Ontogenesis of stomata in Velloziaceae: paracytic versus tetracytic?

In Velloziaceae, the number of subsidiary cells has been used to characterize species and support groups. Nevertheless, the homology of the stomatal types have not been scrutinized. Stomatal ontogenesis of Vellozia epidendroides and V. plicata, assigned to have tetracytic stomata, and of V. glauca and Barbacenia riparia, assigned to have paracytic stomata, were investigated. In the four species studied, stomata followed perigenic development. Subsidiary cells arise from oblique divisions of neighbouring cells of the guard mother cell (GMC). These cells are elongated and parallel to the longer axis of the stoma. Polar cells show wide variation, following the shape and size of the epidermal cells in the vicinity. Hence, these cells cannot be called subsidiary cells. This wide variation is due to a much higher density of stomata in some regions of the leaf blade. This distribution of stomata forces the development of short polar cells, leading to an apparently tetracytic stomata. In regions of low concentration of stomata, higher spatial availability between the GMCs allows the elongation of polar cells, leading to evident paracytic stomata. Therefore, the four studied species are considered braquiparacytic, questioning the classification of stomata into tetracytic and paracytic in Velloziaceae.

Anomalous somatic embryos in Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)

Somatic embryogenesis represents a valuable tool for the studies on the basic aspects of plant embryo development. Today this process is used as a potencial technique for large-scale plant micropropagation although, so far, it has been applied to only a small number of species. However, when somatic embryos are malformed they are considered economically useless. In Acca sellowiana (O. Berg) Burret, an important fruit-producing crop, large amounts of anomalous somatic embryos (76.3%) were found just after 40 days of culture of explants in a 2,4-D containing medium. Among the anomalous forms found in the cotiledonary stage, 12.2% consisted of fused embryos, 40.4% displayed fused cotyledons, 13.0% presented supernumerary cotyledons, and 10.7% showed absence or poorly developed cotyledons, including those without the shoot apical meristem. Histological analyses indicated that the altered embryos were formed either directly from cotyledons, hypocotyl and radicle of the zygotic embryos used as explants, or indirectly from calli formed from these tissue parts. It is suggested that the formation of anomalous somatic embryos, as well as a low frequency of conversion into emblings reflect physiological and/or genetic disturbances triggered by the presence of 2,4-D in the medium. In vitro experimental alternative approaches are discussed in order to lessen the occurrence of malformed somatic embryos.

Two-dimensional gel electrophoretic protein profile analysis during seed development of Ocotea catharinensis: a recalcitrant seed species

The aim of the present work was to characterize changes in the protein profile throughout seed development in O. catharinensis, a recalcitrant species, by two-dimensional gel electrophoresis. Protein extraction was undertaken by using a thiourea/urea buffer, followed by a precipitation step with 10% TCA. Comparative analysis during seed development showed that a large number of proteins were exclusively detected in each developmental stage. The cotyledonary stage, which represents the transition phase between embryogenesis and the beginning of metabolism related to maturation, presents the highest number of stage-specific spots. Protein identification, through MS/MS analysis, resulted in the identification of proteins mainly related to oxidative metabolism and storage synthesis. These findings contribute to a better understanding of protein metabolism during seed development in recalcitrant seeds, besides providing information on established markers that could be useful in defining and improving somatic embryogenesis protocols, besides monitoring the development of somatic embryos in this species.

Reserve carbohydrates and lipids from the seeds of four tropical tree species with different sensitivity to desiccation

Considering the importance of water content for the conservation and storage of seeds, and the involvement of soluble carbohydrates and lipids for embryo development, a comparative study was carried out among the seeds of Inga vera (ingá), Eugenia uniflora (pitanga), both classified as recalcitrant, and Caesalpinia echinata (brazilwood) and Erythrina speciosa (mulungu), considered as orthodox seeds. Low concentrations of cyclitols (0.3-0.5%), raffinose family oligosaccharides (ca. 0.05%) and unsaturated fatty acids (0-19%) were found in the seeds of ingá and pitanga, while larger amounts of cyclitols (2-3%) and raffinose (4.6-13%) were found in brazilwood and mulungu, respectively. These results, in addition to higher proportions of unsaturated fatty acids (53-71%) in orthodox seeds, suggested that sugars and lipids played important role in water movement, protecting the embryo cell membranes against injuries during dehydration.

A importância do uso das células tronco para a saúde pública

Em 1999, as células-tronco foram eleitas "Scientific Breakthrough of the Year" (avanço científico do ano) pela revista Science¹. Naquele ano, foi demonstrado que células-tronco de tecidos adultos mantinham a capacidade de se diferenciar em outros tipos de tecidos. No ano anterior, as primeiras linhagens de células-tronco embrionárias humanas foram estabelecidas. Desde então, o número de artigos científicos sobre células-tronco vem crescendo exponencialmente, onde novos paradigmas são estabelecidos. Neste artigo, farei uma revisão da área de células-tronco com um foco especial em seu uso como agente terapêutico em doenças comuns como diabetes e cardiopatias. As células-tronco serão tratadas em dois grupos distintos: as embrionárias e as adultas. Enquanto o potencial de diferenciação das primeiras está bem caracterizado em camundongos e em humanos, seu uso em terapia celular e em pesquisa tem sido dificultado por questões de histocompatibilidade, segurança e ética. Em contraste, células-tronco adultas não apresentam estes empecilhos, apesar da extensão de sua plasticidade ainda estar sob investigação. Mesmo assim, diversos testes clínicos em humanos estão em andamento utilizando células-tronco adultas, principalmente derivadas da medula óssea. Discutirei ainda a importância de se trabalhar com as duas classes de células-tronco humanas de forma a se cumprir suas promessas terapêuticas.

Induction of a gloverin-like antimicrobial polypeptide in the sugarcane borer Diatraea saccharalis challenged by septic injury

Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) is an important pest for Brazilian sugarcane. In the present study, we detected two distinct spots in hemolymph from septic injured larvae (HDs1 and HDs2), which are separated by 2DE gel electrophoresis. Both spots were subjected to in-gel tryptic digestion and MALDI-TOF/TOF analysis, which revealed the sequence VFGTLGSDDSGLFGK present in both HDs1 and HDs2. This sequence had homology and 80% identity with specific Lepidoptera antimicrobial peptides called gloverins. Analyses using the ImageMaster 2D software showed pI 8.94 of the HDs1 spot, which is similar to that described to Hyalophora gloveri gloverin (pI 8.5). Moreover, the 14-kDa molecular mass of the spot HDs1 is compatible to that of gloverins isolated from the hemolymph of Trichoplusia ni, Helicoverpa armigera and H. gloveri. Antimicrobial assays with partially purified fractions containing the HDs1 and HDs2 polypeptides demonstrated activity against Escherichia coli. This is the first report of antimicrobial polypeptides in D. saccharalis, and the identification of these peptides may help in the generation of new strategies to control this pest.

Culex quinquefasciatus vitellogenesis: morphological and biochemical aspects

The vitellogenic process in Culex quinquefasciatus, which is triggered by a blood meal, involves the synthesis, distribution and storage of the nutrients necessary for embryo development. The fat body of an adult female Cx. quinquefasciatus revealed two cell types: large trophocytes and small, eosinophilic, "oenocyte-like" cells, which show no morphological changes throughout the gonotrophic cycle. Trophocytes, which only begin to synthesise vitellogenin (Vg) 12 h post-blood meal (PBM), undergo a series of morphological changes following engorgement. These changes include the expansion of the rough endoplasmic reticulum (RER) and Golgi complex, which are later destroyed by autophagosomes. At 84 h PBM, trophocytes return to their pre-engorgement morphology. The ovarian follicles of non-blood-fed Cx. quinquefasciatus contain a cluster of eight undifferentiated cells surrounded by follicular epithelium. After engorgement, the oocyte membrane facing the perioocytic space increases its absorptive surface by microvilli development; large amounts of Vg and lipids are stored between 24 and 48 h PBM. Along with yolk storage in the oocyte, follicular cells exhibit the development of RER cisternae and electron-dense granules begin to fill the perioocytic space, possibly giving rise to endochorion. Later in the gonotrophic cycle, electron-dense vesicles, which are possible exochorion precursors, fuse at the apical membrane of follicular cells. This fusion is followed by follicular cell degeneration.

Avaliação morfológica das membranas fetais e da placenta de Mazama gouazoubira (veado-catingueiro) de vida livre no terço inicial da gestação

Mazama gouazoubira, o veado-catingueiro, é uma espécie de cervídeo de porte pequeno, que pode ser encontrado na América do Sul, desde o sul do Uruguai até o norte de Mato Grosso, no Brasil. Este estudo teve como objetivo descrever as membranas fetais e a placenta de M. gouazoubira no terço inicial de gestação. As amostras coletadas foram analisadas macroscopicamente e microscopicamente. O exame do útero demonstrou uma gestação univitelina e um embrião com crown-rump de 13mm. Na análise do embrião pode ser observado o olho pigmentado, as saliências auriculares, o mesonefro e e metanefro em desenvolvimento, o fígado e sua proeminência externa, o estômago, os membros torácicos e os brotos dos membros pélvicos. A placenta apresentou-se oligocotiledonária e no útero puderam ser observadas nove carúnculas. O saco gestacional mediu 15cm de comprimento e, como observado no início da gestação dos ruminantes domésticos, os cotilédones não puderam ser identificados macroscopicamente. Uma fraca adesão foi observada entre as carúnculas e a membrana corioalantóica (cotilédones) que formavam os placentônios. A membrana corioalantóica demonstrou um alantóide bem vascularizado composto por uma fina camada de células de núcleos e citoplasmas alongados. Na outra face da membrana, o cório foi composto por células cúbicas, de citoplasmas escassos e núcleos grandes e arredondados, características de células trofoblásticas. Envolvendo o embrião visualizou-se o saco amniótico constituído de duas camadas passíveis de separação mecânica, que apresentaram morfologia similar, sendo formadas por um epitélio pavimentoso avascular. Não foi observado saco vitelino no estágio gestacional do espécime estudado. Conclui-se que a placenta de M. gouazoubira é oligocotiledonária, como observado em outros cervídeos, e que as membranas fetais apresentam semelhanças com a de outros ruminantes, incluindo as características citológicas. Estudos adicionais são necessários para determinar a presença do saco vitelino e quando ocorre sua regressão.

Os histricomorfos sul-americanos: uma análise comparativa do desenvolvimento embriológico

O objetivo do estudo foi realizar uma análise embriológica dos roedores histricomorfos (paca, cutia, preá e capivara), a fim de comparar com a de outros roedores e com a morfogênese humana um padrão embriológico. Utilizaram-se 8 espécimes de roedores sendo, 2 embriões para cada espécie coletada, ambas em inicio de gestação. Estes foram retirados dos úteros gestantes através de ovariosalpingohisterectomia parcial, seguido de fixação em solução de paraformaldeído 4%. Para as mensurações de Crow-Rump, adotou-se como referência a crista nucal numa extremidade e da última vértebra sacral na extremidade oposta. De forma geral, os embriões analisados mostraram as seguintes características morfológicas: divisão dos arcos branquiais, o não fechamento do neuróporo cranial em alguns embriões estudados, a curvatura cranial acentuada e os somitos delimitados e individualizados. O broto dos membros apresentava-se em desenvolvimento em formato de remo, além da impressão cardíaca e fígado. Na região caudal, visualizou-se a curvatura crânio-caudal, a vesícula óptica com e sem pigmentação da retina, a abertura do tubo neural na região do quarto ventrículo encefálico, a fosseta nasal e a formação das vesículas encefálicas. Concluímos que desenvolvimento embriológico dos roedores histricomorfos pode ser comparado à morfogênese de ratos, cobaios, coelhos e humanos nos diferentes estágios de desenvolvimento, tomando apenas o cuidado com as particularidades de cada espécie, além da implementação de tecnologias reprodutivas, especialmente a de embriões, a qual requer o conhecimento do desenvolvimento pré-implantação referente às fases de desenvolvimento.

Dietas com nitrogênio não-proteico para fêmeas bovinas superovuladas sem prévia adaptação durante curto tempo e em diferentes fases do ciclo estral

Objetivou-se neste estudo avaliar o efeito do fornecimento, sem prévia adaptação, durante curto tempo e em diferentes fases do ciclo estral, de dietas contendo nitrogênio não-proteico (NNP) na produção, na qualidade e no grau de desenvolvimento de embriões recuperados em fêmeas bovinas superovuladas. Sessenta e oito vacas Nelore foram distribuídas em três grupos: um controle e dois com fornecimento de ureia antes (UA = do dia -5 ao dia 0) e após (UD = dia 0 ao dia 5) a inseminação artificial. As vacas foram mantidas em pastagem e receberam concentrado (3,0 kg/animal/dia) durante 16 dias. Foram formulados dois concentrados, e as dietas totais (concentrado e consumo estimado de pastagem) apresentaram 12,0% (dieta controle) e 14,6% (dieta NNP) de proteína bruta (PB). As vacas foram sincronizadas, superovuladas e inseminadas. Sete dias (dia 7) após a inseminação (dia 0), realizou-se a colheita e análise dos embriões. Amostras de sangue foram coletadas nos dias -5, 0 e 5 para determinação da concentração de nitrogênio ureico plasmático (NUP), glicose, insulina e progesterona. A época de fornecimento de ureia influenciou as concentrações médias de NUP nos dias -5, 0 e 5, mas não tiveram efeito nas concentrações de glicose, insulina e progesterona. O período de fornecimento da ureia teve efeito na porcentagem de mórulas compactas em relação ao total de estruturas (UA = 51,4 vs. UD = 15,3%), em relação ao total de oócitos fecundados (UA = 62,5 vs. UD = 30,6%) e em relação ao total de embriões viáveis (UA = 68,8 vs. UD = 38,6%). No grupo que recebeu ureia depois da inseminação artificial, houve redução de 70,2% da proporção de mórulas compactas por total de estruturas em relação ao grupo que recebeu ureia antes da inseminação. Dietas com nitrogênio não-proteico fornecidas imediatamente após a inseminação promovem aceleração do desenvolvimento embrionário inicial.

Produção in vitro de embriões de ovinos: uma visão crítica do método e de seu resultado a campo

A metodologia de produção in vitro de embriões de ovinos implica no desenvolvimento de meios de maturação, fertilização e cultivo que permitam aumentar a taxa de clivagem e desenvolvimento, tanto para o investimento biotecnológico em programas comerciais, quanto para sua utilização em clonagem e transgenia dessa espécie animal. Do ponto de vista da pesquisa, os ovócitos podem ser obtidos pelas técnicas de punção e slicing a partir de ovários oriundos de matadouros, ou através de aspiração folicular por laparoscopia. Como vantagem, este método permite o uso de uma mesma doadora estimulada hormonialmente em intervalos periódicos, mantida sob rigoroso controle sanitário, o que é de vital importância para a produção de biofármacos em programas que utilisem os ovinos como modelo biológico. Por outro lado, em nosso país a demanda pela multiplicação de animais de alto valor genético, seja pela produtividade ou pelo elevado valor comercial dos mesmos, impõe o desenvolvimento, adaptação e otimização das diferentes metodologias desenvolvidas ao longo dos ultimos anos em laboratórios de referência mundiais. Nesse contexto, cresce de importância o perfeito conhecimento da fisiologia dessa espécie e das raças criadas em nosso país, e da problemática da produção in vitro de seus embriões. Respeitando essas premissas, gerar o desenvolvimento de protocolos que permitam não apenas aumentar a população de ovócitos passíveis de maturação in vitro, mas de sua competência ao desenvolvimento ao estágio de blastocisto, ou, alternativamente, sua transferência a receptoras em estágios precoces do desenvolvimento, evitando assim as conhecidas perdas durante o desenvolvimento in vitro, e o baixo percentual de gestações que chegam a termo, com cordeiro saudáveis. Trata-se de um desafio, que já apresenta os primeiros resultados em nosso país, tanto na produção comercial de embriões produzidos in vitro, quanto em programas de clonagem e transgenia.

Avanços em reprodução assistida

Buscou-se, por meio de uma revisão bibliográfica de publicações científicas, atualizar conhecimentos produzidos sobre reprodução assistida. Inicialmente, investigou-se o histórico e, em seguida, foram apresentados conceitos relativos à infertilidade e sobre as técnicas de reprodução assistida, especificando-se ainda alguns temas relacionados a aspectos obstétricos, epidemiológicos e perinatais. Vários artigos que abordam o tema foram apresentados. Foi discutida a situação no Brasil bem como os vários aspectos assinalados

Adaptive Immunity against Leishmania Nucleoside Hydrolase Maps Its C-Terminal Domain as the Target of the CD4+ T Cell-Driven Protective Response

Nucleoside hydrolases (NHs) show homology among parasite protozoa, fungi and bacteria. They are vital protagonists in the establishment of early infection and, therefore, are excellent candidates for the pathogen recognition by adaptive immune responses. Immune protection against NHs would prevent disease at the early infection of several pathogens. We have identified the domain of the NH of L. donovani (NH36) responsible for its immunogenicity and protective efficacy against murine visceral leishmaniasis (VL). Using recombinant generated peptides covering the whole NH36 sequence and saponin we demonstrate that protection against L. chagasi is related to its C-terminal domain (amino-acids 199-314) and is mediated mainly by a CD4+ T cell driven response with a lower contribution of CD8+ T cells. Immunization with this peptide exceeds in 36.73 +/- 12.33% the protective response induced by the cognate NH36 protein. Increases in IgM, IgG2a, IgG1 and IgG2b antibodies, CD4+ T cell proportions, IFN-gamma secretion, ratios of IFN-gamma/IL-10 producing CD4+ and CD8+ T cells and percents of antibody binding inhibition by synthetic predicted epitopes were detected in F3 vaccinated mice. The increases in DTH and in ratios of TNF alpha/IL-10 CD4+ producing cells were however the strong correlates of protection which was confirmed by in vivo depletion with monoclonal antibodies, algorithm predicted CD4 and CD8 epitopes and a pronounced decrease in parasite load (90.5-88.23%; p = 0.011) that was long-lasting. No decrease in parasite load was detected after vaccination with the N-domain of NH36, in spite of the induction of IFN-gamma/IL-10 expression by CD4+ T cells after challenge. Both peptides reduced the size of footpad lesions, but only the C-domain reduced the parasite load of mice challenged with L. amazonensis. The identification of the target of the immune response to NH36 represents a basis for the rationale development of a bivalent vaccine against leishmaniasis and for multivalent vaccines against NHs-dependent pathogens.

INTERPOPULATION COMPARISON OF REPRODUCTION OF THE ATLANTIC SHRIMP HIPPOLYTE OBLIQUIMANUS (CARIDEA: HIPPOLYTIDAE)

The genus Hippolyte is represented by typically small shrimps with intriguing mechanisms of reproduction. In order to study possible variability in reproductive aspects among different populations, we conducted an exhaustive comparative study of H. obliquimanus from South (Brazil) and Central American (Costa Rica) waters. The study focuses on fecundity and reproductive output. Mean size of ovigerous females was significantly larger, and both mean reproductive output and mean fecundity were significantly higher in specimens from Costa Rica then in those collected in Brazil. Embryo volume was significantly smaller in the Costa Rican population, and in both populations embryos doubled their volume during embryogenesis. We discuss and compare our findings with the information available regarding H. obliquimanus and other hippolytid shrimp. The reproductive traits of both populations of H. obliquimanus show some important differences which may reflect adaptations to local environmental conditions, demonstrating a high plasticity of reproductive features of the species in Brazilian and Costa Rican waters.

Endometrial claudin-4 and leukemia inhibitory factor are associated with assisted reproduction outcome

Background: Claudin-4 (CLDN4) is one of several proteins that act as molecular mediators of embryo implantation. Recently, we examined immunolabeling of leukemia inhibitory factor (LIF) in the endometrial tissue of 52 IVF patients, and found that LIF staining intensity was strongly correlated with successful pregnancy initiation. In the same set of patients, we have now examined endometrial CLDN4 expression, to see how expression intensity may vary with LIF. We examined CLDN4 in the luteal phase of the menstrual cycle, immediately preceding IVF treatment. Our aim was to compare expression of LIF and CLDN4 in the luteal phase, and document these patterns as putative biomarkers for pregnancy. Methods: Endometrial tissue was collected from women undergoing IVF. Endometrial biopsies were obtained during the luteal phase preceding IVF, and were then used for tissue microarray (TMA) immunolabeling of CLDN4. Previously published LIF expression data were then combined with CLDN4 expression data, to determine CLDN4/LIF expression patterns. Associations between successful pregnancy after IVF and combined CLDN4/LIF expression patterns were evaluated. Results: Four patterns of immunolabeling were observed in the endometrial samples: 16% showed weak CLDN4 and strong LIF (CLDN4(-)/LIF(+)); 20% showed strong CLDN4 and strong LIF (LIF(+)/CLDN4(+)); 28% showed strong CLDN4 and weak LIF (CLDN4(+)/LIF(-)); and 36% showed weak CLDN4 and weak LIF (CLDN4(-)/LIF(-)). Successful implantation after IVF was associated with CLDN4(-)/LIF(+)(p = 0.003). Patients showing this endometrial CLDN4(-)/LIF(+) immunolabeling were also 6 times more likely to achieve pregnancy than patients with endometrial CLDN4(+)/LIF(-) immunolabeling (p = 0.007). Conclusion: The combined immunolabeling expression of CLDN4(-)/LIF(+) in endometrial tissue is a potential biomarker for predicting successful pregnancy in IVF candidates.