Protective efficacy of different strategies employing Mycobacterium leprae heat-shock protein 65 against tuberculosis

Background: Tuberculosis is a major threat to human health. The high disease burden remains unaffected and the appearance of extremely drug-resistant strains in different parts of the world argues in favor of the urgent need for a new effective vaccine. One of the promising candidates is heat-shock protein 65 when used as a genetic vaccine (DNAhsp65). Nonetheless, there are substantial data indicating that BCG, the only available anti-TB vaccine for clinical use, provides other important beneficial effects in immunized infants. Methods: We compared the protective efficacy of BCG and Hsp65 antigens in mice using different strategies: i) BCG, single dose subcutaneously; ii) naked DNAhsp65, four doses, intramuscularly; iii) liposomes containing DNAhsp65, single dose, intranasally; iv) microspheres containing DNAhsp65 or rHsp65, single dose, intramuscularly; and v) prime-boost with subcutaneous BCG and intramuscular DNAhsp65. Results: All the immunization protocols were able to protect mice against infection, with special benefits provided by DNAhsp65 in liposomes and prime-boost strategies. Conclusion: Among the immunization protocols tested, liposomes containing DNAhsp65 represent the most promising strategy for the development of a new anti-TB vaccine.

Host genetic background affects regulatory T-cell activity that influences the magnitude of cellular immune response against Mycobacterium tuberculosis

Using two mouse strains with different abilities to generate interferon (IFN)-gamma production after Mycobacterium tuberculosis infection, we tested the hypothesis that the frequency and activity of regulatory T (Treg) cells are influenced by genetic background. Our results demonstrated that the suppressive activity of spleen Treg cells from infected or uninfected BALB/c mice was enhanced, inhibiting IFN-gamma and interleukin (IL)-2 production. Infected C57BL/6 mice exhibited a decrease in the frequency of lung Treg cells and an increased ratio CD4(+):CD4(+)Foxp3(+) cells compared with infected BALB/c mice and uninfected C57BL/6 mice. Moreover, infected C57BL/6 mice also had a decrease in the immunosuppressive capacity of spleen Treg cells, higher lung IFN-gamma and IL-17 production, and restricted the infection better than BALB/c mice. Adoptive transfer of BALB/c Treg cells into BALB/c mice induced an increase in bacterial colony-forming unit (CFU) counts. Furthermore, BALB/c mice treated with anti-CD25 antibody exhibited lung CFU counts significantly lower than mice treated with irrelevant antibody. Our results show that in BALB/c mice, the Treg cells have a stronger influence than that in C57BL/6 mice. These data suggest that BALB/c and C57BL/6 mice may use some different mechanisms to control M. tuberculosis infection. Therefore, the role of Treg cells should be explored during the development of immune modulators, both from the perspective of the pathogen and the host. Immunology and Cell Biology (2011) 89, 526-534; doi:10.1038/icb.2010.116; published online 19 October 2010

NO EVIDENCE OF PATHOLOGICAL AUTOIMMUNITY FOLLOWING MYCOBACTERIUM LEPRAE HEAT-SHOCK PROTEIN 65-DNA VACCINATION IN MICE

Heat-shock proteins (HSPs) are currently one of the most promising targets for the development of immunotherapy against tumours and autoimmune disorders. This protein family has the capacity to activate or modulate the function of different immune system cells. They induce the activation of monocytes, macrophages and dendritic cells, and contribute to cross-priming, an important mechanism of presentation of exogenous antigen in the context of MHC class I molecules, These various immunological properties of HSP have encouraged their use in several clinical trials. Nevertheless, an important issue regarding these proteins is whether the high homology among HSPs across different species may trigger the breakdown of immune tolerance and induce autoimmune diseases. We have developed a DNA vaccine codifying the Mycobacterium leprae Hsp65 (DNAhsp65), which showed to be highly immunogenic and protective against experimental tuberculosis. Here, we address the question of whether DNAhsp65 immunization could induce pathological autoimmunity in mice. Our results show that DNAhsp65 vaccination induced antibodies that can recognize the human Hsp60 but did not induce harmful effects in 16 different organs analysed by histopathology up to 210 days after vaccination. We also showed that anti-DNA antibodies were not elicited after DNA vaccination. The results are important for the development of both HSP and DNA-based immunomodulatory agents.

European 1: A globally important clonal complex of Mycobacterium bovis

We have identified a globally important clonal complex of Mycobacterium bovis by deletion analysis of over one thousand strains from over 30 countries. We initially show that over 99% of the strains of M. bovis, the cause of bovine tuberculosis, isolated from cattle in the Republic of Ireland and the UK are closely related and are members of a single clonal complex marked by the deletion of chromosomal region RDEu1 and we named this clonal complex European 1 (Eu1). Eu1 strains were present at less than 14% of French, Portuguese and Spanish isolates of M. bovis but are rare in other mainland European countries and Iran. However, strains of the Eu1 clonal complex were found at high frequency in former trading partners of the UK (USA, South Africa, New Zealand, Australia and Canada). The Americas, with the exception of Brazil, are dominated by the Eu1 clonal complex which was at high frequency in Argentina, Chile, Ecuador and Mexico as well as North America. Eu1 was rare or absent in the African countries surveyed except South Africa. A small sample of strains from Taiwan were non-Eu1 but, surprisingly, isolates from Korea and Kazakhstan were members of the Eu1 clonal complex. The simplest explanation for much of the current distribution of the Eu1 clonal complex is that it was spread in infected cattle, such as Herefords, from the UK to former trading partners, although there is evidence of secondary dispersion since. This is the first identification of a globally dispersed clonal complex M. bovis and indicates that much of the current global distribution of this important veterinary pathogen has resulted from relatively recent International trade in cattle. Crown Copyright (C) 2011 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Comprehensive gene expression profiling in lungs of mice infected with Mycobacterium tuberculosis following DNAhsp65 immunotherapy

Background The continued increase in tuberculosis (TB) rates and the appearance of extremely resistant Mycobacterium tuberculosis strains (XDR-TB) worldwide are some of the great problems of public health. In this context, DNA immunotherapy has been proposed as an effective alternative that could circumvent the limitations of conventional drugs. Nonetheless, the molecular events underlying these therapeutic effects are poorly understood. Methods We characterized the transcriptional signature of lungs from mice infected with M. tuberculosis and treated with heat shock protein 65 as a genetic vaccine (DNAhsp65) combining microarray and real-time polymerase chain reaction analysis. The gene expression data were correlated with the histopathological analysis of lungs. Results The differential modulation of a high number of genes allowed us to distinguish DNAhsp65-treated from nontreated animals (saline and vector-injected mice). Functional analysis of this group of genes suggests that DNAhsp65 therapy could not only boost the T helper (Th)1 immune response, but also could inhibit Th2 cytokines and regulate the intensity of inflammation through fine tuning of gene expression of various genes, including those of interleukin-17, lymphotoxin A, tumour necrosis factor-cl, interleukin-6, transforming growth factor-beta, inducible nitric oxide synthase and Foxp3. In addition, a large number of genes and expressed sequence tags previously unrelated to DNA-therapy were identified. All these findings were well correlated with the histopathological lesions presented in the lungs. Conclusions The effects of DNA therapy are reflected in gene expression modulation; therefore, the genes identified as differentially expressed could be considered as transcriptional biomarkers of DNAhsp65 immunotherapy against TB. The data have important implications for achieving a better understanding of gene-based therapies. Copyright (C) 2008 John Wiley & Sons, Ltd.

Desenvolvimento e padronização de um método para determinação da sensibilidade do mycobacterium tuberculosis a fármacos contra tuberculose

A resistência a fármacos antituberculose tem constituído uma grande ameaça ao controle da tuberculose em âmbito mundial. A sua detecção precoce permite ao médico instituir um esquema de tratamento mais adequado ao paciente e consequentemente quebrar a cadeia de transmissão dos bacilos. Os testes de sensibilidade a antimicrobianos atuais, embora eficientes, são caros e/ou demorados e/ou trabalhosos. Com base nesta premissa, nos propusemos a desenvolver e padronizar um método fenotípico direto para determinação da sensibilidade do Mycobacterium tuberculosis a antimicrobianos de primeira linha do tratamento da tuberculose. Para o desenvolvimento deste novo teste, utilizaram-se os princípios do método das proporções e do exame de cultura pelo método de Ogawa–Kudoh. O estudo foi dividido em duas fases. A primeira, caracterizada pelo desenvolvimento e padronização do método proposto e a segunda, pela análise da concordância entre o método desenvolvido e o método do MGIT (padrão-ouro). Na primeira fase, foram realizados diversos ensaios para definir: os volumes de absorção e de liberação de líquidos de diferentes tipos de swab, o meio de cultura, as concentrações dos antimicrobianos e o tempo de leitura/interpretação das culturas. Além disso, foi verificado se a amostra deveria ou não ser diluída. Com base nos resultados destes ensaios, padronizou-se o método com: swab comercial, em meio de cultura Ogawa- Kudoh contendo separadamente 0,2 μg/mL de isoniazida, 40,0 μg/mL de rifampicina, 10,0 μg/mL de estreptomicina e 500,0 μg/mL de ácido para-nitrobenzóico. Padronizou-se ainda a inoculação da amostra de escarro de forma direta, ou seja, sem diluir e a leitura/interpretação do resultado do teste no período entre 21 e 28 dias. A análise comparativa entre este método e o teste de sensibilidade a antimicrobianos no sistema MGIT realizada na segunda fase do projeto indicou um índice kappa igual a 1,000, ou seja, uma concordância muito boa em relação ao padrão-ouro. Diante desses resultados promissores, acreditamos que o método desenvolvido apresente um grande potencial para ser utilizado em laboratórios com pouca infra-estrutura, por ser de baixo custo, fácil execução e relativamente rápido.

Avaliação do teste Quantiferon TB Gold in tube no diagnóstico de infecção latente pelo Mycobacterium tuberculosis em profissionais de saúde da atenção básica

Introdução: Os ensaios de liberação do interferon- γ (ELIG) surgiram como uma alternativa para o diagnóstico de infecção latente pelo Mycobacterium tuberculosis (ILTB). Neste estudo, nós comparamos o desempenho de um dos ELIG, teste Quantiferon TB Gold in tube – QFT, com a prova tuberculínica (PT) em dois pontos de corte (≥ 5 mm e ≥ 10 mm), em profissionais de saúde da atenção básica à saúde (ABS). Métodos: Estudo transversal realizado em profissionais de saúde da ABS de quatro capitais nacionais com alta incidência de TB. O resultado do teste QFT foi comparado com o resultado da PT nos pontos de corte ≥ 5mm e ≥ 10 mm. Resultados: Foram incluídos 632 profissionais de saúde. Ao considerar o ponto de corte ≥ 10 mm para a PT, a concordância entre QFT e a PT foi de 69% (k = 0,31) e para o ponto de corte ≥ 5 mm, a concordância entre os testes foi de 57% (k = 0,22). Devido a baixa concordância entre a PT e o QFT, nós avaliamos os possíveis fatores associados com a discordância entre eles. Ao comparar o grupo PT- / QFT- com o grupo PT+ / QFT-, no ponto de corte ≥ 5 mm, a idade entre 41-45 [OR = 2,70, IC 95%: 1,32-5,51] e 46-64 [OR = 2,04, IC 95%: 1,05-3,93], presença de cicatriz vacinal do BCG [OR = 2,72, IC 95%: 1,40-5,25] e trabalhar apenas na ABS [OR = 2,30, IC 95 %: 1,09-4,86] apresentaram associação estatística significativa. Para o ponto de corte ≥ 10 mm, a presença de cicatriz vacinal do BCG [OR = 2,26, IC 95%: 1,03-4,91], ter tido contato domiciliar com paciente portador de tuberculose ativa [OR = 1,72, IC 95%: 1,01-2,92] e ter feito a PT anteriormente [OR = 1,66, IC 95%: 1,05-2,62] revelaram associação estatística significativa. Curiosamente, a discordância observada no grupo PT- / QFT + não apresentou associação estatistica com nenhuma das variáveis consideradas, independentemente do ponto de corte da PT. Conclusões: Apesar de termos identificado que a vacina BCG contribuiu para a discordância entre os testes, as recomendações brasileiras para o início do tratamento da ILTB não devem ser alteradas devido as limitações do QFT.

Participação da apolipoproteína-E na atividade microbicida “in vitro” contra o Mycobacterium tuberculosis

A parede celular de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) é constituída por 60% de lipídios, impedindo a passagem de uma grande quantidade de substâncias, além de desempenhar um importante papel na imunopatogênese. A apresentação desses antígenos aos linfócitos se dá por meio de moléculas do tipo CD1.Por sua vez a Apolipoproteína-E (ApoE), glicoproteína amplamente distribuída nos tecidos, pode facilitar a apresentação de lipídios pelo CD1. A ApoE possui três principais alelos ApoE- 2, 3 e 4, que codificam três isoformas de proteínas, tipos 2, 3 e 4, que possuem diferentes estruturas e funções. A presença de determinadas isoformas da ApoE está associada a doenças infecciosas, como herpes labial, dano hepático severo causado pelo vírus da hepatite C, diarréia infantil e tuberculose pulmonar. Neste contexto, avaliamos a participação da ApoE na atividade microbicida in vitro frente ao Mtb. Para tanto, foram arrolados 13 indivíduos PPD-, 17 indivíduos PPD+ e 4 indivíduos com tuberculose pulmonar ativa. O uso de plasma humano depletado de ApoE nos experimentos de atividade microbicida in vitro mostraram um aumento significante (p=0,02) no número de micobactérias (431.5 ± 81.92 UFC) quando comparado ao grupo controle (313.0 ± 74.61 UFC). Esses resultados foram confirmados por um modelo experimental utilizando esplenócitos de camundongos de camundongos C57BL/6 (815.9 ± 76.32 UFC) e animais APOE nocaute (1133 ± 86.85 UFC) (p = 0.021). Quanto à produção de IL-10, no grupo PPD+, observamos que o grupo com depleção de ApoE (866.7 ± 447.8) apresentou uma produção menor desta citocina com relação ao controle infectado (1089 ± 481.3) (p=0,023). Já em relação ao IFN-, em ambos os grupos observou-se, após 72 horas, uma tendência à diminuição da produção dessa citocina no grupo com depleção, com relação ao grupo controle. Esses dados sugerem que a ApoE tem papel distinto na ativação da resposta imune e sua ausência pode prejudicar a resposta imune frente à tuberculose

Comportamento tintorial do Mycobacterium leprae: revisão histórica

Foi feita revisão histórica sobre os corantes utilizados na identificação do Mycobacterium leprae. Foram analisadas para cada corante, sua composição química, propriedades tintoriais e a capacidade de assimilação pelo bacilo nas diversas técnicas de coloração.

Métodos tintoriais utilizados na identificação do Mycobacterium leprae: revisão histológica

Foi feita revisão histórica sobre métodos tintoriais utilizados na identificação baciloscópica do Mycobacterium leprae. Ao lado da descrição de cada método, e suas variantes, é feita extensa revisão bibliográfica.

Isolamento de cepas de Mycobacterium avium em búfalos abatidos para consumo

Duas cepas micobacterianas, isoladas no parênquima pulmonar e linfonodo apical de búfalos abatidos para consumo, procedentes de criatórios localizados na Ilha de Marajó (PA) e submetidas à identificação segundo ensaios recomendados para o gênero Mycobacterium, foram identificadas como pertencentes ao complexo Mycobacterium avium. Apresentaram-se considerações relativas à associação desses organismos com a Aids -- e o papel dos alimentos nessa associação --, discutindo-se o impacto que a condição de germes oportunistas das espécies desse complexo têm na pandemia do HIV, assim como o risco potencial representado pelas infecções produzidas nos animais.

Outbreak of persistent cutaneous abscesses due to Mycobacterium chelonae after mesotherapy sessions, Lima, Peru

Outbreaks of rapidly growing mycobacteria have been occasionally described. The article reports an outbreak of cutaneous abscesses due to Mycobacterium chelonae following mesotherapy in Lima, Peru. From December 2004 through January 2005, 35 subjects who had participated in mesotherapy training sessions presented with persistent cutaneous abscesses. Thirteen (37%) of these suspected cases consented to underwent clinical examination. Skin punch-biopsies were collected from suspicious lesions and substances injected during mesotherapy were analyzed. Suspected cases were mainly young women and lesions included subcutaneous nodules, abscesses and ulcers. Mycobacterium chelonae was isolated from four patients and from a procaine vial. In conclusion, it is important to consider mesotherapy as a potential source of rapidly growing mycobacteria infections.

Efeito da talidomida sobre os níveis séricos de imunoglobulinas IgM e IgA, fator reumatóide e isohemaglutinina anti-A e anti-B em pacientes com lepra lepromatosa: um estudo duplo-cego

Um estudo duplo-cego foi conduzido em pacientes portadores de lepra lepromatosa estável, para avaliar a resposta à administração de talidomida 100 mg por dia, por 18 dias, dos níveis séricos de IgM e IgA e dos títulos de fator reumatóide e isohemaglutininas anti-A e anti-B. Nenhum efeito significativo foi detectado ao fim deste período.

Efeito do Mycobacterium bovis BCG, lipopolissacarideo bacteriano e hidrocortisona no desenvolvimento de imunidade ao Plasmodium berghei em camundongos

Mycobacterium bovis (BCG) aumenta significantemente o desenvolvimento da imunidade nos camundongos CFW, C57BL/6, C57BL/l0ScN e BALB/c (Nu/+) para os estágios eritrocitos do Plasmodium berghei. Camundongos tratados com BCG requerem menos ciclos de infecção com P. berghei e cura pelo Fansidar (pirimetamina + sulfadoxina) para desenvolverem imunidade sólida a este parasita do que os controles. Contudo, os animais que receberam BCG 30 dias antes do início da imunização evidenciaram uma perda precoce da imunidade adquirida para o P. berghei, quando comparado com os animais que receberam BCG 14 dias antes ou que não receberam BCG. Assim, sendo, o BCG aumentada a indução na resposta imune do hospedeiro ao P. berghei no curso de infecções subseqüentes. O tratamento de camundongos CFW, BALB/c e C57BL/6 com lipopolissacarídeo bacteriano ou hidrocortisona faz com que os animais requeiram um número maior de ciclos de infecção e cura para tornarem-se imunes ao P. berghei que os controles. O tratamento dos camundongos C57BL/10ScN com hidrocortisona aboliu completamente a sua habilidade de sobrevida subseqüentes a ciclos de infecção com P. berghei e cura pelo Fansidar.

Radiometric studies of mycobacterium tuberculosis

An in vitro assay system that included automated radiometric quantification of 14CO2 released as a result of oxidation of 14C- substrates was applied for studying the metabolic activity of M. tuberculosis under various experimental conditions. These experiments included the study of a) mtabolic pathways, b) detection times for various inoculum sizes, c) effect of filtration on reproducibility of results, d) influence of stress environment e) minimal inhibitory concentrations for isoniazid, streptomycin, ethambutol and rifampin, and f) generation times of M. tuberculosis and M. bovis. These organisms were found to metabolize 14C-for-mate, (U-14C) acetate, (U-14C) glycerol, (1-14C) palmitic acid, 1-14C) lauric acid, (U-14C) L-malic acid, (U-14C) D-glucose, and (U-14C) D-glucose, but not (1-14C) L-glucose, (U-14C) glycine, or (U-14C) pyruvate to 14CO2. By using either 14C-for-mate, (1-14C) palmitic acid, or (1-14C) lauric acid, 10(7) organisms/vial could be detected within 24 48 hours and as few as 10 organisms/vial within 16-20 days. Reproducible results could be obtained without filtering the bacterial suspension, provided that the organisms were grown in liquid 7H9 medium with 0.05% polysorbate 80 and homogenized prior to the study. Drugs that block protein synthesis were found to have lower minimal inhibitory concentrations with the radiometric method when compared to the conventional agar dilution method. The mean generation time obtained for M. bovis and different strains of M. tuberculosis with various substrates was 9 ± 1 hours.