Improved enzyme-linked immunoadsorbent assay (ELISA) for the study of Trypanosoma cruzi-host cell interaction in vitro

We herein present an improved assay for detecting the presence of Trypanosoma cruzi in infected cultures. Using chagasic human sera (CHS), we were able to detect T. cruzi infection in primary cultures of both peritoneal macrophages and heart muscle cells (MHC). To avoid elevated background levels - hitherto observed in all experiments especially in those using HMC - CHS were preincubated with uninfected cells in monolayers or suspensions prior to being used for detection of T. cruzi in infected monolayers. Preincubation with cell suspensions gave better results than with monolayers, reducing background by up to three times and increasing sensitivity by to twenty times. In addition, the continous fibroplastic cell line L929 was shown to be suitable for preadsorption of CHS. These results indicate that the high background levels observed in previous reports may be due to the presence of human autoantibodies that recognize surface and/or extracellular matrix components in cell monolayers. We therefore propose a modified procedure that increases the performance of the ELISA method, making it an useful tool even in cultures that would otherwise be expected to present low levels of infection or high levels of background

Laboratory evaluation on pathogenic potentialities of Vibrio furnissii

Sixteen strains of Vibrio furnissii recovered from 16 Brazilian patients with diarrhea were screened for virulence-associated factors. All strains were non-invasive, non-fimbriated, and did not produce either enterotoxins or cholera-like toxin. In contrast, most were hemolytic on blood agar and their broth-culture supernatants damaged HeLa cell monolayers. These cytolysins, as accepted for other enteropathogenic members of the family Vibrionaceae, might be determinants of pathogenicity in V. furnissii-mediated enteritis.

In Vitro and in Vivo Assays of 3,5-Disubstituted-Tetrahydro-2H-1,3,5-Thiadiazin-2-Thione Derivatives against Trypanosoma cruzi

Cytotoxicity assays of 24 new 3,5-disubstituted-tetrahydro-2H-1,3,5-thiadiazin-2-thione derivatives were performed. The 17 compounds with higher anti-epimastigote activity and lower cytotoxicity were, thereafter, screened against amastigote of Trypanosoma cruzi. Out of these 17 derivatives S-2d was selected to be assayed in vivo, because of its remarkable trypanocidal properties. To determine toxicity against J774 macrophages, a method based on quantification of cell damage, after 24 h, was used. Cell respiration, an indicator of cell viability, was assessed by the reduction of MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] to formazan. Anti-amastigote activity was estimated after 48 h by microscopic counts of May Grünwald-Giemsa-stained monolayers. Nifurtimox and benznidazole were used as reference drugs. For the in vivo experiences, mice were infected with 10(4) blood trypomastigotes and then treated during 15 days with S-2d or nifurtimox by oral route. All of the compounds were highly toxic at 100 µg/ml for macrophages and a few of them maintained this cytotoxicity even at 10 µg/ml. Of the derivatives assayed against amastigotes 3k and S-2d showed an interesting activity, that was held even at 1µg/ml. It is demonstrated that the high anti-epimastigote activity previously reported is mainly due to the non-specific toxicity of these compounds. In vivo assays assessed a reduction of parasitemia after administration of S-2d to infected mice.

Rabies neutralizing antibody detection by indirect immunperoxidase serum neutralization assay performed on chicken embryo related cell line

The aim of this study was to evaluate the indirect immunoperoxidase virus neutralization (IPVN) and mouse neutralization test (MNT) to detect antibodies against rabies virus from vaccinated dogs and cattle. The IPVN was set up for the ability to measure 0.5 International Units/ml (IU) of antibody required by the World Health Organization and the Office International des Epizooties as the minimum response for proof of rabies immunization. IPVN was developed and standardized in chicken embryo related (CER) cell line when 141 dog and 110 cattle sera were applied by serial five-fold dilutions (1:5, 1:25, 1:125) as well as the positive and negative reference controls, all added in four adjacent wells, of 96-well microplates. A 50 µl amount of CVS32 strain dilution containing 50-200 TCID50/ml was mixed to each serum dilution, and after 90 min 50 µl of 3 x 10(5) cells/mlcell suspension added to each well. After five days of incubation, the monolayers were fixed and the IPVN test performed. The correlation coefficient between the MNT and IPVN performed in CER cells was r = 0.9949 for dog sera (n = 100) and r = 0.9307 for cattle sera (n = 99), as well as good specificity (94.7%), sensitivity (87.5%), and agreement (96.6%) were also obtained. IPVN technique can adequately identify vaccinated and unvaccinated animals, even from low-responding vaccinated animals, with the advantage of low cost and faster then MNT standard test.

Neutrophil transepithelial migration: role of toll-like receptors in mucosal inflammation

The symptomatic phases of many inflammatory diseases are characterized by migration of large numbers of neutrophils (PMN) across a polarized epithelium and accumulation within a lumen. For example, acute PMN influx is common in diseases of the gastrointestinal system (ulcerative colitis, Crohn's disease, bacterial enterocolitis, gastritis), hepatobiliary system (cholangitis, acute cholecystitis), respiratory tract (bronchial pneumonia, bronchitis, cystic fibrosis, bronchiectasis), and urinary tract (pyelonephritis, cystitis). Despite these observations, the molecular basis of leukocyte interactions with epithelial cells is incompletely understood. In vitro models of PMN transepithelial migration typically use N-formylated bacterial peptides such as fMLP in isolation to drive human PMNs across epithelial monolayers. However, other microbial products such as lipopolysaccharide (LPS) are major constituents of the intestinal lumen and have potent effects on the immune system. In the absence of LPS, we have shown that transepithelial migration requires sequential adhesive interactions between the PMN beta2 integrin CD11b/CD18 and JAM protein family members. Other epithelial ligands appear to be abundantly represented as fucosylated proteoglycans. Further studies indicate that the rate of PMN migration across mucosal surfaces can be regulated by the ubiquitously expressed transmembrane protein CD47 and microbial-derived factors, although many of the details remain unclear. Current data suggests that Toll-like receptors (TLR), which recognize specific pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), are differentially expressed on both leukocytes and mucosal epithelial cells while serving to modulate leukocyte-epithelial interactions. Exposure of epithelial TLRs to microbial ligands has been shown to result in transcriptional upregulation of inflammatory mediators whereas ligation of leukocyte TLRs modulate specific antimicrobial responses. A better understanding of these events will hopefully provide new insights into the mechanisms of epithelial responses to microorganisms and ideas for therapies aimed at inhibiting the deleterious consequences of mucosal inflammation.

Giardia duodenalis: analysis of secreted proteases upon trophozoite-epithelial cell interaction in vitro

Protease secretion by Giardia duodenalis trophozoites upon interaction with epithelial cells and its association with the parasite adhesion was studied in co-cultures of parasites with IEC6 epithelial cell monolayers in the presence or absence of protease inhibitors. Proteolytic activity in supernatants from trophozoites was enhanced when they were co-cultured with IEC6 cells. This activity was strongly inhibited by pre-incubation of live trophozoites with E-64 and TPCK and a concomitant inhibition of parasite adhesion to IEC6 cells was observed. These data suggest that trophozoites secrete cysteine-type proteases that play a role in the adhesion of G. duodenalis to epithelial cells.

Ultrastructural description of rabies virus infection in cultured sensory neurons

Primary cultures were made from adult mouse spinal ganglia for depicting an ultrastructural description of rabies virus (RABV) infection in adult mouse sensory neuron cultures; they were infected with rabies virus for 24, 36, and 48 h. The monolayers were processed for transmission electron microscopy and immunochemistry studies at the end of each period. As previously reported, sensory neurons showed great susceptibility to infection by RABV; however, in none of the periods evaluated were assembled virions observed in the cytoplasm or seen to be associated with the cytoplasmic membrane. Instead, fibril matrices of aggregated ribonucleoprotein were detected in the cytoplasm. When infected culture lysate were inoculated into normal animals via intra-cerebral route it was observed that these animals developed clinical symptoms characteristic of infection and transmission electron microscopy revealed assembled virions in the cerebral cortex and other areas of the brain. Sensory neurons infected in vitro by RABV produced a large amount of unassembled viral ribonucleoprotein. However, this intracellular material was able to produce infection and virions on being intra-cerebrally inoculated. It can thus be suggested that the lack of intracellular assembly in sensory neurons forms part of an efficient dissemination strategy.

Recognition of enteroinvasive Escherichia coli and Shigella flexneri by dendritic cells: distinct dendritic cell activation states

The innate and adaptive immune responses of dendritic cells (DCs) to enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) infection were compared with DC responses to Shigella flexneri infection. EIEC triggered DCs to produce interleukin (IL)-10, IL-12 and tumour necrosis factor (TNF)-α, whereas S. flexneri induced only the production of TNF-α. Unlike S. flexneri, EIEC strongly increased the expression of toll like receptor (TLR)-4 and TLR-5 in DCs and diminished the expression of co-stimulatory molecules that may cooperate to inhibit CD4+ T-lymphocyte proliferation. The inflammation elicited by EIEC seems to be related to innate immunity both because of the aforementioned results and because only EIEC were able to stimulate DC transmigration across polarised Caco-2 cell monolayers, a mechanism likely to be associated with the secretion of CC chemokine ligands (CCL)20 and TNF-α. Understanding intestinal DC biology is critical to unravelling the infection strategies of EIEC and may aid in the design of treatments for infectious diseases.

Detection of replication-defective hepatitis A virus based on the correlation between real-time polymerase chain reaction and ELISA in situ results

ELISA in situ can be used to titrate hepatitis A virus (HAV) particles and real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) has been shown to be a fast method to quantify the HAV genome. Precise quantification of viral concentration is necessary to distinguish between infectious and non-infectious particles. The purpose of this study was to compare cell culture and RT-PCR quantification results and determine whether HAV genome quantification can be correlated with infectivity. For this purpose, three stocks of undiluted, five-fold diluted and 10-fold diluted HAV were prepared to inoculate cells in a 96-well plate. Monolayers were then incubated for seven, 10 and 14 days and the correlation between the ELISA in situ and RT-PCR results was evaluated. At 10 days post-incubation, the highest viral load was observed in all stocks of HAV via RT-PCR (10(5) copies/mL) (p = 0.0002), while ELISA revealed the highest quantity of particles after 14 days (optical density = 0.24, p < 0.001). At seven days post-infection, there was a significant statistical correlation between the results of the two methods, indicating equivalents titres of particles and HAV genome during this period of infection. The results reported here indicate that the duration of growth of HAV in cell culture must be taken into account to correlate genome quantification with infectivity.

Caracterização do fator capacidade de fósforo em solos de Entre Ríos, Argentina

Trinta amostras de solos foram selecionadas com o objetivo de caracterizar o Fator Capacidade de Fósforo (FCP) e sua relação com propriedades de solos de Entre Ríos, Argentina. Foram estimadas isotermas de adsorção e realizado um teste rápido de adsorção de P, denominado P-remanescente. As equações de Freundlich e Langmuir descreveram adequadamente o fenômeno de adsorção de P. A capacidade máxima de adsorção variou de 46 a 716 mg kg-1 de P no solo, apresentando os solos analisados de muito baixo a médio FCP. A capacidade de adsorção de P aumentou com a quantidade de argila e não foi afetada pelo teor de carbono orgânico do solo. O P-remanescente permitiu caracterizar os solos em relação ao fator capacidade e estimar sua capacidade máxima de adsorção de P.

Adsorção de fósforo e sua relação com formas de ferro em dez solos do Uruguai

Oxihidróxidos de ferro formam ligações químicas muito fortes com ânions fosfatos, diminuindo suas disponibilidades para as plantas. Este trabalho foi realizado em 1994 e 1995, com os objetivos de quantificar formas de ferro em solos do Uruguai e de relacioná-las com a adsorção de fósforo. Em amostras superficiais (0 a 15 cm) do horizonte A de dez solos, o ferro extraído com ditionito (Fe d) variou entre 1.598 e 8.592 mg kg-1 e esteve relacionado com o material de origem. As formas de ferro de baixa cristalinidade, extraídas com oxalato de amônio 0,2 mol L-1 pH 3 (Fe03), representaram de 45 a 78% do total extraído com o ditionito. A capacidade máxima de adsorção de fósforo (K2), calculada a partir do modelo de Langmuir, variou de 104 a 704 mg kg-1. Encontrou-se correlação significativa (r = 0,894, P < 0,01) entre as formas de óxidos de ferro de baixa cristalinidade (Fe03) e a adsorção de fósforo pelos solos. A porcentagem de fósforo adsorvida pelos solos após a adição de 600 mg de P kg-1 (P600) relacionou-se significativamente (r = 0,975, P < 0,01) com a capacidade máxima de adsorção de fósforo pelos solos. Também apresentou alta correlação (r = 0,894, P < 0,01) com as formas de ferro de baixa cristalinidade (Fe03), e pode ser utilizado como um índice para estimar a capacidade de adsorção de fósforo desses solos.

Aplicação de duas isotermas de adsorção de boro em solos de baixada do estado do Rio de Janeiro

Com o objetivo de estudar a aplicabilidade das equações de adsorção de Langmuir e de Freundlich para boro em solos de baixada do Estado do Rio de Janeiro (Glei Pouco Húmico e Cambissolo distrófico), desenvolveram-se ensaios de laboratório, em 1997, em quatro amostras de solo, sendo duas de superfície e duas subsuperficiais. Para isso, as amostras foram equilibradas em soluções de CaCl2 0,01 mol L-1, contendo as seguintes concentrações de boro: 0,0, 1,0, 2,0, 4,0 e 8,0 mg L-1. De posse dos dados, foram construídas isotermas de adsorção e verificados os ajustes das curvas obtidas, em relação aos dados experimentais. Observou-se que as isotermas mediante as equações de Langmuir e de Freundlich se adequaram bem para a adsorção de boro nos solos estudados.

Adsorção de fósforo em solos de várzea do estado de Minas Gerais

Realizou-se o presente estudo com amostras da camada superficial (0-20 cm) de onze solos de várzea de diferentes regiões do estado de Minas Gerais, visando quantificar a adsorção de fósforo em solos de várzeas drenadas, sujeitas a ciclos alternados de umedecimento e secagem, bem como avaliar a influência de alguns atributos do solo sobre esta adsorção. Amostras da fração TFSA (2 g) foram mantidas em contato, mediante agitação por 12 horas, com soluções de CaCl2 0,01 mol L-1 (40 mL), contendo 0, 25, 50, 100 e 200 mg L-1 de P. O fósforo foi analisado posteriormente no sobrenadante para determinação da quantidade adsorvida. Após isto, descartou-se o sobrenadante para mais 12 h de agitação com solução de CaCl2 0,01 mol L-1, visando determinar a quantidade dessorvida. Os valores de adsorção encontrados foram ajustados à isoterma de Langmuir para avaliar a capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAF), tendo sido estimado ainda o índice tampão de P (ITP) a partir do valor do coeficiente b1 das equações de 2º grau ajustadas entre o P adsorvido e o P dessorvido nas diferentes concentrações de P adicionado. Os valores encontrados para a CMAF situaram-se entre 476 e 3.961 mg kg-1 de P no solo, tendo oito solos apresentado capacidade de adsorção de P muito alta (> 1.000 mg kg-1). Os valores de ITP situaram-se entre 4,3 e 129. A CMAF correlacionou-se positivamente com a relação Fe o/Fe d, teor de matéria orgânica e acidez potencial e negativamente com o teor de Fe d e com a saturação por bases do solo. O ITP correlacionou-se positivamente com a acidez potencial e negativamente com a saturação por bases do solo. Os resultados deste estudo revelaram que: (a) solos de várzeas drenadas podem adsorver grandes quantidades de fósforo, dos quais a maioria apresenta capacidade máxima de adsorção de fósforo enquadrada nas classes alta (500 a 1.000 mg kg-1) e muito alta (> 1.000 mg kg-1); (b) solos de várzea com maiores valores de capacidade máxima de adsorção de fósforo e índice tampão de P apresentam menor dessorção percentual desse nutriente para a solução do solo; (c) o atributo que se correlaciona mais diretamente com a capacidade máxima de adsorção e o índice tampão de fósforo dos solos de várzea estudados é a acidez potencial.

Adsorção de ácidos húmicos em latossolo roxo natural e tratado com oxalato de amônio

A interação de substâncias húmicas com minerais no solo pode influir na dinâmica da decomposição da matéria orgânica e na sua estabilidade. A adsorção de dois ácidos húmicos em Latossolo Roxo natural (LR natural) e tratado com oxalato de amônio (LR tratado) foi efetuada, com vistas em investigar os mecanismos de adsorção e os principais grupos funcionais envolvidos, bem como relacionar a capacidade adsortiva de acordo com as características químicas e moleculares dos adsorbatos. Os ácidos húmicos extraídos com solução de NaOH 0,5 N de uma amostra de carvão (AHc) e de um solo Brunizém (AHs) foram caracterizados por análise elementar e espectroscopia de 13C-RMN. A parametrização dos dados experimentais das isotermas de adsorção foi do tipo y = A tanh Bx, e o modelo de Langmuir também foi aplicado. As amostras adsorvidas foram analisadas por espectroscopia no Infra-Vermelho por Reflectância Difusa com Transformada de Fourier (DRIFT). A adsorção dos ácidos húmicos no LR natural foi de natureza química, sendo evidenciado por DRIFT que a reação de troca de ligantes das carboxilas com a superfície dos minerais foi um mecanismo importante. O AHc, que apresentou caráter aromático mais elevado e maior teor de carboxilas na molécula, foi adsorvido em maior quantidade do que o AHs nos dois adsorventes, o que indica a possível participação de estruturas aromáticas na interação organomineral. No LR tratado, cuja área superficial específica foi superior (ASE = 140,9 m² g-1), a adsorção foi mais elevada do que no LR natural (ASE = 66,1 m² g-1). A maior ASE no LR tratado foi relacionada com o rompimento de microagregados no tratamento com oxalato de amônio que extraiu a porção cimentante dos óxidos de ferro que unia os minerais. A interação neste tipo de adsorvente, estimada segundo a equação y = A tanh Bx, foi mais forte do que na amostra natural, o que pode estar relacionado com a presença de sítios de adsorção hidrofóbica pela presença do oxalato na superfície, com a exposição de sítios mais reativos após tratamento e pH mais ácido. O modelo de Langmuir mostrou-se adequado para explicar a adsorção na amostra natural, enquanto, no LR tratado com oxalato de amônio, o ajuste não foi satisfatório. Em geral, a aplicação da equação y = A tanh Bx forneceu melhor ajuste (R² maior) do que a equação de Langmuir.

Adsorção de cádmio em dois Latossolos ácricos e um Nitossolo

O cádmio pode ser adicionado ao solo por meio de resíduos de pneus, óleos, lixo urbano, lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. É facilmente absorvido e translocado nas plantas e tem potencial de entrar na cadeia alimentar humana, causando sérios problemas de saúde. Os objetivos deste trabalho foram estudar a adsorção de cádmio em camadas superficiais e subsuperficiais de dois Latossolos ácricos de diferentes texturas, com balanço positivo de cargas em profundidade, bem como comparar os resultados com os obtidos para o Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef), todos localizados no norte do estado de São Paulo. Valores de adsorção máxima (b) e de afinidade do solo ao íon cádmio (K), obtidos pela equação de Langmuir, foram correlacionados com atributos químicos e mineralógicos dos solos. Com a elevação do pH, houve expressivo aumento na adsorção de cádmio para todas as amostras. Os horizontes superficiais adsorveram maiores quantidades de cádmio em relação aos horizontes B, graças ao maior teor de matéria orgânica nesta camada. O NVef adsorveu maiores quantidades de cádmio do que os Latossolos. Os parâmetros K e b de Langmuir foram positivamente correlacionados com carbono orgânico, capacidade de troca de cátions, retenção de cátions, superfície específica, teor de argila, quantidade de cargas negativas variáveis e permanentes. A capacidade de troca de cátions e o pH foram os fatores preponderantes no controle da adsorção de cádmio nos solos estudados.