Schistosomiasis risk mapping in the state of Minas Gerais, Brazil, using a decision tree approach, remote sensing data and sociological indicators

Schistosomiasis mansoni is not just a physical disease, but is related to social and behavioural factors as well. Snails of the Biomphalaria genus are an intermediate host for Schistosoma mansoni and infect humans through water. The objective of this study is to classify the risk of schistosomiasis in the state of Minas Gerais (MG). We focus on socioeconomic and demographic features, basic sanitation features, the presence of accumulated water bodies, dense vegetation in the summer and winter seasons and related terrain characteristics. We draw on the decision tree approach to infection risk modelling and mapping. The model robustness was properly verified. The main variables that were selected by the procedure included the terrain's water accumulation capacity, temperature extremes and the Human Development Index. In addition, the model was used to generate two maps, one that included risk classification for the entire of MG and another that included classification errors. The resulting map was 62.9% accurate.

Factors related to transmission of and infection with Schistosoma mansoni in a village in the South-eastern Region of Brazil

In this transversal study, factors related to infection with and transmission of Schistosoma mansoni were explored. Based on stool examinations of two Kato-Katz smears of a single sample, the prevalences of schistosomiasis and geohelminths were established. In a multivariable analysis, sets of demographic, socio-economic and water contact pattern variables were tested for strength of relation with infection. Males presented a 3.39-times higher risk for infection than females. The age groups between 10-19 years and 20-30 years showed risks of infection 7.1- and 7.5-times higher, respectively, than the control age group between 0-10 years. Individuals practicing leisure activities had a 1.96-times higher risk than those without these activities. The malacological survey identified snails of the species Biomphalaria glabrata, Biomphalaria straminea and Biomphalaria tenagophila. Two exemplars of B. glabrata (0.53%) proved positive for S. mansoni. The socio-economic improvements observed in the locality suggest a protective and preventive effect towards infection with schistosomiasis, which requires further investigation with a longitudinal and more detailed study design. Considering our findings, a proposal for an integrated control program should be based on two pillars: one horizontal, which involves social empowerment and health education, and another more vertical, which delivers treatment and infrastructure improvements.

Towards an understanding of the epigenetics of schistosomes: a comparative epigenomic study

As in perhaps all eukaryotes, schistosomes use a supplementary information transmitting system, the epigenetic inheritance system, to shape genetic information and to produce different phenotypes. In contrast to other important parasites, the study of epigenetic phenomena in schistosomes is still in its infancy. Nevertheless, we are beginning to grasp what goes on behind the epigenetic scene in this parasite. We have developed techniques of native chromatin immunoprecipitation (N-ChIP) and associated the necessary bioinformatics tools that allow us to run genome-wide comparative chromatin studies on Schistosoma mansoni at different stages of its life cycle, on different strains and on different sexes. We present here an application of such an approach to study the genetic and epigenetic basis for a phenotypic trait, the compatibility of S. mansoni with its invertebrate host Biomphalaria glabrata. We have applied the ChIP procedure to two strains that are either compatible or incompatible with their intermediate host. The precipitated DNA was sequenced and aligned to a reference genome and this information was used to determine regions in which both strands differ in their genomic sequence and/or chromatin structure. This procedure allowed us to identify candidate genes that display either genetic or epigenetic difference between the two strains.

The endemisation of schistosomiasis in Porto de Galinhas, Pernambuco, Brazil, 10 years after the first epidemic outbreak

In 2000, after heavy rains and floods in Porto de Galinhas, Pernambuco, Brazil, an outbreak of schistosomiasis was recorded, of which 62.2% (412 cases) were of the acute clinical form. Between 2001-2009, occasional findings of Biomphalaria snails parasitised by Schistosoma mansoni indicated that disease transmission was still occurring. This motivated a new epidemiological survey between August-December 2010 to provide an update of the occurrence of this health hazard and to investigate the process of disease endemisation at this locality. This survey gathered parasitological, clinical and malacological data. The results of this survey, compared with data from the year 2000 survey, showed the following: (i) over these 10 years, there were declines in the total percentage of cases and the percentage of acute forms, (ii) the acute clinical form now represents 23.3% in contrast with the 62.2% detected in 2000 and (iii) the current prevalence of schistosomiasis is 15.7%, while in 2000 32.1% of the individuals were diagnosed as parasitised. Today, the chronic clinical form represents 76.7% of the total number of cases diagnosed, thus showing that over the 10-year period the occurrences of clinical forms became inverted. These findings, together with visual observation of insalubrious environmental conditions, indicate that schistosomiasis has become endemic in Porto de Galinhas.

Proteolytic activity in the adult and larval stages of the human roundworm parasite Angiostrongylus costaricensis

Angiostrongylus costaricensis is a nematode that causes abdominal angiostrongyliasis, a widespread human parasitism in Latin America. This study aimed to characterize the protease profiles of different developmental stages of this helminth. First-stage larvae (L1) were obtained from the faeces of infected Sigmodon hispidus rodents and third-stage larvae (L3) were collected from mollusks Biomphalaria glabrata previously infected with L1. Adult worms were recovered from rodent mesenteric arteries. Protein extraction was performed after repeated freeze-thaw cycles followed by maceration of the nematodes in 40 mM Tris base. Proteolysis of gelatin was observed by zymography and found only in the larval stages. In L3, the gelatinolytic activity was effectively inhibited by orthophenanthroline, indicating the involvement of metalloproteases. The mechanistic class of the gelatinases from L1 could not be precisely determined using traditional class-specific inhibitors. Adult worm extracts were able to hydrolyze haemoglobin in solution, although no activity was observed by zymography. This haemoglobinolytic activity was ascribed to aspartic proteases following its effective inhibition by pepstatin, which also inhibited the haemoglobinolytic activity of L1 and L3 extracts. The characterization of protease expression throughout the A. costaricensis life cycle may reveal key factors influencing the process of parasitic infection and thus foster our understanding of the disease pathogenesis.

A comparative cross-sectional study on the prevalence and morbidity of schistosomiasis in a community in northeastern Brazil (1979-2010)

A cross-sectional study on the prevalence and morbidity of schistosomiasis was conducted in the main settlement of the municipality of Alhandra, in the southern coastal region of the state of Paraíba, in 2010. The results of this study were compared with the results of a previous study conducted in the same area in 1979. The systematic sampling per family conglomerate included approximately 10% of the resident population in the urban area of Alhandra. Faecal examinations were performed using the Kato-Katz method. The clinical forms of the disease were classified in accordance with FS Barbosa as Type I - intestinal form, Type II - hepatointestinal form and Type III - hepatosplenic form. The prevalence of the infection in 2010 was 10.05%, whereas in 1979 it was 46.6% among untreated patients. The percentages of the three clinical forms in 2010 were as follows: 95.3% Type I, 4.6% Type II and 0% Type III; in 1979, the percentages were 94.4%, 3% and 2.6% for Types I, II and III, respectively. In 1979, 6.07% of the Biomphalaria glabrata specimens (the intermediate host in this area) excreted cercariae, where in 2010 only 1.27% of the specimens caught excreted the parasite.

Efeito do alumínio sobre o crescimento de duas espécies florestais

Para estudar o efeito do Al no crescimento inicial de duas espécies florestais, foi instalado um experimento em novembro de 1998, em solução nutritiva, em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras. Após duas semanas em solução nutritiva diluída a 1/3 e sem Al, duas plantas de Moringa (Moringa oleifera) e duas de Angico (Anandenantha peregrina) foram transplantadas para vasos de 1,5 L e crescidas em solução nutritiva. Os teores de Al utilizados foram de 0,0; 2,5; 5,0; 7,5; e 10,0 mg L-1, com pH 4,0 ± 0,2, ajustado diariamente durante 70 dias. Após este período, foi determinada a altura das plantas, as quais, posteriormente, foram divididas em parte aérea e raiz, para determinação da matéria seca e dos teores de N e P. Os teores crescentes de Al reduziram progressivamente a altura das plantas e a produção de matéria seca das raízes nas duas espécies e da parte aérea no Angico. O teor de nitrogênio na Moringa diminuiu com o incremento nos teores de Al. O teor de fósforo na parte aérea da Moringa e do Angico diminui a partir de 5 mg L-1 de Al na solução nutritiva.

Efeito do intervalo de dessecação antecedendo a semeadura do milho e do uso de diferentes espécies de plantas de cobertura

O intervalo entre a dessecação e a semeadura da cultura de interesse comercial pode favorecer o crescimento e desenvolvimento dessas plantas e, conseqüentemente, aumentar sua produtividade. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes intervalos de dessecação e uso de diferentes tipos de plantas de cobertura na fertilidade do solo, no teor nutricional e no crescimento inicial da cultura do milho. O experimento foi realizado em condições controladas de casa de vegetação, sendo constituído dos seguintes tratamentos: quatro intervalos de dessecação antecedendo a cultura comercial, que corresponderam a 21, 14, 7 e 0 dias, em interação com três espécies de cobertura vegetal; Crotalaria juncea (crotalária); Pennisetum americanum (milheto) e Brachiaria brizantha cv. marandu (braquiária). O maior intervalo entre a dessecação e a semeadura do milho aumentou o teor de MO, P e K no solo; o teor desses dois nutrientes no solo depende da planta de cobertura em questão. O milho apresentou maior absorção de N, P e K, em razão do maior intervalo de dessecação das plantas de cobertura. O crescimento do milho foi favorecido em razão dos maiores intervalos de dessecação das espécies de cobertura, devendo ser respeitado o intervalo superior a 14 dias para maior disponibilidade de nutrientes às plantas.

Padrões nutricionais para lavouras arrozeiras irrigadas por inundação pelos métodos da CDN chance matemática

Para o arroz irrigado, poucos trabalhos utilizam métodos de diagnose foliar desenvolvidos para as condições locais de clima, solo ou cultivares. O objetivo deste trabalho foi avaliar os métodos da Diagnose da Composição Nutricional e da Chance Matemática na definição dos padrões nutricionais de lavouras arrozeiras do Estado do Rio Grande do Sul. Resultados de produtividade de grãos e teores foliares de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo de 356 lavouras arrozeiras cultivadas sob sistema de irrigação por inundação foram utilizados para a determinação das faixas de suficiência calculadas pelo método da Chance Matemática. As faixas de suficiência foram comparadas com valores críticos propostos pela literatura e com o intervalo de confiança do teor médio dos nutrientes em lavouras consideradas nutricionalmente equilibradas, identificadas pelo método Diagnose da Composição Nutricional. Observou-se pouca concordância entre os valores das faixas de suficiência indicados pelos métodos da Chance Matemática e da Diagnose da Composição Nutricional e os respectivos valores indicados na literatura. A faixa de teores foliares adequados, consistentes com maior produtividade média das lavouras arrozeiras, foi indicada ser de 23 a 28 g kg-1 para N; 11 a 14 g kg-1 para K; 1,4 a 2,0 g kg-1 para S; 6 a 12 mg kg-1 para B; e 70 a 200 mg kg-1 para Fe. Para os teores foliares de P, Ca, Mg, B, Cu, Mn e Zn e Mo nenhuma das faixas adequadas testadas indicou capacidade para distinguir as lavouras arrozeiras quanto à produtividade média.

Estudo fitoquímico e avaliação da atividade moluscicida da Kielmeyera variabilis Mart (Clusiaceae)

Methanol extract obtained from Kielmeyera variabilis stems showed significant molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata. The phytochemical studies of the plants stem to the isolation of three xanthones (assiguxanthone-B, kielcorin and 1,3,5,6-tetrahtydroxy-2-prenylxanthone) and a organic acid (2,5-dihydroxy benzoic acid). The structures of these compounds were identified by IR, MS, ¹H and 13C NMR spectral analysis and comparison with literature data.

Estudo fitoquímico e avaliação da atividade moluscicida do Calophyllum brasiliense Camb (Clusiaceae)

The bioassay-guided fractionation against Biomphalaria glabrata of hydroalcoholic extracts of Calophyllum brasiliense aerial parts led to the isolation of the coumarin, named (-) mammea A/BB. The compound had its structure determined by both spectroscopic techniques (NMR ¹H, NMR 13C, gHSQC, gHMBC and MS) and some literature comparison data. The probit analysis of (-) mammea A/BB showed LD50 = 0.67 ppm and LD90 = 1.47 ppm. In addition, the dichloromethane extract obtained from C. brasiliense leaves with significant molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata was analyzed by HPLC-UV.

Terpenos isolados de Coussarea platyphylla Müll. Arg. (Rubiaceae)

The phytochemical investigation of Coussarea platyphylla led to the isolation of triterpenes betulonic and betulinic acid, monoterpenes monotropein and monotropein salt, the diterpene trans-phytol and esteroids. The structures of the isolated compounds were assigned on the basis of spectroscopic data, including two-dimensional NMR methods. The antiproliferative properties against human cancer cell lines and molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata of the crude methanolic extract and of its fractions were investigated.

Estrutura da vegetação arbustivo-arbórea colonizadora de uma área degradada por mineração de caulim, Brás Pires, MG

O presente estudo teve por objetivo conhecer a estrutura fitossociológica da vegetação arbustivo-arbórea colonizadora em uma área degradada por mineração de caulim no Município de Brás Pires (20°55'S e 43°09'W), MG, visando selecionar e indicar espécies mais adaptadas para recuperação de áreas degradadas semelhantes. A amostragem fitossociológica contou com 50 parcelas contíguas de 10 m X 10 m, totalizando 0,5 ha. Estiveram passíveis de inclusão todos os indivíduos com circunferência do tronco a 1,30 m do solo (CAP) igual ou superior a 10 cm. O levantamento resultou em 1.010 indivíduos pertencentes a 47 espécies, distribuídos em 39 gêneros e 23 famílias. Destacaram-se em valor de importância Piptadenia gonoacantha, Luehea grandiflora, Anadenanthera peregrina, Cecropia glaziovii, Cecropia hololeuca e Xylopia brasiliensis. A análise da distribuição dos indivíduos em classes de diâmetro revelou uma comunidade em plena regeneração, com representação em todas as classes diamétricas.

Tombamento de mudas de espécies florestais causado por Sclerotium rolfsii Sacc

O estudo objetivou avaliar a gama de hospedeiros de Sclerotium rolfsii por inoculação controlada das seguintes espécies florestais nativas e exóticas: Anadenanthera peregrina (angico-vermelho), Chorisia speciosa (paineira-rosa), Clitoria fairchildiana (sombreiro), Copaifera langsdorffii (copaíba), Delonix regia (flamboyant-vermelho), Enterolobium contortisiliquum (orelha-de-negro), Leucaena leucocephala (leucena), Mabea fistulifera (canudo-de-pito), Platymiscium pubescens (tamboril-da-mata), Senna macranthera (fedegoso), Spathodea campanulata (espatódea) e Tabebuia avellanedae (ipê-roxo), bem como comprovar o tombamento de mudas em pré e pós-emergência. Todas as espécies foram suscetíveis ao tombamento de mudas causado por S. rolfsii, em pré e em pós-emergência.

Florística e estrutura da comunidade arbórea de uma floresta estacional semidecidual secundária em Viçosa, MG

Este trabalho teve como objetivo estudar a composição florística e a estrutura da comunidade arbórea, bem como a distribuição das espécies em diferentes grupos ecológicos e os solos dos estádios inicial e avançado, de uma Floresta Estacional Semidecidual localizada no campus da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa, MG (20°46' S e 42°52' W). O levantamento foi realizado em meio hectare, onde foram alocadas 10 parcelas de 25 x 10 m em cada trecho, sendo amostrados todos os indivíduos com circunferência do tronco a 1,30 m do solo (CAP) > 15 cm. Registraram-se 820 indivíduos, sendo 440 no trecho de floresta inicial e 380 no de floresta avançada. No levantamento florístico da floresta inicial foram amostradas 76 espécies, pertencentes a 28 famílias, destacando-se como as de maior número de indivíduos Fabaceae (137), Urticaceae (45) e Sapindaceae (41) e, as com os maiores valores de importância, Cecropia glaziovii Snethl., Anadenanthera peregrina (L.) Speng., Piptadenia gonoacantha (Mart.) Macbr., Allophylus sericeus Radlk., Siparuna guianensis Aubl. e Maclura tinctoria (L.) Don ex Steud. O índice de diversidade de Shannon (H') foi de 3,57 nat.ind.-1 e a equabilidade (J'), de 0,82. Já na floresta avançada foram amostradas 59 espécies, distribuídas em 26 famílias, das quais Fabaceae (103), Meliaceae (49) e Flacourtiaceae (34) sobressaíram com maior número de indivíduos. Por sua vez, as espécies com os maiores valores de importância foram A. peregrina, Trichilia pallida Swartz, Cariniana estrellensis (Raddi) Kuntze., P. gonoacantha, Rollinia silvatica Mart. e S. guianensi. O índice de diversidade de Shannon (H') foi de 3,49 nat.ind.-1 e a equabilidade (J'), de 0,85. No contínuo, o índice de Shannon (H') e a equabilidade (J') foram de 3,82 nat.ind.-1 e 0,84, respectivamente. Cada floresta apresentou distinta identidade florística e estrutural, tendendo a ser minimizada com o avanço da sucessão.