Immunodeficiencies, pathogens and sex in upper respiratory diseases

In the first part of this thesis the association of different forms of sinonasal diseases and plasma concentrations of C3, C4, immunoglobulins, immunoglobulin G subclasses, C4A and C4B gene numbers were studied in 287 adult patients and 150 sex-matched adult controls. Patients were well characterized and stratified into groups using strict clinical criteria and females and males were also studied as separate groups. Severe primary antibody antibody deficiencies were rare in patients coming to sinonasal operations. Female patients had more recurrent sinusitis and other mucosal infections and males had more nasal polyposis. Upregulation of complement activity was seen in acute rhinosinusitis patients (high levels of plasma C3, C4, and complement classical pathway activity CH50) and male patients coming to sinonasal operations (high levels of plasma C3 and C4). In females, total and partial C4B deficiencies and lower levels of IgG1 and IgG3 were associated with rhinosinusitis leading to sinonasal operations. C4A deficiencies were found to predispose to severe chronic rhinosinusitis in females and males. In female patients with chronic or recurrent rhinosinusitis with nasal polyposis C4B deficiencies seem to predispose to the disease, but in males with a similar disease C4B deficiencies seem to be protective. This suggests a different pathophysiology between sexes in this form of sinonasal disease. In the second part of this thesis work 213 children coming to elective tonsillectomy were studied and compared with 155 randomly selected school children. An association with recurrent upper respiratory tract infections and hypersensitivity disorders was seen especially in children under 7 years of age. However, this association was not seen in levels of specific IgE to respiratory allergens in the same age group. Both symptomatic respiratory allergy and specific IgE to respiratory allergens became more common in boys than girls over 7 years of age. We were able to show that although both rhinoviruses and bacterial pathogens were found in the tonsils, no association between their presence and clinical forms of tonsillar disease was seen. The ability of GAS to bind complement regulators FH and C4BP did not differ between strains causing tonsillar diseases or septicemia, suggesting that other virulence mechanisms of the bacteria are more important.

Draft Genome Sequence of Staphylococcus aureus ST672, an Emerging Disease Clone from India

We report the draft genome sequence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strain ST672, an emerging disease clone in India, from a septicemia patient. The genome size is about 2.82 Mb with 2,485 open reading frames (ORFs). The staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) element (type V) and immune evasion cluster appear to be different from those of strain ST772 on preliminary examination.

Streptococcus pneumoniae Genome Database (SPGDB): A database for strain specific comparative analysis of Streptococcus pneumoniae genes and proteins

Streptococcus pneumoniae causes pneumonia, septicemia and meningitis. S. pneumoniae is responsible for significant mortality both in children and in the elderly. In recent years, the whole genome sequencing of various S. pneumoniae strains have increased manifold and there is an urgent need to provide organism specific annotations to the scientific community. This prompted us to develop the Streptococcus pneumoniae Genome Database (SPGDB) to integrate and analyze the completely sequenced and available S. pneumoniae genome sequences. Further, links to several tools are provided to compare the pool of gene and protein sequences, and proteins structure across different strains of S. pneumoniae. SPGDB aids in the analysis of phenotypic variations as well as to perform extensive genomics and evolutionary studies with reference to S. pneumoniae. (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.

Desenvolvimento e manutenção de memória imunológica após imunização contra Neisseria meningitidis B com a vacina VA-MENGOC-BC

Neisseria meningitidis é uma das principais causas de meningite bacteriana e septicemia em todo o mundo, acometendo principalmente crianças menores de 4 anos. Atualmente, não existe uma vacina universal contra o meningococo B (MenB). A imunidade protetora contra o meningococo caracteriza-se pela presença e persistência de anticorpos bactericidas, porém pouco se sabe sobre os mecanismos de desenvolvimento desta memória sorológica. Avaliamos em modelo animal e em humanos, a geração e manutenção das células secretoras de anticorpos (ASC) e dos linfócitos B de memória (LBm) após vacinação contra MenB. Utilizamos como referência a vacina diftérica (dT ou DTP), considerada ter ótima eficácia em humanos. Para o estudo em modelo animal, grupos de 6 a 8 camundongos suíços, fêmeas, de 5 a 6 semanas, foram imunizados com 3 doses da vacina VA-MENGOC-BC ou DTP, via intramuscular, com intervalo de 2 semanas entre as doses. Aproximadamente 2, 4 ou 6 meses após a última dose, os animais receberam a dose reforço. A vacina anti-MenB induziu uma resposta primária de ASC maior que a resposta à dose reforço. Ao contrário, a resposta de ASC à vacina dT foi maior após o booster. A resposta de LBm anti-MenB permaneceu constante (média de 1%) ao longo de todo o estudo, mas a resposta ao toxóide diftérico (TD) foi maior após o booster (média de 1,9%) que após a imunização primária. A concentração de IgG, anticorpos bactericidas e opsonizantes contra MenB foi dose-dependente e foi reativada após a administração das doses reforços. Esses resultados sugerem que os LBm presentes no baço foram responsáveis pela forte resposta de anticorpos observada após a dose reforço. Para o TD, ambos ASC e LBm foram importantes na manutenção da memória sorológica. Para o estudo em humanos, seis voluntários foram imunizados com 3 doses da vacina VA-MENGOC-BC, via intramuscular, com intervalo de 6 a 7 semanas entre as doses. Seis meses após a imunização primária, os indivíduos receberam uma dose reforço. Outro grupo de voluntários (n = 5) foi imunizado com uma dose reforço da vacina dT. Somente após a terceira dose da vacina anti-MenB foi possível detectar a presença de LBm em todos os indivíduos. Seis meses após a imunização primária, a frequência de LBm voltou ao seu nível basal e não foi reativada após a dose booster. A vacina dT também induziu uma resposta de LBm heterogênea, mas esta foi 5 vezes maior que a induzida por VA-MENGOC-BC. A resposta de anticorpos funcionais anti-MenB foi de curta duração com pequena reativação após a dose reforço. As duas vacinas induziram diferentes frequências de LT de memória central (TCM) e de memória efetora (TEM) após a vacinação primária e após o booster. A resposta à dose booster foi caracterizada pelo aumento da população de linfócitos TCM e diminuição de TEM. A população de linfócitos TCM apresentou maior ativação (CD69+) que os linfócitos TEM, especialmente após a vacinação contra MenB. Concluindo, os dados desta tese indicam que a administração de 3 doses da vacina VA-MENGOC-BC teve uma eficiência limitada em humanos e sugerem que a baixa eficácia da vacina, quando utilizada na década de 90 em São Paulo e no Rio de Janeiro, pode estar relacionada à deficiência na geração e manutenção de LBm específicos.

Apoptose induzida por estreptococos do grupo B em células epiteliais respiratórias A549

Streptococcus agalactiae, ou Streptococcus do grupo B (GBS), é um importante patógeno oportunista que causa pneumonia, sepse e meningite em recém-nascidos e infecções em adultos imunocomprometidos. O pulmão aparentemente é o portal de entrada para o EGB na corrente sanguínea o que pode evoluir para uma septicemia. Os mecanismos de virulência relevantes envolve a habilidade do EGB em penetrar e sobreviver intracelularmente em células hospedeiras. Neste trabalho, foram analisados os mecanismos moleculares da apoptose epitelial induzida pelo EGB, e a produção de óxido nítrico (NO) e espécies reativas de oxigênio (ROS) em células epiteliais respiratórias A549 durante a infecção por EGB. Todas as amostras de EGB exibiram a capacidade de aderir e invadir células A549. A sobrevivência intracelular do EGB em células A549 ocorreu durante 24 h de incubação sem replicação do patógeno. No entanto, a amsotra 88641-V isolada de vagina não sobreviveu após 0,5 h de interação. O EGB promoveu a perda de viabilidade do epitélio durante a infecção. As alterações morfológicas em células A549 infectadas com o EGB incluem arredondamento celular, condensação nuclear, encolhimento celular e perda de contato célula-célula e célula-substrato. A dupla marcação AV/IP revelou que amostras de EGB sorotipo III induziram apoptose enquanto amostras do sorotipo V induziram morte celular semelhante a necrose em células A549. Caspase-3 foi ativada durante a apoptose induzida por EGB em células epiteliais. No entanto, a ativação de caspases-8 e -9 foi detectada apenas para a amostra 88641-V e as amostras EGB do sorotipo III, respectivamente. Experimentos comparativos de Immunoblotting revelaram que o EGB induziu um aumento da expressão Bim, uma proteína pró-apoptótica e diminuiu a expressão de Bcl-2 e Bcl-xL, proteínas anti-apoptóticas. As células A549 apresentaram perda de potencial de membrana mitocondrial Δψm e co-localização com o Bax. Ensaio de espectrometria de massa identificou a proteína PI-2a, uma proteína estrutural de pili, que exibe atividade carboxipepdidase. Descobrimos que os dois sorotipos (III e V) induziram a produção ROS e NO em células A549. Em conclusão, a apoptose induzida pelo EGB em células A549 é um mecanismo importante de virulência, resultando na destruição de tecidos, escape do sistema imune do hospedeiro com espalhamento bacteriano e, em consequência, a doença invasiva ou uma infecção sistémica.

Os efeitos das drogas vasoativas na densidade capilar funcional intestinal de ratos endotoxêmicos: uma análise com videomicroscopia intravital

Introdução: o uso de drogas vasoativas para restaurar a pressão arterial em pacientes com choque séptico é frequentemente utilizada em medicina intensiva. No entanto, os agentes vasopressores podem acentuar a hipoperfusão esplâncnica durante o choque séptico facilitando a translocação bacteriana e endotoxemia. Neste estudo foram comparados os efeitos de diferentes drogas vasoativas na microcirculação intestinal e nos parâmetros de oxigenação tecidual independentemente de reposição volêmica, num modelo experimental de choque séptico. Métodos: Ratos Wistar Kyoto anestesiados com pentobarbital foram submetidos a choque endotoxêmico através da administração de 2mg/Kg IV de lipopolissacarídeo da Escherichia Coli. A pressão arterial média foi restaurada através da administração de diversas drogas vasoativa, incluindo adrenalina, noradrenalina, fenilefrina, dopamina, dobutamina e uma combinação de noradrenalina com dobutamina. A densidade capilar funcional (DCF) da camada muscular do intestino delgado foi avaliada através de microscopia intravital. Gasometria e concentração de lactato da veia mesentérica superior também foram analisadas. Resultados: A DCF diminui aproximadamente 25% a 60% após a administração intravenosa de adrenalina, noradrenalina e fenilefrina. A administração de dopamina, dobutamina e da associação de noradrenalina com dobutamina não reduziu significativamente a DCF intestinal. A concentração de lactato da veia mesentérica aumentou após a administração de fenilefrina e mostrou uma tendência de aumentar após o uso de adrenalina e noradrenalina enquanto não se observou aumento de lactato após o uso de dopamina, dobutamina e da associação entre noradrenalina e dobutamina. Conclusões: O estudo confirma a presença de uma dissociação entre alterações hemodinâmicas sistêmicas e alterações microcirculatórias num modelo experimental de choque séptico. Os resultados indicam que o uso de dopamina, dobutamina e da associação entre noradrenalina e dobutamina apresentam um efeito de proteção na microcirculação da camada muscular intestinal de ratos submetidos a choque endotoxêmico.

Characterization and application of monoclonal antibodies against turbot (Scophthalmus maximus) rhabdovirus

Five monoclonal antibodies (mAbs), 1G8, 1H9, 2D2, 2D3, and 2F5, against Scophthalmus maximus rhabdovirus (SMRV) were prepared. Characterization of the mAbs included indirect enzyme-linked immunosorbent assay, isotyping, viral inhibition assay, immunofluorescence staining of virus-infected cell cultures, and Western blot analysis. Isotyping revealed that 1G8 and 1H9 were of the IgG2b subclass and that the other three were IgM. 2D2, 2D3, and 2F5 partially inhibited SMRV infection in epithelioma. papulosum cyprinid (EPC) cell culture. Western blotting showed that all five mAbs could react with two SMRV proteins with molecular masses of approximately 30 kDa (P) and 26 kDa (M). These two proteins were localized within the cytoplasm of SMRV-infected EPC cells by immunofluorescence assay. Also, progressive foci of viral replication in cell cultures were monitored from 6 to 24 h, using mAb 2D3 as the primary antibody. A flow cytometry procedure was used to detect and quantify SMRV-infected (0.01 PFU/cell) EPC cells with mAb 2D3, and 10.8% of cells could be distinguished as infected 36 h postinfection. Moreover, mAb 2D3 was successfully applied for the detection of viral antigen in cryosections from flounder tissues by immunohistochemistry tests.

Caracterização da estrutura populacional de isolados de Escherichia coli provenientes de suiniculturas de produção intensiva e extensiva de Portugal

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

A Decade of Burkholderia cenocepacia Virulence Determinant Research

The Burkholderia cepacia complex (Bcc) is a group of genetically related environmental bacteria that can cause chronic opportunistic infections in patients with cystic fibrosis (CF) and other underlying diseases. These infections are difficult to treat due to the inherent resistance of the bacteria to antibiotics. Bacteria can spread between CF patients through social contact and sometimes cause cepacia syndrome, a fatal pneumonia accompanied by septicemia. Burkholderia cenocepacia has been the focus of attention because initially it was the most common Bcc species isolated from patients with CF in North America and Europe. Today, B. cenocepacia, along with Burkholderia multivorans, is the most prevalent Bcc species in patients with CF. Given the progress that has been made in our understanding of B. cenocepacia over the past decade, we thought that it was an appropriate time to review our knowledge of the pathogenesis of B. cenocepacia, paying particular attention to the characterization of virulence determinants and the new tools that have been developed to study them. A common theme emerging from these studies is that B. cenocepacia establishes chronic infections in immuno-compromised patients, which depend more on determinants mediating host niche adaptation than those involved directly in host cells and tissue damage.

Isolation of Aeromonas hydrophila in piglets

The production of Alentejano breed pig started a recovery two decades ago due to increasing demand for gourmet products. These pigs are raised in rotational semi-extensive or extensive outdoor production systems in the “Montado” (green and cork oak forest), grazing and feeding acorns and other associated food resources. Bacteria of the genus Aeromonas are considered as emerging pathogens of importance for man and animals, but its involvement in swine is not well documented. In the context of a study made at the University of Évora to assess the specific diseases of Alentejano swine, diseased piglets from two farms were submitted for pathological and bacteriological examinations. Pathological examinations revealed changes characteristic of septicemia, and Aeromonas hydrophila was isolated in pure culture from multiple organs of piglets from both farms. Antibiotic sensitivity tests showed that the isolates from one of the farms were susceptible to gentamicin, oxitetracycline, neomycin, enrofloxacin, colistin sulfate, trimethoprim, ceftiofur, and amoxicillin plus clavulanic acid. In contrast, the A. hydrophila isolated in the other farm was resistant to all drugs tested but enrofloxacin. This is the first report in the world showing the relationship between septicemia and A. hydrophila infection in piglets. The importance of this finding is further reinforced by the fact that these bacteria can be highly resistant to antimicrobial agents.

Fatores de virulência em Aeromonas hydrophila causadora de septicémia em leitões

This work aims to contribute to determine the resistance profile to different antibiotics (ampicillin, gentamicin, penicillin G, oxytetracycline, lincomycin, neomycin, streptomycin, enrofloxacin, colistin sulfate, trimethoprim, sulfamide, tulathromycin, ceftiofur, amoxicillin/clavulanic acid), to assess genetic determinants associated to aminoglycoside antibiotics resistance, namely the presence of genes encoding acetyltransferases (AAC), phosphotransferases (APH) and nucletildiltranferases (ANT), determined by PCR studies, and to search for potentially pathogenic features as the production of extracellular lipases and proteases and the presence of genes encoding for putative virulence factors as aerolysin and related toxins, lipase proteins and type III secretion system component.

Mutilations Due to Medical Disorders in Children

Soft-tissue and bone necrosis, although rare in childhood, occasionally occur in the course of infectious diseases, either viral or bacterial, and seem to be the result of hypoperfusion on a background of disseminated intravascular coagulation. Treatment consists in correction of septic shock and control of necrosis. Necrosis, once started, shows extraordinarily rapid evolution, leading to soft-tissue and bone destruction and resulting in anatomic, functional, psychological, and social handicaps. Ten mutilated children were treated from January 1986 to January 1999 in Hospital de Dona Estefaˆ nia, Lisbon, Portugal. One was recovering from hemolytic-uremic syndrome with a severe combined immunodeficiency, another malnourished, anemic child had malaria, and three had chicken pox (in one case complicated by meningococcal septicemia). There were three cases of meningococcal and two of pyocyanic septicemia (one in a burned child and one in a patient with infectious mononucleosis). The lower limbs (knee,leg, foot) were involved in five cases, the face (ear, nose, lip) in four, the perineum in three, the pelvis (inguinal region, iliac crest) in two, the axilla in one, and the upper limb (radius, hand) in two. Primary prevention is based on early recognition of risk factors and timely correction. Secondary prevention consists of immediate etiologic and thrombolytic treatment to restrict the area of necrosis. Tertiary prevention relies on adequate rehabilitation with physiotherapy and secondary operations to obtain the best possible functional and esthetic result.

Adherencia e invasión de Escherichia coli septicémica aviar a células epiteliales

Tesis (Doctor en Ciencias con especialidad en Microbiología) U.A.N.L. Facultad de Ciencias Biológicas, 2007.

Étude des interactions entre Haemophilus parasuis et des cellules endothéliales et épithéliales porcines: implications d’une composante bactérienne, le lipooligosaccharide (LOS)

Haemophilus parasuis est un pathogène porcin causant la maladie de Glässer caractérisée par de la polysérosite fibrineuse, polyarthrite, méningite et septicémie. La pathogenèse de l’infection et les facteurs de virulence sont encore mal connus. Le site de colonisation de Haemophilus parasuis dans le tractus respiratoire supérieur est controversé. Pour accéder à la circulation sanguine, H. parasuis doit envahir la muqueuse. H. parasuis adhère à des cellules épithéliales porcines de trachée (NPTr). Pour accéder au système nerveux central et causer la méningite, H. parasuis doit traverser la barrière hémato-méningée. H. parasuis adhère à et envahit des cellules endothéliales porcines de microvaisseaux cérébraux (PBMEC) provenant de la BBB. Le but de cette étude était d’étudier certaines interactions entre H. parasuis et son lipooligosccharide (LOS), et des cellules endothéliales et épithéliales porcines. Les résultats démontrent que l’adhésion de H. parasuis Nagasaki aux NPTr et aux PBMEC est en partie médiée par son LOS. H. parasuis induit l’apoptose des NPTr et des PBMEC, mais le LOS ne semble pas impliqué. H. parasuis, et à un niveau moindre son LOS, stimulent la sécrétion d’interleukine- (IL) 6 et d’IL-8. Différentes souches de H. parasuis sérotypes 4 et 5 (sérotypes les plus prévalents en Amérique du Nord) stimulent également les NPTr et PBMEC à produire IL-6 et IL-8. Les résultats suggèrent que le LOS de H. parasuis joue un certain rôle dans la pathogenèse de l’infection, mais d’autres composantes bactériennes sont également impliquées.