Studies on the production and regulation of interleukin, IL-13, IL-4 and interferon-gamma in human Schistosomiasis mansoni

The production and regulation of interleukin (IL) IL-13, IL-4 and interferon-gamma was evaluated in different clinical forms of human schistosomiasis. The mechanisms of immune regulation are apparently different in the various clinical stages of the disease, some of them being antigen specific.

Regulation of endothelial derived nitric oxide in health and disease

Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) is the primary physiological source of nitric oxide (NO) that regulates cardiovascular homeostasis. Historically eNOS has been thought to be a constitutively expressed enzyme regulated by calcium and calmodulin. However, in the last five years it is clear that eNOS activity and NO release can be regulated by post-translational control mechanisms (fatty acid modification and phosphorylation) and protein-protein interactions (with caveolin-1 and heat shock protein 90) that direct impinge upon the duration and magnitude of NO release. This review will summarize this information and apply the post-translational control mechanisms to disease states.

Regulation of stem cell factor expression in inflammation and asthma

Stem cell factor (SCF) is a major mast cell growth factor, which could be involved in the local increase of mast cell number in the asthmatic airways. In vivo, SCF expression increases in asthmatic patients and this is reversed after treatment with glucocorticoids. In vitro in human lung fibroblasts in culture, IL-1beta, a pro-inflammatory cytokine, confirms this increased SCF mRNA and protein expression implying the MAP kinases p38 and ERK1/2 very early post-treatment, and glucocorticoids confirm this decrease. Surprisingly, glucocorticoids potentiate the IL-1beta-enhanced SCF expression at short term treatment, implying increased SCF mRNA stability and SCF gene transcription rate. This potentiation involves p38 and ERK1/2. Transfection experiments with the SCF promoter including intron1 also confirm this increase and decrease of SCF expression by IL-1beta and glucocorticoids, and the potentiation by glucocorticoids of the IL-1beta-induced SCF expression. Deletion of the GRE or kappaB sites abolishes this potentiation, and the effect of IL-1beta or glucocorticoids alone. DNA binding of GR and NF-kappaB are also demonstrated for these effects. In conclusion, this review concerns new mechanisms of regulation of SCF expression in inflammation that could lead to potential therapeutic strategy allowing to control mast cell number in the asthmatic airways.

Four whole-istic aspects of schistosome granuloma biology: fractal arrangement, internal regulation, autopoietic component and closure

This paper centers on some whole-istic organizational and functional aspects of hepatic Schistosoma mansoni granuloma, which is an extremely complex system. First, it structurally develops a collagenic topology, originated bidirectionally from an inward and outward assembly of growth units. Inward growth appears to be originated from myofibroblasts derived from small portal vessel around intravascular entrapped eggs, while outward growth arises from hepatic stellate cells. The auto-assembly of the growth units defines the three-dimensional scaffold of the schistosome granulomas. The granuloma surface irregularity and its border presented fractal dimension equal to 1.58. Second, it is internally regulated by intricate networks of immuneneuroendocrine stimuli orchestrated by leptin and leptin receptors, substance P and Vasoactive intestinal peptide. Third, it can reach the population of ± 40,000 cells and presents an autopoietic component evidenced by internal proliferation (Ki-67+ Cells), and by expression of c-Kit+ Cells, leptin and leptin receptor (Ob-R), granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF-R), and erythropoietin (Epo-R) receptors. Fourth, the granulomas cells are intimately connected by pan-cadherins, occludin and connexin-43, building a state of closing (granuloma closure). In conclusion, the granuloma is characterized by transitory stages in such a way that its organized structure emerges as a global property which is greater than the sum of actions of its individual cells and extracellular matrix components.

The importance of apoptosis for immune regulation in Chagas disease

Host cell apoptosis plays an important immune regulatory role in parasitic infections. Infection of mice with Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease, induces lymphocyte apoptosis. In addition, phagocytosis of apoptotic cells stimulates the growth of T. cruzi inside host macrophages. In spite of progress made in this area, the importance of apoptosis in the pathogenesis of Chagas disease remains unclear. Here we review the evidence of apoptosis in mice and humans infected with T. cruzi. We also discuss the mechanisms by which apoptosis can influence underlying host responses and tissue damage during Chagas disease progression.

Schistosomiasis differentially affects vasoconstrictor responses: up-regulation of 5-HT receptor-mediated aorta contraction

Schistosomiasis, classified by the World Health Organization as a neglected tropical disease, is an intravascular parasitic disease associated to a chronic inflammatory state. Evidence implicating inflammation in vascular dysfunction continues to mount, which, broadly defined, reflects a failure in the control of intracellular Ca2+ and consequently, vascular contraction. Therefore, we measured aorta contraction induced by 5-hydroxytryptamine (5-HT) and endothelin-1 (ET-1), two important regulators of vascular contraction. Isometric aortic contractions were determined in control and Schistosoma mansoni-infected mice. In the infected animals, 5-HT induced a 50% higher contraction in relation to controls and we also observed an increased contraction in response to Ca2+ mobilisation from sarcoplasmic reticulum. Nevertheless, Rho kinase inhibition reduced the contraction in response to 5-HT equally in both groups, discarding an increase of the contractile machinery sensitivity to Ca2+. Furthermore, no alteration was observed for contractions induced by ET-1 in both groups. Our data suggest that an immune-vascular interaction occurs in schistosomiasis, altering vascular contraction outside the mesenteric portal system. More importantly, it affects distinct intracellular signalling involved in aorta contraction, in this case increasing 5-HT receptor signalling.

Chromatin regulation in schistosomes and histone modifying enzymes as drug targets

Only one drug is currently available for the treatment and control of schistosomiasis and the increasing risk of selecting strains of schistosome that are resistant to praziquantel means that the development of new drugs is urgent. With this objective we have chosen to target the enzymes modifying histones and in particular the histone acetyltransferases and histone deacetylases (HDAC). Inhibitors of HDACs (HDACi) are under intense study as potential anti-cancer drugs and act via the induction of cell cycle arrest and/or apoptosis. Schistosomes like other parasites can be considered as similar to tumours in that they maintain an intense metabolic activity and rate of cell division that is outside the control of the host. We have shown that HDACi can induce apoptosis and death of schistosomes maintained in culture and have set up a consortium (Schistosome Epigenetics: Targets, Regulation, New Drugs) funded by the European Commission with the aim of developing inhibitors specific for schistosome histone modifying enzymes as novel lead compounds for drug development.

Oxidative stress enhances the expression of sulfur assimilation genes: preliminary insights on the Enterococcus faecalis iron-sulfur cluster machinery regulation

The Firmicutes bacteria participate extensively in virulence and pathological processes. Enterococcus faecalis is a commensal microorganism; however, it is also a pathogenic bacterium mainly associated with nosocomial infections in immunocompromised patients. Iron-sulfur [Fe-S] clusters are inorganic prosthetic groups involved in diverse biological processes, whose in vivo formation requires several specific protein machineries. Escherichia coli is one of the most frequently studied microorganisms regarding [Fe-S] cluster biogenesis and encodes the iron-sulfur cluster and sulfur assimilation systems. In Firmicutes species, a unique operon composed of the sufCDSUB genes is responsible for [Fe-S] cluster biogenesis. The aim of this study was to investigate the potential of the E. faecalis sufCDSUB system in the [Fe-S] cluster assembly using oxidative stress and iron depletion as adverse growth conditions. Quantitative real-time polymerase chain reaction demonstrated, for the first time, that Gram-positive bacteria possess an OxyR component responsive to oxidative stress conditions, as fully described for E. coli models. Likewise, strong expression of the sufCDSUB genes was observed in low concentrations of hydrogen peroxide, indicating that the lowest concentration of oxygen free radicals inside cells, known to be highly damaging to [Fe-S] clusters, is sufficient to trigger the transcriptional machinery for prompt replacement of [Fe-S] clusters.

Estimativa da acidez potencial pelo método do pH SMP em solos do estado do Rio de Janeiro

A extração da acidez potencial com acetato de cálcio 0,5 mol L-1 é um método amplamente utilizado nos laboratórios de análises de solo no Brasil. Neste trabalho, foram analisadas cento e duas amostras de solos do Estado do Rio de Janeiro, em 1996, visando obter a curva de calibração entre a acidez potencial e o pH de equilíbrio da suspensão de solo com solução-tampão (pH SMP). Os resultados demonstraram que a acidez potencial pode ser estimada por meio da curva de regressão da solução-tampão SMP (R² = 0,90**). Também foi observada correlação significativa entre o pH de equilíbrio da suspensão de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 e o pH SMP.

Estimativa de H + AL pelo pH SMP em solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina

A capacidade de troca de cátions (CTC) e a proporção dos principais cátions retidos nas cargas negativas do solo são de grande importância para a caracterização química e para o diagnóstico da fertilidade do solo. Essas características, juntamente com o Al, o Ca e o Mg trocáveis, foram incluídas na análise de solo realizada pelos laboratórios oficiais do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, a partir de 1994. Este trabalho avaliou a relação entre o valor de H + Al e o pH SMP, visando estabelecer uma equação para a estimativa do valor de H + Al (acidez potencial), o qual pode ser utilizado no cálculo da CTC (método da soma de cátions trocáveis). O trabalho foi realizado nos laboratórios de solos da Universidade de Passo Fundo (UPF) e da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em 1995, constando da determinação do teor de H + Al, extraído com acetato de cálcio 1,0 mol L-1, pH 7,0, e do pH SMP em um grupo de 113 amostras de solo. Os resultados obtidos foram reunidos com os de outros pesquisadores, procedendo-se à análise de regressão para um conjunto de 250 amostras representativas de solos dos dois estados. Observou-se relação significativa entre o valor de H + Al e o pH SMP. Concluiu-se que as equações log (H + Al) = 3,9014 - 0,391 SMP (R² = 0,90) ou ln (H + Al) = 8,9832 - 0,9004 SMP (R² = 0,90), com os valores de H + Al expressos em mmol c dm-3, podem ser utilizadas para a estimativa do teor de H + Al pelo uso do pH SMP.

Fluxo difusivo de zinco em amostras de solo influenciado por textura, íon acompanhante e pH do solo

O fluxo difusivo (difusão) é a forma mais importante de transporte de zinco no solo, dada sua baixa concentração na solução. Este trabalho teve como objetivo avaliar o fluxo difusivo de Zn em amostras de um solo de textura argilosa (Latossolo Vermelho-Escuro - LE), outro de textura média (Podzólico Vermelho-Amarelo - PV) e um terceiro de textura arenosa (Latossolo Vermelho-Amarelo - LV), submetidos a níveis de pH: pH natural (4,38) e 5,40, para o LE; natural (4,87) e 6,00, para o PV, e somente pH natural (4,64), para o LV, e a três fontes de Zn (ZnCl2, ZnEDTA e ZnSO4) nas doses de 0, 20 e 40 mg dm-3 de Zn. As unidades experimentais constituíram-se de 400 cm³ de amostras de solo, colocadas em câmaras feitas de tubos de PVC, com 10 cm de diâmetro e 5 cm de altura, contendo, cada câmara, uma lâmina de resina trocadora de cátions ácido forte (modelo CR61CZR IONICS, Inc) como dreno de Zn, nas dimensões de 2,0 x 5,0 cm, colocada à profundidade de 2,5 cm no meio da câmara. As amostras, umedecidas até a capacidade de campo, foram incubadas por um período de 15 dias à temperatura de 24 ± 4ºC. Após esse período, as lâminas foram retiradas, realizando-se a extração do Zn adsorvido às lâminas de resina. O pH do solo demonstrou ser fator de grande importância no controle do fluxo difusivo do Zn, acarretando-lhe grande diminuição quando da elevação de pH. De modo geral, o fluxo difusivo de Zn foi menor com o aumento do teor de argila do solo. O fluxo difusivo de Zn foi maior, nos três solos, quando a fonte utilizada foi ZnCl2.

Influência do pH na sorção de imazaquin em um Latossolo Vermelho Acriférrico

O herbicida imazaquin é uma molécula orgânica com grupos funcionais ionizáveis, sendo sua sorção dependente do pH e da carga elétrica líquida do solo. Neste trabalho, foi estudada a sorção do imazaquin nas camadas superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho Acriférrico típico textura muito argilosa, considerando quatro diferentes valores de pH. Com uso de moléculas radiomarcadas com carbono-14, determinou-se a quantidade sorvida pela diferença entre a quantidade aplicada e a remanescente em solução. Os resultados foram ajustados à equação de Freundlich, para determinação do coeficiente de sorção (Kf). De maneira geral, o herbicida apresentou baixa sorção no solo. Nas amostras coletadas nas duas profundidades, a sorção diminuiu com a elevação do pH. Para um mesmo valor de pH, a sorção foi maior no horizonte subsuperficial do que no superficial, sendo a carga líquida positiva resultante do baixo teor de matéria orgânica e dos elevados conteúdos de óxidos de ferro e de alumínio. Quando a carga elétrica líquida do solo foi positiva, não foi possível predizer a sorção de imazaquin, considerando apenas a especiação da molécula e a sua partição na fração orgânica do solo.

Acidez potencial estimada pelo pH SMP em solos do estado de Pernambuco

A determinação da acidez potencial (H + Al) extraída com a solução de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 tem sido rotineiramente utilizada em laboratórios de análise de solo do Brasil. No entanto, por suas facilidades analíticas, têm-se estimado seus valores, utilizando o pH de equilíbrio da suspensão de solo com a solução SMP. Este trabalho objetivou estudar a relação entre pH SMP e H + Al em solos de Pernambuco, visando estabelecer uma equação que possa ser utilizada na estimativa da acidez potencial. O trabalho, realizado no laboratório de fertilidade do solo da Universidade Federal Rural de Pernambuco, utilizou 145 amostras de solo das várias regiões do Estado. Os resultados permitiram concluir que a equação H + Al = 0,4837 SMP² - 8,4855 SMP + 38,448 (R² = 0,90), expressando os valores de H + Al em cmol c dm-3, pode ser utilizada para estimar a acidez potencial pelo uso do método do pH SMP.

Estimativa da acidez potencial pelo pH SMP em solos do semi-árido do Nordeste brasileiro

Neste estudo avaliou-se a relação entre o teor de H + Al e o pH SMP, visando estabelecer uma equação para estimar a acidez potencial de solos do Semi-Árido do Nordeste Brasileiro. As análises dos teores de H + Al e dos valores de pH SMP foram realizadas em 81 amostras de solo, variando os teores de carbono de 1,8 a 35,6 g kg-1 e os de argila de 60 a 590 g kg-1. Os resultados demonstraram que a acidez potencial dessas amostras de solo, expressa em mmol c dm-3, pode ser estimada pelo valor do pH em solução tampão SMP, por meio da equação de regressão: H + Al = 31,521 (pH SMP)² - 451,61 pH SMP + 1625,3 (R² = 0,87**).

Fator de retardamento e coeficiente de dispersão-difusão para o crômio (III) em solos muito intemperizados, influenciados pelo pH, textura e matéria orgânica

O objetivo principal deste trabalho foi analisar a variação dos fatores de retardamento (R) e dos coeficientes de dispersão-difusão (D) para o crômio (III) em dois solos muito intemperizados, considerando diferentes atributos edáficos: textura, pH e matéria orgânica. Utilizaram-se amostras dos horizontes A e B com diferença marcante no teor de matéria orgânica de dois solos coletados no estado de São Paulo: Latossolo Vermelho eutroférrico textura argilosa (LVe) e Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico textura média (LVd). A alteração do pH das amostras do horizonte superficial foi realizada com adição de carbonato de cálcio para elevar a saturação por bases a 70%. Foram realizados experimentos de adsorção em condições estáticas e de lixiviação em colunas de solo, utilizando a teoria do deslocamento miscível. Os Rs obtidos para o LVe foram maiores em comparação aos obtidos para o LVd. O aumento do pH do solo propiciado pela adição de carbonato de cálcio resultou em aumento no R. No LVe, a presença significativa de ácidos fúlvicos na matéria orgânica propiciou um R menor no horizonte superficial em relação ao subsuperficial. Não foi evidenciada relação nítida entre D e os diferentes solos, níveis de calagem e horizontes.