Aeromonas salmonicida induced immune gene expression in Aloe vera fed steelhead trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos da fisiopatologia da sepse em Piaractus mesopotamicus induzida por Aeromonas hydrophila

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Energy deficit does not affect immune responses of experimentally infected pacu (Piaractus mesopotamicus)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Disease resistance of pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) fed with beta-glucan

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The immune system is limited by oxidative stress: dietary selenium promotes optimal antioxidative status and greatest immune defense in pacu Piaractus mesopotamicus

Reactive oxygen species (ROS) are reactive molecules containing oxygen, that form as byproducts of aerobic metabolism, including immune system processes. Too much ROS may cause oxidative stress. In this study, we examined whether it can also limit the production of immune system compounds. To assess the relationship between antioxidant status and immunity we evaluated the effect of dietary supplementation with organic selenium, given at various levels for 10 days, on the antioxidant and immune system of the pacu fish (Piaractus mesopotamicus). Fish fed a diet containing 0.6 mg Se-yeast kg(-1) showed significant improvement in antioxidant status, as well as in hematological and immunological profiles. Specifically, they had the highest counts for catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione S-transferase (GST), red blood cells, and thrombocytes; the highest leukocyte count (particularly for monocytes); and the highest serum lysozyme activity. There was also a positive correlation between GPx and lysozyme in this group of fish. These findings indicate that short-term supplementation with 0.6 mg Se-yeast kg(-1) reestablished the antioxidative status, allowing the production of innate components which can boost immunity without the risk of oxidative stress. This study shows a relationship between oxidative stress and immunity, and, from a practical perspective, shows that improving immunity and health in pacu through the administration of selenium could improve their growth performance.

Uncaria tomentosa increases growth and immune activity in Oreochromis niloticus challenged with Streptococcus agalactiae

Cat's claw (Uncaria tomentosa) is an Amazon herb using in native cultures in Peru. In mammals, it has been described several effects of this herb. However, this is the first report of its use on the diet of fish. The aim of this study was to determinate the effect of this plant on the growth and immune activity in Oreochromis niloticus. Nile tilapia (81.3 ± 4.5 g) were distributed into 5 groups and supplemented with 0 (non-supplement fish), 75, 150, 300, and 450 mg of U. tomentosa.kg(-1) of diet for a period of 28 days. Fish were inoculated in the swim bladder with inactivated Streptococcus agalactiae and samples were taken at 6, 24, and 48 h post inoculation (HPI). Dose dependent increases were noted in some of the evaluated times of thrombocytes and white blood cells counts (WBC) in blood and exudate, burst respiratory activity, lysozyme activity, melanomacrophage centers count (MMCs), villi length, IgM by immunohistochemistry in splenic tissue, and unexpectedly on growth parameters. However, dietary supplementation of this herb did not affect red blood cells count (RBC), hemoglobin, and there were no observed histological lesions in gills, intestine, spleen, and liver. The current results demonstrate for the first time that U. tomentosa can stimulate fish immunity and improve growth performance in Nile tilapia.

Eficácia do levamisol como imunoestimulante, redutor de estresse e antiparasitário no pacu

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Influência de carboidratos na homeostase fisiológica e imunológica de juvenis de surubins (Pseudoplatystoma sp.)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A metalloproteomics study on the association of mercury with breast milk in samples from lactating women in the Amazon region of Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Immunomodulation with β-glucan in matrinxã (Brycon amazonicus)

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

Structural role of the active-site metal in the conformation of Trypanosoma brucei phosphoglycerate mutase

Phosphoglycerate mutases (PGAMs) participate in both the glycolytic and the gluconeogenic pathways in reversible isomerization of 3-phosphoglycerate and 2-phosphoglycerate. PGAMs are members of two distinct protein families: enzymes that are dependent on or independent of the 2,3-bisphosphoglycerate cofactor. We determined the X-ray structure of the monomeric Trypanosoma brucei independent PGAM (TbiPGAM) in its apoenzyme form, and confirmed this observation by small angle X-ray scattering data. Comparing the TbiPGAM structure with the Leishmania mexicana independent PGAM structure, previously reported with a phosphoglycerate molecule bound to the active site, revealed the domain movement resulting from active site occupation. The structure reported here shows the interaction between Asp319 and the metal bound to the active site, and its contribution to the domain movement. Substitution of the metal-binding residue Asp319 by Ala resulted in complete loss of independent PGAM activity, and showed for the first time its involvement in the enzymes function. As TbiPGAM is an attractive molecular target for drug development, the apoenzyme conformation described here provides opportunities for its use in structure-based drug design approaches.

Lactobacillus sakei 2a and its Concentrated Acid Extract on Inhibition of Food-Borne Salmonella strains

Lactic acid bacteria are used in food production to provide desirable organoleptic characteristics, and can also act as biopreservatives, controlling the growth of undesirable microorganisms. In this study, we examined the antimicrobial action of Lactobacillus sakei 2a and its concentrated acid extract against food-borne Salmonella spp. The extract was obtained by acid extraction from culture broth of L. sakei 2a and was designated extract 2a. We determined that extract 2a had significant activity (approximately 500 AU ml(-1)). We used different antimicrobial substances alone or in combination with extract 2a to evaluate the inhibitory activity of the various treatments on a pool of five Salmonella strains. The pathogen Listeria monocytogenes Scott A Cm-r Em(r) was used as an indicator strain of inhibitory activity. In summary, all antimicrobials substances that were tested showed an inhibitory effect against the growth of Salmonella, andthis action was enhanced in the presence of extract 2a. Moreover, among the treatments applied, the combination of extract 2a and 0.1% lactic acid exhibited the most potent inhibitory effect towards the pool of Salmonella strains. Our findings indicate that L. sakei 2a and extract 2a, especially in combination with other antimicrobials, present potential technological application in the control of salmonellae in foods.

Urediospores of rust fungi are ice nucleation active at > -10°C and harbor ice nucleation active bacteria

Various features of the biology of the rust fungi and of the epidemiology of the plant diseases they cause illustrate the important role of rainfall in their life history. Based on this insight we have characterized the ice nucleation activity (INA) of the aerially disseminated spores (urediospores) of this group of fungi. Urediospores of this obligate plant parasite were collected from natural infections of 7 species of weeds in France, from coffee in Brazil and from field and greenhouse-grown wheat in France, the USA, Turkey and Syria. Immersion freezing was used to determine freezing onset temperatures and the abundance of ice nuclei in suspensions of washed spores. Microbiological analyses of spores from France, the USA and Brazil, and subsequent tests of the ice nucleation activity of the bacteria associated with spores were deployed to quantify the contribution of bacteria to the ice nucleation activity of the spores. All samples of spores were ice nucleation active, having freezing onset temperatures as high as −4 °C. Spores in most of the samples carried cells of ice nucleation-active strains of the bacterium Pseudomonas syringae (at rates of less than 1 bacterial cell per 100 urediospores), but bacterial INA accounted for only a small fraction of the INA observed in spore suspensions. Changes in the INA of spore suspensions after treatment with lysozyme suggest that the INA of urediospores involves a polysaccharide. Based on data from the literature, we have estimated the concentrations of urediospores in air at cloud height and in rainfall. These quantities are very similar to those reported for other biological ice nucleators in these same substrates. However, at cloud level convective activity leads to widely varying concentrations of particles of surface origin, so that mean concentrations can underestimate their possible effects on clouds. We propose that spatial and temporal concentrations of biological ice nucleators active at temperatures > −10 °C and the specific conditions under which they can influence cloud glaciation need to be further evaluated so as to understand how evolutionary processes could have positively selected for INA.

Identifizierung biogene Amine bildender Bakterien und Einsatz von Enzymen zur Hemmung ihres Wachstums während der Weinbereitung

Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle in der Weinherstellung. Neben ihren positiven Stoffwechselaktivitäten wie die Bildung von Ethanol während der alkoholischen Gärung sind vor allem Bakterien in der Lage, Weinfehler zu verursachen. Einer dieser Weinfehler ist die Produktion von biogenen Aminen. Diese niedermolekularen Stickstoffverbindungen können zu verschiedenen Gesundheitsproblemen wie Bluthochdruck und Migräne führen. Aufgrund von hohen Ethanolgehalten und dem Vorkommen verschiedener biogener Amine kommt es im Wein zu einer Verstärkung dieser physiologischen Effekte. Um die Bildung dieser Verbindungen zu verhindern, ist es von speziellem Interesse, die verantwortlichen Mikroorganismen zu identifizieren und sie in ihrem Wachstum zu hemmen.In einem Teil der Dissertation stand die Isolierung und Identifizierung biogener Amine produzierender Bakterien aus deutschen Jungweinen und Mosten im Vordergrund. Es konnte gezeigt werden, dass hauptsächlich Milchsäurebakterien als potenzielle Produzenten in Frage kommen. Diese Bakteriengruppe war in hohen Titern in nahezu allen Proben vorhanden und stellt somit eine potentielle Gefahr für die Weinbereitung dar. Zur Identifizierung der Isolate wurden verschiedene molekularbiologische Methoden wie specifically amplified DNA polymorphic-PCR (Fingerprintmethode), Multiplex-PCR oder 16S rDNA-Sequenzierung angewandt. Das Screening bezüglich der Bildung von biogenen Aminen erfolgte mit Hilfe einer im Rahmen dieser Arbeit entwickelten hochauflösenden Dünnschichtchromatographie gefolgt von der Quantifizierung mittels HPLC.Zur Wachstumshemmung dieser Schadbakterien wurden zwei Exoenzyme aus Streptomyces albidoflavus B578 isolieren. Diese Enzyme wurden gereinigt und als eine Muramidase und eine Protease identifiziert. Aktivitätstests konnten zeigen, dass diese Enzyme eine hohe lytische Wirkung gegen weinrelevante Mikroorganismen aufweisen. Ebenso war die Aktivität der Enzyme unter Weinbedingungen sehr stabil. Aufgrund dieser Ergebnisse könnten diese Enzyme eine mögliche Alternative zur Zugabe von Lysozym oder Schwefeldioxid sein, welche konventionell in der Weinbereitung ihren Einsatz finden.

Die Rolle der IFN-gamma Signalübertragung und von MyD88 in der Angiotensin-II-induzierten vaskulären Dysfunkion, Inflammation und arteriellen Hypertonie

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle von myelomonozytären Zellen, IFN-gamma (Interferon gamma), MyD88 (myeloid differentiation factor 88) und zugrundeliegenden Signalwege in der Angiotensin II (ATII)-induzierten vaskulären Inflammation, Dysfunktion und arteriellen Hypertonie untersucht. Wie bereits veröffentlichte Vordaten aus meiner Arbeitsgruppe zeigten, schützt die Depletion von Lysozym M (LysM)+ myelomonozytären Zellen (Diphteriatoxin-vermittelt in Mäusen, die transgen für den humanen Diphtheriatoxin-Rezeptor sind, LysMiDTR Mäuse) vor der ATII-induzierten vaskulären Dysfunktion und arterieller Hypertonie, und kann durch adoptiven Zelltransfer von Wildtyp Monozyten wiederhergestellt werden. In meiner Arbeit konnte ich zeigen, dass die Rekonstitution von Monozyten-depletierten LysMiDTR Mäusen mit Wildtyp Monozyten den Phänotyp der vaskulären Dysfunktion wiederherstellen kann, die Rekonstitution mit gp91phox-/y oder Agtr1-/- Monozyten jedoch nicht. Die Hypertonus-mediierenden Effekte dieser infiltrierenden Monozyten scheinen demnach von der intakten ATII und NADPH Oxidase Signalübertragung in diesen Zellen abhängig zu sein. Vermutlich ebenfalls für die Aktivierung der Monozyten funktionell wichtig sind IFN-gamma, produziert durch NK-Zellen, und der Transkriptionsfaktor T-bet (T-box expressed in T cells), exprimiert von NK-Zellen und Monozyten. IFN-gamma-/- Mäuse waren partiell geschützt vor der ATII-induzierten vaskulären Dysfunktion und charakterisiert durch reduzierte Level an Superoxid im Gefäß im Vergleich zu ATII-infundierten Wildtyp Mäusen. IFN-gamma-/- und T-bet defiziente Tbx21-/- Mäuse zeichneten sich ferner durch eine reduzierte ATII-mediierte Rekrutierung von NK1.1+ NK-Zellen, als ein Hautproduzent von IFN-gamma, sowie CD11b+GR-1low Interleukin-12 (IL-12) kompetenten Monozyten aus. Durch Depletions- und adoptive Transferexperimente konnte ich in dieser Arbeit NK-Zellen als essentielle Mitstreiter in der vaskulären Dysfunktion identifizieren und stellte fest, dass T-bet+LysM+ myelomonozytäre Zellen für die NK-Zellrekrutierung in die Gefäßwand und lokale IFN-gamma Produktion benötigt werden. Damit wurde erstmals NK-Zellen eine essentielle Rolle in der ATII-induzierten vaskulären Dysfunktion zugeschrieben. Außerdem wurde der T-bet-IFN-gamma Signalweg und die gegenseitige Monozyten-NK-Zellaktivierung als ein potentielles therapeutisches Ziel in kardiovaskulären Erkrankungen aufgedeckt. Des Weiteren identifizierte ich in meiner Arbeit MyD88 als ein zentrales Signalmolekül in der ATII-getriebenen Inflammation und vaskulären Gefäßschädigung. MyD88 Defizienz reduzierte den ATII-induzierten Anstieg des systolischen Blutdrucks und die endotheliale und glattmuskuläre vaskuläre Dysfunktion. Zusätzlich waren die vaskuläre Superoxid-Bildung sowie die Expressionslevel der NADPH Oxidase, der wichtigsten Quelle für oxidativem Stress im Gefäß, in ATII-infundierten MyD88-/- Mäusen im Vergleich zum Wildtyp reduziert. Mit Hilfe von durchflusszytometrischen Analysen deckte ich zudem auf, dass die ATII-induzierte Einwanderung von CD45+ Leukozyten, insbesondere CD11b+Ly6G-Ly6Chigh inflammatorischen Monozyten in MyD88-/- Mäusen signifikant abgeschwächt war. Diese Resultate wurden durch immunhistochemische Untersuchung von Aortengewebe auf CD68+, F4/80+ und Nox2+ Makrophagen/Phagozyten sowie Expressionsanalysen von Inflammationsmarkern untermauert. Analysen der mRNA Expression in Aortengewebe zeigten ferner eine in Wildtyp Mäusen nach ATII Infusion tendenziell gesteigerte Expression von inflammatorischen Monozytenmakern sowie eine abnehmende Expression von reparativen Monozytenmarken, während dieser Shift zu einem proinflammatorsichen Phänotyp in MyD88-/- blockiert zu sein schien. Dies zeigt eine Rolle von MyD88 in der terminalen Differenzierung von myelomonozytären Zellen an. Um dies weitergehend zu untersuchen und aufzudecken, ob die MyD88 Effekte abhängig sind von Zellen der hämatopoetischen Linie oder Gewebszellen, wurden Knochenmarktransferexperimente durchgeführt. MyD88 Defizienz in Knochenmark-abstammende Zellen reduzierte die ATII-induzierte vaskuläre Dysfunktion und Infiltration der Gefäßwand mit CD45+ Leukozyten und inflammatorischen myelomonozytären Zellen. Die protektiven Effekte der MyD88 Defizienz in der Angiotensin II-induzierten Inflammation konnten nicht auf Signalwege über die Toll-like Rezeptoren TLR2, -7 oder -9 zurückgeführt werden, wie die Untersuchung der vaskulären Reaktivität entsprechender Knockout Mäuse zeigte. Zusammenfassend konnte ich in meiner Arbeit zeigen, dass die Infiltration der Gefäßwand mit Nox2+AT1R+T-bet+MyD88+ myelomonozytären Zellen und die Wechselwirkung und gegenseitige Aktivierung dieser Zellen mit IFN-gamma produzierenden NK-Zellen eine zentrale Bedeutung in der Pathogenese der Angiotensin II (ATII)-induzierten vaskulären Dysfunktion, Inflammation und arteriellen Hypertonie einnehmen.