Biological nutrient removal in SBR technology: from floccular to granular sludge

Biological nutrient removal has been studied and applied for decades in order to remove nitrogen and phosphorus from wastewater. However, more anthropogenic uses and the continued demand for water have forced the facilities to operate at their maximum capacity. Therefore, the goal of this thesis is to obtain more compact systems for nutrient removal from domestic wastewater. In this sense, optimization and long-term stabilization of high volume exchange ratios reactors, treating higher volumes of wastewater, have been investigated. With the same target, aerobic granular sludge was proposed as a reliable alternative to reduce space and increase loading rates in treatment plants. However, the low organic loading rate from low-strength influents (less than 1 Kg COD•m-3d-1) results in slower granular formation and a longer time to reach a steady state. Because of that, different methodologies and operational conditions were investigated in order to enhance granulation and nutrient removal from domestic wastewater.

Conceptual design of wastewater treatment plants using multiple objectives

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny. El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5).

Knowledge-based modelling and simulation of operational problems of microbiological origin in wastewater treatment plants

The activated sludge and anaerobic digestion processes have been modelled in widely accepted models. Nevertheless, these models still have limitations when describing operational problems of microbiological origin. The aim of this thesis is to develop a knowledge-based model to simulate risk of plant-wide operational problems of microbiological origin.For the risk model heuristic knowledge from experts and literature was implemented in a rule-based system. Using fuzzy logic, the system can infer a risk index for the main operational problems of microbiological origin (i.e. filamentous bulking, biological foaming, rising sludge and deflocculation). To show the results of the risk model, it was implemented in the Benchmark Simulation Models. This allowed to study the risk model's response in different scenarios and control strategies. The risk model has shown to be really useful providing a third criterion to evaluate control strategies apart from the economical and environmental criteria.

Operation and control of SBR processes for enhanced biological nutrient removal from wastewater

In the last decades, the awareness of environmental issues has increased in society considerably. There is an increasing need to improve the effluent quality of domestic wastewater treatment processes. This thesis describes the application of the Sequencing Batch Reactor (SBR) technology for Biological Nutrient Removal (BNR) from the wastewater. In particular, the work presented evolves from the nitrogen removal to the biological nutrient removal (i.e. nitrogen plus phosphorous removal) with special attention to the operational strategy design, the identification of possible reactor cycle controls or the influent composition related to the process efficiency. In such sense, also the use of ethanol as an external carbon (when low influent Carbon:Phosphorus (C:P) or Carbon:Nitrogen (C:N) ratios are presented) are studied as an alternative to maintain the BNR efficiency.

Supervisory systems in waste water treatment plants: sistematise their implementation

La implantació de Sistemes de Suport a la presa de Decisions (SSD) en Estacions Depuradores d'Aigües Residuals Urbanes (EDAR) facilita l'aplicació de tècniques més eficients basades en el coneixement per a la gestió del procés, assegurant la qualitat de l'aigua de sortida tot minimitzant el cost ambiental de la seva explotació. Els sistemes basats en el coneixement es caracteritzen per la seva capacitat de treballar amb dominis molt poc estructurats, i gran part de la informació rellevant de tipus qualitatiu i/o incerta. Precisament aquests són els trets característics que es poden trobar en els sistemes biològics de depuració, i en conseqüència en una EDAR. No obstant, l'elevada complexitat dels SSD fa molt costós el seu disseny, desenvolupament i aplicació en planta real, pel que resulta determinant la generació d'un protocol que faciliti la seva exportació a EDARs de tecnologia similar. L'objectiu del present treball de Tesi és precisament el desenvolupament d'un protocol que faciliti l'exportació sistemàtica de SSD i l'aprofitament del coneixement del procés prèviament adquirit. El treball es desenvolupa en base al cas d'estudi resultant de l'exportació a l'EDAR Montornès del prototipus original de SSD implementat a l'EDAR Granollers. Aquest SSD integra dos tipus de sistemes basats en el coneixement, concretament els sistemes basats en regles (els quals són programes informàtics que emulen el raonament humà i la seva capacitat de solucionar problemes utilitzant les mateixes fonts d'informació) i els sistemes de raonament basats en casos (els quals són programes informàtics basats en el coneixement que volen solucionar les situacions anormals que pateix la planta en el moment actual mitjançant el record de l'acció efectuada en una situació passada similar). El treball està estructurat en diferents capítols, en el primer dels quals, el lector s'introdueix en el món dels sistemes de suport a la decisió i en el domini de la depuració d'aigües. Seguidament es fixen els objectius i es descriuen els materials i mètodes utilitzats. A continuació es presenta el prototipus de SSD desenvolupat per la EDAR Granollers. Una vegada el prototipus ha estat presentat es descriu el primer protocol plantejat pel mateix autor de la Tesi en el seu Treball de Recerca. A continuació es presenten els resultats obtinguts en l'aplicació pràctica del protocol per generar un nou SSD, per una planta depuradora diferent, partint del prototipus. L'aplicació pràctica del protocol permet l'evolució del mateix cap a un millor pla d'exportació. Finalment, es pot concloure que el nou protocol redueix el temps necessari per realitzar el procés d'exportació, tot i que el nombre de passos necessaris ha augmentat, la qual cosa significa que el nou protocol és més sistemàtic.

SBR technology for wastewater treatment: suitable operational conditions for a nutrient removal

Actualment, la legislació ambiental ha esdevingut més restrictiva pel que fa a la descàrrega d'aigües residuals amb nutrients, especialment en les anomenades àrees sensibles o zones vulnerables. Arran d'aquest fet, s'ha estimulat el coneixement, desenvolupament i millora dels processos d'eliminació de nutrients. El Reactor Discontinu Seqüencial (RDS) o Sequencing Batch Reactor (SBR) en anglès, és un sistema de tractament de fangs actius que opera mitjançant un procediment d'omplerta-buidat. En aquest tipus de reactors, l'aigua residual és addicionada en un sol reactor que treballa per càrregues repetint un cicle (seqüència) al llarg del temps. Una de les característiques dels SBR és que totes les diferents operacions (omplerta, reacció, sedimentació i buidat) es donen en un mateix reactor. La tecnologia SBR no és nova d'ara. El fet, és que va aparèixer abans que els sistema de tractament continu de fangs actius. El precursor dels SBR va ser un sistema d'omplerta-buidat que operava en discontinu. Entre els anys 1914 i 1920, varen sorgir certes dificultats moltes d'elles a nivell d'operació (vàlvules, canvis el cabal d'un reactor a un altre, elevat temps d'atenció per l'operari...) per aquests reactors. Però no va ser fins a finals de la dècada dels '50 principis del '60, amb el desenvolupament de nous equipaments i noves tecnologies, quan va tornar a ressorgir l'interès pels SBRs. Importants millores en el camp del subministrament d'aire (vàlvules motoritzades o d'acció pneumàtica) i en el de control (sondes de nivell, mesuradors de cabal, temporitzadors automàtics, microprocessadors) han permès que avui en dia els SBRs competeixin amb els sistemes convencional de fangs actius. L'objectiu de la present tesi és la identificació de les condicions d'operació adequades per un cicle segons el tipus d'aigua residual a l'entrada, les necessitats del tractament i la qualitat desitjada de la sortida utilitzant la tecnologia SBR. Aquestes tres característiques, l'aigua a tractar, les necessitats del tractament i la qualitat final desitjada determinen en gran mesura el tractament a realitzar. Així doncs, per tal d'adequar el tractament a cada tipus d'aigua residual i les seves necessitats, han estat estudiats diferents estratègies d'alimentació. El seguiment del procés es realitza mitjançant mesures on-line de pH, OD i RedOx, els canvis de les quals donen informació sobre l'estat del procés. Alhora un altre paràmetre que es pot calcular a partir de l'oxigen dissolt és la OUR que és una dada complementària als paràmetres esmentats. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen d'una aigua residual sintètica utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de l'estudi de l'efecte del nombre d'alimentacions, la definició de la llargada i el número de fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha aplicat l'estratègia d'alimentació esglaonada a dues aigües residuals diferents: una procedent d'una indústria tèxtil i l'altra, dels lixiviats d'un abocador. En ambdues aigües residuals es va estudiar l'eficiència del procés a partir de les condicions d'operació i de la velocitat del consum d'oxigen. Mentre que en l'aigua residual tèxtil el principal objectiu era eliminar matèria orgànica, en l'aigua procedent dels lixiviats d'abocador era eliminar matèria orgànica i nitrogen. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen i fòsfor d'una aigua residual urbana utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de la definició del número i la llargada de les fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha analitzat la influència del pH i la font de carboni per tal d'eliminar fòsfor d'una aigua sintètica a partir de l'estudi de l'increment de pH a dos reactors amb diferents fonts de carboni i l'estudi de l'efecte de canviar la font de carboni. Tal i com es pot veure al llarg de la tesi, on s'han tractat diferents aigües residuals per a diferents necessitats, un dels avantatges més importants d'un SBR és la seva flexibilitat.

A Functional Magnetic Resonance Imaging Predictor of Treatment Response to Venlafaxine in Generalized Anxiety Disorder

Background: Functional magnetic resonance imaging (fMRI) holds promise as a noninvasive means of identifying neural responses that can be used to predict treatment response before beginning a drug trial. Imaging paradigms employing facial expressions as presented stimuli have been shown to activate the amygdala and anterior cingulate cortex (ACC). Here, we sought to determine whether pretreatment amygdala and rostral ACC (rACC) reactivity to facial expressions could predict treatment outcomes in patients with generalized anxiety disorder (GAD).Methods: Fifteen subjects (12 female subjects) with GAD participated in an open-label venlafaxine treatment trial. Functional magnetic resonance imaging responses to facial expressions of emotion collected before subjects began treatment were compared with changes in anxiety following 8 weeks of venlafaxine administration. In addition, the magnitude of fMRI responses of subjects with GAD were compared with that of 15 control subjects (12 female subjects) who did not have GAD and did not receive venlafaxine treatment.Results The magnitude of treatment response was predicted by greater pretreatment reactivity to fearful faces in rACC and lesser reactivity in the amygdala. These individual differences in pretreatment rACC and amygdala reactivity within the GAD group were observed despite the fact that 1) the overall magnitude of pretreatment rACC and amygdala reactivity did not differ between subjects with GAD and control subjects and 2) there was no main effect of treatment on rACC-amygdala reactivity in the GAD group.Conclusions: These findings show that this pattern of rACC-amygdala responsivity could prove useful as a predictor of venlafaxine treatment response in patients with GAD.

In vitro biological activity of tannins from Acacia and other tree fruits: Correlations with colorimetric and gravimetric phenolic assays

This Study was designed to investigate impact of tannins on in vitro ruminal fermentation parameters as well as relationships between concentration and in vitro biological activity of tannins present in tree fruits. Dry and mature fruits of known phenolic content harvested from Acacia nilotica, A. erubescens, A. erioloba, A. sieberiana, Piliostigima thonningii and Dichrostachys cinerea tree species were fermented with rumen fluid in vitro with or without polyethylene glycol (PEG). Correlation between in vitro biological activity and phenolic concentration was determined. Polyethylene glycol inclusion increased Cumulative gas production from all fruit substrates. The largest Increase (225%) after 48 h incubation was observed in D. cinerea fruits while the least (12.7%) increase was observed in A. erubescens fruits. Organic matter degradability (48 h) was increased by PEG inclusion for all tree species except A. erubescens and P. thonningii. For D. cinerea fruits, colorimetric assays were poorly correlated to Increases In gas production due to PEG treatment. Ytterbium precipitable phenolics (YbPh) were also poorly correlated with response to PEG for A. erioloba and P. thonningii fruits. However, YbPh were strongly and positively correlated to the increase In Cumulative gas production due to PEG for A. erubescens and A. nilotica. Folin-Ciocalteau assayed phenolics (SPh) were not correlated to response to PEG in P. thonningii and A. sieberiana. It was Concluded that the PEG effect oil in vitro fermentation was closely related to some measures of phenolic concentration but the relationships varied with tree species.

Synthesis and biological evaluation of a polyglutamic acid-dopamine conjugate: a new antiangiogenic agent

Dopamine has previously been shown to inhibit angiogenesis in vitro and in vivo, but its clinical applications in this context are severely limited by its short half-life. Here we report the synthesis of a polyglutamic acid-dopamine conjugate and show that conjugation significantly extends (from 1 to 24 h) dopamine’s antiangiogenic activity in vitro and in vivo. These findings form the basis for the development of a new class of agents for the treatment of angiogenesis-dependent diseases.

Diminished neural processing of aversive and rewarding stimuli during selective serotonin reuptake inhibitor treatment

Background Selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) are popular medications for anxiety and depression, but their effectiveness, particularly in patients with prominent symptoms of loss of motivation and pleasure, has been questioned. There are few studies of the effect of SSRIs on neural reward mechanisms in humans. Methods We studied 45 healthy participants who were randomly allocated to receive the SSRI citalopram, the noradrenaline reuptake inhibitor reboxetine, or placebo for 7 days in a double-blind, parallel group design. We used functional magnetic resonance imaging to measure the neural response to rewarding (sight and/or flavor of chocolate) and aversive stimuli (sight of moldy strawberries and/or an unpleasant strawberry taste) on the final day of drug treatment. Results Citalopram reduced activation to the chocolate stimuli in the ventral striatum and the ventral medial/orbitofrontal cortex. In contrast, reboxetine did not suppress ventral striatal activity and in fact increased neural responses within medial orbitofrontal cortex to reward. Citalopram also decreased neural responses to the aversive stimuli conditions in key “punishment” areas such as the lateral orbitofrontal cortex. Reboxetine produced a similar, although weaker effect. Conclusions Our findings are the first to show that treatment with SSRIs can diminish the neural processing of both rewarding and aversive stimuli. The ability of SSRIs to decrease neural responses to reward might underlie the questioned efficacy of SSRIs in depressive conditions characterized by decreased motivation and anhedonia and could also account for the experience of emotional blunting described by some patients during SSRI treatment.

A new genus and new species of fan worms (Polychaeta: Sabellidae) from Atlantic and Pacific Oceans-the formal treatment of taxon names as explanatory hypotheses

Members of Parasabella minuta Treadwell, 1941, subsequently moved to Perkinsiana, were collected during a survey of rocky intertidal polychaetes along the state of Sao Paulo, Brazil. Additional specimens, which are referred to two new species, were also found in similar habitats from the Bocas del Toro Archipelago, Caribbean Panama, and Oahu Island, Hawaii. A phylogenetic analysis of Sabellinae, including members of P. minuta and the two new species, provided justification for establishing a new generic hypothesis, Sabellomma gen. nov., for these individuals. Formal definitions are also provided for Sabellomma minuta gen. nov., comb. nov., S. collinae gen. nov., spec. nov., and S. harrisae gen. nov., spec. nov., along with descriptions of individuals to which these hypotheses apply. The generic name Aracia nom. nov., is provided to replace Kirkia Nogueira, Lopez and Rossi, 2004, pre-occupied by a mollusk.

Morphine treatment during pregnancy modulates behavioral selection in lactating rats

Previous studies have demonstrated that treatment of postpartum female rats with morphine inhibits maternal behavior and stimulates foraging. Exposure to drugs of abuse may result in a progressive enhancement of their reinforcing effects. Puerperal treatment with morphine leads to reverse tolerance to this drug. The present study investigated whether repeated morphine treatment during late pregnancy may influence the effects of different morphine dosages on behavioral selection in lactating rats. Females were simultaneously exposed to pups and insects, and the choice between taking care of the pups and hunting insects was observed. Female Wistar rats were treated with morphine (3.5 mg/kg/day, subcutaneous [s.c.]) or saline for 5 days beginning on pregnancy day 17. On day 5 of lactation, animals were acutely challenged with morphine (0.5, 1.0, or 1.5 mg/kg, s.c.; MM0.5, MM1.0, and MM1.5 groups, respectively) or saline (MS group) and tested for predatory hunting and maternal behavior. Control groups were pretreated with saline and challenged with morphine (SM0.5, SM1.0, and SM1.5 groups) or saline (SS group). Animals treated with morphine during late pregnancy and acutely challenged with 1.0 mg/kg morphine (MM1.0 group) exhibited significantly decreased maternal behavior and enhanced hunting. This effect was not evident with the 0.5 mg/kg dose. The 1.5 mg/kg morphine dose decreased maternal behavior and increased hunting in both the MM1.5 group and in animals challenged with morphine after previous saline treatment (SM1.5 group). These results provide evidence of plasticity of the opioidergic role in behavioral selection during lactation. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

BnP1, a novel P-I metalloproteinase from Bothrops neuwiedi venom: Biological effects benchmarking relatively to jararhagin, a P-IIISVMP

Snake venom metalloproteinases (SVMPs) have been extensively studied and their effects associated with the local bleeding observed in human accidents by viper snakes. Representatives of P-I and P-III classes of SVMPs similarly hydrolyze extracellular matrix proteins or coagulation factors while only P-III SVMPs induce significant hemorrhage in experimental models. In this work, the effects of P-I and P-III SVMPs on plasma proteins and cultures of muscle and endothelial cells were compared in order to enlighten the mechanisms involved in venom-induced hemorrhage. To reach this comparison, BnP1 was isolated from B. neuwiedi venom and used as a weakly hemorrhagic P-I SVMPs and jararhagin was used as a model of potently hemorrhagic P-III SVMP. BnP1 was isolated by size exclusion and anion-exchange chromatographies, showing apparent molecular mass of approximately 24kDa and sequence similarity with other members of SVMPs, which allowed its classification as a group P-I SVMP. The comparison of local effects induced by SVMPs showed that BnP1 was devoid of significant myotoxic and hemorrhagic activities and jararhagin presented only hemorrhagic activity. BnP1 and jararhagin were able to hydrolyze fibrinogen and fibrin, although the latter displayed higher activity in both systems. Using HUVEC primary cultures, we observed that BnP1 induced cell detachment and a decrease in the number of viable endothelial cells in levels comparable to those observed by treatment with jararhagin. Moreover, both BnP1 and jararhagin induced apoptosis in HUVECs while only a small increase in LDH supernatant levels was observed after treatment with jararhagin, suggesting that the major mechanism involved in endothelial cell death is apoptosis. Jararhagin and BnP1 induced little effects on C2C12 muscle cell cultures, characterized by a partial detachment 24h after treatment and a mild necrotic effect as evidenced by a small increase in the supernatants LDH levels. Taken together, our data show that P-I and P-III SVMPs presented comparable effects except for the hemorrhagic activity, suggesting that hydrolysis of coagulation factors or damage to endothelial cells are not sufficient for induction of local bleeding. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Autolytic Mycobacterium leprae Hsp65 fragments may act as biological markers for autoimmune diseases

Investigating the proteolytic activity of the recombinant Mycobacterium leprae Heat Shock Protein of 65 kDa (rHsp65), chaperonin 2 (cpn2), we observed that it displays high instability. The fragmentation process starts at the C-terminus followed by progressive degradation of the N-terminus, which leads to a stable fragment comprising the middle region of the molecule. Urea was able to prevent autolysis, probably due to its denaturing action, while EDTA increased degradation levels indicating the need for metal ions. Peptides originated from autolysis were purified and analyzed by mass spectrometry, generating a continuous map. Since the bacteria and mammalian Hsp60 are known to be targets of the immune response and have been implicated in autoimmune diseases and chronic inflammation, the in vivo effect of rHsp65 peptides was evaluated in the spontaneous Systemic Lupus Erythematosus (SLE) model developed by the (NZB/NZW)F(1) mouse hybrids, and their individual anti-rHsp65 IgG2a/IgG1 antibody titer ratio was determined. The results showed orientation toward a T(H)1 responsiveness, and the treatment with the rHsp65 peptides diminished the environmental variance of the survival time of treated animals. These results outline the fact that environmental factors may also act through the modified stability expression of Heat Shock Proteins intervening during autoimmune processes. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.