplea mediciones serológicas. en animales de laboratorio como alternativa a las pruebas clásicas de desafío en bovinos para la evaluación de la efectividad de las vacunas empleadas en el control y prevención de la enfermedad causada por un herpesvirus. En este trabajo se pudo comprobar que las variables que representaban los conceptos de interés - protección a la infección, protección a la enfermedad y calidad determinada por el modelo animal en el laboratorio (medición alternativa de la efectividad de la vacuna) explicaron adecuadamente la variabilidad de las variables observables. Se destacaron las variables área bajo las curvas de excreción y área bajo la curva de severidad para representar las variables protección a la infección y protección a la enfermedad, respectivamente, y las variables serológicas medidas por ELISA en bovinos y cobayos representando la calidad por laboratorio. Por otra parte, el modelo permitió la incorporación de correlación de errores de las variables serológicas, que hubiese sido imposible con otras técnicas multivariadas. Asimismo, la técnica de análisis permitió explorar por partes las relaciones entre variables para detectar la fuente de falta de ajuste. Se pudo comprobar el buen ajuste de las relaciones de las variables latentes protección a la infección y calidad por laboratorio, obteniéndose una alta correlación entre ambos conceptos. Teniendo en cuenta la alta fiabilidad de las variables serológicas medidas por ELISA tanto en bovinos como en cobayos, se puede inferir que la medición de estas variables de laboratorio puede ser útil en la predicción de la protección de la vacuna. El efecto de la protección a la infección sobre la protección a la enfermedad fue significativo pero débil. La parte estructural del modelo presentó un ajuste adecuado, validando así la teoría inicial de interrelaciones entre las variables latentes. Se plantea la posibilidad de extender los modelos de ecuaciones estructurales para la evaluación de vacunas que involucran otros virus que afectan el ganado bovino.

Sistemas alternativos a los fungicidas químicos para el control de Penicillium digitatum (Pers.) Sacc. en limón

Argentina es el principal productor mundial de limones en el mundo y el 90 por ciento de esta producción se sitúa en la provincia de Tucumán. Las pérdidas económicas ocasionadas por las enfermedades de poscosecha representan uno de los principales problemas de la citricultura mundial, siendo el 80 por ciento atribuíbles a infecciones fúngicas. El moho verde causado por Penicillium digitatum (Pers.) Sacc. (PD), es la enfermedad de mayor incidencia y severidad durante la exportación de frutos de limón. Actualmente el control de estas enfermedades se realiza con el uso de fungicidas de síntesis química. Debido a las severas restricciones impuestas a estos productos, por regulaciones ambientales y de la salud, hay una fuerte necesidad de métodos alternativos de control. El objetivo de este trabajo de tesis fue evaluar alternativas de bajo impacto ambiental : bacterias lácticas, extractos vegetales, Serenade® (Bacillus subtilis QST 713) y bicarbonato de sodio; con actividad antifúngica directa o a través de la inducción de mecanismos de defensa, para el control de PD en condiciones in vitro e in vivo (frutos de limón). De un total de 33 cepas de bacterias lácticas evaluadas, se seleccionaron ocho con propiedades antifúngicas frente a PD. Se identificaron los metabolitos antifúngicos como ácidos orgánicos (ácido láctico, ácido acético y ácido fenil láctico) y se determinó la combinación óptima con mayor actividad inhibitoria. Los productos alternativos: extractos vegetales, Serenade® y bicarbonato de sodio, presentaron actividad antifúngica in vitro a PD con porcentajes de inhibición entre 2,1 - 16 por ciento. En los frutos de limón, los tratamientos alternativos no fueron efectivos por sí solos para controlar en forma directa la enfermedad. Estos tratamientos redujeron significativamente la severidad de la enfermedad, excepto el Serenade® cuando fue aplicado simultáneamente con el inóculo. Esta reducción fue más marcada cuando se dejaron transcurrir 18 h entre inoculación y aplicación de los tratamientos. El bicarbonato de sodio al 3 por ciento y en menor medida el Serenade® al 1 por ciento indujeron una respuesta de defensa de los frutos y controlaron la enfermedad en un 96,7 por ciento y 56,7 por ciento, respectivamente. En cromatografía de capa fina y fluorometría se detectó un aumento de la fitoalexina escoparona, sugiriendo que este efecto se produciría como resultado de la inducción de mecanismos de defensa, mientras que la umbeliferona no fue detectada. Estos resultados indican que los productos biológicos actuaron como una barrera al avance de la enfermedad, retrasando la severidad de la misma e induciendo de una respuesta de defensa en los frutos.