SInCRe-structural interactome computational resource for Mycobacterium tuberculosis

We have developed an integrated database for Mycobacterium tuberculosis H37Rv (Mtb) that collates information on protein sequences, domain assignments, functional annotation and 3D structural information along with protein-protein and protein-small molecule interactions. SInCRe (Structural Interactome Computational Resource) is developed out of CamBan (Cambridge and Bangalore) collaboration. The motivation for development of this database is to provide an integrated platform to allow easily access and interpretation of data and results obtained by all the groups in CamBan in the field of Mtb informatics. In-house algorithms and databases developed independently by various academic groups in CamBan are used to generate Mtb-specific datasets and are integrated in this database to provide a structural dimension to studies on tuberculosis. The SInCRe database readily provides information on identification of functional domains, genome-scale modelling of structures of Mtb proteins and characterization of the small-molecule binding sites within Mtb. The resource also provides structure-based function annotation, information on small-molecule binders including FDA (Food and Drug Administration)-approved drugs, protein-protein interactions (PPIs) and natural compounds that bind to pathogen proteins potentially and result in weakening or elimination of host-pathogen protein-protein interactions. Together they provide prerequisites for identification of off-target binding.

Mycobacterium tuberculosis RecG Protein but Not RuvAB or RecA Protein Is Efficient at Remodeling the Stalled Replication Forks IMPLICATIONS FOR MULTIPLE MECHANISMS OF REPLICATION RESTART IN MYCOBACTERIA

Aberrant DNA replication, defects in the protection, and restart of stalled replication forks are major causes of genome instability in all organisms. Replication fork reversal is emerging as an evolutionarily conserved physiological response for restart of stalled forks. Escherichia coli RecG, RuvAB, and RecA proteins have been shown to reverse the model replication fork structures in vitro. However, the pathways and the mechanisms by which Mycobacterium tuberculosis, a slow growing human pathogen, responds to different types of replication stress and DNA damage are unclear. Here, we show that M. tuberculosis RecG rescues E. coli Delta recG cells from replicative stress. The purified M. tuberculosis RecG (MtRecG) and RuvAB(MtRuvAB) proteins catalyze fork reversal of model replication fork structures with and without a leading strand single-stranded DNA gap. Interestingly, single-stranded DNA-binding protein suppresses the MtRecG- and MtRuvAB-mediated fork reversal with substrates that contain lagging strand gap. Notably, our comparative studies with fork structures containing template damage and template switching mechanism of lesion bypass reveal that MtRecG but not MtRuvAB or MtRecA is proficient in driving the fork reversal. Finally, unlike MtRuvAB, we find that MtRecG drives efficient reversal of forks when fork structures are tightly bound by protein. These results provide direct evidence and valuable insights into the underlying mechanism of MtRecG-catalyzed replication fork remodeling and restart pathways in vivo.

Mycobacterium tuberculosis Inhibits RAB7 Recruitment to Selectively Modulate Autophagy Flux in Macrophages

Here we report a novel regulatory mechanism for autophagy-mediated degradation of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) and specific strategy exploited by the virulent Mtb to evade it. We show while both avirulent (H37Ra) and virulent (H37Rv) mycobacteria could readily localize to autophagosomes, their maturation into autolysosomes (flux) was significantly inhibited by the latter strain. The inhibition of autophagy flux by the virulent strain was highly selective, as it did not perturb the basal autophagy flux in the macrophages. Selective inhibition of flux of Mtb-containing autophagosomes required virulence regulators PhoP and ESAT-6. We show that the maturation of Mtb-containing autophagosomes into autolysosomes required recruitment of the late endosome marker RAB7, forming the intermediate compartment amphisomes. Virulent Mtb selectively evaded their targeting to the amphisomes. Thus we report a crosstalk between autophagy and phagosome maturation pathway and highlight the adaptability of Mtb, manifested by selective regulation of autophagy flux.

Recognizing drug targets using evolutionary information: implications for repurposing FDA-approved drugs against Mycobacterium tuberculosis H37Rv

Drug repurposing to explore target space has been gaining pace over the past decade with the upsurge in the use of systematic approaches for computational drug discovery. Such a cost and time-saving approach gains immense importance for pathogens of special interest, such as Mycobacterium tuberculosis H37Rv. We report a comprehensive approach to repurpose drugs, based on the exploration of evolutionary relationships inferred from the comparative sequence and structural analyses between targets of FDA-approved drugs and the proteins of M. tuberculosis. This approach has facilitated the identification of several polypharmacological drugs that could potentially target unexploited M. tuberculosis proteins. A total of 130 FDA-approved drugs, originally intended against other diseases, could be repurposed against 78 potential targets in M. tuberculosis. Additionally, we have also made an attempt to augment the chemical space by recognizing compounds structurally similar to FDA-approved drugs. For three of the attractive cases we have investigated the probable binding modes of the drugs in their corresponding M. tuberculosis targets by means of structural modelling. Such prospective targets and small molecules could be prioritized for experimental endeavours, and could significantly influence drug-discovery and drug-development programmes for tuberculosis.

Hypothetical protein Rv3423.1 of Mycobacterium tuberculosis is a histone acetyltransferase

We isolated an 8 kDa mycobacterial hypothetical protein, Rv3423.1, from the chromatin of human macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis H37Rv. Bioinformatics predictions followed by in vitro biochemical assays with purified recombinant protein showed that Rv3423.1 is a novel histone acetyltransferase that acetylates histone H3 at the K9/K14 positions. Transient transfection of macrophages containing GFP-tagged histone H1 with RFP-tagged Rv3423.1 revealed that the protein co-localizes with the chromatin in the nucleus. Co-immunoprecipitation assays confirmed that the Rv3423.1-histone interaction is specific. Rv3423.1 protein was detected in the culture filtrate of virulent but not avirulent M. tuberculosis. Infection of macrophages with recombinant Mycobacterium smegmatis constitutively expressing Rv3423.1 resulted in a significant increase in the number of intracellular bacteria. However, the protein did not seem to offer any growth advantage to free-living recombinant M. smegmatis. It is highly likely that, by binding to the host chromatin, this histone acetyltransferase from M. tuberculosis may manipulate the expression of host genes involved in anti-inflammatory responses to evade clearance and to survive in the intracellular environment.

First-in-Class Inhibitors of Sulfur Metabolism with Bactericidal Activity against Non-Replicating M-tuberculosis

Development of effective therapies to eradicate persistent, slowly replicating M. tuberculosis (Mtb) represents a significant challenge to controlling the global TB epidemic. To develop such therapies, it is imperative to translate information from metabolome and proteome adaptations of persistent Mtb into the drug discovery screening platforms. To this end, reductive sulfur metabolism is genetically and pharmacologically implicated in survival, pathogenesis, and redox homeostasis of persistent Mtb. Therefore, inhibitors of this pathway are expected to serve as powerful tools in its preclinical and clinical validation as a therapeutic target for eradicating persisters. Here, we establish a first functional HTS platform for identification of APS reductase (APSR) inhibitors, a critical enzyme in the assimilation of sulfate for the biosynthesis of cysteine and other essential sulfur-containing molecules. Our HTS campaign involving 38?350 compounds led to the discovery of three distinct structural classes of APSR inhibitors. A class of bioactive compounds with known pharmacology displayed potent bactericidal activity in wild-type Mtb as well as MDR and XDR clinical isolates. Top compounds showed markedly diminished potency in a conditional Delta APSR mutant, which could be restored by complementation with Mtb APSR. Furthermore, ITC studies on representative compounds provided evidence for direct engagement of the APSR target. Finally, potent APSR inhibitors significantly decreased the cellular levels of key reduced sulfur-containing metabolites and also induced an oxidative shift in mycothiol redox potential of live Mtb, thus providing functional validation of our screening data. In summary, we have identified first-in-class inhibitors of APSR that can serve as molecular probes in unraveling the links between Mtb persistence, antibiotic tolerance, and sulfate assimilation, in addition to their potential therapeutic value.

Mycobacterium tuberculosis WhiB3 Responds to Vacuolar pH-induced Changes in Mycothiol Redox Potential to Modulate Phagosomal Maturation and Virulence.

The ability of Mycobacterium tuberculosis to resist intraphagosomal stresses, such as oxygen radicals and low pH, is critical for its persistence. Here, we show that a cytoplasmic redox sensor, WhiB3, and the major M. tuberculosis thiol, mycothiol (MSH), are required to resist acidic stress during infection. WhiB3 regulates the expression of genes involved in lipid anabolism, secretion, and redox metabolism, in response to acidic pH. Furthermore, inactivation of the MSH pathway subverted the expression of whiB3 along with other pH-specific genes in M. tuberculosis. Using a genetic biosensor of mycothiol redox potential (E-MSH), we demonstrated that a modest decrease in phagosomal pH is sufficient to generate redox heterogeneity in E-MSH of the M. tuberculosis population in a WhiB3-dependent manner. Data indicate that M. tuberculosis needs low pH as a signal to alter cytoplasmic E-MSH, which activates WhiB3-mediated gene expression and acid resistance. Importantly, WhiB3 regulates intraphagosomal pH by down-regulating the expression of innate immune genes and blocking phagosomal maturation. We show that this block in phagosomal maturation is in part due to WhiB3-dependent production of polyketide lipids. Consistent with these observations, Mtb Delta whiB3 displayed intramacrophage survival defect, which can be rescued by pharmacological inhibition of phagosomal acidification. Last, Mtb Delta whiB3 displayed marked attenuation in the lungs of guinea pigs. Altogether, our study revealed an intimate link between vacuolar acidification, redox physiology, and virulence in M. tuberculosis and discovered WhiB3 as crucial mediator of phagosomal maturation arrest and acid resistance in M. tuberculosis.

The Secreted Protein Rv1860 of Mycobacterium tuberculosis Stimulates Human Polyfunctional CD8(+) T Cells

We previously reported that Rv1860 protein from Mycobacterium tuberculosis stimulated CD4(+) and CD8(+) T cells secreting gamma interferon (IFN-gamma) in healthy purified protein derivative (PPD)-positive individuals and protected guinea pigs immunized with a DNA vaccine and a recombinant poxvirus expressing Rv1860 from a challenge with virulent M. tuberculosis. We now show Rv1860-specific polyfunctional T (PFT) cell responses in the blood of healthy latently M. tuberculosis-infected individuals dominated by CD8(+) T cells, using a panel of 32 overlapping peptides spanning the length of Rv1860. Multiple subsets of CD8(+) PFT cells were significantly more numerous in healthy latently infected volunteers (HV) than in tuberculosis (TB) patients (PAT). The responses of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from PAT to the peptides of Rv1860 were dominated by tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) and interleukin-10 (IL-10) secretions, the former coming predominantly from non-T cell sources. Notably, the pattern of the T cell response to Rv1860 was distinctly different from those of the widely studied M. tuberculosis antigens ESAT-6, CFP-10, Ag85A, and Ag85B, which elicited CD4(+) T cell-dominated responses as previously reported in other cohorts. We further identified a peptide spanning amino acids 21 to 39 of the Rv1860 protein with the potential to distinguish latent TB infection from disease due to its ability to stimulate differential cytokine signatures in HV and PAT. We suggest that a TB vaccine carrying these and other CD8(+) T-cell-stimulating antigens has the potential to prevent progression of latent M. tuberculosis infection to TB disease.

Estudio sobre la efectividad de los nosodes, para la prevención del tórsalo en bovinos de diferentes categorías: departamento de Boaco

El estudio se desarrolló en la finca El Cielo, departamento de Boaco, municipio de Boaco, la cual se encuentra integrada al programa de producción de carne orgánica. Con el objetivo de evaluar la efectividad del nosodes homeopático se procedió a la formación de grupos experimentales y controles, cada grupo con un número total de diez animales, en dos categorías. A los grupos experimentales se le inoculó 1ml de nosodes por cinco días con repetición a los veintiún días corridos posterior a la última aplicación. Una vez sometidos los grupos experimentales al tratamiento se procedió a la exploración clínica sistemática de los grupos con la utilización de la observación como método de investigación. Los datos recopilados fueron ordenados en fichas de campo, las cuales fueron designadas como instrumento para el análisis de variable. Se utilizó un experimento factorial sobre la base de un Diseño Completamente al Azar (DCA), para determinar si existía diferencia significativa entre tratamientos (Nosodes y Testigo) en diferentes categorías de ganado vacuno. El conteo del número de tórsalos y la efectividad fueron considerados variables de estudio. Se realizó análisis de varianza y comparación de medias con la Prueba de Duncan, utilizando el Sistema de Análisis Estadístico (SAS). El análisis de varianza para la variable número de tórsalos determinó que el tratamiento al cual fueron sometidos los grupos experimentales de ambas categorías, no fue significativo (P > 0.05) en relación a los grupos controles. La prueba de separación de media por Duncan indica que existe diferencia significativa (P < 0.05) en relación al número de tórsalos que presento cada categoría, hecho que se asocia a factores de manejo de los grupos involucrados en el estudio.

Estudio epidemiológico de la prevalencia de tuberculosis bovina, en el municipio de San Pedro de Lóvago, departamento de Chontales

El estudio se realizó en el municipio de San Pedro de Lóvago , departamento de Chontales , el cual comprende 18 Comarcas. La zona presenta coordenadas a 12° 07’ latitud norte y 85° 07’ latitud oeste y a una altura de 340 m.s.n.m , con una temperatura promedio de 26°, el clima del municipio es semi húmedo conocido como de sabana tropical, su precipitación varía entre 1200 y 1400mm, se encuentra a 193 Km. de la capital, con una extensión territorial de 604 kms cuadrados y una población aproximada de 700 habitantes. El trabajo se realizó en 5322 bovinos de ambos sexos pertenecientes a las 18 comarcas del municipio de San Pedro de Lóvago, de los cuales 142 eran machos y 5180 hembras, la edad mínima de los animales fue de seis meses. Con el objeto de determinar la Prevalencia de tuberculosis en el municipio de San Pedro de Lóvago, se realizaron pruebas diagnosticas individuales utilizando para esto la prueba alérgica de tuberculina PPD. Se aplicó una dosis de 0.1 ml de PPD bovino en el pliegue anocaudal, según el Reglamento del Programa Nacional de Vigilancia epidemiológica(PROVESA,2005. RESULTADOS x Encontrándose 18 animales reactores a la prueba de tuberculina (18/5322), representando el 0.34 % (Tabla No. 1). DISCUSIÓN Estos resultados son menores a los valores reportados por estudios realizados en los municipios del Almendro que obtuvo 24 animales reactores, el coral 20 animales, pero son superiores a los obtenido en el Municipio de Nueva Guinea con 12 animales y Muelle de los Bueyes con 1 animal rector (PROVESA, 2005). La Prevalencia encontrada en el estudio pudo ser influenciada por el tipo de explotación, la introducción de animales en los hatos, el manejo y el medio ambiente. La Comarca Llanos de los Pedros obtuvo la mayor frecuencia de animales reactores a la tuberculina. Aquí los animales permanecen la mayor parte del tiempo en corrales, o semiestabulado, aunque salen a pastar en potreros reducidos. Finalmente es necesario recordar que a estos animales reactores se le realizó la prueba comparativa a los 60 días después de haber realizado la primera prueba diagnóstica y dió como resultado un 0% de animales positivos a la tuberculina. Esto puede deberse a que los animales reaccionaron como falsos positivos, es decir que estábamos en presencia de un Mycrobacterium atípicos.

Prevención de plagas en plantaciones forestales con prácticas silviculturales

La Universidad Nacional Agraria, institución de educación superior, autónoma que promueve el desarrollo y fortalecimiento de la sociedad nicaragüense, que forma profesionales en el campo agropecuario y forestal y genera conocimientos científicos, pone en manos de la sociedad nicaragüense la guía técnica PREVENCIÓN DE PLAGAS EN PLANTACIONES FORESTALES CON PRACTICAS SILVICULTURALES, la cual posee información sobre cómo prevenir plagas en plantaciones forestales con medios sencillos y baratos, sin detrimento del medio ambiente. La información que contiene es producto de la experiencia desarrollada por profesionales y técnicos de la Universidad, de los resultados de investigaciones realizadas por docentes y estudiantes de la Facultad de Recursos Naturales y del Ambiente (FARENA), y del intercambio de experiencias con instituciones afines que realizan investigación en el campo agropecuario y forestal. El objetivo de las GUIAS TÉCNICAS es apoyar a técnicos y productores en la toma de decisiones sobre la producción de los cultivos, el manejo pecuario y lo procesos agroindustriales que den mayor competitividad al sector agropecuario y forestal. De igual forma, contribuir al manejo integral de las fincas, desde una perspectiva agro ecológica. La publicación de las GUIAS TÉCNICAS, se constituye en una las estrategias con las que cuenta la Universidad para la difusión de su quehacer universitario. Estas se unen al Centro Nacional de Información y Documentación Agropecuaria (CENIDA), así como a la infraestructura y equipo para la investigación (laboratorios y personal técnico), a los medios de divulgación de los resultados de la investigación, eventos científicos y la revista científica La Calera. Las GUIAS TÉCNICAS han sido elaboradas con el propósito de hacerlas accesible a una amplia audiencia, que incluye productores, profesionales, técnicos y estudiantes, de tal forma que se constituyan en una herramienta de consulta, enseñanza y aprendizaje, que motiven la investigación y la adopción de tecnologías, y que contribuyan de la mejor manera al desarrollo agropecuario y forestal de Nicaragua.

Diagnóstico prenatal : su relación con la prevención de enfermedades fundantes de discapacidad

Resumen: La prevención de enfermedades que fundan discapacidad es un tema central en las políticas de salud pública, y en la vida de las familias, dada la contribución de las mismas en la morbi-mortalidad perinatal. La implementación del diagnóstico prenatal genera, entonces, un dilema controversial. Por un lado, se interpreta que el diagnóstico temprano de la patología favorece el mejor desarrollo y adaptación del niño por nacer y sus familias, porque definen el estatuto moral del feto como inherente, por lo que deben recibir las mismas consideraciones morales que el niño ya nacido. Pero por otro, se asumen como medidas preventivas que disminuyen la prevalencia de enfermedades genéticas, al evitar el nacimiento de niños con estas patologías. El niño por nacer no es considerado como persona y la discapacidad se interpreta como un daño para el niño y su familia, y debe ser evitada. Tres conceptos se involucran en este conflicto: el de persona; el de discapacidad; y el de prevención de enfermedades. El objetivo del trabajo es realizar una reflexión acerca de la interpretación de estos conceptos en las diferentes visiones en bioética, que facilite una profundización de la compresión de los mismos y permita aplicar los avances tecnológicos de manera que respeten la condición humana.

La fiesta, socialización y prevención del conflicto : Castilla, siglos XIV y XV

Integran este número de la revista ponencias presentadas en Studia Hispanica Medievalia VIII: Actas de las IX Jornadas Internacionales de Literatura Española Medieval, 2008, y de Homenaje al Quinto Centenario de Amadis de Gaula.

Diagnóstico epidemiológico de la prevalencia de brucelosis y tuberculosis a traves de las pruebas de campo Rosa de Bengala y Tuberculinica (Ano-caudal) respectivamente en bovinos del municipio de San José de los Remates, Boaco

La presente investigación se realizó con la finalidad de determinar la prevalencia de Brucelosis y Tuberculosis en condiciones tradicionales en hatos de doble propósito en diferentes comarcas del municipio de San José de los Remates. El municipio de San José de los Remates, se encuentra ubicado entre las coordenadas 12º35° de latitud norte y 85º45' longitud oeste, al noroeste del departamento de Boaco, asentado sobre la cordillera de Amerrisque, San José de los Remates se encuentra a 96 km de la capital Managua y a 44 km de la cabecera departamental. Boaco. Se llevó a cabo un estudio preliminar en 72 tincas, con un total 3,992 bovinos muestreados de los cuales se tomaron todas las muestras correspondientes a la zona del municipio antes mencionado siendo analizadas en el laboratorio regional de Juigalpa. Para la detección de anticuerpos contra Brucella abortus se utilizó la prueba de Rosa de Bengala y la prueb a tubercu linica ano-caud al para diagnosticar Tubercul osis. La in formación fue facilitada por los productores acerca de sus explotaciones pecuarias y los resultados en el caso de Rosa de Bengala fueron suministrados por el Departamento de Serología de la Red Nacional de Laboratorio de diagnóstico veterinario Región V. mientras que el de Tuberculosis fue dado por los encargados de la aplicación de tuberculina . Los resultad os manifiestan una prevalencia global de Brucelosis y Tuberculosis Bovina del 0.0% de las comarcas situadas en el municipio.