Switch Region for Pathogenic Structural Change in Conformational Disease and Its Prediction

Many diseases are believed to be related to abnormal protein folding. In the first step of such pathogenic structural changes, misfolding occurs in regions important for the stability of the native structure. This destabilizes the normal protein conformation, while exposing the previously hidden aggregation-prone regions, leading to subsequent errors in the folding pathway. Sites involved in this first stage can be deemed switch regions of the protein, and can represent perfect binding targets for drugs to block the abnormal folding pathway and prevent pathogenic conformational changes. In this study, a prediction algorithm for the switch regions responsible for the start of pathogenic structural changes is introduced. With an accuracy of 94%, this algorithm can successfully find short segments covering sites significant in triggering conformational diseases (CDs) and is the first that can predict switch regions for various CDs. To illustrate its effectiveness in dealing with urgent public health problems, the reason of the increased pathogenicity of H5N1 influenza virus is analyzed; the mechanisms of the pandemic swine-origin 2009 A(H1N1) influenza virus in overcoming species barriers and in infecting large number of potential patients are also suggested. It is shown that the algorithm is a potential tool useful in the study of the pathology of CDs because: (1) it can identify the origin of pathogenic structural conversion with high sensitivity and specificity, and (2) it provides an ideal target for clinical treatment.

A preliminary survey of the helminth fish parasites in Imo River

A preliminary survey of the helminth fish parasites was carried out in Imo River (Nigeria). A total of 191 fishes belonging to 15 genera were examined and only 13.6% were infested with various species of helminth parasites which is low percentage of infection. The following helminth parasites were recorded. Wenyonia virilis, kainji; Wenyonia sp., Procamallanus laeviconchus; Procamallanus sp., Sprionoura congolense; Spironoura sp., Cucullanus sp. and Serradacnitis serrata. It was found that helminth parasites showed some degree of specificity in their distribution within their fish hosts. This specificity could be as a result of the physiochemical and physiological factors operating in the gut such as pH, osmotic tension, oxygen tension and nutrient levels. The results also revealed that age and sex influence helminth parasites infections in fishes

Preliminary survey of parasites of Clarias in the Niger Delta area of Nigeria

A total of 160 Clarias lazera were collected with line hood between April and June 1984 from the Niger Delta area and observed for the presence of parasites. The results revealed the presence of three classes of endo-parasites: Trematodes (47%), nematodes (46%) and cestodes (7%). It was found that, the parasites have great affinity for the spleen (34%) and the liver (28.3%). Also, smaller fish habored more parasites than large fish. Though the investigation is still continuing, the study reveals the presence of parasites in Clarias and calls for measures to prevent wide-spread infestation in fish ponds and suggests treatment of infested fish

Parasites and non-fish predators of tilapia with particular reference to the sustainable management of fisheries of Lake Kainji Nigeria

The fisheries of Lake Kainji, Nigeria, experienced a boom year following impoundment, then decline post impoundment and now is in a period of stabilisation of the fish resources. Several reasons have been advanced on factors responsible for these changes, but two outstanding factors are those of nutritional status and fishing methods of the lake. Two important fish families however continue to dominate the lake fisheries in daily fisherman catches: Clupeidae and Cichlidae (tilapias). Recent studies have also shown that the dominance of the tilapias and clupeids is an important factor in the understanding of the stability of fisheries of Lake Kainji. One area which has remained undiscussed concerns the parasites and non-fish predators of tilapias which can affect the population dynamics of tilapias. This paper examines therefore some aspects of the fisheries of Lake Kainji and the potential roles that parasites and non-fish predators of tilapias can contribute in developing strategies for consideration in the sustainable management of the fisheries

A review of diseases associated with cage culture systems: diagnosis and control in smale scale fish farming

Fish cage culture is a rapid aquacultural practice of producing fish with more yield compared to traditional pond culture. Several species cultured by this method include Cyprinus carpio, Orechromis niloticus, Sarotherodon galilaeus, Tilapia zilli, Clarias lazera, C. gariepinus, Heterobranchus bidorsalis, Citharinus citharus, Distochodus rostratus and Alestes dentes. However, the culture of fish in cages has some problems that are due to mechanical defects of the cage or diseases due to infection. The mechanical problems which may lead to clogged net, toxicity and easy access by predators depend on defects associated with various types of nets which include fold sieve cloth net, wire net, polypropylene net, nylon, galvanized and welded net. The diseases problems are of two types namely introduced diseases due to parasites. The introduced parasites include Crustaseans, Ergasilus sp. Argulus africana, and Lamprolegna sp, Helminth, Diplostomulum tregnna: Protozoan, Trichodina sp, Myxosoma sp, Myxobolus sp. the second disease problems are inherent diseases aggravated by the very rich nutrient environment in cages for rapid bacterial, saprophytic fungi, and phytoplanktonic bloom resulting in clogging of net, stagnation of water and low biological oxygen demand (BOD). The consequence is fish kill, prevalence of gill rot and dropsy conditions. Recommendations on routine cage hygiene, diagnosis and control procedures to reduce fish mortality are highlighted

Some potential occupational and environmental hazards associated with fish pond production in Nigeria

The paper highlights the concept of information and the significance of environmental and occupational hazards associated with pond fish production in Nigeria and discuss the possible options for the ways forward. The major raw material used in fish production system is the organic manure (cow dung, poultry droppings, porcine manure etc) that serves as substrate for heterotrophic production of bacteria and protozoa, which act as food for zooplankton and the fish. The pathogenic organisms (viruses, bacteria, protozoa's, and parasites), are noted for the potential hazard to the fish handlers and consumers. Nine species from seven genera of bacteria associated with fish diseases are found to have association with diseases of human such as typhoid fever, bacillary dysentery and other gastrointestinal tract related problems. Also the environmental contaminants in pond fish production become important because of its significance to consumers' acceptance of the fish products

Water mites: predators and parasites

The majority of water mites found in freshwater belong to the Hydrachnellae, a group which exhibit striking morphological diversity. This paper reviews work on the structure, morphology and taxonomy. The role of water mites as predators, their life history and their parasitic associations with aquatic insect or freshwater mollusc hosts is discussed along with the distribution of water mites in the British Isles.

Crustacés et Helminthes parasites de l'Albacore (Thunnus albacares) du Golfe de Guinée - note préliminaire

This note presents the results of a current study on the parasitism of the yellowfin Thunnus albacares in the Gulf of Guinea: a list of encountered crustaceans and helminths, remarks concerned with localisations, frequencies and intensities of the infestations is given. A hypothesis on the existence of three ecological stocks corresponding to three great fishing areas of the Gulf is suggested.

Atividade in vitro da pterocarpanoquinona LQB-118 sobre o Trypanosoma cruzi

A doença de Chagas é endêmica na América Latina sendo considerada uma doença negligenciada com grande impacto socioeconômico. A infecção é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi que é transmitido pela forma vetorial, entre outros mecanismos. O tratamento consiste basicamente no uso de dois fármacos, o benznidazol e o Nifurtimox que apresentam uma série de efeitos colaterais e atuam muito pouco nas formas amastigotas intracelulares o que faz com que o tratamento atual seja restrito e insatisfatório.Várias atividades farmacológicas foram atribuídas ao lapachol e a pterocarpanos, tais como atividade antitumoral e antiparasitária. Devido a esse potencial foi sintetizado uma molécula híbrida, a pterocarpanoquinona LQB-118, e algumas moléculas derivadas. A LQB-118 mostrou anteriormente atividade antitumoral e anti-Leishmania. O objetivo do presente trabalho foi investigar a atividade in vitro da LQB-118 e suas moléculas derivadas sobre o Trypanosoma cruzi clone Dm28c. Para avaliação inicial do efeito anti-parasitário das moléculas, amastigotas intracelulares, tripomastigotas metacíclicos e epimastigotas foram incubados com 20 M das LQBs 118, 168, 187, 182 e 236. A LQB-118 demonstrou atividade antiparasitária nas três formas evolutivas (90% na forma amastigota, 44% na forma tripomastigota e 70% na forma epimastigota) do parasito, enquanto as moléculas derivadas não mostraram atividade significativa. Sendo assim os estudos foram continuados com a molécula LQB-118. A ação da LQB-118 sobre as amastigotas intracelulares foi dose dependente, com redução do índice de infecção em 81% e 88% nas concentrações de 20 e 30 M respectivamente. Já sobre tripomastigotas, a LQB-118 foi menos ativa reduzindo a mobilidade dessas formas em até 45% a 30 M. Sobre a forma epimastigota a ação foi dose-dependente chegando a inibir 96% o crescimento dos parasitos a 20 M, com alterações da morfologia tais como arrendondamento do corpo celular e perda do flagelo. A dose capaz de inibir 50% foi de 4,2 M para amastigota intracelular e 38,1 M para tripomastigotas. Para macrófagos, a LC50 ficou em 40 M, uma concentração quase dez vezes maior que a IC50 para amastigotas. A capacidade das formas amastigotas intracelulares se diferenciarem em tripomatigotas e lisar os macrófagos foi avaliada após o tratamento com a LQB-118 por 72h. Observou-se um atraso do ciclo intracelular do parasito de modo dose-dependente, onde na concentração de 30 M o surgimento de tripomastigota foi no 9 dia enquanto nos controles foi no 5 dia de cultura. Para delinear o mecanismo de ação, foi avaliado o efeito direto sobre o parasito como a indução da fragmentação de DNA. A análise de indução da fragmentação do DNA feita pela marcação pelo TUNEL mostrou que o tratamento com a LQB-118 induziu seletivamente a fragmentação do núcleo das amastigotas enquanto o núcleo dos macrófagos se mantiveram íntegros. Macrófagos peritoneais pré-tratados com LQB-118 por 24 horas foram capazes de reduzir o número de amastigotas após 72h de cultivo na ausência da molécula, mas sem alteração na produção de óxido nítrico. Esses resultados mostram que a LQB-118 é ativa contra o T. cruzi, principalmente sobre a forma amastigota intracelular, que é a forma presente na fase crônica da infecção. O mecanismo de ação sugere que a LQB-118 é capaz de ser seletivamente tóxica para o parasito e também ativar os mecanismos microbicidas dos macrófagos de modo independente da produção de óxido nítrico.

Sensing parasites: proteomic and advanced bio-detection alternatives

[EN] Parasitic diseases have a great impact in human and animal health. The gold standard for the diagnosis of the majority of parasitic infections is still conventional microscopy, which presents important limitations in terms of sensitivity and specificity and commonly requires highly trained technicians. More accurate molecular-based diagnostic tools are needed for the implementation of early detection, effective treatments and massive screenings with high-throughput capacities. In this respect, sensitive and affordable devices could greatly impact on sustainable control programmes which exist against parasitic diseases, especially in low income settings. Proteomics and nanotechnology approaches are valuable tools for sensing pathogens and host alteration signatures within microfluidic detection platforms. These new devices might provide novel solutions to fight parasitic diseases. Newly described specific parasite derived products with immune-modulatory properties have been postulated as the best candidates for the early and accurate detection of parasitic infections as well as for the blockage of parasite development. This review provides the most recent methodological and technological advances with great potential for biosensing parasites in their hosts, showing the newest opportunities offered by modern “-omics” and platforms for parasite detection and control.

Incidence of human pathogenic bacteria in shrimp feeds - a study from India

The incidence of various human pathogenic bacteria in commercially available and home-made shrimp feeds used on some farms in India was analyzed. The Total Heterotrophic Bacteria in the commercial feed samples ranged between 103–105 cfu g-1 and those in the farm-made feeds between 106-107 cfu g-1. No bacteria of significance to human health were found to be associated with any of the commercial feed samples analyzed, while farm-made feeds analyzed during the study showed a high incidence of various human pathogens such as Vibrio parahaemolyticus, V. cholerae, Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Possible modes of contamination in feeds and ways to prevent them are discussed.

Lethal Parasites in Oysters from Coastal Georgia with Discussion of Disease and Management Implications

Extensive mortalities of oysters, Crassostrea virginica, occurred from 1985 through 1987 in coastal waters of Georgia. Fluid thioglycolate cultures of oysters collected from 16 of 17 locations revealed infections by the apicomplexan parasite Perkinsus marinus. An ascetosporan parasite, Haplosporidium nelsoni, was also observed in histopathological examination of oysters from 4 of the locations. While the range of H. nelsoni currently is recognized as the east coast of the United States from Maine to Florida, this is the first report of the parasite in Georgia waters. This paper documents the occurrence of these two lethal parasites in oysters from coastal waters of Georgia, along with potential disease and management implications. Results of an earlier independent and previously unpublished survey are also discussed which document the presence of P. marinus in Georgia as early as 1966.

Estudo do metabolismo mitocondrial e da resposta anti-apoptótica de células endoteliais humanas durante a evolução da infecção por taquizoítos de Toxoplasma gondii

A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. A toxoplasmose é amplamente investigada visto que se apresenta como uma doença grave em pessoas imunodeprimidas (portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (SIDA), não tratados, indivíduos transplantados, paciente em tratamento quimioterápico ou em uso de drogas supressoras e gestantes). A toxoplasmose congênita frequentemente pode levar ao aborto espontâneo ou até mesmo resultar na formação de crianças com algum grau de atraso no desenvolvimento mental e/ou físicos, deste modo, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava, pois os parasitos encontrados na circulação sanguinea são capazes de infectar as células endoteliais dos vasos e os tecidos circunjacentes, podendo resultar no encistamento do T. gondii. Atualmente a toxoplasmose vem sendo investigada devido a sua associação a inúmeras outras doenças, assim, estudos sobre a evolução da infecção por T. gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Ao invadir a célula hospedeira o parasito possui a capacidade de recrutar as mitocôndrias promovendo mudanças na organização mitocondrial ao longo da progressão da infecção, garantindo um ambiente favorável a sua multiplicação. Diante disso, investigamos se o parasito possui a capacidade de interferir no metabolismo mitocondrial e na resposta apoptótica da célula endotelial. O presente trabalho teve como objetivo analisar o metabolismo mitocondrial através da respirometria de alta-resolução e da resposta apoptótica através do western blotting das células endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC) infectadas por 2, 6 e 20 horas por taquizoítos de T. gondii. A respirometria de alta-resolução revelou que o parasito interfere no metabolismo energético da célula hospedeira. A análise do conteúdo de proteínas da família Bcl-2 por western blotting revelou maior estímulo apoptótico no tempo inicial de infecção, quando comparado aos demais tempos. Os resultados dos conteúdos de caspase 3, proteína efetora da apoptose, não demonstrou diferença nos tempos iniciais de infecção Entretanto, em tempos mais tardios, o conteúdo de caspase 3 mostrou-se significativamente aumentado quando comparado às HUVEC não infectadas. A dinâmica de replicação do parasito foi observada através do monitoramento pelo sistema Time-Lapse Nikon BioStation IMQ em tempo real das células infectadas por T.gondii. Portanto, nossos resultados sugerem que o protozoário ao recrutar as mitocôndrias da célula hospedeira interfere no metabolismo mitocondrial e na modulação da apoptose para garantir um ambiente favorável a sua multiplicação.

A influência do metabolismo redox na transmissão da doença de Chagas

As formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi proliferam e se diferenciam no interior de diferentes compartimentos do trato digestivo dos triatomíneos. Esses ambientes antagônicos, no que diz respeito à concentração de nutrientes, pH e status redox, constituem um desafio para o protozoário por conterem moléculas e fatores capazes de deflagrar diferentes sinalizações e respostas no parasito. Por isso, testamos a influência de produtos abundantes do metabolismo do vetor e de status redox distintos, frente aos processos de proliferação e diferenciação in vivo e in vitro. Como exemplo temos o heme e a hemozoína, subprodutos da digestão da hemoglobina, e o urato, rico na urina dos insetos. O heme é uma importante molécula em todos os seres vivos. Nosso grupo mostrou seu papel na proliferação in vitro de T. cruzi e que esse sinal é governado pela enzima redox-sensível CaMKII (Lara et al., 2007; Souza et al., 2009). Esse efeito parece depender de uma sinalização redox, onde o heme e não seus análigos induz a formação de EROs, modulando a atividade da CaMKII (Nogueira et al, 2011). Apesar de gerar espécies reativas de oxigênio (EROs) em formas epimastigotas, o heme não alterou a ultraestrutura desses parasitos mostrando uma adaptação a ambientes oxidantes. Além disso, a adição de FCCP inibiu a formação de EROs mitocondrial, diminuindo a proliferação dos parasitos. Em contrapartida, a AA aumentou drasticamente a produção de EROs mitocondrial levando à morte dos epimastigotas. Estes resultados confirmam a hipótese de regulação redox do crescimento de epimastigotas. A formação de β- hematina (hemozoína) constitui uma elegante estratégia para minimizar o efeito tóxico do heme nos insetos hematófagos. Contudo, a β-hematina não influenciou a proliferação ou a metaciclogênese in vitro. Já o urato, e outros antioxidantes clássicos como o GSH e o NAC prejudicaram a proliferação in vitro de epimastigotas. Estes efeitos foram parcialmente revertidos quando os antioxidantes foram incubados juntamente com o heme. Durante a metaciclogênese in vitro, o NAC e o urato induziram um aumento significativo das formas tripomastigotas e levaram a diminuição da porcentagem de formas epimastigotas. Em contrapartida, o heme e a β-hematina apresentaram o efeito oposto, diminuindo a porcentagem de formas tripomastigotas e aumentando a de epimastigotas. No intuito de confirmar a influencia do status redox na biologia do parasito in vivo, nós quantificamos a carga parasitária nas porções anterior e posterior e no reto do triatomíneo alimentado na presença ou na ausência de NAC e urato por qPCR. O tratamento com os antioxidantes aumentou a carga parasitária em todas as partes do intestino analisadas. Posteriormente, para diferenciar as formas evolutivas responsáveis pelo incremento da carga parasitária, foram realizadas contagens diferenciais nas mesmas porções do intestino do inseto vetor. Cinco dias após a infecção foi observado aumento significativo de formas tripomastigotas e diminuição de formas epimastigotas in vivo. Em conjunto, estes dados sugerem que, assim como a concentração de nutrientes e o pH, o status redox também pode influenciar a biologia do T. cruzi no interior do inseto vetor. Neste cenário, moléculas oxidantes agiriam a favor da proliferação, e em contraste, antioxidantes parecem favorecer a metaciclogênese.