Basic biochemical investigations as rationale for the design of original antimalarial drugs. An example of phospholipid metabolism

The future of antimalarial chemotherapy is particulary alarming in view of the spread of parasite cross-resistances to drugs that are not even structurally related. Only the availability of new pharmacological models will make it possible to select molecules with novel mechanisms of action, thus delaving resistance and allowing the development of new chemotherapeutic strategies. We reached this objective in mice. Our approach is hunged on fundamental and applied research begun in 1980 to investigate to phospholipid (PL) metabolism of intraerythrocytic Plasmodium. This metabolism is abundant, specific and indispensable for the production of Plasmodium membranes. Any drug to interfere with this metabolism blocks parasitic development. The most effective interference yet found involves blockage of the choline transporter, which supplies Plasmodium with choline for the synthesis of phosphatidylcholine, its major PL, this is a limiting step in the pathway. The drug sensitivity thereshold is much lower for the parasite, which is more dependent on this metabolism than host cells. The compounds show in vitro activity against P. falciparum at 1 to 10 nM. They show a very low toxicity against a lymphblastoid cell line, demonstrating a total abscence of correlation between growth inhibition of parasites and lymphoblastoid cells. They show antimalarial activity in vivo, in the P. berghei or P. chabaudi/mouse system, at doses 20-to 100-fold lower than their in acute toxicity limit. The bioavailability of a radiolabeled form of the product seemed to be advantageous (slow blood clearance and no significant concentration in tissues). Lastly, the compounds are inexpensive to produce. They are stable and water-soluble.

Biogeography of Triatominae (Hemiptera: Reduviidae) in Ecuador: implications for the design of control strategies

Chagas disease control strategies strongly depend on the triatomine vector species involved in Trypanosoma cruzi transmission within each area. Here we report the results of the identification of specimens belonging to various species of Triatominae captured in Ecuador (15 species from 17 provinces) and deposited in the entomological collections of the Catholic University of Ecuador (Quito), Instituto Oswaldo Cruz (Brazil), the Natural History Museum London (UK), the London School of Hygiene and Tropical Medicine (UK), the National Institute of Hygiene (Quito), and the Vozandes Hospital (Quito). A critical review of published information and new field records are presented. We analysed these data in relation to the life zones where triatomines occur (11 life zones, excluding those over 2,200 m altitude), and provide biogeographical maps for each species. These records are discussed in terms of epidemiological significance and design of control strategies. Findings relevant to the control of the main vector species are emphasised. Different lines of evidence suggest that Triatoma dimidiata is not native to Ecuador-Peru, and that synanthropic populations of Rhodnius ecuadoriensis in southern Ecuador-northern Peru might be isolated from their sylvatic conspecifics. Local eradication of T. dimidiata and these R. ecuadoriensis populations might therefore be attainable. However, the presence of a wide variety of native species indicates the necessity for a strong longitudinal surveillance system.

Polymorphism of the Human Immunodeficiency Virus Type 1 in Brazil: Genetic Characterization of the nef Gene and Implications for Vaccine Design

Most of the Brazilian HIV-1 samples have been characterized based on the structural genes (env, gag and pol) and no data concerning the variability of the accessory genes such as nef have been available so far. Considering the role of the nef on virus biology and the inclusion of this region in some HIV/AIDS vaccine products under testing, the purpose of this study was to document the genetic diversity of the nef gene in third-four HIV-1 Brazilian samples previously subtyped based on the env C2-V3 region. Although only few non-subtype B samples have already been analyzed so far, the cytotoxic Tlymphocyte epitopes encoded in this region were relatively conserved among the subtypes, with some amino acid signatures mainly in the subtype C samples. Considering the increasing of the non-B HIV-1 subtypes worldwide, in special the subtype C, more data should be generated concerning the genetic and antigenic variability of these subtypes, as well as the study of the impact of such polymorphism in HIV/AIDS vaccine design and testing.

Mapping the molecular characteristics of Brazilian human T-cell lymphotropic virus type 1 Env (gp46) and Pol amino acid sequences for vaccine design

This study was carried out to evaluate the molecular pattern of all available Brazilian human T-cell lymphotropic virus type 1 Env (n = 15) and Pol (n = 43) nucleotide sequences via epitope prediction, physico-chemical analysis, and protein potential sites identification, giving support to the Brazilian AIDS vaccine program. In 12 previously described peptides of the Env sequences we found 12 epitopes, while in 4 peptides of the Pol sequences we found 4 epitopes. The total variation on the amino acid composition was 9 and 17% for human leukocyte antigen (HLA) class I and class II Env epitopes, respectively. After analyzing the Pol sequences, results revealed a total amino acid variation of 0.75% for HLA-I and HLA-II epitopes. In 5 of the 12 Env epitopes the physico-chemical analysis demonstrated that the mutations magnified the antigenicity profile. The potential protein domain analysis of Env sequences showed the loss of a CK-2 phosphorylation site caused by D197N mutation in one epitope, and a N-glycosylation site caused by S246Y and V247I mutations in another epitope. Besides, the analysis of selection pressure have found 8 positive selected sites (w = 9.59) using the codon-based substitution models and maximum-likelihood methods. These studies underscore the importance of this Env region for the virus fitness, for the host immune response and, therefore, for the development of vaccine candidates.

A clinical trial for uniform multidrug therapy for leprosy patients in Brazil: rationale and design

Leprosy will continue to be a public health problem for several decades. The World Health Organization (WHO) recommends that, for treatment purposes, leprosy cases be classified as either paucibacillary or multibacillary (MB). A uniform leprosy treatment regimen would simplify treatment and halve the treatment duration for MB patients. The clinical trial for uniform multidrug therapy (U-MDT) for leprosy patients (LPs) in Brazil is a randomised, open-label clinical trial to evaluate if the effectiveness of U-MDT for leprosy equals the regular regimen, to determine the acceptability of the U-MDT regimen and to identify the prognostic factors. This paper details the clinical trial methodology and patient enrolment data. The study enrolled 858 patients at two centres and 78.4% of participants were classified as MB according to the WHO criteria. The main difficulty in evaluating a new leprosy treatment regimen is that no reliable data are available for the current treatment regimen. Relapse, reaction and impaired nerve function rates have never been systematically determined, although reaction and impaired nerve function are the two major causes of nerve damage that lead to impairments and disabilities in LPs. Our study was designed to overcome the need for reliable data about the current treatment and to compare its efficacy with that of a uniform regimen.

Structure-based drug design studies of the interactions ofent-kaurane diterpenes derived from Wedelia paludosa with the Plasmodium falciparumsarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase PfATP6

Malaria is responsible for more deaths around the world than any other parasitic disease. Due to the emergence of strains that are resistant to the current chemotherapeutic antimalarial arsenal, the search for new antimalarial drugs remains urgent though hampered by a lack of knowledge regarding the molecular mechanisms of artemisinin resistance. Semisynthetic compounds derived from diterpenes from the medicinal plant Wedelia paludosawere tested in silico against the Plasmodium falciparumCa2+-ATPase, PfATP6. This protein was constructed by comparative modelling using the three-dimensional structure of a homologous protein, 1IWO, as a scaffold. Compound 21 showed the best docking scores, indicating a better interaction with PfATP6 than that of thapsigargin, the natural inhibitor. Inhibition of PfATP6 by diterpene compounds could promote a change in calcium homeostasis, leading to parasite death. These data suggest PfATP6 as a potential target for the antimalarial ent-kaurane diterpenes.

Computational drug design strategies applied to the modelling of human immunodeficiency virus-1 reverse transcriptase inhibitors

Reverse transcriptase (RT) is a multifunctional enzyme in the human immunodeficiency virus (HIV)-1 life cycle and represents a primary target for drug discovery efforts against HIV-1 infection. Two classes of RT inhibitors, the nucleoside RT inhibitors (NRTIs) and the nonnucleoside transcriptase inhibitors are prominently used in the highly active antiretroviral therapy in combination with other anti-HIV drugs. However, the rapid emergence of drug-resistant viral strains has limited the successful rate of the anti-HIV agents. Computational methods are a significant part of the drug design process and indispensable to study drug resistance. In this review, recent advances in computer-aided drug design for the rational design of new compounds against HIV-1 RT using methods such as molecular docking, molecular dynamics, free energy calculations, quantitative structure-activity relationships, pharmacophore modelling and absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity prediction are discussed. Successful applications of these methodologies are also highlighted.

Informática em enfermagem: desenvolvimento de software livre com aplicação assistencial e gerencial

O presente estudo teve como objetivo desenvolver um sistema de informação em enfermagem com aplicação na assistência de enfermagem e no gerenciamento do serviço. O SisEnf - Sistema de Informação em Enfermagem - é um software livre composto pelo módulo assistencial de enfermagem: histórico, exame clínico e plano de cuidados; o módulo gerencial compõe-se de: escala de serviço, gestão de pessoal, indicadores hospitalares e outros elementos. O sistema foi implementado na Clínica Médica do Hospital Universitário Lauro Wanderley, da Universidade Federal da Paraíba. Tendo em vista a necessidade de aproximação entre usuário e desenvolvedor, e a constante mudança de requisitos funcionais durante o processo iterativo, foi adotado o método do processo unificado. O SisEnf foi desenvolvido sobre plataforma WEB e com emprego de software livre. Portanto, o trabalho desenvolvido procurou auxiliar o processo de trabalho da enfermagem que agora terá oportunidade de incorporar a tecnologia da informação na sua rotina de trabalho.

Propriedades espectrais da matéria orgânica leve-livre e leve intra-agregado de dois latossolos sob plantio direto e preparo convencional

Este trabalho teve como objetivo estudar a natureza química das frações leves-livres (FLL) e leves intra-agregado (FLI) da matéria orgânica do solo, obtidas pelo fracionamento físico do solo por densidade, por meio da espectroscopia na região do infravermelho, para verificar se tais frações constituem compartimentos distintos da matéria orgânica do solo. Foram analisadas amostras de Latossolos de dois estados do Brasil (RS e GO), submetidos a plantio direto e preparo convencional, em distintos sistemas de rotação de culturas. A análise por infravermelho revelou diferenças contrastantes entre os compartimentos orgânicos estudados. Os espectros de IV da fração leve-livre apresentaram configuração semelhante aos dos resíduos vegetais, indicando que ela se encontra em estádios iniciais de transformação. Não foram observadas diferenças estruturais na FLL entre os distintos sistemas de preparo e rotação de culturas. Os espectros de IV da FLI apresentaram bandas de absorção N-H e C-O de polissacarídeos menos intensas e em maior conjugação, em relação aos espectros da FLL, características de material mais humificado. Foi observada ainda uma maior transformação estrutural da fração leve intra-agregado em solos sob preparo convencional, quando comparada à FLI de solo sob vegetação natural e plantio direto. Os índices de hidrofobicidade (IH) e de condensação (IC), determinados a partir de relações entre as bandas de absorção de grupamentos - CH3 alifáticos, C-O de polissacarídeos e C=O conjugados, permitiram identificar as diferenças na recalcitrância e condensação das frações leves. Constatou-se que ambos os índices foram significativamente maiores para a matéria orgânica intra-agregado, por conseqüência de seu maior grau de humificação.

Energia livre da sorção de imazaquin em solos ácricos

O herbicida imazaquin apresenta um grupo funcional ionizável ácido e um básico, e seu comportamento no solo é dependente do pH, do conteúdo de carbono orgânico (CO) e dos teores de óxidos, principalmente em solos com carga variável. A energia livre (DG) da reacão de sorção de moléculas de 14C-imazaquin foi estudada em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), de um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e de um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef), em quatro valores de pH. A equação de Freundlich foi ajustada aos resultados para determinação do coeficiente de sorção. Independentemente da profundidade de coleta das amostras, a estabilidade das formas sorvidas do imazaquin ao solo diminuiu com a elevação do pH. A sorção diminuiu, ou seja, a quantidade de moléculas remanescentes na solução do solo após o equilíbrio aumentou à medida que ocorreu a elevação do pH. Para todas as amostras, DG aumentou de forma mais abrupta nos valores de pH entre o valor da constante de dissociacão da molécula (pKa = 3,8) e pKa + 2 (= 5,8). Nesta faixa, a percentagem de moléculas aniônicas de imazaquin aumentou, favorecendo, desse modo, o aumento da repulsão eletrostática e da solubilidade da molécula em água. Dentre as amostras superficiais, o NVef apresentou maior quantidade de imazaquin sorvido, em razão da maior quantidade de CO e de argila, apresentando, conseqüentemente, menor valor de DG nos diferentes valores de pH. Entretanto, praticamente não ocorreu diferença entre as amostras subsuperficiais dos solos. Os resultados do DG de sorção evidenciaram a importância do pKa do pesticida, do potencial elétrico e da quantidade de óxidos na camada subsuperficial do solo para explicar o comportamento sortivo de herbicidas em solos tropicais altamente intemperizados.

Efeito da natureza do eletrólito e da força iônica na energia livre da reação de adsorção de níquel em solos

A adsorção é o principal processo responsável pelo acúmulo de metais pesados na superfície dos colóides do solo. O conhecimento detalhado desse fenômeno pode fornecer subsídios para o aprimoramento das práticas de remediação de solos contaminados. Avaliou-se a energia livre (deltaG0) de adsorção de Ni em amostras superficiais (0,0-0,2 m) e subsuperficiais (na maior expressão do horizonte B) de um Latossolo Vermelho acriférrico típico textura argilosa (LVwf) e de um Nitossolo Vermelho eutroférrico textura muito argilosa (NVef), utilizando-se soluções de NaCl e CaCl2 em três forças iônicas (1,0, 0,1 e 0,01 mol L-1). As amostras de solo receberam 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50 e 70 mg dm-3 de Ni, na proporção solo:solução de 1:10. A adsorção de Ni pelos solos foi espontânea, visto que a deltaG0 apresentou valores negativos em todas as concentrações estudadas. Os valores de deltaG0 diminuíram com o aumento da dose de Ni adicionada. O NVef apresentou maior deltaG0 que o LVwf devido, principalmente, às suas características químicas e mineralógicas. Os horizontes superficiais apresentaram, em geral, maior deltaG0 em relação aos subsuperficiais, em razão do elevado teor de matéria orgânica encontrado em superfície. A deltaG0 foi maior para as menores forças iônicas do meio, tanto para CaCl2 quanto para NaCl.

Design de biblioteca virtual centrado no usuário: a abordagem do Sense-Making para estudos de necessidades e procedimentos de busca e uso da informação

Analisa a abordagem do Sense-Making na busca e uso da informação.