Molecular genetic studies on nemaline myopathy and related disorders

Nemaline myopathy (NM) is a rare muscle disorder characterised by muscle weakness and nemaline bodies in striated muscle tissue. Nemaline bodies are derived from sarcomeric Z discs and may be detected by light microscopy. The disease can be divided into six subclasses varying from very severe, in some cases lethal forms to milder forms. NM is usually the consequence of a gene mutation and the mode of inheritance varies between NM subclasses and different families. Mutations in six genes are known to cause NM; nebulin (NEB), alpha-actin, alpha-tropomyosin (TPM3), troponin T1, beta-tropomyosin (TPM2) and cofilin 2, of which nebulin and -actin are the most common. One of the main interests of my research is NEB. Nebulin is a giant muscle protein (600-900 kDa) expressed mainly in the thin filaments of striated muscle. Mutations in NEB are the main cause of autosomal recessive NM. The gene consists of 183 exons. Thus being gigantic, NEB is very challenging to investigate. NEB was screened for mutations using denaturing High Performance Liquid Chromatography (dHPLC) and sequencing. DNA samples from 44 families were included in this study, and we found and published 45 different mutations in them. To date, we have identified 115 mutations in NEB in a total of 96 families. In addition, we determined the occurrence in a world-wide sample cohort of a 2.5 kb deletion containing NEB exon 55 identified in the Ashkenazi Jewish population. In order to find the seventh putative NM gene a genome-wide linkage study was performed in a series of Turkish families. In two of these families, we identified a homozygous mutation disrupting the termination signal of the TPM3 gene, a previously known NM-causing gene. This mutation is likely a founder mutation in the Turkish population. In addition, we described a novel recessively inherited distal myopathy, named distal nebulin myopathy, caused by two different homozygous missense mutations in NEB in six Finnish patients. Both mutations, when combined in compound heterozygous form with a more disruptive mutation, are known to cause NM. This study consisted of molecular genetic mutation analyses, light and electron microscopic studies of muscle biopsies, muscle imaging and clinical examination of patients. In these patients the distribution of muscle weakness was different from NM. Nemaline bodies were not detectable with routine light microscopy, and they were inconspicuous or absent even using electron microscopy. No genetic cause was known to underlie cap myopathy, a congenital myopathy characterised by cap-like structures in the muscle fibres, until we identified a deletion of one codon of the TPM2 gene, in a 30-year-old cap myopathy patient. This mutation does not change the reading frame of the gene, but a deletion of one amino acid does affect the conformation of the protein produced. In summary, this thesis describes a novel distal myopathy caused by mutations in the nebulin gene, several novel nebulin mutations associated with nemaline myopathy, the first molecular genetic cause of cap myopathy, i.e. a mutation in the beta-tropomyosin gene, and a founder mutation in the alpha-tropomyosin gene underlying autosomal recessive nemaline myopathy in the Turkish population.

Microbial life and deposits in paper machine circuits

Väitöskirjani käsittele mikrobien ja erilaisten kemikaalien rooleja saostumien ja biofilmien muodostumisessa paperi- ja kartonkikoneilla. "Saostuma" tässä työssä tarkoittaa kiinteän aineen kertymää konepinnoille tai rajapinnoille konekierroissa, jotka on tarkoitettu massasulppujen, lietteiden, vesien tai ilman kuljetukseen. Saostumasta tulee "biofilmi" silloin kun sen oleellinen rakennekomponentti on mikrobisolut tai niiden tuotteet. Väitöstyöni työhypoteesina oli, että i. tietämys saostumien koostumuksesta, sekä ii. niiden rakenteesta, biologisista, fysikaalis-kemiallisista ja teknisistä ominaisuuksista ohjaavat tutkijaa löytämään ympäristöä säästäviä keinoja estää epätoivottujen saostumien muodostus tai purkaa jo muodostuneita saostumia. Selvittääkseni saostumien koostumista ja rakennetta käytin monia erilaisia analytiikan työkaluja, kuten elektronimikroskopiaa, konfokaali-laser mikroskopiaa (CLSM), energiadispersiivistä röntgenanalyysiä (EDX), pyrolyysi kaasukromatografiaa yhdistettynä massaspektrometriaan (Py-GCMS), joninvaihtokromatografiaa, kaasukromatografiaa ja mikrobiologisia analyysejä. Osallistuin aktiivisesti innovatiivisen, valon takaisinsirontaan perustuvan sensorin kehittämistyöhön, käytettäväksi biofilmin kasvun mittaukseen suoraan koneen vesikierroista ja säiliöistä. Työni osoitti, että monet paperinvalmistuksessa käytetyistä kemikaaleista reagoivat keskenään tuottaen orgaanisia tahmakerroksia konekiertojen teräspinnoille. Löysin myös kerrostumia, jotka valomikroskooppisessa tarkastelussa oli tulkittu mikrobeiksi, mutta jotka elektronimikroskopia paljasti alunasta syntyneiksi, alumiinihydroksidiksi joka saostui pH:ssa 6,8 kiertokuitua käyttävän koneen viiravesistä. Monet paperintekijät käyttävät vieläkin alunaa kiinnitysaineena vaikka prosessiolot ovat muuttuneet happamista neutraaleiksi. Sitä pidetään paperitekijän "aspiriinina", mutta väitöstutkimukseni osoitti sen riskit. Löysin myös orgaanisia saostumia, joiden alkuperä oli aineiden, kuten pihkan, saippuoituminen (kalsium saippuat) niin että muodostui tahmankasvua ylläpitävä alusta monilla paperi- ja kartonkikoneilla. Näin solumuodoiltaan Deinococcus geothermalista muistuttavia bakteereita kasvamassa lujasti teräskoepalojen pintaan kiinnittyneinä pesäkkeinä, kun koepaloja upotettiin paperikoneiden vesikiertoihin. Nämä deinokokkimaiset pesäkkeet voivat toimia jalustana, tarttumisalustana muiden mikrobien massoille, joka selittäisi miksi saostumat yleisesti sisältävät deinokokkeja pienenä, muttei koskaan pääasiallisena rakenneosana. Kun paperikoneiden käyttämien vesien (raakavedet, lämminvesi, biologisesti puhdistettu jätevesi) laatua tutkitaan, mittausmenetelmällä on suuri merkitys. Koepalan upotusmenetelmällä todettu biofilmikasvu ja viljelmenetelmällä mitattu bakteerisaastuneisuus korreloivat toisiinsa huonosti etenkin silloin kun likaantumisessa oli mukana rihmamaiseti kasvavia bakteereja. Huoli ympäristöstä on pakottanut paperi- ja kartonkikoneiden vesikiertojen sulkemiseen. Vesien kierrätys ja prosessivesien uudelleenkäyttö nostavat prosessilämpötilaa ja lisäävät koneella kiertävien kolloidisten ja liuenneiden aineiden määriä. Tutkin kiertovesien pitoisuuksia kolmessa eriasteisesti suljetussa tehtaassa, joiden päästöt olivat 0 m3, 0,5 m3 ja 4 m3 jätevettä tuotetonnia kohden, perustuen puhdistetun jäteveden uudelleen käyttöön. Nollapäästöisellä tehtaalla kiertovesiin kertyi paljon orgaanisesti sidottua hiiltä (> 10 g L-1), etenkin haihtuvina happoina (maito-, etikka-, propioni- ja voi-). Myös sulfaatteja, klorideja, natriumia ja kalsiumia kertyi paljon, > 1 g L-1 kutakin. Pääosa (>40%) kaikista bakteereista oli 16S rRNA geenisekvenssianalyysien tulosten perusteella sukua, joskin etäistä (< 96%) ainoastaan Enterococcus cecorum bakteerille. 4 m3 päästävältä tehtaalta löytyi lisäksi Bacillus thermoamylovorans ja Bacillus coagulans. Tehtaiden saostumat sisälsivät arkkeja suurina pitoisuuksina, ≥ 108 g-1, mutta tunnistukseen riittävää sekvenssisamanlaisuutta löytyi vain yhteen arkkisukuun, Methanothrix. Tutkimustulokset osoittivat että tehtaan vesikiertojen sulkeminen vähensi rajusti mikrobiston monimuotoisuutta, muttei estänyt liuenneen aineen ja kiintoaineen mineralisoitumista.

Investigation of Surface Grooves from Migrating Grain Boundaries

Visible-light microscopy (VLM) and atomic-force microscopy (AFM) were used to study the progression of grain-boundary grooving and migration in high-purity alumina (Lucalox™). Groove profiles from the same grain boundaries were revisited using AFM following successive heat-treatments. The grooves measured from migrating grain boundaries were found to have asymmetric partial-angles compared to those measured from boundaries that did not migrate during the experiment. For a moving boundary, the grain with the larger partial-angle was consistently found to grow into the grain with the smaller partial-angle. Migrating boundaries were observed to leave behind remnant thermal grooves. The observations indicate that the boundary may be bowing out during the migration process.

Size dependent structural relaxations and dielectric properties induced by surface functionalized MWNTs in poly(vinylidene fluoride)/poly(methyl methacrylate) blends

Structural dynamics, dielectric permittivity and ferroelectric properties in poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/poly(methyl methacrylate) (PMMA) (PVDF/PMMA) blends with respect to crystalline morphology was systematically investigated in presence of amine functionalized MWNTs (NH2-MWNTs) using dielectric spectroscopy. The crystalline morphology and the crystallization driven demixing in the blends was assessed by light microscopy (LM), wide angle X-ray diffraction (WXRD) and, in situ, by shear rheology. The crystal nucleation activity of PVDF was greatly induced by NH2-MWNTs, which also showed two distinct structural relaxations in dielectric loss owing to mobility confinement of PVDF chains and smaller cooperative lengths. The presence of crystal-amorphous interphase was supported by the presence of interfacial polarization at lower frequencies in the dielectric loss spectra. On contrary, the control blends showed a single broad relaxation at higher frequency due to defective crystal nuclei. This was further supported by monitoring the dielectric relaxations during isothermal crystallization of PVDF in the blends. These observations were addressed with respect to the spherulite sizes which were observed to be larger in case of blends with NH2-MWNTs. Higher dielectric permittivity with minimal losses was also observed in blends with NH2-MWNTs as compared to neat PVDF. Polarization obtained using P-E (polarization-electric field) hysteresis loops was higher in case of blends with NH2-MWNTs in contrast to control blends and PVDF. These observations were corroborated with the charge trapped at the crystal-amorphous interphase and larger crystal sizes in the blends with NH2-MWNTs. The microstructure and localization of MWNTs were assessed using SEM.

Detection and Characterization of Long-Pulse Low-Velocity Impact Damage in Plastic Bonded Explosives

Damage not only degrades the mechanical properties of explosives, but also influences the shock sensitivity, combustion and even detonation behavior of explosives. The study of impact damage is crucial in the vulnerability evaluation of explosives. A long-pulse low-velocity gas gun with a gas buffer was developed and used to induce impact damage in a hot pressed plastic bonded explosive. Various methods were used to detect and characterize the impact damage of the explosive. The microstructure was examined by use of polarized light microscopy. Fractal analysis of the micrographs was conducted by use of box counting method. The correlation between the fractal dimensions and microstructures was analyzed. Ultrasonic testing was conducted using a pulse through-transmission method to obtain the ultrasonic velocity and ultrasonic attenuation. Spectra analyses were carried out for recorded ultrasonic signals using fast Fourier transform. The correlations between the impact damage and ultrasonic parameters including ultrasonic velocities and attenuation coefficients were also analyzed. To quantitatively assess the impact induced explosive crystal fractures, particle size distribution analyses of explosive crystals were conducted by using a thorough etching technique, in which the explosives samples were soaked in a solution for enough time that the binder was totally removed. Impact induces a large extent of explosive crystal fractures and a large number of microcracks. The ultrasonic velocity decreases and attenuation coefficients increase with the presence of impact damage. Both ultrasonic parameters and fractal dimension can be used to quantitatively assess the impact damage of plastic bonded explosives.

A method for age determination of dolphins.

The use of growth layers in teeth as an indicator of age in odnotocetes and pinnipeds was suggested by Laws (1954) and since then the method has been used extensively in both marine and non-marine mammals. Dentinal growth layers are groups (growth layer groups) of repetitive alternating bands which in cross-section are similar to growth rings in trees. The most commonly used methods for counting growth layer groups (GLGs) are by undecalcified longitudinal thin sections (150 um) or decalcified and stained thin sections (10-30 um). In longitudinal sections viewed with light microscopy, GLGs appear as opaque and translucent cones nestled one inside another, with the oldest dentine Iying adjacent to the enamel, and the newest layer borderinq the pulp cavity.

A histopathologic evaluation of gross lesions excised from commercially important North Altantic marine fishes

Histopathologic studies of lesions found in commercially important North Atlantic marine fishes are uncommon. As part of a comprehensive Northeast Fisheries Center program ("Ocean Pulse") to evaluate environmental and resource health on the U.S. Continental Shelf from Cape Hatteras to Nova Scotia, grossly visible lesions of the gills, integument, muscle, and viscera of primarily bottom-dwelling fishes were excised and examined using light microscopy. Several gadid and pleuronectid fishes accounted for most of the lesions observed. Most pathological examinations were incidental to samples taken for age and growth determination and evaluation of predator/prey relationships. Several gadids, with either gill, heart, or spleen lesions, were sampled more intensively. Gill lesions principally affected gadids and were caused by either microsporidans or an unidentified oocyte-like cell. The majority of gastrointestinal lesions consisted of encapsulated or encysted larval worms or microsporidan-induced cysts. Few heart lesions were found. Integumental lesioos included ulcers, lymphocystis, and trematode metacercariae. Liver lesions almost always consisted of encapsulated or encysted larval helminths. Necrotic granulomata were seen in muscle and microsporidan-induced granulomata in spleen. Although not numerous, histologically interesting lesions were noted in integument, heart, liver, spleen, and muscle of several fish species. Histologic study of tissues excised from a variety of demersal and pelagic fishes from the eastern North Atlantic (France, Germany, Spain) revealed assorted integumental, renal, hepatic, and splenic lesions. Small sample size and non-random sampling precluded obtaining a meaningful quantitative estimate of the prevalence of the observed lesions in the population at risk; however, a useful census has been made of the types of lesions present in commercially important marine fishes. (PDF file contains 20 pages.)

GABAergic and Cortical and Subcortical Glutamatergic Axon Terminals Contain CB1 Cannabinoid Receptors in the Ventromedial Nucleus of the Hypothalamus

Background: Type-1 cannabinoid receptors (CB1R) are enriched in the hypothalamus, particularly in the ventromedial hypothalamic nucleus (VMH) that participates in homeostatic and behavioral functions including food intake. Although CB1R activation modulates excitatory and inhibitory synaptic transmission in the brain, CB1R contribution to the molecular architecture of the excitatory and inhibitory synaptic terminals in the VMH is not known. Therefore, the aim of this study was to investigate the precise subcellular distribution of CB1R in the VMH to better understand the modulation exerted by the endocannabinoid system on the complex brain circuitries converging into this nucleus. Methodology/Principal Findings: Light and electron microscopy techniques were used to analyze CB1R distribution in the VMH of CB1R-WT, CB1R-KO and conditional mutant mice bearing a selective deletion of CB1R in cortical glutamatergic (Glu-CB1R-KO) or GABAergic neurons (GABA-CB1R-KO). At light microscopy, CB1R immunolabeling was observed in the VMH of CB1R-WT and Glu-CB1R-KO animals, being remarkably reduced in GABA-CB1R-KO mice. In the electron microscope, CB1R appeared in membranes of both glutamatergic and GABAergic terminals/preterminals. There was no significant difference in the percentage of CB1R immunopositive profiles and CB1R density in terminals making asymmetric or symmetric synapses in CB1R-WT mice. Furthermore, the proportion of CB1R immunopositive terminals/preterminals in CB1R-WT and Glu-CB1R-KO mice was reduced in GABA-CB1R-KO mutants. CB1R density was similar in all animal conditions. Finally, the percentage of CB1R labeled boutons making asymmetric synapses slightly decreased in Glu-CB1R-KO mutants relative to CB1R-WT mice, indicating that CB1R was distributed in cortical and subcortical excitatory synaptic terminals. Conclusions/Significance: Our anatomical results support the idea that the VMH is a relevant hub candidate in the endocannabinoid-mediated modulation of the excitatory and inhibitory neurotransmission of cortical and subcortical pathways regulating essential hypothalamic functions for the individual's survival such as the feeding behavior.

Estudo quantitativo da matriz extracelular e células do músculo liso de bexigas urinária após traumatismo raquimedular

Lesões na inervação do trato urinário inferior ocasionado por traumatismo raquimedular afetam geralmente o músculo detrusor e o esfíncteres uretrais. Estas alterações acarretam problemas basicamente de incontinência urinária e aumento da pressão intravesical, decorrente deste traumatismo, trazendo consequências para o funcionamento do sistema urinário superior. Quantificar os elementos fibrosos da matriz extracelular e fibras musculares das bexigas neurogênicas hiper-reflexas comparando-as com bexigas normais. Foram utilizadas 6 amostras de bexigas neurogênicas de indivíduos que foram submetidos a cirurgia de reparação por cistoenteroplastia realizados pelo serviço de urologia do Hospital Municipal Souza Aguiar, estas amostras foram fixadas imediatamente em solução tamponada de formalina a 10%. O controle com amostras iguais as do estudo extraída de cadáveres cuja causa morte não relacionava-se ao sistema urogenital macroscópicamente. O material foi submetido as seguintes técnicas histoquímicas: H&E, van Gieson e Resorcina Fucsina resorcina de Weigert com prévia oxidação pela oxona. Imunohistoquímica: anti-elastina. A observação dos cortes corados pelo van Gieson demonstrou uma diminuição significativa do músculo liso de 13% e aumento do colágeno em 72% e as fibras do sistema elástico um aumento de 101%. Conclusão. Nas bexigas neurogênicas hiper-reflexas o músculo detrusor e os elementos fibrosos da matriz foram profundamente modificados. As fibras do sistema elástico foram as mais afetadas.

Efeitos de dois regimes de aplicação de clodronato dissódico na reabsorção radicular e movimentação dentária em Rattus norvegicus

O objetivo dos autores foi avaliar microscopicamente, a influência de dois regimes de aplicação do clodronato dissódico na movimentação dentária e reabsorção radicular de Rattus novergicus. Foram utilizados 63 ratos, adultos, machos, com dentição permanente completa e peso aproximado de 300g. Os animais foram divididos em três grupos com 21 espécimes cada: Grupo Controle, animais submetidos à movimentação dentária induzida sem aplicação do medicamento; Grupo A, animais submetidos à movimentação com aplicação do Clodronato por via subcutânea em dias alternados; Grupo B, animais submetidos à movimentação e aplicação da droga por via subcutânea apenas no quinto e décimo segundo dias. Para avaliar os eventos celulares que ocorrem durante todo o ciclo de movimentação, os grupos foram subdivididos em três, com sete animais cada um e foi realizada a eutanásia no sétimo, décimo e décimo quarto dias. Este procedimento foi realizado com anestesia por inalação de dietil-éter e administração intra-abdominal de 40mg/Kg de pentobarbital sódico. As peças foram incluídas em parafina e os cortes teciduais (4-6m), corados por Hematoxilina-Eosina, foram usados para observações gerais e avaliação quantitativa em microscópio de luz. A análise dos resultados foi feita utilizando análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey foi utilizado para comparações múltiplas entre as médias. Foi considerado o nível de significância em 5%. A taxa de movimentação foi menor no Grupo A quando comparado ao grupo controle sendo estatisticamente significante (p< 0,01). No Grupo B, a taxa de movimentação foi menor que no grupo controle e maior que no Grupo A, porém sem significância estatística. Para as variáveis lacunas de reabsorção e número de osteoclastos houve diferença estatisticamente significativa quando o grupo controle foi comparado aos dois outros grupos. De acordo com os resultados, o Clodronato reduz a reabsorção radicular e a movimentação dentária, mas este último aspecto pode ser minimizado a depender do regime de aplicação do medicamento.

Palinologia de espécies de Convolvulaceae Juss. ocorrentes na região Sudeste, Brasil - tribos Merremieae e Cuscuteae

A família Convolvulaceae é cosmopolita, com ampla distribuição nos trópicos e subtrópicos. No Brasil, ocorrem 18 gêneros e cerca de 340 espécies, sendo 151 endêmicas de campos rupestres, cerrados ou caatingas. Este trabalho refere-se ao estudo palinotaxonômico dos grãos de pólen de táxons de Convolvulaceae ocorrentes na região sudeste, Brasil tribos Merremieae e Cuscuteae. Foram analisados os grãos de pólen de 6 táxons de Cuscuta L., 12 táxons de Merremia Dennst. e 2 táxons de Operculina S. Manso. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos principais herbários nacionais. Os grãos de pólen foram tratados pelo método de acetólise, sendo posteriormente mensurados, descritos, fotomicrografados em microscopia de luz. Para análise em microscópio eletrônico de varredura (MEV), as anteras foram rompidas e os grãos de pólen, não acetolisados, espalhados sobre uma fita de carbono. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que: na tribo Cuscuteae foram registrados pela primeira vez, grãos de pólen colporados; na tribo Merremieae, a morfologia polínica das espécies de Merremia mostraram variações já registradas em publicações anteriores porém, a ausência de polaridade em alguns táxons é um resultado inédito. O número, a forma das aberturas e a presença de opérculo, a ornamentação de base, ou seja, microrretículo, retículo ou perfuração e as supra ornamentações (grânulos, espinhos e microespinhos) também foram registros importantes aqui mencionados. No gênero Operculina, os resultados aqui expressos foram novos, uma vez que as poucas bibliografias anteriores fizeram menção apenas à quantidade de aberturas para o gênero.O Tamanho, a forma e a ornamentação da sexina características são descritas pela primeira vez neste estudo. Os resultados aqui obtidos permitem confirmar que Cuscuta, Merremia e Operculina puderam ser identificados através dos atributos polínicos bem como, suas espécies foram separadas na chave aqui elaborada. Confirma-se, assim, que os gêneros estudados são euripolínicos.

Palinotaxonomia de espécies de Cissus L. (Vitaceae Juss.) ocorrentes no Brasil

Analisou-se os grãos de pólen de 31 espécies brasileiras de Cissus L. (Vitaceae Juss.). Este é o maior gênero da família, com cerca de 350 táxons. Na região neotropical foram localizadas 75 espécies, tendo sua maior representatividade na América do Sul com 48 representantes endêmicos. No Brasil apenas o gênero Cissus ocorre naturalmente em todos os estados e é representado por 48 espécies, podendo ser encontrado em áreas de mata, campos, restingas e cerrados. Neste estudo foram analisados 14 grupos taxonômicos informais com a finalidade de descrever a morfologia polínica e estabelecer se os atributos polínicos seriam úteis à taxonomia do grupo. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros. Os grãos de pólen foram tratados pelo método de acetólise láctica, sendo posteriormente mensurados, descritos, fotomicrografados em microscopia de luz; realizou-se tratamento estatístico (expressos em tabelas). Para análise em microscópio eletrônico de varredura (MEV), as anteras foram rompidas e os grãos de pólen, não acetolisados, espalhados sobre uma fita de carbono. Foram caracterizados quanto à forma, ao tamanho, ao tipo de abertura, à polaridade e a ornamentação da sexina. Os grãos de pólen foram descritos como: médios a grandes, isopolares ou heteropolares, oblato-esferoidais a prolatos, 3-colporados, colpos muito longos ou longos, com margem ornamentada ou não, membrana granulada, presença ou não de opérculo; endoabertura geralmente lalongada, algumas vezes apresentando costa e/ou fastígio; a sexina variou de microrreticulada, perfurada a reticulada; a sexina é geralmente mais espessa que a nexina. Com os resultados construiu-se uma chave polínica na qual foi possível reunir espécies com caracteres semelhantes subordinadas a mais de um Grupo. Com esta pesquisa concluiu-se que os atributos polínicos permitiram a distinção da maior parte dos táxons, exceto quatro, confirmando a heterogeneidade polínica do gênero. Espera-se que este estudo contribua para o melhor conhecimento da taxonomia do gênero e forneça dados para uma filogenia futura.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Efeitos do uso de antiinflamatório e do exercício aeróbico sobre a regeneração tecidual e perfil biomecânico do tendão calcâneo de ratos após ruptura completa

Ruptura do tendão calcâneo é uma das lesões tendíneas mais frequentes. Embora a maioria dos trabalhos sugira que o exercício seja benéfico na cicatrização tendínea, não há consenso sobre o efeito do antiinflamatório neste contexto. Trabalhos experimentais tentam reproduzir lesão aguda deste tendão, em diferentes espécies animais. Neste estudo, descrevemos uma técnica de tenotomia completa do tendão calcâneo direito em ratos e, em seguida, avaliamos os efeitos do uso do antiinflamatório e do exercício aeróbico, isoladamente e em combinação, sobre a proliferação celular e o perfil biomecânico do tendão calcâneo, durante o processo de cicatrização após tenotomia. Estudo experimental com 156 ratos machos adultos, da raça Wistar, com idade média de 3 meses e peso médio de 300g. Após anestesia com tiopental e com auxílio da microscopia de luz, foi realizada incisão longitudinal posterior de cinco milímetros, em direção proximal, a partir da tuberosidade posterior do calcâneo da pata direita do rato. Foi feito corte transversal do tendão calcâneo, a sete milímetros da tuberosidade do calcâneo, com preservação do tendão plantar. Utilizamos as técnicas de Hematoxilina e Eosina, Picrosirius-red e Resorcina-fucsina de Weigert para avaliação da cicatrização tendínea e das fibras dos sistemas colágeno e elástico. Após a tenotomia, metade dos animais receberam tenoxicam intramuscular por 7 dias e no 8o dia iniciou-se protocolo de exercício em esteira na metade de cada grupo. Os ratos foram divididos aleatoriamente em 4 grupos de tratamento: A sem antiinflamatório E sem exercício (controle); B com antiinflamatório E com exercício; C sem antiinflamatório E com exercício; D com antiinflamatório E sem exercício. Os animais foram eutanasiados com 1, 2, 4 e 8 semanas após a tenotomia, para avaliação histológica pelo PCNA, e biomecânica através do teste de resistência à tração e da medida do ciclo locomotor. Foram realizados análise de variância, teste de Kruskal-Wallis e o método de Bonferroni, no programa R Project, versão 2.11.1. O tempo cirúrgico médio foi de 1 minuto e 24 segundos, sem complicações observadas até a 8a semana pós-operatória. Observamos proliferação celular e fibrilogênese com duas semanas, e diminuição da celularidade e das fibras elásticas na 8a semana, além de mudanças na organização estrutural do sistema colágeno. Encontramos pico da imunomarcação com PCNA na 2a semana em todos os grupos, exceto no grupo A, cujo pico aconteceu com 1 semana da tenotomia. Evidenciamos resistência à tração significativamente maior (p=0,02) nos ratos submetidos ao exercício, 8 semanas após ruptura. Nos grupos com antiinflamatório, observamos um ciclo locomotor mais estável durante todo o tempo avaliado. Consideramos a técnica cirúrgica experimental de tenotomia completa do tendão calcâneo, realizada com auxílio da microscopia de luz e preservação do tendão plantar, simples, rápida, com sinais de cicatrização tendínea normal e de fácil reprodução em ratos. O exercício aeróbico, iniciado precocemente após tenotomia completa do tendão calcâneo, é significativamente benéfico na sua recuperação biomecânica e o uso combinado com antiinflamatório confere maior estabilidade na marcha, o que pode proteger contra rerruptura tendínea em ratos

Sinalização da grelina no coração de camundongos obesos após hipernutrição durante a lactação

A grelina é um ligante endógeno do receptor secretagogo do hormônio do crescimento (GHSR), potente estimulador da liberação do hormônio de crescimento (GH), ingestão alimentar, e adiposidade. Além disso, sua ação hormonal inclui regulação do metabolismo energético cardíaco. Entretanto, a hipernutrição no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, induz hipertrofia cardíaca, compromete a função cardíaca, e gera insuficiência cardíaca na vida adulta. Avaliar proteínas chaves no processo de sinalização da grelina no remodelamento cardíaco no coração de camundongos obesos após a hipernutrição na lactação. A obesidade foi induzida por redução de ninhada e camundongos adultos (180 dias) foram divididos em: grupo hiperalimentado, GH com obesidade decorrente de hipernutrição na lactação e controle, GC. Cardiomiócitos (cmi) do ventrículo esquerdo foram analisados por microscopia de luz e estereologia, o conteúdo e fosforilação de proteínas cardíacas: receptor de grelina (hormônio do crescimento secretagogo receptor 1a, GHSR-1a), proteína quinase-B (AKT e pAKT), phosphatidil inositol 3-quinase (PI3K), proteína quinase ativada por AMP (AMPK e pAMPK), m-TOR, pmTOR, Bax, Bcl2 e actina foram analizados por western blotting. A expressão gênica do GHSR-1a foi analisada por PCR em tempo real. A respirometria de alta resolução dos cardiomiócitos foi analisada por oxígrafo OROBOROS. Significância estatística (P< 0,05) determinada por teste t-Student não-pareado. Nossos dados demonstram que a hipernutrição na lactação induz aumento no peso corporal, iniciado aos 10 dias de idade, persistindo até os 180 dias de idade. A glicemia, peso do fígado, e da gordura visceral foram maiores no grupo GH. Além disso, o grupo GH também apresentou aumento no peso do coração e razão peso do coração/CT (comprimento da tíbia), indicando hipertrofia e remodelamento cardíaco, aumento na expressão e conteúdo de GHSR-1a no coração, associado ao maior conteúdo de PI3K e maior conteúdo e fosforilação de AKT, diminuição no conteúdo de Bcl2. Em contraste, o conteúdo e fosforilação da AMPK e mTOR no coração não foram diferentes entre os grupos. Os níveis de grelina plasmático no GH foram menores. A respiração do GH com grelina foi menor que no GC com grelina. A incubação das fibras cardíacas com grelina resultou em aumento do fluxo respiratório após adição de citocromo c nos grupos com grelina, indicando dano à membrana mitocondrial e extravazamento de citocromo c. Os grupos GC com grelina e GH sem grelina apresentaram RCR menor comparado ao GC sem grelina, indicando desacoplamento mitocondrial. Nossos resultados mostram que a hipernutrição na lactação induz diminuição do nível de grelina plasmática e aumento da expressão do GHS-R1a no cardiomiócito do animal quando adulto. Tal processo determina aumento da sensibilidade a grelina no coração, processo que ocorre independentemente de variações do AMPK e mTOR. Sugerimos uma redução no efeito protetor da ação da grelina na AMPK. Também, demonstramos que o remodelamento do miocárdio nestes animais adultos associa-se a GHSR-1a, PI3K, e fosforilação da AKT, mas não com AMPK e mTOR na vida adulta.