Perfil de secreção de citocinas e de ativação de células endoteliais após interação com cepas selvagens e mutantes de Aspergillus fumigatus

Apesar do desenvolvimento de novas drogas antifúngicas e da sua utilização como terapia profilática visando à prevenção de infecções fúngicas invasivas, estas ainda constituem-se num problema emergente, com elevadas taxas de mortalidade. Neste contexto, destaca-se a aspergilose invasiva, uma infecção fúngica oportunista que acomete pacientes com neutropenia profunda e prolongada, principalmente os pacientes com leucemia aguda ou submetidos a transplante de medula óssea. Aspergillus fumigatus, um fungo filamentoso, é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva, sendo um patógeno angioinvasivo. As hifas deste fungo são capazes de causar injúria e ativação endotelial, induzindo o endotélio a um fenótipo pró-trombótico, que por sua vez, é mediado pela secreção de citocinas pró-inflamatórias, em especial, o TNF-α. O presente trabalho teve como objetivo estudar a capacidade de cepas mutantes de A. fumigatus em ativar células endoteliais, avaliando o perfil de secreção de citocinas em meio condicionado e a expressão de fator tecidual. Resumidamente, monocamadas confluentes de células endoteliais isoladas da veia umbilical humana foram incubadas com conídios e tubos germinativos de cepas selvagens (Af293 e Ku80) e mutantes (Δugm1, ΔcalA, ΔcrzA, ΔprtT) de A. fumigatus. A taxa de adesão e endocitose destas cepas às monocamadas de HUVEC foi avaliada a partir de um ensaio quantitativo de imunofluorescência diferencial. O perfil cinético de secreção de citocinas foi determinado em meio condicionado das HUVECs, por ensaio de multiplex para IL-6, IL-8 e TNF-α. A ativação endotelial, por sua vez, foi determinada pela expressão de fator tecidual por RT-PCR em tempo real. Os resultados obtidos demonstraram que a mutante para o gene ugm1, responsável por codificar a enzima UDP-galactopiranose mutase, que converte resíduos de galactopiranose a galactofuranose, apresentou um fenótipo hiperaderente às células endoteliais e um estímulo 10 vezes maior à secreção de TNF-α e 2,5 vezes maior a secreção de IL-6, quando comparada a ativação observada para as cepas selvagens. A galactofuranose é um componente importante de glicoconjugados da parede celular de A. fumigatus. Dessa forma, a ausência desse monossacarídeo na célula fúngica leva a um mecanismo compensatório caracterizado por um aumento na expressão de moléculas de galactosaminogalactana na parede celular. De maneira contrária, mutantes para os genes calA e crzA, apresentaram um fenótipo hipoaderente às HUVECs e uma perda na capacidade de induzir a secreção de citocinas e ativar o endotélio. Essas mutantes apresentam deleções que interferem na via de cálcio/calcineurina, responsável por regular a morfogênese e virulência de A. fumigatus, além de apresentarem alterações no conteúdo de beta-1-3 glucana. Já a cepa ΔprtT, mutante para o fator de transcrição prtT que regula a secreção de múltiplas proteases, apresentou um fenótipo de adesão, estímulo e ativação endotelial semelhante ao observado para as cepas selvagens. A comparação entre a capacidade de conídios e tubos germinativos em ativar células endoteliais, corroborou achados anteriores da literatura que reportam que só hifas são capazes de ativar células endoteliais, independentemente da sua viabilidade. Os dados deste estudo permitiram concluir que dentre os componentes de superfície celular de A. fumigatus, os polímeros de galactose, em especial a galactosaminogalactana, parecem ser responsáveis, pelo menos em parte, pelos mecanismos de interação e ativação endotelial.

Increased toxicity of Karenia brevis during phosphate limited growth: ecological and evolutionary implications

Karenia brevis is the dominant toxic red tide algal species in the Gulf of Mexico. It produces potent neurotoxins (brevetoxins [PbTxs]), which negatively impact human and animal health, local economies, and ecosystem function. Field measurements have shown that cellular brevetoxin contents vary from 1–68 pg/cell but the source of this variability is uncertain. Increases in cellular toxicity caused by nutrient-limitation and inter-strain differences have been observed in many algal species. This study examined the effect of P-limitation of growth rate on cellular toxin concentrations in five Karenia brevis strains from different geographic locations. Phosphorous was selected because of evidence for regional P-limitation of algal growth in the Gulf of Mexico. Depending on the isolate, P-limited cells had 2.3- to 7.3-fold higher PbTx per cell than P-replete cells. The percent of cellular carbon associated with brevetoxins (%C-PbTx) was ~ 0.7 to 2.1% in P-replete cells, but increased to 1.6–5% under P-limitation. Because PbTxs are potent anti-grazing compounds, this increased investment in PbTxs should enhance cellular survival during periods of nutrient-limited growth. The %C-PbTx was inversely related to the specific growth rate in both the nutrient-replete and P-limited cultures of all strains. This inverse relationship is consistent with an evolutionary tradeoff between carbon investment in PbTxs and other grazing defenses, and C investment in growth and reproduction. In aquatic environments where nutrient supply and grazing pressure often vary on different temporal and spatial scales, this tradeoff would be selectively advantageous as it would result in increased net population growth rates. The variation in PbTx/cell values observed in this study can account for the range of values observed in the field, including the highest values, which are not observed under N-limitation. These results suggest P-limitation is an important factor regulating cellular toxicity and adverse impacts during at least some K. brevis blooms.

Rice-fish culture: status and potential for increased production in the southwestern states of India

The scope of increasing production through rice-fish integration, suitable for coastal districts of Kerala, Karnataka, Goa and Maharashtra, is reviewed. The method of adopting the lowlying freshwater rice fields to raise 2 rice crops along with 4-species fish culture, followed by a third non-cereal summer crop in a year, is discussed. A calendar of operation and economics of the system are presented.