Impacto de las prácticas agrícolas en los recursos hídricos de la provincia de Córdoba: aislamiento y caracterización de bacterias degradadoras de pesticidas para su utilización en procesos de biorremediación. Impact of agricultural activities on aquatic environments of Córdoba: isolation and characterization of bacteria with pesticide removal capacities for bioremediation treatments.

Los sistemas de agua dulce constituyen fuentes vitales para el desarrollo de la vida. Entre otras causas, el excesivo y poco controlado uso de pesticidas por las prácticas agrícolas modernas ha contribuido con la degradación de estos ecosistemas en la provincia de Córdoba (Secretaría de Ambiente, 2008). Los pesticidas son compuestos tóxicos y químicamente estables en el ambiente. Diversas especies microbianas presentan la capacidad para mineralizar dichos compuestos, siendo uno de los mecanismos de descomposición más importante. En el presente trabajo se pretende (1) Detectar y cuantificar principios activos de pesticidas en diferentes aguas ambientales de la región centro-sur de la provincia de Córdoba; (2) Aislar y caracterizar especies bacterianas a partir de muestras de aguas superficiales y subterráneas de la región que demuestren ser eficientes en la biodegradación de diferentes pesticidas. Para ello, se estudiará la presencia de 10 pesticidas organoclorados y organofosforados (lindano, 2,4D, DDT, p,p-DDE, �-endosulfán, �-endosulfán, clorpirifós, dimetoato) y herbicidas (atrazina) en muestras de agua superficiales y subterráneas (8 - 12m de profundidad) de la región agrícola centro-sur de Córdoba. Se establecerán diferentes puntos de muestreo en las principales cuencas hidrográficas: Río Tercero y Embalse de Río Tercero, Canal Desviador de Bell Ville, Laguna La Salada, Río Saladillo, Río Carcarañá y Río Cuarto. La determinación de pesticidas se realizará mediante Cromatografía de Gases (GC). Conjuntamente, se realizará el aislamiento de microorganismos a partir de las muestras de agua suplementadas con diferentes concentraciones de pesticidas (López et al., 2005) y se procederá a la caracterización morfológica y bioquímica (Lechevalier, 1989). Se realizarán curvas de crecimiento (DO600) y se determinará la viabilidad celular mediante el método de recuento en placa. El potencial catabólico de cada aislamiento se determinará analizando la concentración residual de pesticidas en el sobrenadante de los cultivos (Benimeli et al, 2003) y mediante ensayos de resting-cell (Hernández et al, 2008). Finalmente se realizará la caracterización genética (Weisburg, 1991) de los aislamientos que demuestren una mayor eficiencia en la biodegradación de pesticidas. El presente estudio pretende abordar una temática prioritaria como es la contaminación ambiental de ecosistemas acuáticos de la provincia de Córdoba. la detección de principios activos de pesticidas sería, por lo tanto, un indicador de contaminación de origen antropológica y brindaría información respecto al deterioro de la calidad del agua. Por otra parte, el aislamiento de bacterias adaptadas a las condiciones ecológicas de la región y capaces de metabolizar eficientemente diferentes pesticidas como fuentes de carbono y energía sería beneficioso para su utilización en futuros ensayos de biorremediación.

PARTICIPACIÓN DEL RECONOCIMIENTO INMUNE INNATO EN LA RESPUESTA DE CARDIOMIOCITOS DURANTE LA INFECCIÓN EXPERIMENTAL CON TRYPANOSOMA CRUZI. Characterization of the cardiac innate immune response during Trypanosoma cruzi experimental infection.

La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi, constituye la principal miocarditis infecciosa a nivel mundial. Crecientes evidencias revelan que la respuesta inmune innata tendría un rol determinante en la fisiopatología de las enfermedades cardiovasculares. La inmunidad innata es la primera línea de defensa, no específica, preprogramada para combatir agentes infecciosos. Este sistema censa la presencia de antígenos extraños a través de los receptores tipo toll (TLR) produciendo citoquinas y activando mecanismos microbicidas. Sin embargo, los TLRs también se hayan distribuidos en las células parenquimales no inmunes, jugando un importante rol tanto en la defensa como en la homeostasis de cada tejido. Durante la etapa aguda de la infección, el T. cruzi invade y se replica dentro de una amplia variedad de células y tejidos. Pero posteriormente, los parásitos son efectivamente eliminados de la mayoría de los tejidos persistiendo durante toda la vida en las células del músculo cardíaco y esquelético de los pacientes infectados. Debido a que el mantenimiento de la célula cardíaca infectada es crítica para la patogénesis de la enfermedad, los mecanismos que participan en la sobrevida de los cardiomiocitos están siendo foco de nuestro estudio. Hemos demostrado, que la infección ejerce efectos antiapoptóticos sobre células cardíacas aisladas. Nuestra hipótesis es que la inmunidad innata cardíaca estaría involucrada en el mantenimiento de la sobrevida de los miocitos así como en la defensa contra el parásito. Objetivo general: determinar la participación de la respuesta inmune innata cardíaca en el desarrollo de la enfermedad de Chagas experimental murina. Objetivos específicos: 1) Analizar el compromiso de TLRs en la respuesta anti-apoptótica y de autofagia de cardiomiocitos aislados de ratones salvajes y de ratones deficientes en TLR4, TLR2 y en MyD88, molécula adaptadora de la señalización por TLRs, sometidos a la infección con el parásito. 2) Determinar la importancia de la actividad cisteín proteasa parasitaria en el grado de infectividad y la sobrevida de cultivos primarios de ratones salvajes infectados con parásitos transgénicos que poseen disminuída o nula actividad cisteín proteasa. 3) Establecer la cinética de expresión de TLR2/TLR6, TLR4 y TLR9, factores antiapoptóticos (Bcl-2, Bcl-xL, etc.), daño cardíaco y la carga parasitaria en el tejido cardíaco de ratones infectados salvajes y/o deficientes antes mencionados. Materiales y Métodos: Los animales serán infectados i.p. con 5x103 parásitos y se determinará la cinética de expresión de los mediadores mencionados por western blot e inmunofluorescencia, la carga parasitaria será determinada por qRT-PCR. Como controles se procesarán animales inyectados con solución salina. En cultivos primarios de cardiomiocitos de ratones neonatos salvajes y deficientes infectados se estudiará la carga parasitaria, la activación de los mecanismos microbicidas (producción de óxido nítrico, metabolitos reactivos del oxígeno y del nitrógeno, ciclooxigenasa, etc.), producción de citoquinas y expresión de moléculas anti-apoptóticas (Bcl-2, Bcl-xL, Bax, etc.). Se explorará la tasa de apoptosis en cultivos deprivados de suero. La autofagia se analizará por microscopia electrónica. Cultivos controles serán mantenidos en medio o tratados con ligandos de los diferentes TLRs. Resultados preliminares sugieren que tanto TLR2 como Bcl-2 se incrementan en tejido cardíaco infectado. Esto nos lleva a profundizar en los mecanismos observados en cultivos y estudiarlos en un modelo in vivo, analizando la posible importancia que tiene la inmunidad innata cardíaca en el control del establecimiento de la infección. La comprensión de los mecanismos que mantienen la sobrevida de los cardiomiocitos y su respuesta a la infección es importante ya que el conocimiento de las bases moleculares es fundamental para el desarrollo de nuevos agentes quimioterapéuticos. Chagas disease is endemic in Central and South America and causes the most common myocarditis worldwide. We have previously reported that the cardiotrophic parasite Trypanosoma cruzi, its etiological agent, protects cardiomyocytes against apoptosis induced by growth factor deprivation activating the PI3K/Akt and MEK1/ERK signaling pathways. Recent studies have shown that local innate immunity plays a key role in initiating and coordinating homeostatic as well as defense responses in the heart. One of the mechanisms by which the innate immune system senses the presence of foreign antigens is through TLRs. The stimulation of these receptors leads to the activation and nuclear translocation of NF-kB transcription factor and the production of cytokines. Proinflammatory cytokines, in turn, appear to play a central role in the orchestration and timing of the intrinsic cardiac stress response providing, under different situations, instantaneous anti-apoptotic cytoprotective signals, which allow tissue repair and/or remodeling. The aim of the present project is to study the cardiomyocyte innate immune responses to T. cruzi infection and its role in target cell protection from apoptosis. Specific objectives: 1) Study the mechanism triggered by TLR in the anti-apoptotic response and parasite load of infected cardiomyocyte primary cultures from wild type and mice deficient in TLR2, TLR4 or MyD88. 2) Determine the effect of parasite cisteín protease activity on primary cultures from wild type mice. 3) Determine the TLR signaling-involvement in parasite load and survival indicators in deficient mice. Preliminary results showed us that cardiac-TLR2 may be involved in the anti-apoptotic effect elicited by the parasite and prompted us to establish the mechanisms triggered by the innate immunity that mediate parasite persistence within the host cell.

Estudi de la resposta immune enfront de Neospora caninum

S’investiga la resposta immune que té lloc en la infecció experimental de les vedelles gestants amb Neospora caninum a les 3, 6 i 9 setmanes postinfecció, amb especial interès en els teixits placentaris. Donada la importancia que tenen les citoquines en la resposta immune a la infecció, s’ha posat a punt les tècniques de RT-PCR a temps real per a l’estudi de l’expressió génica de citoquines del boví. En una fase posterior s’ha estudiat la dinàmica dels anticossos durant l’experiment, la transmissió transplacentària mitjançant l’anàlisi de la presència de DNA parasitari en teixits, la relació entre la producció de IFN-gamma en fluids fetals i, els avortaments i la trasmissió transplacentària i, finalment, el patró de citoquines, amb èmfasi en la interfase materno-fetal.

The interaction of Gram negative bacteria and S. mansoni in mice with experimental Schistosomiasis

Animals (122 mice) were infected each with eighty cercariae of S. mansoni and subsequently challenged intravenously eight weeks later with the following gram-negative organisms. S. typhi, E. coli, Klebsiella-enterobacter species, Proteus mirabilis and Pseudomonas aeruginosa. Enumeration of bacteria in the liver, spleen and blood and S. mansoni from the portal sistem was performed from one to four weeks later in infected animals. A significant difference between infection produced by S. typhi and other gram negative organisms was observed: S. typhi persisted longer in the spleen and liver and could be recovered from S. mansoni worms up to three weeks following bacterial infection. Other gram negative bacteria disappeared from S. mansoni worms after two weeks of initial challenge. Additional animals (51 mice) infected with S. mansoni were given S. typhi, E. coli or sterile saline. After two weeks, animals were sacrificed and the recovery rate of worms from the portal system, and the mesenteric and hepatic oogram were determined. in animals infected with E. coli a significant decrease in the number of worms was observed compared to the saline control group; thirty worms were recovered in the control group compared to two worms in e. coli infected animals. In addition, the patterns of oviposition was significantly different in these latter animals suggesting complete inhibition of this process. Following S. typhi infection the difference in recovery of worms and pattern of oviposition was minimal. These findings suggest a difference in the interaction of various gram negative bacteria and S. mansoni and are consistent with the clinical observation of prolonged salmonella bacteremia in patients with schistosomiasis.

A selective medium for the isolation of the acinetobacter genus bacteria

A selective and differencial medium was developed for the isolation of Acinetobacter genus bacteria. This Acinobacter Agar Medium (p.H + 7.4) contains in grams per litre: thiotone, 10; yeast extract, 3; naC1, 5; saccharose, 10; mannitol, 10; sodium citrate, 0.5; sodium desoxycholate, 0.1; crystal violet, 0.00025; phenol red, 0.04 and agar-agar 15. This medium has the advantage of inhibiting the growth of cocci and Gram-positive bacilli, by the use of sodium citrate and sodium desoxycholate associated with the crystal violet; and of differentiating the Gram-negative bacilli from the Enterobacteriaceae, through the fermentative activity upon the saccharose and/or mannitol, contrasting with the complete inactivity of the Acinetobacter genus bacteria over those substances.

Chagas' disease: selective affinity and cytotoxicity of Trypanosoma cruzi-immune lymphocytes to parasympathetic ganglion cells

The megaesophagus and megacolon endemic in South America are related , to Chagas' disease. These mega conditions are found in patients with chronic Chagas's infection, when the parasite is not demonstrable in the lesions. These are characterized by depopulation of parasympathetic ganglion cells, dilation and hypertrophy of the viscera. In the experiments described here we deminstrate a selective affinity and adherence of Trypanosoma cruzi-immune lymphocytes to myenteric, parasympathetic ganglion cells, leading to neuronolysis. None of these features are observed when non-immune lymphocytes from control rabbits are used, or when the immune lymphocytes are allowed to react with CNS neurons. This demonstration is an indication of the high degree of specificity of the destruction of parasympathetic neurons in Chagas' disease. We postulate that the T. cruzi-immune lymphocyte rejection of parasympathetic neurons, but not of CNS neurons, might be related to recognition of a cross-reacting antigenic determinant secreted only by the target neurons. In favor of this interpretation is the observation of lymphocytic infiltrates and parasympathetic ganglion cell destruction in chronic Chagas' infection in the absence of encephalitis.

Cross-suppression of specific immune responses after oral tolerance

Adult normal inbred mice rendered tolerant to OVA by previous oral exposure do not respond to intraperitonela immunization with DNP-OVA in adjuvant. These tolerant mice also form less DNP-specific antibodies to DNP-KLH when immunized with mixtures of DNP-KLH and DNP-OVA, or less HGG-specific antibodies when immunized with cross-linked conjugates of OVA and HGG. These same procedures increased DNP-specific or HGG-specific responses in non-tolerant control mice. The cross-supperssion was ineffective, however, to inhibit already ongoing antibody responses.

Contribution to the study of immune hemolysis by toad complement

EA (sheep erythrocytes carrying rabbit antibody) are lysed by toad complement under optimal conditions which include a low concentration of cells (1.54 x 10*8/ml), a low temperature of incubation (30°C) and the same amounts of Ca++ and Mg++ as required for the titration of guinea-pig complement. Kinetic studies of the role of cations mentioned above in immune lysis by toad C have disclosed a fundamental difference as compared to guinea-pig C. In a limited complement system, the lysis by amphibian C is completely blocked by EDTA, even when the chelating agent is added as late as 15 minutes after zero-time. Inhibition by EGTA is only partial and the findings suggest that Mg++ is required not only at the beginning, but also at late stages of the lytic process. It has been speculated that the activation of amphibian complement proceeds mainly by the alternative pathway.

Functional analysis of the murine T lymphocyte immune response to a protozoan parasite, Leishmania tropica

The results presented in this review summarize a seirs of experiments designed to characterize the murine T cell imune response to the protozoan parasite Leishmania tropica. Enriched T cell populations and T cell clones specific for L. tropica antigens were derived from lymph nodes of primed mice and maintained in continous culture in vitro. These T lymphocytes were shown (A) to express the Lyt 1+ 3- cell surface phenotype, (B) to proliferate specifically in vitro in response to parasite antigens, together with a source of irradiated syngeneic macrophages, (C) to transfer antigen-specific delayed-type hypersensitivity (DTH) responses to normal syngeneic mice, (D) to induce specific activation of parasitized macrophages in vitro resulting in the destruction of intracellular parasites, (E) to provide specific helper activity for antibody responses in vitro in a hapten-carrier system. Protection studies using these defiened T cell populations should allow the characterization of parasite antigen(s) implicated in the induction of cellular immune responses beneficial for the host.

Loss of Cutaneous TSLP-Dependent Immune Responses Skews the Balance of Inflammation from Tumor Protective to Tumor Promoting.

Inflammation can promote or inhibit cancer progression. In this study we have addressed the role of the proinflammatory cytokine thymic stromal lymphopoietin (TSLP) during skin carcinogenesis. Using conditional loss- and gain-of-function mouse models for Notch and Wnt signaling, respectively, we demonstrate that TSLP-mediated inflammation protects against cutaneous carcinogenesis by acting directly on CD4 and CD8 T cells. Genetic ablation of TSLP receptor (TSLPR) perturbs T-cell-mediated protection and results in the accumulation of CD11b(+)Gr1(+) myeloid cells. These promote tumor growth by secreting Wnt ligands and augmenting β-catenin signaling in the neighboring epithelium. Epithelial specific ablation of β-catenin prevents both carcinogenesis and the accumulation of CD11b(+)Gr1(+) myeloid cells, suggesting tumor cells initiate a feed-forward loop that induces protumorigenic inflammation.