Assay for high glucose-mediated islet cell sensitization to apoptosis induced by streptozotocin and cytokines

Pancreatic beta-cell apoptosis is known to participate in the beta-cell destruction process that occurs in diabetes. It has been described that high glucose level induces a hyperfunctional status which could provoke apoptosis. This phenomenon is known as glucotoxicity and has been proposed that it can play a role in type 1 diabetes mellitus pathogenesis. In this study we develop an experimental design to sensitize pancreatic islet cells by high glucose to streptozotocin (STZ) and proinflammatory cytokines [interleukin (IL)-1beta, tumor necrosis factor (TNF)-alpha and interferon (IFN)-gamma]-induced apoptosis. This method is appropriate for subsequent quantification of apoptotic islet cells stained with Tdt-mediated dUTP Nick-End Labeling (TUNEL) and protein expression assays by Western Blotting (WB).

Th1 and Th17 hypercytokinemia as early host response signature in severe pandemic influenza.

INTRODUCTION Human host immune response following infection with the new variant of A/H1N1 pandemic influenza virus (nvH1N1) is poorly understood. We utilize here systemic cytokine and antibody levels in evaluating differences in early immune response in both mild and severe patients infected with nvH1N1. METHODS We profiled 29 cytokines and chemokines and evaluated the haemagglutination inhibition activity as quantitative and qualitative measurements of host immune responses in serum obtained during the first five days after symptoms onset, in two cohorts of nvH1N1 infected patients. Severe patients required hospitalization (n = 20), due to respiratory insufficiency (10 of them were admitted to the intensive care unit), while mild patients had exclusively flu-like symptoms (n = 15). A group of healthy donors was included as control (n = 15). Differences in levels of mediators between groups were assessed by using the non parametric U-Mann Whitney test. Association between variables was determined by calculating the Spearman correlation coefficient. Viral load was performed in serum by using real-time PCR targeting the neuraminidase gene. RESULTS Increased levels of innate-immunity mediators (IP-10, MCP-1, MIP-1beta), and the absence of anti-nvH1N1 antibodies, characterized the early response to nvH1N1 infection in both hospitalized and mild patients. High systemic levels of type-II interferon (IFN-gamma) and also of a group of mediators involved in the development of T-helper 17 (IL-8, IL-9, IL-17, IL-6) and T-helper 1 (TNF-alpha, IL-15, IL-12p70) responses were exclusively found in hospitalized patients. IL-15, IL-12p70, IL-6 constituted a hallmark of critical illness in our study. A significant inverse association was found between IL-6, IL-8 and PaO2 in critical patients. CONCLUSIONS While infection with the nvH1N1 induces a typical innate response in both mild and severe patients, severe disease with respiratory involvement is characterized by early secretion of Th17 and Th1 cytokines usually associated with cell mediated immunity but also commonly linked to the pathogenesis of autoimmune/inflammatory diseases. The exact role of Th1 and Th17 mediators in the evolution of nvH1N1 mild and severe disease merits further investigation as to the detrimental or beneficial role these cytokines play in severe illness.

Tumor necrosis-like weak inducer of apoptosis as a proinflammatory cytokine in human adipocyte cells: up-regulation in severe obesity is mediated by inflammation but not hypoxia.

CONTEXT Adipose tissue hypoxia and endoplasmic reticulum (ER) stress may link the presence of chronic inflammation and macrophage infiltration in severely obese subjects. We previously reported the up-regulation of TNF-like weak inducer of apoptosis (TWEAK)/fibroblast growth factor-inducible 14 (Fn14) axis in adipose tissue of severely obese type 2 diabetic subjects. OBJECTIVES The objective of the study was to examine TWEAK and Fn14 adipose tissue expression in obesity, severe obesity, and type 2 diabetes in relation to hypoxia and ER stress. DESIGN In the obesity study, 19 lean, 28 overweight, and 15 obese nondiabetic subjects were studied. In the severe obesity study, 23 severely obese and 35 control subjects were studied. In the type 2 diabetes study, 11 type 2 diabetic and 36 control subjects were studied. The expression levels of the following genes were analyzed in paired samples of sc and visceral adipose tissue: Fn14, TWEAK, VISFATIN, HYOU1, FIAF, HIF-1a, VEGF, GLUT-1, GRP78, and XBP-1. The effect of hypoxia, inflammation, and ER stress on the expression of TWEAK and Fn14 was examined in human adipocyte and macrophage cell lines. RESULTS Up-regulation of TWEAK/Fn14 and hypoxia and ER stress surrogate gene expression was observed in sc and visceral adipose tissue only in our severely obese cohort. Hypoxia modulates TWEAK or Fn14 expression in neither adipocytes nor macrophages. On the contrary, inflammation up-regulated TWEAK in macrophages and Fn14 expression in adipocytes. Moreover, TWEAK had a proinflammatory effect in adipocytes mediated by the nuclear factor-kappaB and ERK but not JNK signaling pathways. CONCLUSIONS Our data suggest that TWEAK acts as a pro-inflammatory cytokine in the adipose tissue and that inflammation, but not hypoxia, may be behind its up-regulation in severe obesity.

Synergistic Effect between Amoxicillin and TLR Ligands on Dendritic Cells from Amoxicillin-Delayed Allergic Patients.

Amoxicillin, a low-molecular-weight compound, is able to interact with dendritic cells inducing semi-maturation in vitro. Specific antigens and TLR ligands can synergistically interact with dendritic cells (DC), leading to complete maturation and more efficient T-cell stimulation. The aim of the study was to evaluate the synergistic effect of amoxicillin and the TLR2, 4 and 7/8 agonists (PAM, LPS and R848, respectively) in TLR expression, DC maturation and specific T-cell response in patients with delayed-type hypersensitivity (DTH) reactions to amoxicillin. Monocyte-derived DC from 15 patients with DTH to amoxicillin and 15 controls were cultured with amoxicillin in the presence or absence of TLR2, 4 and 7/8 agonists (PAM, LPS and R848, respectively). We studied TLR1-9 gene expression by RT-qPCR, and DC maturation, lymphocyte proliferation and cytokine production by flow cytometry. DC from both patients and controls expressed all TLRs except TLR9. The amoxicillin plus TLR2/4 or TLR7/8 ligands showed significant differences, mainly in patients: AX+PAM+LPS induced a decrease in TLR2 and AX+R848 in TLR2, 4, 7 and 8 mRNA levels. AX+PAM+LPS significantly increased the percentage of maturation in patients (75%) vs. controls (40%) (p=0.036) and T-cell proliferation (80.7% vs. 27.3% of cases; p=0.001). Moreover, the combinations AX+PAM+LPS and AX+R848 produced a significant increase in IL-12p70 during both DC maturation and T-cell proliferation. These results indicate that in amoxicillin-induced maculopapular exanthema, the presence of different TLR agonists could be critical for the induction of the innate and adaptive immune responses and this should be taken into account when evaluating allergic reactions to these drugs.

The rise of soluble TWEAK levels in severely obese subjects after bariatric surgery may affect adipocyte-cytokine production induced by TNFα.

CONTEXT Soluble TNF-like weak inducer of apoptosis (sTWEAK) is generated by the intracellular proteolytic cleavage of full-length membrane-bound TNF-like weak inducer of apoptosis (mTWEAK). sTWEAK levels are reduced in diseases with an inflammatory component. Additionally, sTWEAK hampers TNFα activity in human cells. OBJECTIVES The objectives of the study were as follows: 1) to determine circulating sTWEAK in severe obesity and after bariatric surgery; 2) to study m/sTWEAK and its receptor fibroblast growth factor-inducible 14 (Fn14) protein expression in sc adipose tissue (SAT) of severely obese subjects, in SAT stromal vascular fraction (SVF), and isolated adipocytes and in human monocyte-derived macrophages; and 3) to explore, on human adipocytes, the sTWEAK effect on TNFα proinflammatory activity. DESIGN sTWEAK levels were measured in cohort 1: severely obese subjects (n = 23) and a control group (n = 35); and in cohort 2: (n = 23) severely obese subjects before and after surgery. The m/sTWEAK and Fn14 expressions were determined in SAT biopsies, SVF, and isolated adipocytes from severely obese and control subjects and in human monocyte-derived macrophages. In human primary cultured adipocytes, sTWEAK pretreated and TNFα challenged, IL-6, IL-8, and adiponectin protein and gene expressions were determined and nuclear factor-κ B and MAPK signaling analyzed. RESULTS sTWEAK levels were reduced in severely obese subjects. After surgery, sTWEAK levels rose in 69% of patients. mTWEAK protein expression was increased in SAT and SVF of severely obese subjects, whereas Fn14 was up-regulated in isolated adipocytes. M2 human monocyte-derived macrophages overexpress mTWEAK. In human adipocytes, sTWEAK down-regulates TNFα cytokine production by hampering TNFα intracellular signaling events. CONCLUSION The decrease of sTWEAK in severely obese patients may favor the proinflammatory activity elicited by TNFα.

Radiation for Awakening the Dormant Immune System, a Promising Challenge to be Explored.

Recent advances that have been made in our understanding of cancer biology and immunology show that infiltrated immune cells and cytokines in the tumor microenvironment may play different functions that appear tightly related to clinical outcomes. Strategies aimed at interfering with the cross-talk between microenvironment tumor cells and their cellular partners have been considered for the development of new immunotherapies. These novel therapies target different cell components of the tumor microenvironment and importantly, they may be coupled and boosted with classical treatments, such as radiotherapy. In this work, we try to summarize recent data on the microenvironment impact of radiation therapy, from pre-clinical research to the clinic, while taking into account that this new knowledge will probably translate into indication and objective of radiation therapy changes in the next future.

Prognosis Relevance of Serum Cytokines in Pancreatic Cancer.

The overall survival of patients with pancreatic ductal adenocarcinoma is extremely low. Although gemcitabine is the standard used chemotherapy for this disease, clinical outcomes do not reflect significant improvements, not even when combined with adjuvant treatments. There is an urgent need for prognosis markers to be found. The aim of this study was to analyze the potential value of serum cytokines to find a profile that can predict the clinical outcome in patients with pancreatic cancer and to establish a practical prognosis index that significantly predicts patients' outcomes. We have conducted an extensive analysis of serum prognosis biomarkers using an antibody array comprising 507 human cytokines. Overall survival was estimated using the Kaplan-Meier method. Univariate and multivariate Cox's proportional hazard models were used to analyze prognosis factors. To determine the extent that survival could be predicted based on this index, we used the leave-one-out cross-validation model. The multivariate model showed a better performance and it could represent a novel panel of serum cytokines that correlates to poor prognosis in pancreatic cancer. B7-1/CD80, EG-VEGF/PK1, IL-29, NRG1-beta1/HRG1-beta1, and PD-ECGF expressions portend a poor prognosis for patients with pancreatic cancer and these cytokines could represent novel therapeutic targets for this disease.

Immune cell impact of three differently coated lipid nanocapsules: pluronic, chitosan and polyethylene glycol.

Lipid nanocapsules (NCs) represent promising tools in clinical practice for diagnosis and therapy applications. However, the NC appropriate functionalization is essential to guarantee high biocompatibility and molecule loading ability. In any medical application, the immune system-impact of differently functionalized NCs still remains to be fully understood. A comprehensive study on the action exerted on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and major immune subpopulations by three different NC coatings: pluronic, chitosan and polyethylene glycol-polylactic acid (PEG) is reported. After a deep particle characterization, the uptake was assessed by flow-cytometry and confocal microscopy, focusing then on apoptosis, necrosis and proliferation impact in T cells and monocytes. Cell functionality by cell diameter variations, different activation marker analysis and cytokine assays were performed. We demonstrated that the NCs impact on the immune cell response is strongly correlated to their coating. Pluronic-NCs were able to induce immunomodulation of innate immunity inducing monocyte activations. Immunomodulation was observed in monocytes and T lymphocytes treated with Chitosan-NCs. Conversely, PEG-NCs were completely inert. These findings are of particular value towards a pre-selection of specific NC coatings depending on biomedical purposes for pre-clinical investigations; i.e. the immune-specific action of particular NC coating can be excellent for immunotherapy applications.

Apoptose, neutrófilos e o cirurgião

O estudo do processo de morte celular programada ganhou impulso a partir da demonstração da sua presença em células maduras não germinativas em 1971. A apoptose é um mecanismo vital normal, que acontece a todo o tempo nos organismos, permitindo a preservação da homeostase e renovação celular, possuindo características cito/histológicas próprias. Este trabalho faz uma revisão sumária de aspectos básicos da apoptose de interesse do cirurgião. São revistos dados da literatura referentes à apoptose no tocante às características cito/histológicas e sua importância na ontogênese, homeostasia, patogênese, inflamação sistêmica, sepse abdominal e trauma. Alterações no processo de apoptose no embrião podem levar a malformações congênitas. No adulto, algumas doenças expressam-se por aumento (ex. isquemia miocárdica, Alzheimer etc.) ou diminuição nas taxas de apoptose (ex. câncer, doenças auto-imunes etc.). De particular interesse para o cirurgião, a elevação numérica dos neutrófilos que ocorre durante processos de inflamação sistêmica e trauma, deve-se à inibição da apoptose. A morte celular programada nos neutrófilos pode ser alterada por uma série de processos celulares (ex: adesão, transmigração etc.), substâncias endógenas e exógenas (ex: citocinas e lipopolissacarídeo), produzindo diferentes taxas de apoptose de acordo com a interação dos fatores. O aprofundamento no estudo da morte celular programada, com a possibilidade de sua modulação, a coloca como potencialmente aliada na terapêutica.

Esquitossomose mansônica hepatoesplênica humana: produção de TNF-alfa em monócitos

OBJETIVO: Investigar os níveis de liberação de TNF-alfa?em cultura de monócitos em portadores humanos da forma hepatoesplênica de esquistossomose mansônica. MÉTODO: Foram incluídos aleatoriamente, no estudo, 39 voluntários de idades variando entre 15 e 31 anos, 19 homens e 20 mulheres, divididos em três grupos. Grupo 1 (GC) 12 indivíduos sadios, sem esquistossomose. Grupo 2 (AI) 18 indivíduos portadores de esquistossomose mansônica na forma hepatoesplênica, que tinham se submetido a esplenectomia, ligadura da veia gástrica esquerda e auto-implante de tecido esplênico no omento maior, quando tinham idades entre 7 e 16 anos. Esses pacientes receberam oxaminiquine na dose de 20mg/kg 30 dias antes do procedimento cirúrgico. O seguimento médio atual é de cerca de 8 anos. Grupo 3 - pacientes esplenectomizados sem auto-implante esplênico (ESAI) constituído de nove adultos jovens que tinham se submetido à esplenectomia sem auto-implante esplênico e desconexão ázigo-porta. Os pacientes esquistossomóticos dos grupos 2 e 3 tiveram confirmação dessa doença pela presença de fibrose de Symmers nas biópsias hepáticas realizadas durante o ato cirúrgico. Foram colhidos 6 ml de sangue periférico de cada um dos voluntários incluídos no presente estudo, cujos monócitos foram separados por centrifugação e cultivados no meio de cultura CultilabÒ). Amostras de 100ml do sobrenadante da cultura de monócitos (10(6) células/ml), de cada indivíduo dos três grupos, eram colhidos para determinação das concentrações de TNF-alfa. Essa concentração era mensurada pelo estudo colorimétrico de ELISA para citocinas (QuanticininasTM - Sistema R&D), após 4 horas de estimulação com PMA e incubação, em uma atmosfera úmida com 5% de CO² a 37ºC. RESULTADOS: As concentrações de TNF-alfa? não diferiram significantemente nos três grupos estudados [(GC 135,0 ± 51,6 pg/ml; AI 97,0 ± 25,4 pg/ml e ESAI 107,0 ±. 52,1 pg/ml) - ANOVA, F = 0,210; p = 0,813]. CONCLUSÃO: Os achados contribuem para hipótese de que após esplenectomia com ou sem auto-implante esplênico a função dos monócitos, com relação a produção de TNF-alfa, mantém-se preservada.

Efeitos da aplicação tópica do mel de Melipona subnitida em feridas infectadas de ratos

OBJETIVO: Avaliar efeitos do uso tópico do mel da abelha silvestre Melipona subnitida na evolução de feridas infectadas de pele. MÉTODO: Ratos Wistar foram distribuídos aleatoriamente em grupos de 6, anestesiados com tiopental sódico 20mg/Kg IP e cetamina 30mg/Kg IM e submetidos a exérese de segmento de 1 cm² de pele total do dorso. Os ratos do grupo C (não infectado) foram tratados com solução salina sobre a ferida diariamente e no grupo MEL (não infectado) as feridas foram tratadas com mel uma vez por dia. Nos grupos C/I e MEL/I as feridas foram inoculadas com solução polimicrobiana. Culturas foram feitas 24 horas após. Caracterizada a infecção, as feridas foram tratadas com solução salina e mel, respectivamente. No terceiro dia de tratamento foi feita nova cultura. Após epitelização foi contado o tempo de cicatrização e as feridas foram biopsiadas para histopatologia e dosagem de TNF-α, IL-1β e IL-6 no tecido. RESULTADOS: O tempo médio de cicatrização do grupo MEL/I foi menor que nos demais grupos (P<0,05). Verificou-se que a densidade de colágeno, leucócitos, fibroblastos e dosagem de citocinas (especialmente TNF) foi maior no grupo infectado e tratado com mel que nos demais grupos. Houve significante redução de bactérias Gram-negativas e positivas nas feridas após o tratamento com mel. CONCLUSÃO: O uso tópico de mel de Melipona subnitida em feridas infectadas da pele de ratos estimulou a resposta imunológica, reduziu a infecção e o tempo de cicatrização.

Pré-condicionamento isquêmico em diferentes tempos e seu efeito na translocação bacteriana induzida por isquemia e reperfusão intestinal em ratos

OBJETIVO: avaliar os efeitos de diferentes tempos de pré-condicionamento isquêmico(PCI) intestinal sobre a translocação bacteriana (TB). MÉTODOS: Trinta ratos Wistar pesando 280±27g foram alocados em cinco grupos. No grupo IR (n=6), foi realizada laparotomia e a artéria mesentérica superior foi ocluída por microclampe atraumático por 30 minutos. Nos quatro grupos com pré-condicionamento (n=6 cada), antes dos 30 minutos de isquemia-reperfusão (I/R) os ratos foram submetidos a PCI de dois, cinco, dez e 15 minutos e, em seguida, ao mesmo tempo de reperfusão. Vinte e quatro horas após, para avaliar se os tempos de pré-condicionamento influenciam o aparecimento de translocação bacteriana, amostras de linfonodos mesentéricos, fígado e baço foram coletadas em condições estéreis, para quantificação de unidades formadoras de colônias bacterianas por grama de tecido (UFC/g). Sangue foi coletado para dosagem de citocinas. RESULTADOS: No grupo I/R, o total de UFC/g em linfonodos mesentéricos, baço, fígado, bem como, a dosagem sérica de TNF-a, IL-1b e IL-6 foram significativamente maiores do que nos demais grupos (p<0,05). Pré-condicionamento de 15 minutos atenuou significativamente a BT e as citocinas séricas, comparando com os outros tempos de pré-condicionamento (p<0,05). CONCLUSÃO: Nossos dados sugerem o pré-condicionamento como fator-chave para reduzir translocação bacteriana em I/R intestinal. Numa escala de dois a 15 minutos, o melhor tempo de pré-condicionamento isquêmico para a atenuação da translocação bacteriana foi 15 minutos.

Aborto espontâneo de repetição e atopia

OBJETIVO: nosso objetivo foi avaliar se existe associação entre aborto espontâneo recorrente e atopia. MÉTODO: foi realizado estudo caso-controle prospectivo, envolvendo 230 mulheres: 71 com história de aborto espontâneo recorrente (grupo A) e 159 com história de sucesso gestacional (grupo B). A avaliação incluiu questionário realizado com o objetivo de investigar a história pessoal de atopia pelo relato de dermatite atópica, urticária, rinite, asma, conjuntivite e manifestações gastrointestinais. Foi também determinada a presença de IgE específica a pool de inalantes (Phadiatop), pela realização no sangue de reação de fluorescência enzimática. Os resultados foram analisados pelo teste exato de Fisher, tendo sido considerado significante p<0,05. RESULTADOS: história positiva de atopia foi identificada em 57,7% das pacientes do grupo A e em 53,3% do grupo B. Resultados positivos da presença de IgE específica pelo Phadiatop foram detectados em 38% e 33,9% das pacientes do grupo A e B, respectivamente. Encontro de associação de doenças alérgicas e a presença de IgE específica foi observado em 28,2% das mulheres do grupo A e em 22% do grupo B. Não foi detectada diferença significante entre os grupos. CONCLUSÕES: este trabalho não observou associação entre a ocorrência de aborto espontâneo de repetição e atopia.

Produção de interleucina-10 na gestação reduz a taxa de replicação do HIV-1 em culturas de linfócitos maternos

OBJETIVO: avaliar a proliferação de células T e a produção de citocinas em gestantes infectadas pelo HIV-1 e seu impacto na replicação viral in vitro. MÉTODOS: sangue periférico de 12 gestantes infectadas pelo HIV-1 e de seus neonatos, bem como de 10 gestantes HIV-1 negativas, foi colhido e a quantidade de linfócitos TCD4+ e TCD8+ periféricos foi avaliada por citometria de fluxo. Para obter plasma ou células mononucleares periféricas (PBMC), as amostras foram centrifugadas na ausência ou presença de um gradiente de Ficoll-Hypaque, respectivamente. As PBMC foram mantidas em cultura por sete dias na presença de fito-hemaglutinina mais IL-2 recombinante e a resposta linfoproliferativa de células T foi analisada pelo método de exclusão em azul de Trypan. Em alguns experimentos, as culturas foram mantidas na presença adicional de anticorpo anti-IL-10. Os plasmas e sobrenadantes das culturas de PBMC ativadas foram submetidos à análise da produção de citocinas, pelo método ELISA indireto, e a carga viral, detectada pelo RT-PCR. RESULTADOS: independente da carga viral plasmática, a resposta linfoproliferativa em culturas de células obtidas de gestantes infectadas pelo HIV foi inferior às amostras normais [4,2±0,37 vs 2,4±0,56 (x 10(6)) células/mL; p<0.005]. Tanto em gestantes normais quanto em pacientes com cargas virais baixas, os níveis de IL-10 foram mais elevados que os das gestantes com elevada replicação viral (9.790±3.224 vs 1.256±350 pg/mL; p=0.002). Níveis elevados de TNF-alfa no soro (7.200±2.440 vs 510±476 pg/mL) e nas culturas de células (21.350±15.230 vs 1.256±350 pg/mL) correlacionaram-se à carga viral plasmática elevada e a infecção neonatal. O bloqueio da IL-10 endógena com anticorpos anti-IL-10 aumentou a replicação do HIV-1 em cultura de células. CONCLUSÃO: nossos resultados sugerem que a IL-10 exerce influência negativa na replicação viral, o que provavelmente contribui para reduzir o risco de infecção vertical.

Doença periodontal e complicações obstétricas: há relação de risco?

Estudos têm apontado possíveis relações de risco existentes entre doenças bucais, principalmente a doença periodontal, e complicações gestacionais, como parto prematuro, nascimento de recém-nascidos de baixo peso e pré-eclâmpsia. As explicações para tais hipóteses baseiam-se no fato de a doença periodontal ser de origem infecciosa, o que poderia provocar aumento de citocinas inflamatórias no sangue materno, por liberação direta da bolsa periodontal ou por disseminação de bactérias patogênicas, induzindo sua produção sistêmica. Esta suposição fundamenta-se no conhecimento de que a fisiopatologia das complicações obstétricas citadas está associada à presença de algumas citocinas no sangue materno. O presente trabalho teve como objetivo realizar revisão da literatura em busca de evidências para estas supostas associações. Apesar do grande número de estudos clínicos encontrados nesta revisão, observa-se a falta de padronização metodológica dos mesmos, fato que limita conclusões definitivas a respeito. Por outro lado, o fato de a doença periodontal ainda não ser comprovadamente um fator de risco para as complicações obstétricas não diminui a importância da manutenção da saúde bucal das gestantes, que devem apresentar condições orais que propiciem adequada alimentação, sem dor e sangramento, e assim manter seu aporte nutricional adequado.