Geometric characterization of red blood cells. Differentiation of normal and pathologic samples

Introduction. Fractal geometry measures the irregularity of abstract and natural objects with the fractal dimension. Fractal calculations have been applied to the structures of the human body and to quantifications in physiology from the theory of dynamic systems.Material and Methods. The fractal dimensions were calculated, the number of occupation spaces in the space border of box counting and the area of two red blood cells groups, 7 normal ones, group A, and 7 abnormal, group B, coming from patient and of bags for transfusion, were calculated using the method of box counting and a software developed for such effect. The obtained measures were compared, looking for differences between normal and abnormal red blood cells, with the purpose of differentiating samples.Results. The abnormality characterizes by a number of squares of occupation of the fractal space greater or equal to 180; values of areas between 25.117 and 33.548 correspond to normality. In case that the evaluation according to the number of pictures is of normality, must be confirmed with the value of the area applied to adjacent red blood cells within the sample, that in case of having values by outside established and/or the greater or equal spaces to 180, they suggest abnormality of the sample.Conclusions. The developed methodology is effective to differentiate the red globules alterations and probably useful in the analysis of bags of transfusion for clinical use 

Determinación de predictores asociados a sangrado intraoperatorio y comportamiento transfusional durante transplante hepático en la Fundación Cardioinfantil

La identificación de factores asociados a mayores requerimientos transfusionales preoperatorios e intraoperatorios en pacientes llevados a trasplante hepático, ha sido preocupación de diferentes instituciones que realizan este tipo de procedimiento debido al sangrado excesivo con el que se asocian; Diferentes estudios de otros países han identificado algunas variables relacionadas con el sangrado tanto en preoperatorio como en el intraoperatorio. Demostrar estas variables o definir otras en los procedimientos realizados en nuestro medio es importante para optimizar el número de transfusiones en este tipo de pacientes. Este estudio se trata de una cohorte de tipo retrospectivo, observacional que pretende encontrar asociaciones entre factores preoperatorios e intraoperatorios con mayores requerimientos transfusionales. Los pacientes que cumplieron los criterios de inclusión fueron tabulados en una tabla de Excel tomando datos de las historias clínicas. El grupo fue dividido en 2, aquellos que requirieron 4 o más unidades de GRE (glóbulos rojos empaquetados) y menos de 4 unidades de GRE. Se realizo un análisis bivariado y con los factores estadísticamente significativos se diseño un análisis multivariado. La información fue tabulada teniendo en cuenta las variables identificadas en la literatura como asociadas con sangrado intraoperatorio e incluimos otras que nos pareció interesante evaluar como el efecto de los antifibrinoliticos y el impacto del uso de tromboelastografo (TEG). Los datos obtenidos al ser analizados demuestran que factores preoperatorios tales como niveles de hematocrito menor de 30 gm/dl y la albumina menor de 3mg/dl, se asocian con mayores requerimientos transfusionales de GRE en pacientes llevados a trasplante hepático. Así mismo se observa un índice transfusional bajo en este tipo de procedimiento en la Fundación Cardioinfantil al compararlo con los promedios encontrados en estudios similares de otras instituciones.

Niveles de hemoglobina en los que se indica transfundir en el Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá

Introducción: En los pacientes críticamente enfermos la terapia transfusional es una práctica común. Dentro de los estudios realizados no se han incluido a las ciudades a mayor altura. Este estudio pretende determinar los niveles de hemoglobina sobre los cuales se está transfundiendo a los pacientes en la unidad de cuidados intensivos del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá a 2600 metros sobre el nivel del mar, para determinar si los niveles de hemoglobina a los que se transfunde a nuestra altura son los óptimos. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo retrospectivo, de los pacientes que fueron hospitalizados en la Unidad de Cuidado Intensivo del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá a partir del 01 de Junio de 2011 y hasta el 31 de Mayo de 2012. Resultados: Del total de los registros analizados el 13,8% de los pacientes presentaron una hemoglobina ≤ 7 y todos fueron transfundidos con glóbulos rojos; y en el rango de 7,1-9 se presentó el mayor porcentaje de transfusión. Se observó que los pacientes con hemoglobina ≤ 7 tienen 18,8 veces mayor riego de fallecimiento, lo que fue estadísticamente significativo (p:0,000). Conclusiones: Encontramos que la terapia transfusional en la unidad de cuidado intensivo, se realiza de acuerdo a recomendaciones dadas por las guías de manejo universalmente aceptadas. Dentro de los resultados de nuestro estudio podemos resaltar una tasa de mortalidad más alta en los pacientes en los cuales se instaura terapia transfusional con un nivel de hemoglobina por debajo de 7g/dl.

Characterizing PvARP, a novel Plasmodium vivax antigen

Background Plasmodium vivax continues to be the most widely distributed malarial parasite species in tropical and sub-tropical areas, causing high morbidity indices around the world. Better understanding of the proteins used by the parasite during the invasion of red blood cells is required to obtain an effective vaccine against this disease. This study describes characterizing the P. vivax asparagine-rich protein (PvARP) and examines its antigenicity in natural infection. Methods The target gene in the study was selected according to a previous in silico analysis using profile hidden Markov models which identified P. vivax proteins that play a possible role in invasion. Transcription of the arp gene in the P. vivax VCG-1 strain was here evaluated by RT-PCR. Specific human antibodies against PvARP were used to confirm protein expression by Western blot as well as its subcellular localization by immunofluorescence. Recognition of recombinant PvARP by sera from P. vivax-infected individuals was evaluated by ELISA. Results VCG-1 strain PvARP is a 281-residue-long molecule, which is encoded by a single exon and has an N-terminal secretion signal, as well as a tandem repeat region. This protein is expressed in mature schizonts and is located on the surface of merozoites, having an apparent accumulation towards their apical pole. Sera from P. vivax-infected patients recognized the recombinant, thereby suggesting that this protein is targeted by the immune response during infection.

Identification, characterization and antigenicity of the Plasmodium vivax rhoptry neck protein 1 (PvRON1)

Background: Plasmodium vivax malaria remains a major health problem in tropical and sub-tropical regions worldwide. Several rhoptry proteins which are important for interaction with and/or invasion of red blood cells, such as PfRONs, Pf92, Pf38, Pf12 and Pf34, have been described during the last few years and are being considered as potential anti-malarial vaccine candidates. This study describes the identification and characterization of the P. vivax rhoptry neck protein 1 (PvRON1) and examine its antigenicity in natural P. vivax infections. Methods: The PvRON1 encoding gene, which is homologous to that encoding the P. falciparum apical sushi protein (ASP) according to the plasmoDB database, was selected as our study target. The pvron1 gene transcription was evaluated by RT-PCR using RNA obtained from the P. vivax VCG-1 strain. Two peptides derived from the deduced P. vivax Sal-I PvRON1 sequence were synthesized and inoculated in rabbits for obtaining anti-PvRON1 antibodies which were used to confirm the protein expression in VCG-1 strain schizonts along with its association with detergent-resistant microdomains (DRMs) by Western blot, and its localization by immunofluorescence assays. The antigenicity of the PvRON1 protein was assessed using human sera from individuals previously exposed to P. vivax malaria by ELISA. Results: In the P. vivax VCG-1 strain, RON1 is a 764 amino acid-long protein. In silico analysis has revealed that PvRON1 shares essential characteristics with different antigens involved in invasion, such as the presence of a secretory signal, a GPI-anchor sequence and a putative sushi domain. The PvRON1 protein is expressed in parasite's schizont stage, localized in rhoptry necks and it is associated with DRMs. Recombinant protein recognition by human sera indicates that this antigen can trigger an immune response during a natural infection with P. vivax. Conclusions: This study shows the identification and characterization of the P. vivax rhoptry neck protein 1 in the VCG-1 strain. Taking into account that PvRON1 shares several important characteristics with other Plasmodium antigens that play a functional role during RBC invasion and, as shown here, it is antigenic, it could be considered as a good vaccine candidate. Further studies aimed at assessing its immunogenicity and protection-inducing ability in the Aotus monkey model are thus recommended.

3D Analysis of the TCR/pMHCII Complex Formation in Monkeys Vaccinated with the First Peptide Inducing Sterilizing Immunity against Human Malaria

T-cell receptor gene rearrangements were studied in Aotus monkeys developing high antibody titers and sterilizing immunity against the Plasmodium falciparum malaria parasite upon vaccination with the modified synthetic peptide 24112, which was identified in the Merozoite Surface Protein 2 (MSP-2) and is known to bind to HLA-DR beta 1*0403 molecules with high capacity. Spectratyping analysis showed a preferential usage of V beta 12 and V beta 6 TCR gene families in 67% of HLA-DR beta 1*0403-like genotyped monkeys. Docking of peptide 24112 into the HLA-DR beta 1*0401-HA peptide-HA1.7TCR complex containing the VDJ rearrangements identified in fully protected monkeys showed a different structural signature compared to nonprotected monkeys. These striking results show the exquisite specificity of the TCR/pMHCII complex formation needed for inducing sterilizing immunity and provide important hints for a logical and rational methodology to develop multiepitopic, minimal subunit-based synthetic vaccines against infectious diseases, among them malaria.

Respuesta hematológica al ejercicio

El ejercicio físico de intensidad moderada a exhaustiva genera diferentes tipos de respuestas en un individuo, dichas repuestas dependen del tipo y la duración del ejercicio y de si son agudas o crónicas. A nivel funcional afecta los diferentes sistemas corporales, pero dentro de los relativamente menos tenidos en cuenta está el hematológico. De este último la literatura refiere cambios en el volumen sanguíneo, en la actividad y poblaciones de glóbulos blancos, así como modificaciones en la inmunidad celular y humoral, y en el conteo y forma de las plaquetas. Así mismo, y como resultado de estos cambios, también se ha podido determinar cómo el ejercicio modifica desfavorablemente el tiempo de vida de los eritrocitos generando una aparente anemia, que ha sido materia de amplia discusión y que puede, dentro de múltiples factores, estar asociada a hemólisis, la cual a su vez se relaciona con diferentes factores dentro de los que se destacan mecanismos como el osmótico o el estrés oxidativo; sin embargo, lo cierto es que todos estos eventos están fuertemente relacionadas entre sí y pueden determinar y redundar en un menor rendimiento en el practicante de una determinada actividad física, y por supuesto de un deportista.

Morbimortalidad asociada a transfusiones de glóbulos rojos en una unidad de cuidados intensivos pediátricos de Bogotá

Determinar si las transfusiones de glóbulos rojos en niños en cuidados intensivos se asocian a aumento de la morbimortalidad. Materiales y Métodos: Estudio observacional analítico de cohorte. Se incluyeron niños con anemia de 1 mes a 18 años de edad en un periodo de 10 meses. Resultados: 134 niños con anemia fueron incluidos. En el 51.5% la anemia se desarrolló posterior a su ingreso. De éstos, 66 niños recibieron una transfusión de glóbulos rojos y la mediana de hemoglobina pretransfusión fue de 7.5 g/dl. El 6% de los pacientes transfundidos presentó una Reacción adversa. Entre el grupo de pacientes expuesto a transfusión y los no expuestos existió diferencia significativa en la hemoglobina de ingreso, cantidad de sangre extraída y edad en el análisis bivariado. Los pacientes transfundidos tuvieron mayor mortalidad (15.2% vs. 2.9%, p =0.013). El desarrollo de falla multiorgánica también fue más frecuente en el grupo transfundido (62.1% vs. 16.2%, p < 0.001). La mediana de los días de estancia en la UCI y el tiempo de ventilación mecánica fue mayor en los niños transfundidos que en los no transfundidos, 8 vs. 4 días p< 0.001, y 6 vs. 3 días p<0.001 respectivamente. Un análisis multivariado mostró asociación de transfusión de glóbulos rojos con mortalidad y falla multiorgánica. Conclusión: Las transfusiones de glóbulos rojos se asocian con un aumento en la Mortalidad y en el desarrollo de falla multiorgánica. La estancia en la UCI y el tiempo de ventilación mecánica fue mayor en los niños transfundidos.

Morbimortalidad asociada a transfusiones de glóbulos rojos. Unidad de Cuidados Intensivos, Clínica Infantil Colsubsidio

Objetivos: Determinar si las transfusiones de glóbulos rojos en niños en cuidados intensivos se asocian a aumento de la morbimortalidad. Materiales y Métodos: Estudio observacional analítico de cohorte. Se incluyeron niños con anemia de 1 mes a 18 años de edad en un periodo de 13 meses. Resultados: 156 niños con anemia fueron incluidos. En el 51.5% la anemia se desarrolló posterior a su ingreso. De éstos, 77 niños recibieron una transfusión de glóbulos rojos y la mediana de hemoglobina pretransfusión fue de 7.5 g/dl. El 6.5% de los pacientes transfundidos presentó una Reacción adversa. Entre el grupo de pacientes expuesto a transfusión y los no expuestos existió diferencia significativa en la hemoglobina de ingreso, cantidad de sangre extraída y edad en el análisis bivariado. Los pacientes transfundidos tuvieron mayor mortalidad (12.9% vs. 2.5%, p =0.014). El desarrollo de falla multiorgánica también fue más frecuente en el grupo transfundido (57.1% vs. 13.9%, p < 0.001). La mediana de los días de estancia en la UCI y el tiempo de ventilación mecánica fue mayor en los niños transfundidos que en los no transfundidos, 8 vs. 4 días p< 0.001, y 6 vs. 3 días p<0.001 respectivamente. Un análisis multivariado mostró asociación de transfusión de glóbulos rojos con mortalidad y falla multiorgánica. Conclusión: Las transfusiones de glóbulos rojos se asocian con un aumento en la Mortalidad y en el desarrollo de falla multiorgánica. La estancia en la UCI y el tiempo de ventilación mecánica fue mayor en los niños transfundidos.

Estudio conformacional de péptidos modificados de las proteínas STARP, CelTOS, TRSP y SERA 5 de Plasmodium falciparum y su relación con una respuesta inmune en malaria

El desarrollo de una vacuna contra malaria es un área de exploración activa pero con enormes retos debido especialmente a la complejidad del ciclo del parásito. Así, es necesario bloquear las diferentes etapas de la invasión que tiene el Plasmodium falciparum y extraer de ellas la mayor información posible de la artillería que utiliza para su ataque. Para esto, péptidos de las proteínas STARP, CelTOS y TRSP (del esporozoito) y SERA 5 (del merozoito) que tienen alta afinidad de unión a células HepG2 y a glóbulos rojos respectivamente (conocidos como cHABPs), han sido modificados (conocidos como mHABPs), sintetizados y evaluados a nivel de respuesta inmune en monos Aotus así como estudiados en su conformación estructural por RMN de 1H. Los resultados muestran que los péptidos nativos no son inmunogénicos, pero pueden inducir altos títulos de anticuerpos cuando sus residuos críticos o sus vecinos son reemplazados por otro con un volumen y masa similar, pero diferente polaridad. El estudio conformacional pone de manifiesto que las estructuras de los péptidos nativos son diferentes de sus péptidos modificados ya sea que muestren regiones estructuradas más cortas o más largas o que no presenten ninguna, en comparación con sus análogos modificados altamente inmunogénicos. Las características estereoquímicas particulares en las cadenas laterales de algunos residuos de aminoácidos de estos péptidos modificados así como los rasgos fisicoquímicos parecen jugar un rol importante en la respuesta inmune apropiada cuando estos fueron inmunizados en grupos de monos Aotus confiriendo un avance al diseño de una vacuna contra malaria totalmente eficaz.

Hematopoietic stem cells, overview and pathways implied on their self-renewal mechanisms

Blood tissue is composed approximately in 45% by cells and its derivatives, with a life span of around 120 days for erythrocytes and 3 years for certain type of lymphocytes. This lost is compensated with the hematopoietic system activity and the presence of an immature primitive cell population known as Hematopoietic Stem Cells (HSCs) which perform the hematopoiesis, a process that is active from the beginning of the fetal life and produces near to 2 x 1011 eritrocytes and 1010 white blood cells per day (1). Hematopoietic Stem Cells are capable of both self-renewal and differentiation into multiple lineages, are located in a particular niche and are identified by their own cell surface markers, as the CD34 antigen. Recently it has been possible to advance in the understanding of self-renewal, differentiation and proliferation processes and in the involvement of the signaling pathways Hedgehog, Notch and Wnt. Studying the influence of these mechanisms on in vivo and in vitro behavior and the basic biology of HSCs, has given valuable tools for the generation of alternative therapies for hematologic disorders as leukemias.

Búsqueda de selección en el polimorfismo 677C>T (c.665C>T) del gen de la metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) en una población Colombiana

Se realizó un estudio genético – poblacional en dos grupos etarios de población colombiana con la finalidad de evaluar las diferencias genéticas relacionadas con el polimorfismo MTHFR 677CT en busca de eventos genéticos que soporten la persistencia de este polimorfismo en la especie humana debido que este ha sido asociado con múltiples enfermedades. De esta manera se genotipificaron los individuos, se analizaron los genotipos, frecuencias alélicas y se realizaron diferentes pruebas genéticas-poblacionales. Contrario a lo observado en poblaciones Colombianas revisadas se identificó la ausencia del Equilibrio Hardy-Weinberg en el grupo de los niños y estructuras poblacionales entre los adultos lo que sugiere diferentes historias demográficas y culturales entre estos dos grupos poblacionales al tiempo, lo que soporta la hipótesis de un evento de selección sobre el polimorfismo en nuestra población. De igual manera nuestros datos fueron analizados junto con estudios previos a nivel nacional y mundial lo cual sustenta que el posible evento selectivo es debido a que el aporte de ácido fólico se ha incrementado durante las últimas dos décadas como consecuencia de las campañas de fortificación de las harinas y suplementación a las embarazadas con ácido fólico, por lo tanto aquí se propone un modelo de selección que se ajusta a los datos encontrados en este trabajo se establece una relación entre los patrones nutricionales de la especie humana a través de la historia que explica las diferencias en frecuencias de este polimorfismo a nivel espacial y temporal.  

Tissue- specific DNA methylation profiles in newborns

Experimental and epidemiological studies demonstrate that fetal growth restriction and low birth weight enhance the risk of chronic diseases in adulthood. Derangements in tissue-specific epigenetic programming of fetal and placental tissues are a suggested mechanism of which DNA methylation is best understood. DNA methylation profiles in human tissue are mostly performed in DNA from white blood cells. The objective of this study was to assess DNA methylation profiles of IGF2 DMR and H19 in DNA derived from four tissues of the newborn. We obtained from 6 newborns DNA from fetal placental tissue (n = 5), umbilical cord CD34+ hematopoietic stem cells (HSC) and CD34- mononuclear cells (MNC) (n = 6), and umbilical cord Wharton jelly (n = 5). HCS were isolated using magnetic-activated cell separation. DNA methylation of the imprinted fetal growth genes IGF2 DMR and H19 was measured in all tissues using quantitative mass spectrometry. ANOVA testing showed tissue-specific differences in DNA methylation of IGF2 DMR (p value 0.002) and H19 (p value 0.001) mainly due to a higher methylation of IGF2 DMR in Wharton jelly (mean 0.65, sd 0.14) and a lower methylation of H19 in placental tissue (mean 0.25, sd 0.02) compared to other tissues. This study demonstrates the feasibility of the assessment of differential tissue specific DNA methylation. Although the results have to be confirmed in larger sample sizes, our approach gives opportunities to investigate epigenetic profiles as underlying mechanism of associations between pregnancy exposures and outcome, and disease risks in later life.

El uso de sangre fresca total en cardiopatías congénitas complejas

Objetivos: Describir si el uso de sangre fresca total (SFT) intraoperatoria en pacientes llevados a procedimientos RACHS 3 y 4 en la Fundación Cardioinfantil, disminuye el sangrado postoperatorio y el volumen de transfusión de elementos sanguíneos, en comparación a aquellos en quienes no se usa SFT. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de cohorte histórica, tomando una población menor de 1 año expuesta a la sangre fresca total y comparándola con una población de similares características, llevadas a procedimientos de riesgo similar no expuesta. Los análisis se realizaron mediante pruebas estándar para variables continuas y discretas. Un valor de p menor a 0.05 fue aceptado como signficativo. Resultados: 46 pacientes expuestos a SFT y se compararon con 50 pacientes no expuestos. La principal diferencia entre los grupos fue la edad, siendo mayor en el grupo de no expuestos (3.8 años vs 0.9; p<0.001). El volumen de sangrado postoperatorio fue similar, sin embargo los pacientes expuestos a SFT recibieron mayor volumen de transfusiones, sin ser una diferencia estadísticamente significativa (155cc vs 203cc, P=0.9). No hubo diferencia significativa en complicaciones o mortalidad. Conclusiones: En nuestro estudio no se encontró una disminución en el volumen de sangrado postoperatorio en los pacientes menores de 1 año, sometidos a cirugías catalogadas como RACHS 3 y 4, expuestos a SFT, sin embargo se necesitan estudios clínicos controlados que respondan definitivamente a la pregunta.

"A Sequence in Subdomain 2 of DBL1a of Plasmodium falciparum Erythrocyte Membrane Protein 1 Induces Strain Transcending Antibodies"

Immunity to severe malaria is the first level of immunity acquired to Plasmodium falciparum. Antibodies to the variant antigen PfEMP1 (P. falciparum erythrocyte membrane protein 1) present at the surface of the parasitized red blood cell (pRBC) confer protection by blocking microvascular sequestration. Here we have generated antibodies to peptide sequences of subdomain 2 of PfEMP1-DBL1a previously identified to be associated with severe or mild malaria. A set of sera generated to the amino acid sequence KLQTLTLHQVREYWWALNRKEVWKA, containing the motif ALNRKE, stained the live pRBC. 50% of parasites tested (7/14) were positive both in flow cytometry and immunofluorescence assays with live pRBCs including both laboratory strains and in vitro adapted clinical isolates. Antibodies that reacted selectively with the sequence REYWWALNRKEVWKA in a 15-mer peptide array of DBL1a-domains were also found to react with the pRBC surface. By utilizing a peptide array to map the binding properties of the elicited anti-DBL1a antibodies, the amino acids WxxNRx were found essential for antibody binding. Complementary experiments using 135 degenerate RDSM peptide sequences obtained from 93 Ugandan patient-isolates showed that antibody binding occurred when the amino acids WxLNRKE/D were present in the peptide. The data suggests that the ALNRKE sequence motif, associated with severe malaria, induces strain-transcending antibodies that react with the pRBC surface