Alkyl Caffeates as Anti-Helicobacter Pylori and Scavenger of Oxidants Produced by Neutrophils

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

Antimicrobial activity of natural products against Helicobacter pylori: a review

Throughout the genetic and physiological evolution of microorganisms, the microbiological sciences have been expanding the introduction of new therapeutic trials against microbial diseases. Special attention has been paid to the bacterium Helicobacter pylori, which induces gastric infections capable of causing damage, ranging from acute and chronic gastritis to the development of gastric cancer and death. The use of compounds with natural origins has gained popularity in scientific research focused on drug innovation against H. pylori because of their broad flexibility and low toxicity. The aim of this study was to describe the use of natural products against H. pylori in order to clarify important parameters for related fields. The study demonstrated the vast therapeutic possibilities for compounds originating from natural sources and revealed the need for innovations from future investigations to expand the therapeutic arsenal in the fight against H. pylori infection.

Transcriptional responses of the Helicobacter pylori cag pathogenicity island

The severity of Helicobacter pylori infections largely depends on the genetic diversity of the infecting strain, and particularly on the presence of the cag pathogenicity island (cag-PAI). This virulence locus encodes a type-IV secretion system able to translocate in the host cell at least the cag-encoded toxin CagA and peptidoglycan fragments, that together are responsible for the pathogenic phenotype in the host. Little is known about the bacterial regulators that underlie the coordinated expression of cag gene products, needed to assemble a functional secretion system apparatus. To fill this gap, a comprehensive analysis of the transcriptional regulation of the cag-PAI operons was undertaken. To pursue this goal, a robust tool for the analysis of gene expression in H. pylori was first implemented. A bioluminescent reporter system based on the P. luminescens luxCDABE operon was constructed and validated by comparisons with transcriptional analyses, then it was systematically used for the comprehensive study and mapping of the cag promoters. The identification of bona fide cag promoters had permitted to pinpoint the set of cag transcriptional units of the PAI. The responses of these cag transcriptional units to metabolic stress signals were analyzed in detail, and integrated with transcription studies in deletion mutants of important H. pylori virulence regulators and protein-DNA interaction analyses to map the binding sites of the regulators. Finally, a small regulatory RNA cncR1 encoded by the cag-PAI was identified, and the 5’- and 3’-ends of the molecule were mapped by primer extension analyses, northern blot and studies with lux reporter constructs. To identify regulatory effects exerted by cncR1 on the H. pylori gene expression, the cncR1 knock out strain was derived and compared to the parental wild type strain by a macroarray approach. Results suggest a negative effect exerted by cncR1 on the regulome of the alternative sigma54 factor.

Effects of health disparities on Helicobacter pylori infection among children on the US-Mexico border

The objective of this study is to determine whether health disparities influence the odds of developing H. pylori infections among the children enrolled in the Pasitos Cohort Study on the US-Mexico border. The study variables were the number of prenatal care visits, ways of transportation, car in household, location of health services and insurance coverage. The study recruited eligible pregnant women to complete baseline questionnaires. Every six months after the birth of the child, infection status is measure by the 13-C urea breath test. Results indicate that having medical insurance consistently decreases the odds of being infected. Children with mothers who went to a private physician had decreased odds of infection compared to those utilizing public clinics, and having a car in the household increased the odds of infection. Limitations include bias due to loss to follow-up and the transient nature of the infection.^

The effect of exposure to antibiotics on incidence and spontaneous clearance of childhood Helicobacter pylori infection

It is claimed often in the H. pylori literature that spontaneous clearance (infection loss without attempts to treat) is uncommon, though little evidence supports this claim. Emerging evidence suggests that spontaneous clearance may be frequent in young children; however, factors that determine persistence of untreated H. pylori infection in childhood are not well understood. The author hypothesized that antibiotics taken for common infections cause spontaneous clearance of H. pylori infection in children. The Pasitos Cohort Study (19982005) investigated predictors of acquisition and persistence of H. pylori infection in children from El Paso, Texas, and Juarez, Mexico, enrolled prenatally at maternal-child clinics. Children were screened for infection at target intervals of 6 months from 6-84 months of age by the 13C-urea breath test corrected for body-size-dependent variation in CO2 production. This dissertation aimed to estimate the risk of spontaneous clearance at the next test following an initial detected H. pylori infection (first detected clearance), estimate the effect of antibiotic exposure on the risk of first detected clearance (risk difference), and estimate the effect of antibiotic exposure on the rate of first detected infection (rate ratio). Data on infection status and medication history were available for 608 children followed for a mean of 3.5 years. Among 265 subjects with a first detected infection, 218 had a subsequent test, and among them, the risk of first detected clearance was 68% (95% CI: 61-74%). Children who took antibiotics during the interval between first detected infection and next test had an increased probability (risk difference of 10 percentage points) of a first detected clearance. However, there was also a similar effect of average antibiotic use >0 courses across all intervals preceding the next test. Average antibiotic exposure across all intervals preceding the first detected infection appeared to have a much stronger protective effect than interval/specific exposure when estimating incidence rate ratios (0.45 vs. 1.0). Incidental antibiotic exposure appears to influence the acquisition and duration of childhood H. pylori infection, however, given that many exposed children acquired the infection and many unexposed children cleared the infection, antibiotic exposure does not explain all infection events. ^

Novel inhibitors of the tRNA-dependent amidotransferase of "Helicobacter pylori": Peptides generated by phage display and dipeptide-like compounds

Cette thèse présente la découverte de nouveaux inhibiteurs de l’amidotransférase ARNt-dépendante (AdT), et résume les connaissances récentes sur la biosynthèse du Gln-ARNtGln et de l’Asn-ARNtAsn par la voie indirecte chez la bactérie Helicobacter pylori. Dans le cytoplasme des eucaryotes, vingt acides aminés sont liés à leur ARNt correspondant par vingt aminoacyl-ARNt synthétases (aaRSs). Ces enzymes sont très spécifiques, et leur fonction est importante pour le décodage correct du code génétique. Cependant, la plupart des bactéries, dont H. pylori, sont dépourvues d’asparaginyl-ARNt synthétase et/ou de glutaminyl-ARNt synthétase. Pour former le Gln-ARNtGln, H. pylori utilise une GluRS noncanonique nommée GluRS2 qui glutamyle spécifiquement l’ARNtGln ; ensuite, une AdT trimérique, la GatCAB corrige le Glu-ARNtGln mésapparié en le transamidant pour former le Gln-ARNtGln, qui lira correctement les codons glutamine pendant la biosynthèse des protéines sur les ribosomes. La formation de l’Asn-ARNtAsn est similaire à celle du Gln-ARNtGln, et utilise la même GatCAB et une AspRS non-discriminatrice. Depuis des années 2000, la GatCAB est considérée comme une cible prometteuse pour le développement de nouveaux antibiotiques, puisqu’elle est absente du cytoplasme de l’être humain, et qu’elle est encodée dans le génome de plusieurs bactéries pathogènes. Dans le chapitre 3, nous présentons la découverte par la technique du « phage display » de peptides cycliques riches en tryptophane et en proline, et qui inhibent l’activité de la GatCAB de H. pylori. Les peptides P10 (CMPVWKPDC) et P9 (CSAHNWPNC) inhibent cette enzyme de façon compétitive par rapport au substrat Glu-ARNtGln. Leur constante d’inhibition (Ki) est 126 μM pour P10, et 392 μM pour P9. Des modèles moléculaires ont montré qu’ils lient le site actif de la réaction de transmidation catalysée par la GatCAB, grâce à la formation d’une interaction π-π entre le résidu Trp de ces peptides et le résidu Tyr81 de la sous-unité GatB, comme fait le A76 3’-terminal de l’ARNt. Dans une autre étude concernant des petits composés contenant un groupe sulfone, et qui mimiquent l’intermédiaire de la réaction de transamidation, nous avons identifié des composés qui inhibent la GatCAB de H. pylori de façon compétitive par rapport au substrat Glu-ARNtGln. Cinq fois plus petits que les peptides cycliques mentionnés plus haut, ces composés inhibent l’activité de la GatCAB avec des Ki de 139 μM pour le composé 7, et de 214 μM pour le composé 4. Ces inhibiteurs de GatCAB pourraient être utiles pour des études mécanistiques, et pourraient être des molécules de base pour le développement de nouvelles classes d’antibiotiques contre des infections causées par H. pylori.

Medizinischer und gesundheitsökonomischer Nutzen der Untersuchung auf Helicobacter pylori-Besiedlung mittels 13C-Harnstoff-Atemtest in der Primärdiagnostik im Vergleich zu invasiven und nichtinvasiven diagnostischen Verfahren

Hintergrund: Helicobacter pylori (H. pylori) zählt trotz abnehmender Inzidenz zu den häufigsten bakteriellen Infektionskrankheiten des Menschen. Die Infektion mit H. pylori ist ein Risikofaktor für Krankheiten wie gastroduodenale Geschwüre, Magenkarzinomen und MALT (Mucosa Associated Lymphoid Tissue)-Lymphomen. Zur Diagnostik von H. pylori stehen verschiedene invasive und nichtinvasive Verfahren zur Verfügung. Der 13C-Harnstoff-Atemtest wird zur Kontrolle einer Eradikationstherapie empfohlen, kommt in der Primärdiagnostik von H. pylori derzeit jedoch nicht standardmäßig in Deutschland zum Einsatz. Fragestellung: Welchen medizinischen und gesundheitsökonomischen Nutzen hat die Untersuchung auf H. pylori-Besiedlung mittels 13C-Harnstoff-Atemtest in der Primärdiagnostik im Vergleich zu invasiven und nichtinvasiven diagnostischen Verfahren? Methodik: Basierend auf einer systematischen Literaturrecherche in Verbindung mit einer Handsuche werden Studien zur Testgüte und Kosten-Effektivität des 13C-Harnstoff-Atemtests im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren zum primären Nachweis von H. pylori identifiziert. Es werden nur medizinische Studien eingeschlossen, die den 13C-Harnstoff-Atemtest direkt mit anderen H. pylori-Testverfahren vergleichen. Goldstandard ist eines oder eine Kombination der biopsiebasierten Testverfahren. Für die gesundheitsökonomische Beurteilung werden nur vollständige gesundheitsökonomische Evaluationsstudien einbezogen, bei denen die Kosten-Effektivität des 13C Harnstoff-Atemtests direkt mit anderen H. pylori-Testverfahren verglichen wird. Ergebnisse: Es werden 30 medizinische Studien für den vorliegenden Bericht eingeschlossen. Im Vergleich zum Immunglobulin G (IgG)-Test ist die Sensitivität des 13C-Harnstoff-Atemtests zwölfmal höher, sechsmal niedriger und einmal gleich, und die Spezifität 13-mal höher, dreimal niedriger und zweimal gleich. Im Vergleich zum Stuhl-Antigen-Test ist die Sensitivität des 13C-Harnstoff-Atemtests neunmal höher, dreimal niedriger und einmal gleich, und die Spezifität neunmal höher, zweimal niedriger und zweimal gleich. Im Vergleich zum Urease-Schnelltest sind die Sensitivität des 13C-Harnstoff-Atemtests viermal höher, dreimal niedriger und viermal gleich und die Spezifität fünfmal höher, fünfmal niedriger und einmal gleich. Im Vergleich mit der Histologie ist die Sensitivität des 13C-Harnstoff-Atemtests einmal höher und zweimal niedriger und die Spezifität zweimal höher und einmal niedriger. In je einem Vergleich zeigt sich kein Unterschied zwischen 13C-Harnstoff-Atemtest und 14C-Harnstoff-Atemtest, sowie eine niedrigere Sensitivität und höhere Spezifität im Vergleich zur Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Inwieweit die beschriebenen Unterschiede statistisch signifikant sind, wird in sechs der 30 Studien angegeben. Es werden neun gesundheitsökonomische Evaluationen in dem vorliegenden Bericht berücksichtigt. Die Test-and-Treat-Strategie mittels 13C-Harnstoff-Atemtest wird in sechs Studien mit einem Test-and-Treat-Verfahren auf Basis der Serologie sowie in drei Studien mit einem Test-and-Treat-Verfahren auf Basis des Stuhl-Antigen-Tests verglichen. Dabei ist das Atemtestverfahren dreimal kosteneffektiv gegenüber der serologischen Methode und wird von der Stuhl-Antigen-Test-Strategie einmal dominiert. Vier Studien beinhalten einen Vergleich der Test-and -Treat-Strategie auf Basis des 13C-Harnstoff-Atemtests mit einer empirischen antisekretorischen Therapie, wobei sich das Atemtesverfahren zweimal als kosteneffektive Prozedur erweist und zwei Studien einen Vergleich mit einer empirischen Eradikationstherapie. In fünf Studien wird das Test-and-Treat-Verfahren mittels 13C-Harnstoff-Atemtest einer endoskopiebasierten Strategie gegenübergestellt. Zweimal dominiert die Atemteststrategie die endoskopische Prozedur und einmal wird sie von dieser Strategie dominiert. Diskussion:Sowohl die medizinischen als auch die ökonomischen Studien weisen mehr oder minder gravierende Mängel auf und liefern heterogene Ergebnisse. So werden in der Mehrzahl der medizinischen Studien keine Angaben zur statistischen Signifikanz der berichteten Unterschiede zwischen den jeweiligen Testverfahren gemacht. Im direkten Vergleich weist der 13C-Harnstoff-Atemtest überwiegend eine höhere Testgüte als der IgG und der Stuhl-Antigen-Test auf. Aus den Vergleichen mit dem Urease-Schnelltest lassen sich keine Tendenzen bezüglich der Sensitivität ableiten, wohingegen die Spezifität des 13C-Harnstoff-Atemtests höher einzuschätzen ist. Für die Vergleiche des 13C-Harnstoff-Atemtest mit der Histologie, dem 14C-Harnstoff-Atemtest und der PCR liegen zu wenige Ergebnisse vor. In der eingeschlossenen ökonomischen Literatur deuten einige Studienergebnisse auf eine Kosten-Effektivität der Test-and-Treat-Strategie mittels 13C-Harnstoff-Atemtest gegenüber dem Test-and-Treat-Verfahren auf Basis der Serologie und der empirischen antiskretorischen Therapie hin. Um Tendenzen bezüglich der Kosten-Effektivität der Atemteststrategie gegenüber der Test-and-Treat-Strategie mittels Stuhl-Antigen-Test sowie der empirischen Eradikationstherapie abzuleiten, mangelt es an validen Ergebnissen bzw. ökonomischer Evidenz. Die Untersuchungsresultate hinsichtlich eines Vergleichs mit endoskopiebasierten Verfahren fallen diesbezüglich zu heterogen aus. Insgesamt kann keines der ökonomischen Modelle der Komplexität des Managements von Patienten mit dyspeptischen Beschwerden gänzlich gerecht werden. Schlussfolgerungen/Empfehlungen: Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Studienlage zur medizinischen und ökonomischen Beurteilung des 13C-Harnstoff-Atemtests im Vergleich zu anderen diagnostischen Methoden nicht ausreichend ist, um den Atemtest als primärdiagnostisches Standardverfahren im Rahmen einer Test-and-Treat-Strategie beim Management von Patienten mit dyspeptischen Beschwerden für die deutsche Versorgungslandschaft insbesondere vor dem Hintergrund der Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten (DGVS) anstelle einer endoskopiebasierten Methode zu empfehlen.

Sero-prevalence and associated factors of Helicobacter pylori infection among adult patients with dyspepsia attending the gastroenterology unit in a tertiary hospital in Mwanza, Tanzania.

Background: Prevalence of H. pylori infection varies greatly between populations in different countries. This study was conducted to determine the magnitude of H.pylori among adult patients with dyspepsia attending the gastroenterology unit at Bugando medical centre. Methods: A cross sectional study involving 202 dyspeptic patients was conducted between June and July 2014. A Standardized data collection tool was used to collect socio-demographic characteristics. H.pylori antibodies were detected using rapid immunochromatographic tests according to manufacturer’s instructions. Results: The median age of study population was 42 (IQR: 33-54). Females 105 (51.9%) formed majority of the population studied. Of 202 participants; 119 (58.9%) were from rural areas. Seroprevalence of H.pylori infection was found to be 79/202 (39.1%, 95% CI: 32.3 -45.7). As the age increased the risk of having H.pylori infection also increased (OR: 1.02 95% CI: 1-1.04, P=0.02). On multivariate logistic regression analysis untreated drinking water was found to predict H.pylori seropositivity (OR: 2.33, CI: 1.09-4.96, p=0.028). Conclusion: The seroprevalence of H.pylori among dyspeptic patients is high in this setting. Therefore the community in Mwanza should be educated on the use of safe drinking water in order to minimize H. pylori infections.

Anti-Helicobacter pylori activity and oxidative burst inhibition by the naphthoquinone 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin from Paepalanthus latipes

Helicobacter pylori is a bacterium recognized as the major cause of chronic gastritis and peptic ulcers. Infection by H. pylori induces inflammatory responses and pathological changes in the gastric microenvironment. The host Keywords: immune cells (especially neutrophils) release inflammatory mediators and large 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin amounts of reactive oxygen species (ROS), which are associated with an increased Helicobacter pyloririsk of developing gastric cancer. In this study, we evaluated the anti-H. pylori and oxidative burst antioxidantactivitiesofa1,4-naphthoquinone-5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin. Paepalanthus latipes The antimicrobial activity was assessed using a spectrophotometric microdilution technique, and antioxidant activity was assessed by noting the effect of 5-methoxy3,4-dehydroxanthomegnin on the neutrophil oxidative burst using luminol-and lucigenin-amplified chemiluminescence. The results showed that 5-methoxy-3,4dehydroxanthomegnin is a potent anti-H. pylori compound (MIC 64 µg/mL and MBC 128 µg/mL) and a strong antioxidant. 5-Methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin decreased luminol- and lucigenin-amplified chemiluminescence, with ED50 values of 1.58±0.09 µg/mL and 5.4±0.15 µg/mL, respectively, reflecting an inhibitory effect on the oxidative burst. These results indicate that 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin is a promising compound for the prevention and treatment of diseases caused by H. pylori infection, such as gastritis, peptic ulceration, and gastric cancer, because reactive oxygen intermediates are involved in the pathogenesis of gastric mucosal injury induced by H. pylori infections.

Prevalencia del Helicobacter Pylori y factores asociados en escolares de la etnia Shuar del cantón Sucúa –Morona Santiago, 2014.

Introducción: Según la OMS, más del 50% de la población adulta está infectada con el Helicobacter Pylori, con prevalencias de hasta el 90%. La mayoría de contagios se produce antes de los 10 años de edad. Desde el descubrimiento del H. Pylori (1983), se lo ha relacionado con la úlcera péptica, gastritis, reflujo gastroesofágico e incluso, cáncer gástrico. Metodología: Se realizó un estudio transversal analítico. La muestra estuvo conformada por 250 niños escolares de la etnia Shuar del cantón Sucúa. La prueba utilizada para la detección del Helicobacter pylori es la identificación de antígenos en las heces por inmunocromatografía. Para establecer la significancia de asociación de variables se utilizó el OR con su intervalo de confianza al 95%. Resultados: El promedio de edad fue de 8.8 años (DS 2.0), con predominio de las mujeres (54.4%). El 56.4% consume agua potable, el 71.65% vive en hacinamiento, el 42% tiene servicios de letrinización y el 49.2% cuenta con servicios de alcantarillado. Se encontró asociación significativa con el nivel de instrucción OR 1.68, IC95% (1 – 2.84), p=0.049; letrinización OR 1.99, IC95% (1.17 – 3.36), p=0.01; deposiciones al aire libre OR 4.32, IC95% (2.13 – 8.77), p=0.000. Conclusiones: La prevalencia de Helicobacter pylori es alta en la población escolar de la etnia Shuar; está asociada a un nivel bajo de instrucción de los progenitores y una inadecuada infraestructura de servicios básicos.

Saccharomyces Boulardii in Helicobacter Pylori Eradication in Children: A Randomized Trial From Iran

Background: Helicobacter Pylori infects around 50% of the human population and is asymptomatic in 70% of the cases. H.pylori eradication in childhood will not only result in peptic symptoms relief, but will also prevent late-term complications such as cancer. Today, probiotics are being increasingly studied in the treatment of gastrointestinal infections as an alternative or complement to antibiotics. Objectives: In this study we aimed to assess the effect of S. boulardii supplementation on H.pylori eradication among children in our region. Patients and Methods: In this randomized double-blind placebo-controlled clinical trial 28 asymptomatic primary school children with a positive H.pylori stool antigen (HpSA) exam were randomly allocated into the study group, receiving Saccharomyces Boulardii and the control group receiving placebo capsules matched by shape and size, for one month. The children were followed up weekly and were reinvestigated four to eight weeks after accomplished treatment by HpSA testing. The significance level was set at P < 0.05. Results: 24 children completed the study. The mean HpSA reduced from 0.40 ± 0.32 to 0.21 ± 0.27 in the study group, indicating a significant difference (P = 0.005). However, such difference was not observed in the control group (P = 0.89). Moreover, the HpSA titer showed a 0.019 ± 0.19 decrease in the study group whereas the same value was 0.0048 ± 0.12 for the controls, again stating a significant difference (P = 0.01). Conclusions: Saccharomyces boulardii has a positive effect on reducing the colonization of H.pylori in the human gastrointestinal system but is not capable of its eradication when used as single therapy.

Geographic Variation of Notified Ross River Virus Infections in Queensland, Australia, 1985-1996

The spatial and temporal variations of Ross River virus infections reported in Queensland, Australia, between 1985 and 1996 were studied by using the Geographic Information System. The notified cases of Ross River virus infection came from 489 localities between 1985 and 1988, 805 between 1989 and 1992, and 1,157 between 1993 and 1996 (chi2(df = 2) = 680.9; P < 0.001). There was a marked increase in the number of localities where the cases were reported by 65 percent for the period of 1989-1992 and 137 percent for 1993-1996, compared with that for 1985-1988. The geographic distribution of the notified Ross River virus cases has expanded in Queensland over recent years. As Ross River virus disease has impacted considerably on tourism and industry, as well as on residents of affected areas, more research is required to explore the causes of the geographic expansion of the notified Ross River virus infections.