Banho de clorexidina para prevenção de colonização e infecção por micro-organismos multirresistentes na unidade de transplante de células tronco e hematopoiéticas

Introdução: Infecções relacionadas à assistência de saúde (IRAS) representam hoje um dos principais desafios da qualidade do cuidado do paciente, principalmente em pacientes submetido a transplante de células tronco e hematopoiéticas (TCTH) O banho diário com a clorexidina (CHG) degermante a 2% tem sido proposto principalmente em unidades de terapia intensivas (UTIs) para diminuir a colonização bacteriana do paciente e assim diminuir IRAS. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto do banho com CHG degermante a 2% em unidade de internação de TCTH na incidência de infecção e colonização por patógenos multirresistentes e ainda avaliar seu impacto na sensibilidade das bactérias ao antisséptico. Métodos: Foi realizado um estudo quasi-experimental, com duração de 9 anos, com início em janeiro/2005 até dezembro/2013. A intervenção foi iniciada em agosto de 2009, sendo que os períodos pré e pós-intervenção tiveram duração de 4,5 anos. As taxas de IRAS, infecção por gram-negativos multirresistentes e infecção e colonização por enterococo resistente a vancomicina (VRE) foram avaliadas através de série temporal, para estudar o impacto da intervenção. As concentrações inibitórias mínimas (CIM) das bactérias para a CHG com e sem o inibidor de bomba de efluxo (CCCP) foram avaliadas nos dois períodos. Os genes de resistência a CHG foram estudados por meio da PCR e a clonalidade dos isolados por eletroforese em campo pulsátil. Resultados: Foi observada redução significativa na incidência de infecção e colonização de VRE na unidade no período pós-intervenção (p: 0,001). Essa taxa permaneceu estável em outras UTIs clínicas do hospital. Contudo as taxas de infecção por Gram negativos multirresistentes aumentou nos últimos anos na unidade. Não ocorreu diminuição na taxa de IRAS na unidade. As CIMs testadas de CHG aumentaram nas amostras de VRE e K. pneumoniae após o período de exposição ao antisséptico, com queda importante da CIM após o uso do CCCP, revelando ser a bomba de efluxo, um importante mecanismo de resistência à CHG. As amostras de A. baumannii e P. aeruginosa não apresentaram aumento da CIM após período de exposição à clorexidina. As bombas de efluxo Ade A, B e C estiveram presentes na maioria dos A. baumannii do grupo controle (66%). A bomba cepA foi encontrada em 67% de todas as K. pneumoniae testadas e em 44,5% das P. aeruginosas do grupo pré intervenção. Observamos uma relação positiva entre a presença da CepA nas amostras de K. pneumoniae e a resposta ao CCCP: de todas as 49 amostras CepA positivas 67,3% obtiveram redução do seu MIC em 4 diluições após adição do CCCP. A avaliação de clonalidade demonstrou padrão policlonal das amostras de VRE, K. pneumoniae e A. baumannii avaliadas. Em relação às amostras de P. aeruginosa foi observado que no período pós-intervenção ocorreu predominância de um clone com > 80% semelhança em 10 das 22 amostras avaliadas pelo dendrograma. Conclusões: O banho de clorexidina teve impacto na redução da incidência de infecção e colonização por VRE na unidade de TCTH, e não teve o mesmo impacto nas bactérias gram-negativas. Os mecanismos moleculares de resistência à clorexidina estão intimamente ligados à presença de bomba de efluxo, sendo provavelmente o principal mecanismo de resistência e tolerância das bactérias ao antisséptico

Caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da casearina X

As principais propriedades farmacológicas da Casearia sylvestris, uma espécie de árvore cujas folhas são utilizadas na medicina popular, já foram descritas na literatura. Recentemente foi demonstrada a potente atividade citotóxica in vitro da casearina X (CAS X), o diterpeno clerodânico majoritário isolado das folhas de C. sylvestris, contra linhagens de células tumorais humanas. Apesar dos resultados promissores, sua potente atividade citotóxica in vitro não pode ser extrapolada para uma potente atividade in vivo, a menos que possua boa biodisponibilidade e duração desejável do seu efeito. Tendo em vista que o avanço nas pesquisas de produtos naturais requer a avaliação pré-clínica de propriedades farmacocinéticas, no presente trabalho foi realizada a caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da CAS X, com o objetivo de prever sua biodisponibilidade in vivo. Para os estudos de metabolismo in vitro, foi utilizado o modelo microssomal hepático de ratos e de humanos. Foi desenvolvido um método analítico para a quantificação da CAS X em microssomas, empregando a precipitação de proteínas com acetonitrila no preparo das amostras e a cromatografia líquida de alta eficiência para as análises. O método foi validado de acordo com os guias oficiais da Agência Nacional de Vigilância Sanitária e da European Medicine Agency (EMA). A CAS X demonstrou ser substrato para as reações de hidrólise mediada pelas carboxilesterases (CES) e apresentou um perfil cinético de Michaelis-Menten. Foram estimados os parâmetros de Vmax e KM, demonstrando que o clearance intrínseco em microssomas hepático de humanos foi 1,7 vezes maior que o de ratos. O clearance hepático foi estimado por extrapolação in vitro-in vivo, resultando em mais de 90% do fluxo sanguíneo hepático em ambas as espécies. Um estudo qualitativo para a pesquisa de metabólitos foi feito utilizando espectrometria de massas, pelo qual foi possível sugerir a formação da casearina X dialdeído como produto de metabolismo. Nos estudos de absorção intestinal in vitro foi utilizado o modelo de monocamadas de células Caco-2. Um método analítico por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas foi desenvolvido e validado de acordo com o EMA, para as etapas de quantificação da CAS X no sistema de células. Os parâmetros cinéticos de permeabilidade aparente absortiva e secretória da CAS X foram estimados em um sistema celular, no qual a atividade hidrolítica da CES foi inibida. Assim, a CAS X foi capaz de permear a monocamada de células Caco-2, provavelmente por transporte ativo, sem a ocorrência de efluxo, mas com significativa retenção do composto dentro das células. Em conjunto, os ensaios in vitro realizados demonstraram a susceptibilidade da CAS X ao metabolismo de primeira passagem, como substrato para as CES específicas expressas no fígado e intestino.

Avaliação da aterosclerose subclínica em portadores de HDL-colesterol marcadamente elevado

O HDL-c é um fator de risco cardiovascular negativo e sua concentração plasmática apresenta relação inversa com a incidência de eventos cardiovasculares. Entretanto, as evidências relativas ao grupo de indivíduos com níveis de HDL-c acima do percentil 95 da população geral ainda são escassas e o impacto da hiperalfalipoproteinemia (HALP) sobre o risco cardiovascular continua representando motivo de controvérsia na literatura médica. Alguns estudos em populações específicas associam a HALP a aumento do risco cardiovascular. Ao mesmo tempo, outros estudos identificaram populações de indivíduos hipoalfalipoproteinêmicos com marcada longevidade. Assim, demonstrou-se aparente dissociação entre níveis de HDL-c e risco cardiovascular em determinadas populações, reconduzível a aspectos disfuncionais da HDL. O objetivo do presente estudo foi verificar o papel da HALP na determinação do risco cardiovascular; comparar a prevalência de doença cardiovascular subclínica, avaliada por meio da quantificação ultrassonográfica da Espessura Íntimo-Medial Carotídea (EIMC), entre portadores de HDL-c >= 90mg/dL (grupo HALP) e portadores de concentrações de HDL-c atualmente consideradas normais (entre 40 e 50mg/dL para os homens e entre 50 e 60mg/dL para as mulheres); e avaliar características e função da HDL em portadores de HALP por meio do estudo de sua composição, de sua capacidade de efluxo de colesterol, e de sua atividade anti-inflamatória e antioxidante, correlacionando estas características com a presença de doença cardiovascular subclínica avaliada por meio da determinação da EIMC, da Velocidade de Onda de Pulso (VOP) e da presença de Calcificação Arterial Coronariana (CAC) avaliada pela TCMD. Para responder estas perguntas, o presente estudo foi articulado em dois braços: Braço 1: Análise da coorte do estudo ELSA com o objetivo de determinar a prevalência de HALP em uma população geral; definir o perfil demográfico, antropométrico e metabólico dos portadores de HALP; e comparar a prevalência de doença vascular subclínica deste grupo com controles da mesma coorte com níveis normais de HDL-colesterol. Braço 2: Recrutamento de 80 voluntários hígidos e portadores de HALP para avaliação da correlação entre presença de doença vascular subclínica, e aspectos estruturais e funcionais da HDL. Em seus dois braços, o estudo levou a quatro conclusões principais: 1) Níveis marcadamente elevados de HDL-c estão associados a menor espessura íntimo-medial carotídea quando comparados a níveis de HDL-c considerados normais pelas diretrizes vigentes. Embora portadores do fenótipo HALP apresentem, como grupo, um perfil metabólico mais favorável que o encontrado em indivíduos com HDL-c normal, a associação entre EIMC e HALP foi independente dos fatores de risco tradicionais, indicando que a menor prevalência destes últimos em portadores de HDL-c marcadamente elevado justifica apenas parcialmente a menor prevalência de doença vascular subclínica neste grupo; 2) Embora a HALP se apresente como um fenótipo ateroprotetor, há indivíduos com níveis marcadamente elevados de HDL-c que evoluem com doença cardiovascular, clínica ou subclínica. Neste contexto, nossos resultados indicam correlação entre os três métodos avaliados para estudar doença vascular subclínica em portadores de HALP: EIMC, VOP e CAC; 3) Os fatores de risco tradicionais continuam exercendo seu peso na determinação do risco cardiovascular em portadores de HALP. Idade, tabagismo, hipertensão arterial, hipertrigliceridemia e altos níveis de LDL-c apresentaram associação estatisticamente significativa com a presença de doença vascular subclínica no grupo estudado; 4) A avaliação da composição e da função da HDL em portadores de HALP pode permitir identificar indivíduos especificamente mais suscetíveis à aterosclerose. Nossos resultados indicam que, em particular, a atividade anti-inflamatória da HDL, avaliada pela capacidade de inibição da produção de IL-6; o efluxo de colesterol e a capacidade de transferência de triglicérides apresentaram associação independente com menor espessura íntimo-medial carotídea em portadores de HALP, enquanto níveis mais altos de Apo A-IV se associaram a maior grau de doença cardiovascular subclínica

Efeito das gorduras interesterificadas sobre o desenvolvimento da lesão aterosclerótica em camundongos knockout para o receptor de LDL

Nas últimas décadas, diversos estudos têm demonstrado os efeitos nocivos dos ácidos graxos trans à saúde. Consequentemente, diversas agências reguladoras de saúde e sociedades responsáveis pela elaboração de diretrizes nutricionais recomendaram a redução do consumo desses ácidos graxos. Deste modo, a indústria de alimentos vem adequando seus produtos a fim de substituir os ácidos graxos trans por gorduras interesterificadas, porém seus efeitos sobre o desenvolvimento da aterosclerose não foram ainda totalmente elucidados. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de gorduras interesterificadas contendo principalmente ácido graxo palmítico ou esteárico sobre o desenvolvimento da aterosclerose. Desta forma, camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLr-KO) recém-desmamados foram alimentados por 16 semanas com dietas hiperlipídicas (40% do valor calórico total sob forma de gordura) contendo principalmente ácidos graxos poli-insaturados (POLI), trans (TRANS), palmítico (PALM), palmítico interesterificado (PALM INTER), esteárico (ESTEAR) ou esteárico interesterificado (ESTEAR INTER) para determinação de concentrações plasmáticas de colesterol total e triglicérides; perfil de lipoproteínas; conteúdo de lípides (Oil Red O) e colágeno (Picrosirius Red) e infiltrado de macrófagos (imuno-histoquímica) na área de lesão aterosclerótica; expressão e conteúdo proteico de citocinas na aorta; dosagem das citocinas secretadas por macrófagos de peritônio estimulados ou não com lipopolissacarídeo (LPS); efluxo celular de colesterol mediado pela apo-AI e HDL2. Os resultados mostraram que os animais que consumiram a gordura interesterificada contendo ácido palmítico (PALM INTER) desenvolveram importante lesão aterosclerótica em comparação aos grupos PALM, ESTEAR, ESTEAR INTER e POLI, resultados confirmados pelo conteúdo de colágeno na lesão. Apesar do processo de interesterificação não ter alterado as concentrações plasmáticas de lípides, conforme verificado entre os grupos PALM vs PALM INTER e ESTEAR vs ESTEAR INTER, o acúmulo de colesterol na partícula de LDL foi similar entre os grupos PALM INTER e TRANS. Além desse efeito sobre o perfil de lipoproteínas, macrófagos do peritônio de camundongos que consumiram PALM INTER secretaram significativamente mais IL-1beta, IL-6 e MCP-1 em comparação aos demais grupos. Esse efeito pró-inflamatório foi confirmado na aorta, onde se observou maior expressão de TNF-alfa e IL-1beta para o grupo PALM INTER em comparação a PALM. Tal insulto inflamatório foi similar ao provocado por TRANS. Esses efeitos deletérios do PALM INTER podem ser parcialmente atribuídos ao acúmulo de colesterol nos macrófagos, promovido pelo prejuízo no efluxo de colesterol mediado pela apo-AI e HDL2, bem como aumento da expressão de receptores envolvidos na captação de LDL modificada (Olr-1) e diminuição daqueles envolvidos na remoção intracelular de colesterol (Abca1 e Nr1h3) na parede arterial. Como conclusão, as gorduras interesterificadas contendo ácido palmítico favorecem o acúmulo de colesterol nas partículas de LDL e em macrófagos, ativando o processo inflamatório, o que conjuntamente contribuiu para maior desenvolvimento de lesão aterosclerótica

Antichagásicos potenciais: síntese e modelagem molecular de híbridos de hidrazonas e liberadores de óxido nítrico

A doença de Chagas é uma parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 6-7 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano. Entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos adversos, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Este fato mostra a importância de se ampliar o número de fármacos disponíveis e propor quimioterapia mais eficaz para o tratamento da doença de Chagas. Como forma de contribuir para essa busca, este trabalho objetiva a síntese de compostos híbridos bioisostéricos N-acilidrazônicos e sulfonilidrazônicos, contendo grupo liberador de óxido nítrico, com potencial de interação com cisteíno-proteases parasitárias, tais como a cruzaína. Nestes derivados, os grupos liberadores de óxido nítrico utilizados foram os grupos furoxano (contendo substituinte metílico e fenílico) e éster nitrato. Propôs-se a variação de anéis aromáticos substituídos e não-substituídos, com o intuito de avaliar a possível relação estrutura-atividade (REA) desses análogos. Até o momento, somente os compostos da série N-acilidrazônica tiveram avaliação biológica realizada. Os valores de IC50 dos compostos na forma amastigota do parasita variaram entre >100 a 2,88 µM, sendo este último valor comparável ao fármaco de referência. A atividade inibitória frente à cruzaína foi de 25,2 µM a 2,2 µM. Já a liberação de óxido nítrico foi avaliada pelo método indireto de detecção de nitrato e os valores variaram entre 52,0 µM e 4.232,0 µM. Estes são bem inferiores ao composto padrão, além de não se identificar correlação direta entre a atividade biológica e a liberação de NO. Na sequência, os dois compostos mais ativos (6 e 14) foram submetidos a estudos de permeabilidade e de citotoxicidade. O composto 6 foi considerado o de maior permeabilidade segundo o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) e todos os compostos apresentaram a taxa de fluxo menor que 2, indicando a ausência de mecanismo de efluxo. Na avaliação do potencial citotóxico desses compostos em células humanas, o derivado 6 apresentou índice de seletividade superior ao do benznidazol. Em estudos de modelagem molecular usando análise exploratória de dados (HCA e PCA), propriedades estéricas/geométricas e eletrônicas foram consideradas as mais relevantes para a atividade biológica. Além disso, estudos de docking mostraram que a posição do grupo nitro no anel aromático é importante para a interação com a cruzaína. Ademais o composto 6 não provocou mudanças significativas no ciclo celular e na fragmentação de DNA em células humanas, mostrando-se como líder promissor para futuros estudos in vivo. Atividade tripanomicida, citotoxicidade, potencial de liberação de NO e estudos de permeabilidade dos 23 derivados sulfonilidrazônicos e ésteres nitrato estão sendo avaliados.

Oleic acid modulates mRNA expression of liver X receptor (LXR) and its target genes ABCA1 and SREBP1c in human neutrophils

Purpose: Regulation of liver X receptors (LXRs) is essential for cholesterol homeostasis and inflammation. The present study was conducted to determine whether oleic acid (OA) could regulate mRNA expression of LXRα and LXRα-regulated genes and to assess the potential promotion of oxidative stress by OA in neutrophils. Methods: Human neutrophils were treated with OA at different doses and LXR target gene expression, oxidative stress production, lipid efflux and inflammation state were analyzed. Results: We describe that mRNA synthesis of both LXRα and ABCA1 (a reverse cholesterol transporter) was induced by OA in human neutrophils. This fatty acid enhanced the effects of LXR ligands on ABCA1 and LXR expression, but it decreased the mRNA levels of sterol regulatory element-binding protein 1c (a transcription factor that regulates the synthesis of triglycerides). Although OA elicited a slight oxidative stress in the short term (15–30 min) in neutrophils, it is unlikely that this is relevant for the modulation of transcription in our experimental conditions, which involve longer incubation time (i.e., 6 h). Of physiological importance is our finding that OA depresses intracellular lipid levels and that markers of inflammation, such as ERK1/2 and p38 mitogen-activated protein kinase phosphorylation, were decreased by OA treatment. In addition, 200 μM OA reduced the migration of human neutrophils, another marker of the inflammatory state. However, OA did not affect lipid peroxidation induced by pro-oxidant agents. Conclusions: This work presents for the first time evidence that human neutrophils are highly sensitive to OA and provides novel data in support of a protective role of this monounsaturated acid against the activation of neutrophils during inflammation.

Cistinose : a propósito de uma doença renal de longa evolução com repercussões sobre o globo ocular

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Control of neuronal signalling pathways by CYP46A1, an enzime involved in brain cholesterol homeostasis

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016

Les effets du dalcetrapib, un inhibiteur de la protéine de transfert des esters de cholestérol (CETP), sur la structure et la fonction des lipoprotéines de haute densité (HDL) dans l’étude dal-PLAQUE2

Introduction : Le dalcetrapib, inhibiteur de la glycoprotéine hydrophobe de transfert des esters de cholestérol (CETP), a été étudié dans le cadre de l’essai clinique de phase II dal-PLAQUE2 (DP2). L’objectif principal est d’étudier l’effet du dalcetrapib après 1 an de traitement sur la structure et la fonction des HDL dans une sous-population de la cohorte DP2. Méthode : Les sujets de la cohorte DP2 ayant une série de mesures de cIMT et des échantillons de plasma et sérum au baseline et à 1 an de traitement furent sélectionnés (379 sujets: 193 du groupe placebo (PCB) et 186 du groupe dalcetrapib (DAL)). Des données biochimiques prédéterminées, le profil des concentrations et tailles des sous-classes de HDL et LDL en résonance magnétique nucléaire (RMN) et 2 mesures de capacité d’efflux de cholestérol (CEC) du sérum ont été explorées. Les données statistiques furent obtenues en comparant les changements à un an à partir du « baseline » avec un ANOVA ou ANCOVA. La procédure normalisée de fonctionnement d’essai d’efflux de cholestérol permet de calculer l’efflux fractionnel (en %) de 3H-cholestérol des lignées cellulaires BHK-ABCA1 (fibroblastes) et J774 (macrophages, voie ABCA1) et HepG2 (hépatocytes, voie SR-BI), vers les échantillons sériques de la cohorte DP2. Résultats : Pour la biochimie plasmatique, un effet combiné des changements d’activité de CETP dans les 2 groupes a causé une réduction de 30% dans le groupe DAL. Après 1 an de traitement dans le groupe DAL, la valeur de HDL-C a augmenté de 35,5% (p < 0,001) et l’apoA-I a augmenté de 14,0% (p < 0,001). Au profil RMN, dans le groupe DAL après 1 an de traitement, il y a augmentation de la taille des HDL-P (5,2%; p < 0,001), des grosses particules HDL (68,7%; p < 0,001) et des grosses particules LDL (37,5%; p < 0,01). Les petites particules HDL sont diminuées (-9,1%; p < 0,001). Il n’y a aucune différence significative de mesure de cIMT entre les deux groupes après 1 an de traitement. Pour la CEC, il y a augmentation significative par la voie du SR-BI et une augmentation via la voie ABCA1 dans le groupe DAL après 1 an de traitement. Conclusion : Après un an de traitement au dalcetrapib, on note une hausse de HDL-C, des résultats plutôt neutres au niveau du profil lipidique par RMN et une CEC augmentée mais trop faible pour affecter la valeur de cIMT chez les échantillons testés.

Porewater and particulate geochemistry during Maria S. Merian cruise MSM17/4

We present sedimentary geochemical data and in situ benthic flux measurements of dissolved inorganic nitrogen (DIN: NO3-, NO2-, NH4+) and oxygen (O2) from 7 sites with variable sand content along 18°N offshore Mauritania (NW Africa). Bottom water O2 concentrations at the shallowest station were hypoxic (42 µM) and increased to 125 µM at the deepest site (1113 m). Total oxygen uptake rates were highest on the shelf (-10.3 mmol O2 /m2 d) and decreased quasi-exponentially with water depth to -3.2 mmol O2 /m2 d. Average denitrification rates estimated from a flux balance decreased with water depth from 2.2 to 0.2 mmol N /m2 d. Overall, the sediments acted as net sink for DIN. Observed increases in delta 15NNO3 and delta 18ONO3 in the benthic chamber deployed on the shelf, characterized by muddy sand, were used to calculate apparent benthic nitrate fractionation factors of 8.0 pro mille (15epsilon app) and 14.1 pro mille (18epsilon app). Measurements of delta 15NNO2 further demonstrated that the sediments acted as a source of 15N depleted NO2-. These observations were analyzed using an isotope box model that considered denitrification and nitrification of NH4+ and NO2-. The principal findings were that (i) net benthic 14N/15N fractionation (epsilon DEN) was 12.9 ± 1.7pro mille, (ii) inverse fractionation during nitrite oxidation leads to an efflux of isotopically light NO2- (-22 ± 1.9 pro mille), and (iii) direct coupling between nitrification and denitrification in the sediment is negligible. Previously reported epsilon DEN for fine-grained sediments are much lower (4-8 pro mille). We speculate that high benthic nitrate fractionation is driven by a combination of enhanced porewater-seawater exchange in permeable sediments and the hypoxic, high productivity environment. Although not without uncertainties, the results presented could have important implications for understanding the current state of the marine N cycle.

Initial soil properties and biomass after experimental grazing and warming in mesic and wet sites, Adventdalen valley, Spitzbergen

High-latitude ecosystems store large amounts of carbon (C); however, the C storage of these ecosystems is under threat from both climate warming and increased levels of herbivory. In this study we examined the combined role of herbivores and climate warming as. drivers of CO2 fluxes in two typical high-latitude habitats (mesic heath and wet meadow). We hypothesized that both herbivory and climate warming would reduce the C sink strength of Arctic tundra through their combined effects on plant biomass and gross ecosystem photosynthesis and on decomposition rates and the abiotic environment. To test this hypothesis we employed experimental warming (via International Tundra Experiment [ITEX] chambers) and grazing (via captive Barnacle Geese) in a three-year factorial field experiment. Ecosystem CO2 fluxes (net ecosystem exchange of CO2, ecosystem respiration, and gross ecosystem photosynthesis) were measured in all treatments at varying intensity over the three growing seasons to capture the impact of the treatments on a range of temporal scales (diurnal, seasonal, and interannual). Grazing and warming treatments had markedly different effects on CO2 fluxes in the two tundra habitats. Grazing caused a strong reduction in CO2 assimilation in the wet meadow, while warming reduced CO2 efflux from the mesic heath. Treatment effects on net ecosystem exchange largely derived from the modification of gross ecosystem photosynthesis rather than ecosystem respiration. In this study we have demonstrated that on the habitat scale, grazing by geese is a strong driver of net ecosystem exchange of CO2, with the potential to reduce the CO2 sink strength of Arctic ecosystems. Our results highlight that the large reduction in plant biomass due to goose grazing in the Arctic noted in several studies can alter the C balance of wet tundra ecosystems. We conclude that herbivory will modulate direct climate warming responses of Arctic tundra with implications for the ecosystem C balance; however, the magnitude and direction of the response will be habitat-specific.

Establishing fluxes of carbon dioxide and a transect of pCO2 during the late fall of precipitation driven Northern fjord

Senior thesis written for Oceanography 445

Cardiac adaptation to endurance exercise in rats

Endurance exercise is widely assumed to improve cardiac function in humans. This project has determined cardiac function following endurance exercise for 6 (n = 30) or 12 ( n = 25) weeks in male Wistar rats (8 weeks old). The exercise protocol was 30 min/day at 0.8 km/h for 5 days/week with an endurance test on the 6th day by running at 1.2 km/h until exhaustion. Exercise endurance increased by 318% after 6 weeks and 609% after 12 weeks. Heart weight/kg body weight increased by 10.2% after 6 weeks and 24.1% after 12 weeks. Echocardiography after 12 weeks showed increases in left ventricular internal diameter in diastole (6.39 +/- 0.32 to 7.90 +/- 0.17 mm), systolic volume (49 +/- 7 to 83 +/- 11 mul) and cardiac output (75 +/- 3 to 107 +/- 8 ml/min) but not left wall thickness in diastole (1.74 +/- 0.07 to 1.80 +/- 0.06 mm). Isolated Langendorff hearts from trained rats displayed decreased left ventricular myocardial stiffness (22 +/- 1.1 to 19.1 +/- 0.3) and reduced purine efflux during pacing-induced workload increases. P-31-NMR spectroscopy in isolated hearts from trained rats showed decreased PCr and PCr/ATP ratios with increased creatine, AMP and ADP concentrations. Thus, this endurance exercise protocol resulted in physiological hypertrophy while maintaining or improving cardiac function.

Simple In Vitro Assay for Determining the Sensitivity of Plasmodium vivax Isolates from Fresh Human Blood to Antimalarials in Areas where P. vivax Is Endemic

The aim of this study was to develop a simple, field-practical, and effective in vitro method for determining the sensitivity of fresh erythrocytic Plasmodium vivax isolates to a range of antimalarials. The method used is a modification of the standard World Health Organization (WHO) microtest for determination of P.falciparum drug sensitivity. The WHO method was modified by removing leukocytes and using a growth medium supplemented with AB(+) serum. We successfully carried out 34 in vitro drug assays on 39 P. vivax isolates collected from the Mae Sod malaria clinic, Tak Province, Thailand. The mean percentage of parasites maturing to schizonts (six or more merozoites) in control wells was 66.5% +/- 5.9% (standard deviation). This level of growth in the control wells enabled rapid microscopic determination (5 min per isolate per drug) of the MICs of chloroquine, dihydroartemisinin, WR238605 (tafenoquine), and sulfadoxine. P. vivax was relatively sensitive to chloroquine (MIC = 160 ng/ml, 50% inhibitory concentration [IC50] = 49.8 ng/ml) and dihydroartemisinin (MIC = 0.5 ng/ml, IC50 = 0.47 ng/ml). The poor response of P. vivax to both tafenoquine (MIC = 14,000 ng/ml, IC50 = 9,739 ng/ml) and sulfadoxine (MIC = 500,000 ng/ml, IC50 = 249,000 ng/ml) was due to the slow action of these drugs and the innate resistance of P. vivax to sulfadoxine. The in vitro assay developed in our study should be useful both for assessing the antimalarial sensitivity of P. vivax populations and for screening new antimalarials in the absence of long-term P. vivax cultures.

Characterization of a complex chemosensory signal transduction system which controls twitching motility in Pseudomonas aeruginosa

Virulence of the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa involves the coordinate expression of a wide range of virulence factors including type IV pili which are required for colonization of host tissues and are associated with a form of surface translocation termed twitching motility. Twitching motility in P. aeruginosa is controlled by a complex signal transduction pathway which shares many modules in common with chemosensory systems controlling flagella rotation in bacteria and which is composed, in part, of the previously described proteins PilG, PilH, PilI, PilJ and PilK. Here we describe another three components of this pathway: ChpA, ChpB and ChpC, as well as two downstream genes, ChpD and ChpE, which may also be involved. The central component of the pathway, ChpA, possesses nine potential sites of phosphorylation: six histidine-containing phosphotransfer (HPt) domains, two novel serine- and threonine-containing phosphotransfer (SPt, TPt) domains and a CheY-like receiver domain at its C-terminus, and as such represents one of the most complex signalling proteins yet described in nature. We show that the Chp chemosensory system controls twitching motility and type IV pili biogenesis through control of pili assembly and/or retraction as well as expression of the pilin subunit gene pilA. The Chp system is also required for full virulence in a mouse model of acute pneumonia.