Intestinal injury and endotoxemia in children undergoing surgery for congenital heart disease

RATIONALE: Children with congenital heart disease are at risk of gut barrier dysfunction and translocation of gut bacterial antigens into the bloodstream. This may contribute to inflammatory activation and organ dysfunction postoperatively. OBJECTIVES: To investigate the role of intestinal injury and endotoxemia in the pathogenesis of organ dysfunction after surgery for congenital heart disease. METHODS: We analyzed blood levels of intestinal fatty acid binding protein and endotoxin (endotoxin activity assay) alongside global transcriptomic profiling and assays of monocyte endotoxin receptor expression in children undergoing surgery for congenital heart disease. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Levels of intestinal fatty acid binding protein and endotoxin were greater in children with duct-dependent cardiac lesions. Endotoxemia was associated with severity of vital organ dysfunction and intensive care stay. We identified activation of pathogen-sensing, antigen-processing, and immune-suppressing pathways at the genomic level postoperatively and down-regulation of pathogen-sensing receptors on circulating immune cells. CONCLUSIONS: Children undergoing surgery for congenital heart disease are at increased risk of intestinal mucosal injury and endotoxemia. Endotoxin activity correlates with a number of outcome variables in this population, and may be used to guide the use of gut-protective strategies.

Human red blood cells at work: identification and visualization of erythrocytic eNOS activity in health and disease

A nitric oxide synthase (NOS)-like activity has been demonstrated in human red blood cells (RBCs), but doubts about its functional significance, isoform identity and disease relevance remain. Using flow cytometry in combination with the NO-imaging probe DAF-FM we find that all blood cells form NO intracellularly, with a rank order of monocytes > neutrophils > lymphocytes > RBCs > platelets. The observation of a NO-related fluorescence within RBCs was unexpected given the abundance of the NO-scavenger oxyhemoglobin. Constitutive normoxic NO formation was abolished by NOS inhibition and intracellular NO scavenging, confirmed by laser-scanning microscopy and unequivocally validated by detection of the DAF-FM reaction product with NO using HPLC and LC-MS/MS. Employing immunoprecipitation, ESI-MS/MS-based peptide sequencing and enzymatic assay we further demonstrate that human RBCs contain an endothelial NOS (eNOS) that converts L-3H-Arginine to L-3H-Citrulline in a Ca2+/Calmodulin-dependent fashion. Moreover, in patients with coronary artery disease, red cell eNOS expression and activity are both lower than in age-matched healthy individuals and correlate with the degree of endothelial dysfunction. Thus, human RBCs constitutively produce NO under normoxic conditions via an active eNOS isoform the activity of which is compromised in patients with coronary artery disease.

Syndromic approach to arboviral diagnostics for global travelers as a basis for infectious disease surveillance

Background Arboviruses have overlapping geographical distributions and can cause symptoms that coincide with more common infections. Therefore, arbovirus infections are often neglected by travel diagnostics. Here, we assessed the potential of syndrome-based approaches for diagnosis and surveillance of neglected arboviral diseases in returning travelers. Method To map the patients high at risk of missed clinical arboviral infections we compared the quantity of all arboviral diagnostic requests by physicians in the Netherlands, from 2009 through 2013, with a literature-based assessment of the travelers’ likely exposure to an arbovirus. Results 2153 patients, with travel and clinical history were evaluated. The diagnostic assay for dengue virus (DENV) was the most commonly requested (86%). Of travelers returning from Southeast Asia with symptoms compatible with chikungunya virus (CHIKV), only 55% were tested. For travelers in Europe, arbovirus diagnostics were rarely requested. Over all, diagnostics for most arboviruses were requested only on severe clinical presentation. Conclusion Travel destination and syndrome were used inconsistently for triage of diagnostics, likely resulting in vast under-diagnosis of arboviral infections of public health significance. This study shows the need for more awareness among physicians and standardization of syndromic diagnostic algorithms

Stromal-derived factor-1 alpha (CXCL12) levels increase in periodontal disease

Background: The CXC chemokine receptor 4 (CXCR4) and its ligand, stromal cell-derived factor-1 (SDF-1 alpha or CXC chemokine ligand 12) are involved in the trafficking of leukocytes into and out of extravascular tissues. The purpose of this study was to determine whether SDF-1 alpha secreted by host cells plays a role in recruiting inflammatory cells into the periodontia during local inflammation. Methods: SDF-1 alpha levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay in gingival crevicular fluid (GCF) of 24 individuals with periodontitis versus healthy individuals in tissue biopsies and in a preclinical rat model of Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide-induced experimental bone loss. Neutrophil chemotaxis assays were also used to evaluate whether SDF-1 alpha plays a role in the recruitment of host cells at periodontal lesions. Results: Subjects with periodontal disease had higher levels of SDF-1 alpha in their GCF compared to healthy subjects. Subjects with periodontal disease who underwent mechanical therapy demonstrated decreased levels of SDF-1 alpha. Immunohistologic staining showed that SDF-1 alpha and CXCR4 levels were elevated in samples obtained from periodontally compromised individuals. Similar results were observed in the rodent model. Neutrophil migration was enhanced in the presence of SDF-1 alpha, mimicking immune cell migration in periodontal lesions. Conclusions: SDF-1 alpha may be involved in the immune defense pathway activated during periodontal disease. Upon the development of diseased tissues, SDF-1 alpha levels increase and may recruit host defensive cells into sites of inflammation. These studies suggest that SDF-1 alpha may be a useful biomarker for the identification of periodontal disease progression.

The role of respiratory viral infections among children hospitalized for community-acquired pneumonia in a developing country

We report an investigation for 16 bacteria and viruses among 184 children hospitalized with pneumonia in Salvador, Brazil. Etiology was established in 144 (78%) cases. Viral, bacterial, and mixed infections were found in 110 (60%), 77 (42%), and 52 (28%) patients, respectively. Rhinovirus (21%) and Streptococcus pneumoniae (21%) were the most common pathogens. Our results demonstrate the importance of viral and pneumococcal infections among those patients.

Clinical correlations of human cytomegalovirus strains and viral load in kidney transplant recipients

Little is known about clinical differences associated with cytomegalovirus (CMV) infection by distinct strains in renal transplant patients. Different clinical pictures may be associated with specific viral genotypes. viral load, as well as host factors. The objective of this study was to identify CMV strains to determine viral load (antigenemia), and their correlation with clinical data in renal transplant recipients. Seventy-one patients were enrolled, comprising 91 samples. After selection, polymorphonuclear cells were used to amplify and sequence the gB region of CMV DNA. The sequences were analyzed to ascertain the frequency of different genotypes. Additionally, the results of this Study showed that the gB coding gene presents a great variability, revealing a variety of patterns: classical gB (1.4%), gB1V (46.4%), classical gB2 (35.2%), gB2V (2.8%), gB3 (1.4%), classical gB4 (4.9%) and gB4V (4.9%). The mean viral load in kidney transplant patient was 75.1 positive cells (1-1000). A higher viral load was observed in patients with genotype 4 infection. Statistically significant differences were detected between gB1 and gB4 (p=0.010), and between gB2 and gB4 (p=0.021). The average numbers of positive cells in relation to clinical presentation were: 34.5 in asymptomatic, 49.5 in CMV associated syndrome and 120.7 in patients with invasive disease (p=0.048). As a group, gB1 was the most frequent strain and revealed a potential risk for developing invasive disease. Viral load also seemed to be important as a marker associated with clinical presentation of the disease. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Inhibitory Signals Mediated by Programmed Death-1 Are Involved With T-Cell Function in Chronic Periodontitis

Background: Inhibitory signals mediated via molecules such as programmed death-1 (PD-1) play a critical role in downmodulating immune responses and maintaining peripheral tolerance. We investigated the involvement of cytokines and PD-1 engagement in mediating the T-cell unresponsiveness to bacterial and ubiquitous antigens in periodontal diseases. Methods: Gingival and peripheral blood samples from healthy individuals and patients with chronic periodontitis were collected and used for the subsequent assays. Leukocytes in the lesion site and blood were evaluated using flow cytometry. The production of interferon-gamma, interleukin-10, and transforming growth factor-P proteins was evaluated by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and the presence of PD-1+cells in the inflamed gingiva was confirmed by immunofluorescence confocal microscopy for CD4 and PD-1 colocalization. Results: T cells from patients with chronic periodontitis proliferated poorly in response to Aggregatibacter actinomycetem comitans (previously Actinobacillus actinomycetemcomitans) antigen. T-cell unresponsiveness was not associated with imbalanced cytokine production. However, T cells from patients with chronic periodontitis expressed significantly higher levels of PD-1 either upon isolation or after culture with antigens. Moreover, PD-1 blocking did not result in significant T-cell proliferation in cells cultured with phytohemagglutinin or bacterial antigens. The blockade of PD-1 resulted in the increased production of IFN-gamma. In addition, CD4+ and CD8+ T cells expressing PD-1 accumulated in lesions with chronic periodontitis. Conclusion: These data show that PD-1 engagement could be involved in the modulation of IFN-gamma production by T cells in patients with chronic periodontitis. J Periodontol 2009,80:1833-1844.

Tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by preserving the blood-brain barrier, reducing viral load, and lessening inflammation

Multiple sclerosis (MS) is a progressive inflammatory and/or demyelinating disease of the human central nervous system (CNS). Most of the knowledge about the pathogenesis of MS has been derived from murine models, such as experimental autoimmune encephalomyelitis and vital encephalomyelitis. Here, we infected female C57BL/6 mice with a neurotropic strain of the mouse hepatitis virus (MHV-59A) to evaluate whether treatment with the multifunctional antioxidant tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) affects the ensuing encephalomyelitis. In untreated animals, neurological symptoms developed quickly: 90% of infected mice died 10 days after virus inoculation and the few survivors presented neurological deficits. Treatment with tempol (24 mg/kg, ip, two doses on the first day and daily doses for 7 days plus 2 mM tempol in the drinking water ad libitum) profoundly altered the disease outcome: neurological symptoms were attenuated, mouse survival increased up to 70%, and half of the survivors behaved as normal mice. Not Surprisingly, tempol substantially preserved the integrity of the CNS, including the blood-brain barrier. Furthermore, treatment with tempol decreased CNS vital titers, macrophage and T lymphocyte infiltration, and levels of markers of inflammation, such as expression of inducible nitric oxide synthase, transcription of tumor necrosis factor-alpha and interferon-gamma, and protein nitration. The results indicate that tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by altering the redox status of the infectious environment that contributes to an attenuated CNS inflammatory response. overall, our study supports the development of therapeutic strategies based on nitroxides to manage neuroinflammatory diseases, including MS. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Estudo da perfusão pulmonar em crianças hospitalizadas com bronquite viral aguda por meio da cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com 99mTC-MMA

Introdução: O conhecimento da distribuição da perfusão pulmonar pela cintilografia na bronquiolite viral aguda, pode auxiliar no entendimento das alterações no equilíbrio da ventilação - perfusão, peculiares a essa doença do lactente jovem. Objetivo: Avaliar o padrão de distribuição da perfusão pulmonar em pacientes hospitalizados com bronquiolite viral aguda por meio de cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com macroagregado de albumina com tecnécio (99mTc-MAA), estabelecendo associação com as avaliações clínica e radiológica, bem como determinando o seu padrão evolutivo até a condição de normalidade. Tipo de estudo: Dois estudos prospectivos com enfoque diagnóstico: um transversal, comparativo, e um longitudinal, evolutivo, controlado. Pacientes e métodos: A amostra da pesquisa foi constituída por pacientes hospitalizados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre com diagnóstico de bronquiolite viral aguda, no período de abril de 1998 a setembro de 2000, baseada em critérios clínicos de inclusão: idade entre 01 e 24 meses, com quadro respiratório obstrutivo de vias aéreas inferiores (primeiro episódio de sibilância expiratória de início súbito, com sinais de coriza, tosse irritativa, hipertermia, taquipnéia, tiragem, batimentos de asa de nariz, esforço expiratório), com gravidade suficiente para determinar a hospitalização e cujos pais aceitaram participar do estudo. Todos os pacientes da pesquisa foram submetidos à avaliação clínica, radiológica e da perfusão pulmonar com o radiofármaco. A cintilografia foi realizada na condição de crise (primeiras 24 horas da admissão) e na convalescência (depois de 7 dias da alta hospitalar). A quantificação do fluxo sangüíneo pulmonar, representada em valores percentuais, foi realizada em três áreas de interesse, nas projeções anterior e posterior, de ambos os pulmões. As comparações foram feitas entre ambos os pulmões e entre as condições de crise e controle, considerando as áreas de interesse e os gradientes entre elas e entre as projeções anterior e posterior das mesmas. Para análise comparativa das médias foi utilizado o teste t de Student para amostras pareadas, considerando o nível de significância de 0,05. Resultados: Iniciaram o estudo transversal 38 pacientes e permaneceram no estudo longitudinal 19 pacientes; da amostra total, 22 eram do sexo masculino. A idade variou de 1 a 8 meses (média 2,8 meses). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional foi maior na região superior do pulmão esquerdo (PE) em relação ao pulmão direito (PD), na crise (P < 0,001), e maior na região média do PD, no controle. Os gradientes de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões superior e média e superior e inferior foi maior no PE, na crise e no controle (P < 0,05). O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões média e inferior foi maior no PD, na crise e no controle. O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar no eixo ântero-posterior na região superior foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise, e apenas no PE, no controle; na região média, foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise e no controle; na região inferior, foi > 1,0 apenas no PD, na crise e no controle (P < 0,05). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar, comparada entre crise e controle, não mostrou diferença em quaisquer das regiões ou dos gradientes avaliados. Não houve associação entre o padrão de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional na crise com a avaliação clínica ou com a avaliação radiológica dos pacientes. Conclusão: não se evidenciou uma distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar com caraterística de expressar o padrão da relação ventilação-perfusão em lactentes jovens hospitalizados com bronquiolite viral aguda. Ocorreu apenas uma tendência de redirecionamento da distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar para as regiões superiores.

Incidência de infecção por Legionella pneumophila em pacientes que internaram no HCPA com pneumonia adquirida na comunidade

Introdução: O diagnóstico microbiológico da infecção por Legionella é complexo, pois a bactéria não é visualizada à coloração de Gram no escarro, e sua cultura não é realizada na maioria dos laboratórios clínicos. A imunofluorescência direta nas secreções respiratórias tem baixa sensibilidade, em torno de 40% e a técnica da “PCR” não é ainda recomendada para o diagnóstico clínico (CDC, 1997). A detecção de anticorpos no soro é a técnica mais utilizada, e o critério definitivo é a soroconversão para no mínimo 1:128, cuja sensibilidade é de 70 a 80% (Edelstein, 1993). Como critérios diagnósticos de possível pneumonia por Legionella, eram utilizados: título único de anticorpos a L pneumophila positivo na diluição 1:256, em paciente com quadro clínico compatível (CDC, 1990) e o achado de antígeno a Legionella na urina (WHO, 1990). Nos últimos anos, porém, com o uso crescente do teste de antigenúria, foram detectados casos de pneumonia por Legionella, que não eram diagnosticados por cultura ou sorologia, tornando-o método diagnóstico de certeza para o diagnóstico de pneumonia por Legionella (CDC, 1997). Por sua fácil execução, resultado imediato, e alta sensibilidade - de 86% a 98% (Kashuba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), tem sido recomendado para o diagnóstico das PAC que necessitam internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001; Marrie, 2001), especialmente em UTI (ATS, 2001). Vários estudos documentaram baixo valor preditivo positivo do título único positivo de 1:256, tornando-o sem valor para o diagnóstico da pneumonia por Legionella, exceto, talvez, em surtos (Plouffe et al., 1995). Outros detectaram alta prevalência de anticorpos positivos na diluição 1:256 na população, em pessoas normais (Wilkinson et al., 1983; Nichol et al., 1991). A partir de 1996, o CDC de Atlanta recomendou que não seja mais utilizado o critério de caso provável de infecção por Legionella pneumophila por título único de fase convalescente ≥1:256, por falta de especificidade(CDC, 1997). A pneumonia por Legionella é raramente diagnosticada, e sua incidência é subestimada. Em estudos de PAC, a incidência da pneumonia por Legionella nos EUA, Europa, Israel e Austrália, foi estimada entre 1% a 16% (Muder & Yu, 2000). Nos EUA, foi estimado que cerca de 8 000 a 23 000 casos de PAC por Legionella ocorrem anualmente, em pacientes que requerem hospitalização (Marston et al., 1994 e 1977). No Brasil, a incidência de PAC causadas por Legionella em pacientes hospitalizados é tema de investigação pertinente, ainda não relatado na literatura. Objetivo: detectar a incidência de pneumonias causadas por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em pacientes que internaram no Hospital de Clínicas de Porto Alegre por PAC, por um ano. Material e Métodos: o delineamento escolhido foi um estudo de coorte (de incidência), constituída por casos consecutivos de pneumonia adquirida na comunidade que internaram no HCPA de 19 de julho de 2000 a 18 de julho de 2001. Para a identificação dos casos, foram examinados diariamente o registro computadorizado das internações hospitalares, exceto as internações da pediatria e da obstetrícia, sendo selecionados todos os pacientes internados com o diagnóstico de pneumonia e de insuficiência respiratória aguda. Foram excluídos aqueles com menos de 18 anos ou mais de 80 anos; os procedentes de instituições, HIV-positivos, gestantes, pacientes restritos ao leito; e portadores de doença estrutural pulmonar ou traqueostomias. Foram excluídos os pacientes que tivessem tido alta hospitalar nos últimos 15 dias, e aqueles já incluídos no decorrer do estudo. Os pacientes selecionados foram examinados por um pesquisador, e incluídos para estudo se apresentassem infiltrado ao RX de tórax compatível com pneumonia, associado a pelo menos um dos sintomas respiratórios maiores (temperatura axilar > 37,8ºC, tosse ou escarro; ou dois sintomas menores (pleurisia, dispnéia, alteração do estado mental, sinais de consolidação à ausculta pulmonar, mais de 12 000 leucócitos/mm3). O estudo foi previamente aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do HCPA. Os pacientes eram entrevistados por um pesquisador, dando seu consentimento por escrito, e então seus dados clínicos e laboratoriais eram registrados em protocolo individual. Não houve interferência do pesquisador, durante a internação, exceto pela coleta de urina e de sangue para exame laboratoriais específicos da pesquisa. Os pacientes eram agendados, no ambulatório de pesquisa, num prazo de 4 a 12 semanas após sua inclusão no estudo, quando realizavam nova coleta de sangue, RX de tórax de controle, e outros exames que se fizessem necessários para esclarecimento diagnóstico.Todos os pacientes foram acompanhados por 1 ano, após sua inclusão no estudo.Foram utilizadas a técnica de imunofluorescência indireta para detecção de anticorpos das classes IgG, IgM e IgA a Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 no soro, em duas amostras, colhidas, respectivamente, na 1ª semana de internação e depois de 4 a 12 semanas; e a técnica imunológica por teste ELISA para a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1 na urina, colhida na primeira semana de internação. As urinas eram armazenadas, imediatamente após sua coleta, em freezer a –70ºC, e depois descongeladas e processadas em grupos de cerca de 20 amostras. A imunofluorescência foi feita no laboratório de doenças Infecciosas da Universidade de Louisville (KY, EUA), em amostras de soro da fase aguda e convalescente, a partir da diluição 1:8; e a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1, nas amostras de urina, foi realizada no laboratório de pesquisa do HCPA, pelos investigadores, utilizando um kit comercial de teste ELISA fabricado por Binax (Binax Legionella Urinary Enzyme Assay, Raritan, EUA). As urinas positivas eram recongeladas novamente, para serem enviadas para confirmação no mesmo laboratório americano, ao fim do estudo. Foram adotados como critérios definitivos de infecção por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, a soroconversão (elevação de 4 vezes no título de anticorpos séricos entre o soro da fase aguda e da fase convalescente para no mínimo 1:128); ou o achado de antígeno de L pneumophila sorogrupo 1 na urina não concentrada, numa razão superior a 3, conforme instruções do fabricante e da literatura.Os pacientes foram classificados, de acordo com suas características clínicas, em 1º) portadores de doenças crônicas (doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal); 2º) portadores de doenças subjacentes com imunossupressão; 3º) pacientes hígidos ou com outras doenças que não determinassem insuficiência orgânica. Imunossupressão foi definida como esplenectomia, ser portador de neoplasia hematológica, portador de doença auto-imune, ou de transplante; ou uso de medicação imunossupressora nas 4 semanas anteriores ao diagnóstico (Yu et al., 2002b); ou uso de prednisolona 10 mg/dia ou equivalente nos últimos 3 meses (Lim et al., 2001). As características clínicas e laboratoriais dos pacientes que evoluíram ao óbito por pneumonia foram comparados àquelas dos pacientes que obtiveram cura. Para a análise das variáveis categóricas, utilizou-se o teste qui-quadrado de Pearson ou teste exato de Fisher. Para as variáveis numéricas contínuas, utilizou-se o teste “t“ de Student. Um valor de p< 0,05 foi considerado como resultado estatisticamente significativo (programas SPSS, versão 10). Foi calculada a freqüência de mortes por pneumonia na população estudada, adotando-se a alta hospitalar como critério de cura. Foi calculada a incidência cumulativa para pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em um hospital geral, no período de 1 ano. Resultados: durante um ano de estudo foram examinados 645 registros de internação, nos quais constavam, como motivo de baixa hospitalar, o diagnóstico de pneumonia ou de insuficiência respiratória aguda; a maioria desses diagnósticos iniciais não foram confirmados. Desses 645 pacientes, foram incluídos no estudo 82 pacientes, nos quais os critérios clínicos ou radiológicos de pneumonia foram confirmados pelos pesquisadores. Durante o acompanhamento desses pacientes, porém, foram excluídos 23 pacientes por apresentarem outras patologias que mimetizavam pneumonia: DPOC agudizado (5), insuficiência cardíaca (3), tuberculose pulmonar (2), colagenose (1), fibrose pulmonar idiopática (1), edema pulmonar em paciente com cirrose (1), somente infecçâo respiratória em paciente com sequelas pulmonares (4); ou por apresentarem critérios de exclusão: bronquiectasias (4), HIV positivo (1), pneumatocele prévia (1). Ao final, foram estudados 59 pacientes com pneumonia adquirida na comunidade, sendo 20 do sexo feminino e 39 do sexo masculino, com idade entre 24 e 80 anos (média de 57,6 anos e desvio padrão de ±10,6). Tivemos 36 pacientes com doenças subjacentes classificadas como “doenças crônicas”, dos quais 18 pacientes apresentavam mais de uma co-morbidade, por ordem de prevalência: doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal; neoplasias ocorreram em 9 pacientes, sendo sólidas em 7 pacientes e hematológicas em 2. Dos 59 pacientes, 61% eram tabagistas e 16,9%, alcoolistas. Do total, 10 pacientes apresentavam imunossupressão. Dos demais 13 pacientes, somente um era previamente hígido, enquanto os outros apresentavam tabagismo, sinusite, anemia, HAS, gota, ou arterite de Takayasu. A apresentação radiológica inicial foi broncopneumonia em 59,3% dos casos; pneumonia alveolar ocorreu em 23,7% dos casos, enquanto ambos padrões ocorreram em 15,2% dos pacientes. Pneumonia intersticial ocorreu em somente um caso, enquanto broncopneumonia obstrutiva ocorreu em 5 pacientes (8,5%). Derrame pleural ocorreu em 22% dos casos, e em 21 pacientes (35%) houve comprometimento de mais de um lobo ao RX de tórax. Foram usados beta-lactâmicos para o tratamento da maioria dos pacientes (72,9%9). A segunda classe de antibióticos mais usados foi a das fluoroquinolonas respiratórias, que foram receitadas para 23 pacientes (39,0%), e em 3º lugar, os macrolídeos, usados por 11 pacientes (18,6%). Apenas 16 pacientes não usaram beta-lactâmicos, em sua maioria recebendo quinolonas ou macrolídeos. Dos 43 pacientes que usaram beta-lactâmicos, 25 não usaram nem macrolídeos, nem quinolonas. Em 13 pacientes as fluoroquinolonas respiratórias foram as únicas drogas usadas para o tratamento da pneumonia. Do total, 8 pacientes foram a óbito por pneumonia; em outros 3 pacientes, o óbito foi atribuído a neoplasia em estágio avançado. Dos 48 pacientes que obtiveram cura, 33 (68,7%) estavam vivos após 12 meses. Os resultados da comparação realizada evidenciaram tendência a maior mortalidade no sexo masculino e em pacientes com imunossupressão, porém essa associação não alcançou significância estatística. Os pacientes que usaram somente beta-lactâmicos não apresentaram maior mortalidade do que os pacientes que usaram beta-lactâmicos associados a outras classes de antibióticos ou somente outras classes de antibióticos. Examinando-se os pacientes que utiizaram macrolídeos ou quinolonas em seu regime de tratamento, isoladamente ou combinados a outros antibióticos, observou-se que também não houve diferença dos outros pacientes, quanto à mortalidade. Os pacientes com padrão radiológico de pneumonia alveolar tiveram maior mortalidade, e essa diferença apresentou uma significância limítrofe (p= 0,05). Nossa mortalidade (11,9%) foi similar à de Fang et al. (1990), em estudo clássico de 1991 (13,7%); foi também similar à média de mortalidade das PAC internadas não em UTI (12%), relatada pela ATS, no seu último consenso para o tratamento empírico das PAC (ATS, 2001). Foram detectados 3 pacientes com pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupo 1 na população estudada: 2 foram diagnosticados por soroconversão e por antigenúria positiva, e o 3º foi diagnosticado somente pelo critério de antigenúria positiva, tendo sorologia negativa, como alguns autores (McWhinney et al., 2000). Dois pacientes com PAC por Legionella não responderam ao tratamento inicial com beta-lactâmicos, obtendo cura com levofloxacina; o 3º paciente foi tratado somente com betalactâmicos, obtendo cura. Conclusões: A incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, no HCPA, foi de 5,1%, que representa a incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 em um hospital geral universitário. Comentários e Perspectivas: Há necessidade de se empregar métodos diagnósticos específicos para o diagnóstico das pneumonias por Legionella em nosso meio, como a cultura, a sorologia com detecção de todas as classes de anticorpos, e a detecção do antígeno urinário, pois somente com o uso simultâneo de técnicas complementares pode-se detectar a incidência real de pneumonias causadas tanto por Legionella pneumophila, como por outras espécies. A detecção do antígeno de Legionella na urina é o teste diagnóstico de maior rendimento, sendo recomendado seu uso em todas as PAC que necessitarem internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001); em todos os pacientes com PAC que apresentarem fatores de risco potenciais para legionelose (Marrie, 2001); e para o diagnóstico etiológico das pneumonias graves (ATS, 2001). Seu uso é indicado, com unanimidade na literatura, para a pesquisa de legionelose nosocomial e de surtos de legionelose na comunidade.

Bronquiolite viral aguda fatores prognóticos em lactentes hospitalizados previamente hígidos

A bronquiolite viral aguda (BVA) é uma doença respiratória que acomete crianças principalmente no primeiro ano de vida. O Vírus Sincicial Respiratório é responsável por aproximadamente 75% dos casos de bronquiolite viral aguda; entretanto, outros agentes também podem desencadear doença semelhante, como Adenovirus1, 7,3 e 21, Rinovírus, Parainfluenza, Influenza, Metapneumovirus e, menos freqüentemente, o Mycoplasma pneumoniae. A BVA é uma doença com padrão sazonal, de evolução benigna na maioria dos lactentes hígidos, entretanto 0,5% a 2% necessitam hospitalização, dos quais 15% necessitam cuidados intensivos, e destes apenas 3 a 8% desenvolvem falência ventilatória necessitando de ventilação mecânica. A mortalidade entre crianças previamente hígidas está em torno de 1% dos pacientes internados. O objetivo deste trabalho é identificar fatores de prognóstico na BVA e correlacionar com tempo de internação em lactentes previamente hígidos. Durante o inverno de 2002, foram acompanhados em estudo de coorte 219 pacientes menores de um ano de idade com diagnóstico clínico de bronquiolite viral aguda. Estes pacientes foram avaliados e classificados conforme escore clinico modificado (DE BOECK et al., 1997) na internação, no terceiro dia e no momento da alta hospitalar. O tempo de internação real foi registrado e foi estimado o tempo de internação ideal, conforme critérios de alta clínica definidos por Wainwright e cols. , em 2003, como não uso de oxigênio por mais de 10 horas, tiragem intercostal mínima ou ausente, sem uso de medicação parenteral e com capacidade de alimentação via oral. O escore clinico na internação foi 3,88±1, 81, o tempo médio de uso de oxigênio 5,3±3,83 dias. Estes pacientes apresentaram tempo de internação real de 7,02±3,89 dias e tempo de internação ideal de 5,92±3,83 dias (p<0,001). Considerando tempo de internação ideal como variável dependente em um modelo de regressão logística, observa-se que para cada ponto de aumento no escore clinico aumenta em 1,9 a chance de o paciente permanecer internado por mais de três dias. Conclui-se, então, que se pode predizer o tempo de internação de lactentes hígidos com BVA através do escore clínico, indicando seu uso na avaliação inicial destes pacientes.

Functionalization of dendrimers for improved gene delivery to mesenchymal stem cell

Disease, injury, and age problems compromise human quality of life and continuously motivate the search for new and more efficacious therapeutic approaches. The field of Tissue Regeneration and Engineering has greatly evolved over the last years, mainly due to the combination of the important advances verified in Biomaterials Science and Engineering with those of Cell and Molecular Biology. In particular, a new and promising area arose – Nanomedicine – that takes advantage of the extremely small size and especial chemical and physical properties of Nanomaterials, offering powerful tools for health improvement. Research on Stem Cells, the self-renewing progenitors of body tissues, is also challenging to the medical and scientific communities, being expectable the appearance of new and exciting stem cell-based therapies in the next years. The control of cell behavior (namely, of cell proliferation and differentiation) is of key importance in devising strategies for Tissue Regeneration and Engineering. Cytokines, growth factors, transcription factors and other signaling molecules, most of them proteins, have been identified and found to regulate and support tissue development and regeneration. However, the application of these molecules in long-term regenerative processes requires their continuous presence at high concentrations as they usually present short half-lives at physiological conditions and may be rapidly cleared from the body. Alternatively, genes encoding such proteins can be introduced inside cells and be expressed using cell’s machinery, allowing an extended and more sustained production of the protein of interest (gene therapy). Genetic engineering of stem cells is particularly attractive because of their self-renewal capability and differentiation potential. For Tissue Regeneration and Engineering purposes, the patient’s own stem cells can be genetically engineered in vitro and, after, introduced in the body (with or without a scaffold) where they will not only modulate the behavior of native cells (stem cell-mediated gene therapy), but also directly participate in tissue repair. Cells can be genetically engineered using viral and non-viral systems. Viruses, as a result of millions of years of evolution, are very effective for the delivery of genes in several types of cells, including cells from primary sources. However, the risks associated with their use (like infection and immunogenic reactions) are driving the search for non-viral systems that will efficiently deliver genetic material into cells. Among them, chemical methods that are promising and being investigated use cationic molecules as carriers for DNA. In this case, gene delivery and gene expression level remain relatively low when primary cells are used. The main goal of this thesis was to develop and assess the in vitro potential of polyamidoamine (PAMAM) dendrimers based carriers to deliver genes to mesenchymal stem cells (MSCs). PAMAM dendrimers are monodispersive, hyperbranched and nanospherical molecules presenting unique characteristics that make them very attractive vehicles for both drug and gene delivery. Although they have been explored for gene delivery in a wide range of cell lines, the interaction and the usefulness of these molecules in the delivery of genes to MSCs remains a field to be explored. Adult MSCs were chosen for the studies due to their potential biomedical applications (they are considered multipotent cells) and because they present several advantages over embryonic stem cells, such as easy accessibility and the inexistence of ethical restrictions to their use. This thesis is divided in 5 interconnected chapters. Chapter I provides an overview of the current literature concerning the various non-viral systems investigated for gene delivery in MSCs. Attention is devoted to physical methods, as well as to chemical methods that make use of polymers (natural and synthetic), liposomes, and inorganic nanoparticles as gene delivery vectors. Also, it summarizes the current applications of genetically engineered mesenchymal stem cells using non-viral systems in regenerative medicine, with special focus on bone tissue regeneration. In Chapter II, the potential of native PAMAM dendrimers with amine termini to transfect MSCs is evaluated. The level of transfection achieved with the dendrimers is, in a first step, studied using a plasmid DNA (pDNA) encoding for the β-galactosidase reporter gene. The effect of dendrimer’s generation, cell passage number, and N:P ratio (where N= number of primary amines in the dendrimer; P= number of phosphate groups in the pDNA backbone) on the level of transfection is evaluated, being the values always very low. In a second step, a pDNA encoding for bone morphogenetic protein-2, a protein that is known for its role in MSCs proliferation and differentiation, is used. The BMP-2 content produced by transfected cells is evaluated by an ELISA assay and its effect on the osteogenic markers is analyzed through several classical assays including alkaline phosphatase activity (an early marker of osteogenesis), osteocalcin production, calcium deposition and mineralized nodules formation (late osteogenesis markers). Results show that a low transfection level is enough to induce in vitro osteogenic differentiation in MSCs. Next, from Chapter III to Chapter V, studies are shown where several strategies are adopted to change the interaction of PAMAM dendrimers with MSCs cell membrane and, as a consequence, to enhance the levels of gene delivery. In Chapter III, generations 5 and 6 of PAMAM dendrimers are surface functionalized with arginine-glycine-aspartic acid (RGD) containing peptides – experiments with dendrimers conjugated to 4, 8 and 16 RGD units were performed. The underlying concept is that by including the RGD integrin-binding motif in the design of the vectors and by forming RGD clusters, the level of transfection will increase as MSCs highly express integrins at their surface. Results show that cellular uptake of functionalized dendrimers and gene expression is enhanced in comparison with the native dendrimers. Furthermore, gene expression is dependent on both the electrostatic interaction established between the dendrimer moiety and the cell surface and the nanocluster RGD density. In Chapter IV, a new family of gene delivery vectors is synthesized consisting of a PAMAM dendrimer (generation 5) core randomly linked at the periphery to alkyl hydrophobic chains that vary in length and number. Herein, the idea is to take advantage of both the cationic nature of the dendrimer and the capacity of lipids to interact with biological membranes. These new vectors show a remarkable capacity for internalizing pDNA, being this effect positively correlated with the –CH2– content present in the hydrophobic corona. Gene expression is also greatly enhanced using the new vectors but, in this case, the higher efficiency is shown by the vectors containing the smallest hydrophobic chains. Finally, chapter V reports the synthesis, characterization and evaluation of novel gene delivery vectors based on PAMAM dendrimers (generation 5) conjugated to peptides with high affinity for MSCs membrane binding - for comparison, experiments are also done with a peptide with low affinity binding properties. These systems present low cytotoxicity and transfection efficiencies superior to those of native dendrimers and partially degraded dendrimers (Superfect®, a commercial product). Furthermore, with this biomimetic approach, the process of gene delivery is shown to be cell surface receptor-mediated. Overall, results show the potential of PAMAM dendrimers to be used, as such or modified, in Tissue Regeneration and Engineering. To our knowledge, this is the first time that PAMAM dendrimers are studied as gene delivery vehicles in this context and using, as target, a cell type with clinical relevancy. It is shown that the cationic nature of PAMAM dendrimers with amine termini can be synergistically combined with surface engineering approaches, which will ultimately result in suitable interactions with the cytoplasmic membrane and enhanced pDNA cellular entry and gene expression. Nevertheless, the quantity of pDNA detected inside cell nucleus is always very small when compared with the bigger amount reaching cytoplasm (accumulation of pDNA is evident in the perinuclear region), suggesting that the main barrier to transfection is the nuclear membrane. Future work can then be envisaged based on the versatility of these systems as biomedical molecular materials, such as the conjugation of PAMAM dendrimers to molecules able to bind nuclear membrane receptors and to promote nuclear translocation.

Produção e avaliação de nanoemulsão catiônica como possível vetor não-viral para pIRES2-EGFP

Gene therapy is based on the transfer of exogenous genetic material into cells or tissues in order to correct, supplement or silencing a particular gene. To achieve this goal, efficient vehicles, viral or non-viral, should be developed. The aim of this work was to produce and evaluate a nanoemulsion system as a possible carrier for no-viral gene therapy able to load a plasmid model (pIRES2-EGFP). The nanoemulsion was produced by the sonication method, after been choose in a pseudo-ternary phase diagram build with 5 % of Captex 355®, 1.2 % of Tween 80®, 0.8 % of Span 80®, 0.16% of stearylamine and water (to 100 %). Measurements of droplet size, polydispersity index (PI), zeta potential, pH and conductivity, were performed to characterize the system. Results showed droplets smaller than 200 nm (PI < 0.2) and zeta potential > 30 mV. The formulation pH was near to 7.0 and conductivity was that expected to oil in water systems (70 to 90 μS/s) A scale up study, the stability of the system and the best sterilization method were also evaluated. We found that the system may be scaled up considering the time of sonication according to the volume produced, filtration was the best sterilization process and nanoemulsions were stable by 180 days at 4 ºC. Once developed, the complexation efficiency of the plasmid (pDNA) by the system was tested by agarose gel electrophoresis retardation assay.. The complexation efficiency increases when stearylamine was incorporated into aqueous phase (from 46 to 115 ng/μL); regarding a contact period (nanoemulsion / pDNA) of at least 2 hours in an ice bath, for complete lipoplex formation. The nanoemulsion showed low toxicity in MRC-5 cells at the usual transfection concentration, 81.49 % of survival was found. So, it can be concluded that a nanoemulsion in which a plasmid model was loaded was achieved. However, further studies concerning transfectation efficiency should be performed to confirm the system as non-viral gene carrier

Detection of infectious bronchitis virus and specific anti-viral antibodies using a concanavalin A-Sandwich-ELISA

Concanavalin A-Sandwich ELISA (Con A-S-ELISA) was developed for the detection of infectious bronchitis virus (IBV) or chicken specific anti-viral antibodies. The antigen detection limit for the Con A-S-ELISA was 10(5,1) EID50/mL. Three homologous and four heterologous IBV strains were similarly detected. This assay was highly effective in detecting the virus after infected tissue homogenates were passed once in embryonated chicken eggs, showing a good agreement with virus isolation technique. The Con A-S-ELISA was also used to measure anti-IBV chicken antibodies and showed a high coefficient of correlation (r = 0.85) and an agreement of k = 0.80 with the commercially available Indirect-ELISA. The relative sensitivity and specificity between these two tests were, respectively, 92.86% and 95.65% with an accuracy of 93.39%. Thus, the Con A-S-ELISA proved to be able to detect alternatively homologous and heterologous IBV strains or specific chicken anti-IBV antibodies, using the Con A as capture reagent of this assay.

Protection levels of vaccinated pigeons (Columba livia) against a highly pathogenic newcastle disease virus strain

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