Photoacoustic tomography of the human finger: towards the assessment of inflammatory joint diseases

Inflammatory arthritis is often manifested in finger joints. The growth of new or withdrawal of old blood vessels can be a sensitive marker for these diseases. Photoacoustic (PA) imaging has great potential in this respect since it allows the sensitive and highly resolved visualization of blood. We systematically investigated PA imaging of finger vasculature in healthy volunteers using a newly developed PA tomographic system. We present the PA results which show excellent detail of the vasculature. Vessels with diameters ranging between 100 mu m and 1.5 mm are visible along with details of the skin, including the epidermis and the subpapillary plexus. The focus of all the studies is at the proximal and distal interphalangeal joints, and in the context of ultimately visualizing the inflamed synovial membrane in patients. This work is important in laying the foundation for detailed research into PA imaging of the phalangeal vasculature in patients suffering from rheumatoid arthritis.

Methotrexate Promotes Platelet Apoptosis via JNK-Mediated Mitochondrial Damage: Alleviation by N-Acetylcysteine and N-Acetylcysteine Amide

Thrombocytopenia in methotrexate (MTX)-treated cancer and rheumatoid arthritis (RA) patients connotes the interference of MTX with platelets. Hence, it seemed appealing to appraise the effect of MTX on platelets. Thereby, the mechanism of action of MTX on platelets was dissected. MTX (10 mu M) induced activation of pro-apoptotic proteins Bid, Bax and Bad through JNK phosphorylation leading Delta psi m dissipation, cytochrome c release and caspase activation, culminating in apoptosis. The use of specific inhibitor for JNK abrogates the MTX-induced activation of pro-apoptotic proteins and downstream events confirming JNK phosphorylation by MTX as a key event. We also demonstrate that platelet mitochondria as prime sources of ROS which plays a central role in MTX-induced apoptosis. Further, MTX induces oxidative stress by altering the levels of ROS and glutathione cycle. In parallel, the clinically approved thiol antioxidant N-acetylcysteine (NAC) and its derivative N-acetylcysteine amide (NACA) proficiently alleviate MTX-induced platelet apoptosis and oxidative damage. These findings underpin the dearth of research on interference of therapeutic drugs with platelets, despite their importance in human health and disease. Therefore, the use of antioxidants as supplementary therapy seems to be a safe bet in pathologies associated with altered platelet functions.

A Method for Delineation of Bone Surfaces in Photoacoustic Computed Tomography of the Finger

Photoacoustic (PA) imaging of interphalangeal peripheral joints is of interest in the context of using the synovial membrane as a surrogate marker of rheumatoid arthritis. Previous work has shown that ultrasound (US) produced by absorption of light at the epidermis reflects on the bone surfaces within the finger. When the reflected signals are backprojected in the region of interest, artifacts are produced, confounding interpretation of the images. In this work, we present an approach where the PA signals known to originate from the epidermis are treated as virtual US transmitters, and a separate reconstruction is performed as in US reflection imaging. This allows us to identify the bone surfaces. Furthermore, the identification of the joint space is important as this provides a landmark to localize a region-of-interest in seeking the inflamed synovial membrane. The ability to delineate bone surfaces allows us to identify not only the artifacts but also the interphalangeal joint space without recourse to new US hardware or a new measurement. We test the approach on phantoms and on a healthy human finger.

Retroviral Infections in Sheep and Goats: Small Ruminant Lentiviruses and Host Interaction

Small ruminant lentiviruses (SRLV) are members of the Retrovirus family comprising the closely related Visna/Maedi Virus (VMV) and the Caprine Arthritis-Encephalitis Virus (CAEV), which infect sheep and goats. Both infect cells of the monocyte/macrophage lineage and cause lifelong infections. Infection by VMV and CAEV can lead to Visna/Maedi (VM) and Caprine Arthritis-Encephalitis (CAE) respectively, slow progressive inflammatory diseases primarily affecting the lungs, nervous system, joints and mammary glands. VM and CAE are distributed worldwide and develop over a period of months or years, always leading to the death of the host, with the consequent economic and welfare implications. Currently, the control of VM and CAE relies on the control of transmission and culling of infected animals. However, there is evidence that host genetics play an important role in determining Susceptibility/Resistance to SRLV infection and disease progression, but little work has been performed in small ruminants. More research is necessary to understand the host-SRLV interaction.

Structural Characterization of Pro-inflammatory and Anti-inflammatory Immunoglobulin G Fc Proteins

Immunoglobulin G (IgG) is central in mediating host defense due to its ability to target and eliminate invading pathogens. The fragment antigen binding (Fab) regions are responsible for antigen recognition; however the effector responses are encoded on the Fc region of IgG. IgG Fc displays considerable glycan heterogeneity, accounting for its complex effector functions of inflammation, modulation and immune suppression. Intravenous immunoglobulin G (IVIG) is pooled serum IgG from multiple donors and is used to treat individuals with autoimmune and inflammatory disorders such as rheumatoid arthritis and Kawasaki’s disease, respectively. It contains all the subtypes of IgG (IgG1-4) and over 120 glycovariants due to variation of an Asparagine 297-linked glycan on the Fc. The species identified as the activating component of IVIG is sialylated IgG Fc. Comparisons of wild type Fc and sialylated Fc X-ray crystal structures suggests that sialylation causes an increase in conformational flexibility, which may be important for its anti-inflammatory properties.

Although glycan modifications can promote the anti-inflammatory properties of the Fc, there are amino acid substitutions that cause Fcs to initiate an enhanced immune response. Mutations in the Fc can cause up to a 100-fold increase in binding affinity to activating Fc gamma receptors located on immune cells, and have been shown to enhance antibody dependent cell-mediated cytotoxicity. This is important in developing therapeutic antibodies against cancer and infectious diseases. Structural studies of mutant Fcs in complex with activating receptors gave insight into new protein-protein interactions that lead to an enhanced binding affinity.

Together these studies show how dynamic and diverse the Fc region is and how both protein and carbohydrate modifications can alter structure, leading to IgG Fc’s switch from a pro-inflammatory to an anti-inflammatory protein.

Avaliação do potencial anti-inflamatório agudo e crônico e imunossupressor do extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus através de estudos in vivo e in vitro

O gênero Pterodon pertence à família das Papilonaceas e inclui cinco espécies nativas do Brasil: P. pubescens Benth., P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli e P. abruptus Benth., sendo a espécie objeto deste estudo a P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são livremente comercializados em mercados da flora medicinal e utilizados pela medicina popular devido a propriedades anti-reumática, analgésica, antiinflamatória, dentre outros efeitos associados a esses frutos. O principal uso popular está relacionado ao efeito antiartrítico que parece se encontrar na fração oleosa do fruto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus (EEPpg) quanto ao seu potencial antiinflamatório crônico através do modelo de artrite induzida por colágeno (CIA) e seu efeito sobre os linfócitos in vitro, bem como sobre a expansão de células MAC-1+ induzida por adjuvante completo de Freund (AFC). A caracterização química do EEPpg foi realizada por cromatografia em camada delgada (TLC), cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC-MS), através dos quais uma gama de compostos, incluindo terpenóides de polaridades variadas e flavonóides, foram observados. No modelo de CIA, o EEPpg reduziu significativamente parâmetros associados ao desenvolvimento e progressão da doença e à severidade da doença , inibindo em até 99% o seu desenvolvimento e levando a ausência de sinais clínicos evidentes após tratamento com as menores doses do extrato (0,01 mg/kg e 0,001 mg/kg). O tratamento com EEPpg também reduziu características histopatológicas típicas de articulações de animais com CIA, que também são observadas na artrite reumatóide. O EEPpg reduziu significativamente o peso dos linfonodos dos camundongos, bem como o número absoluto de segmentados, monócitos e linfócitos no sangue. In vitro, O EEPpg mostrou uma atividade anti-proliferativa dos esplenócitos estimulados com concanavalina A (Con A) ou lipopolissacarídeo (LPS) analisada através do ensaio de redução do sal de tetrazólio MTT, corroborada pelo seu efeito sobre o ciclo celular de linfócitos estimulados com Con A, onde o EEPpg nas concentrações de 5, 10 e 20 μg/mL reduziu significativamente, de maneira concentração-dependente, o número de células nas fases S+G2/M e aumentou na fase G0/G1 do ciclo celular. O efeito anti-proliferativo do EEPpg parece também estar associado ao aumento da apoptose dos linfócitos após estimulação com Con A, com aumento estatisticamente significativo no percentual de células mortas por apoptose nas maiores concentrações . O EEPpg inibiu a expansão de células Mac-1+ induzida por AFC no baço, porém não no peritônio. Esse resultado sugere um efeito inibidor do EEPpg sobre a migração celular para as articulações artríticas. Esses resultados contribuem para a validação do uso popular de P. polygalaeflorus contra doenças relacionadas a processos inflamatórios e imunes, sobretudo na artrite reumatóide, antes nunca demonstrado.

Estudo da frequência dos alelos de HLA-DRB1 em pacientes brasileiros com artrite reumatóide

Os alelos HLA-DRB1, que codificam uma sequência de aminoácidos (QKRAA/QRRAA/RRRAA) nas posições 70 a 74 da terceira região hipervariável da cadeia 1 do gene DRB1, denominada epítopo compartilhado (EC), estão associados com maior susceptibilidade e gravidade para artrite reumatóide (AR) em diversas populações. Uma nova classificação proposta por Du Montcel et al tem sido desenvolvida para apurar a associação entre HLA-DRB1 e AR. Este estudo foi desenhado com o objetivo de determinar a frequência dos alelos HLA-DRB1 em pacientes brasileiros com AR, e sua associação com o fator reumatoide (FR), anticorpos antipeptídeos citrulinados (ACPA) e lesão radiográfica articular e óssea. Quatrocentos e doze pacientes com AR e 215 controles foram incluídos. A tipificação HLA-DRB1 foi realizada pela reação em cadeia de polimerase (PCR) usando primers específicos e hibridação com oligonucleotídeos de sequência específica (SSOP). A pesquisa de ACPA foi determinada pela técnica de ELISA e a do FR por nefelometria, a avaliação radiográfica realizada pelo método do índice de Sharp modificado de Van Der Heijde. Para análises estatísticas foram utilizados os testes do qui-quadrado, t de Student e a regressão logística. Nos pacientes com AR alelos HLA-DRB1*04:01, *04:04, *04:05 se associaram com AR (p<0,05), embora o amplo intervalo de confiança, vale a pena ressaltar a associação observada com o alelo DRB1*09:01 e a doença (p<0,05). Alelos HLA-DRB1 EC+ foram observados em 62,8% dos pacientes e em 31,1% do grupo controle (OR 3,62; p <0,001) e estiveram associados com ACPA (OR 2,03; p<0,001). Alelos DRB1 DERAA mostraram efeito protetor para a AR (OR 0,42; p<0,001). A análise da nova classificação de HLA-DRB1 mostra que S2 e S3P se associaram a AR (p<0,05). Alelos S2 e/ou S3P esteve presente em 65% dos pacientes e 32% do grupo controle (OR 3,86; p<0,001) e estiveram associados a ACPA (OR.2,11; p=0,001). Alelos S3D, S1, X mostraram efeito protetor para a AR. Os resultados obtidos neste estudo demonstram que pacientes brasileiros com AR de etnia majoritariamente mestiça, alelos HLA-DRB1 avaliados segundo a hipótese do EC e a classificação proposta por Du Montcel estiveram associados à suscetibilidade à doença e à presença de ACPA.

Avaliação da fadiga em pacientes com artrite reumatoide e sua relação com qualidade de vida, capacidade funcional, sintomas de ansiedade e depressão e atividade de doença

Fadiga é um sintoma subjetivo de difícil definição. Extremamente comum em pacientes com Artrite Reumatoide. O objetivo deste estudo é estudar a fadiga numa amostra de pacientes brasileiros de dois hospitais de grande porte na cidade do Rio de Janeiro e analisar sua correlação com outras variáveis freqüentes da doença como a Qualidade de Vida, Capacidade Funcional, Ansiedade, Depressão e atividade inflamatória da doença.Um protocolo padrão foi prospectivamente aplicado a 371 pacientes como diagnóstico de AR de acordo com os critérios de classificação do American College of Rheumatology de 1987. Achados clínicos, demograficos e laboratoriais foram coletados.Os dados laboratoriais incluíram a velocidade de sedimentação das hemácias e dosagem da proteína C reativa. O número de juntas dolorosas foi obtido atraves do terceiro item do questionário de atividade inflamatória da doença DAS 28. Idade, gênero, índice de massa corporal, tempo de doença, qualidade de vida avaliada pelos domínios físico e mental do questionário Medical Outcomes Study Short-Form 36-item Health Survey (SF-36P e SF-36M), a capacidade funcional avaliada pelo Health Assessment Questionaire - Disability Index (HAQ DI). A ansiedade e a depressão foi mensurada pelo Hospital Anxiety and Depression Scale (HAD a/d). A fadiga foi avaliada pela utilização da subscalaprópria para mensuração das queixas de fadiga do questionário Fatigue Assessment of Chronic Illness Therapy (Facit FS). Foi aplicado o intervalo de confiança de 95% como medida de precisão. O valor médio de fadiga mensurado pelo Facit FS foi 39.88 8.64. O escore da fadiga correlacionou-se com capacidade funcional mensurada pelo HAQ DI (-0.507; p < 0.0000), a ansiedade e depressão mensurada pelo HAD a/d (-0.542 e -0.545; p < 0.0000 respectivamente) e com a qualidade de vida mensuradapor ambos domínios do SF-36, porém predominantemente com o seu domínio físico (SF-36P: 0.584; p < 0.0000 e 0.405; p < 0,05 respectivamente).Não encontramos associação com a velocidade de sedimentação das hemácias (-0.118; p < 0.05), da proteína C reativa (-0.089), da atividade de doença mensurada pelo DAS 28 (-0.250; p < 0.0000) ou com o número de juntas dolorosas (-0.135; p < 0.009). Nesta amostra de pacientes com Artrite reumatoide, sugerimos um novo significado para a fadiga, como um parâmetro independente, não relacionado a atividade inflamatória da doença ou ao número de juntas dolorosas. A fadiga mostrou-se associada principalmente a incapacidade funcional e a sintomas de ansiedade. Estudos adicionais e a adoção de métodos padronizados para seu monitoramento e manejo clínico são necessáriospara melhor compreensão da fadiga. A fadiga mostrou ser uma queixa importante em pelo menos 1/3 dos pacientes de AR da amostra.

Estudo do potencial anti-inflamatório e antiartrítico de Pterodon polygalaeflorus e dos seus mecanismos de ação

O gênero Pterodon pertence à família das Fabaceae e inclui quatro espécies nativas do Brasil: P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli, P. abruptus Benth. e a espécie objeto deste estudo P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são utilizados pela medicina popular devido às propriedades antirreumática, analgésica, anti-inflamatória, dentre outros. O objetivo deste trabalho foi avaliar a espécie Pterodon polygalaeflorus quanto ao seu potencial anti-inflamatório, antiartrítico e toxicológico, através da análise de seus efeitos em modelos in vitro e in vivo. Os extratos EEPpg, EHPpg e EDPpg reduziram (p<0,01) a produção in vitro de NO, por macrófagos ativados por LPS, com baixa citotoxicidade e diminuíram a celularidade (p<0,05) no exsudato inflamatório no modelo de inflamação in vivo conhecido como air pouch. O extrato mais ativo (EHPpg) foi selecionado e submetido a fracionamento em coluna de sílica gel 60 gerando quatro frações. Todas as frações (Fr I-Fr IV) reduziram: a produção de NO (p<0,001) por macrófagos ativados, com baixa ou nenhuma citotoxicidade; a migração de macrófagos in vitro (p<0,01, ensaio de wound healing) e in vivo (p<0,05, peritonite induzida por tioglicolato); e a proliferação de esplenócitos estimulados com Con A (p<0,001). As frações III e IV, mais ativas nos ensaios anteriores, mostraram ação antiartrítica (com 0,02 mg/kg), utilizando o modelo in vivo de artrite induzida por adjuvante completo de Freund (AIA), demonstrada por redução: do índice de edema de pata em 23,7% (Fr III) e 43,95% (Fr IV); das lesões histopatológicas na região tíbio-tarsal típicas de articulações com AIA (p< 0,05); do peso e celularidade do linfonodo e do baço, mas não da celularidade da medula óssea; das subpopulações de linfócitos (CD4+, CD8+ e CD19+) nos linfonodos inguinais, porém com significativo aumento das subpopulações ativadas CD4+CD69+, redução da CD8+CD69+ e aumento de CD19+CD69+ (apenas na Fr III); e redução da população de macrófagos no baço (p<0,001). As frações III e IV mostraram ação imunossupressora em nível celular e molecular, reduzindo (p<0,001) os níveis do mRNA da iNOS, assim como as citocinas IL-1β, TNF-α e IL-10, em nível de mRNA e proteína, em cultura de macrófagos. A expressão do receptor CD14, em macrófagos estimulados por LPS (31,74%), foi inibida apenas pela Fr III. A osteoclastogênese foi inibida pelas frações III e IV, sugerindo uma ação antiartrítica das frações em nível de diferenciação celular para osteoclastos (inibição). Este efeito pode resultar da inibição da expressão do fator de transcrição NFATc1, no caso da Fr III. Por fim, as frações Fr III e Fr IV não apresentaram toxicidade subaguda, potencial mutagênico (teste de Ames) ou genotóxico (teste do micronúcleo). A ausência de toxicidade in vivo das frações ficou demonstrada pela ausência de alteração no peso corporal e de órgãos, nas concentrações séricas de creatinina, ácido úrico, triglicerídeos, colesterol, ALT e ALP, ou de CYP1A1 e GSTs no fígado. Análises fitoquímicas (GC-MS e TLC) mostraram uma grande variedade de terpenos nas frações III e IV, sendo majoritários os furano-diterpenos derivados do vouacapano. O diterpeno isolado, Ppg-01, presente nas frações III (5,12%) e IV (18,47%), reduziu a produção in vitro de NO e o edema de pata induzido por carragenina (p<0,001). Em conjunto, os dados sugerem que o Ppg-01 esteja contribuindo para as ações anti-inflamatórias e imunomoduladoras das frações III e IV, e que estas propriedades estejam associadas aos efeitos antiartríticos observados.

Estudo multicêntrico nacional para avaliação da incidência de autoanticorpos e eventos adversos em pacientes com diferentes enfermidades em uso de infliximabe

Introdução: O infliximabe é um anticorpo monoclonal quimérico que inibe o fator de necrose tumoral, sendo usado em doenças autoimunes e/ou inflamatórias, tais como a artrite reumatóide (AR), a espondilite anquilosante (EA), a psoríase e a artrite psoriásica (AP) e as doenças inflamatórias intestinais (DII). Objetivos: Avaliar se o infliximabe induz à formação de autoanticorpos e verificar a ocorrência de eventos adversos, sobretudo o lúpus induzido por este medicamento. Metodologia: Trata-se de um estudo aberto, prospectivo, de fase IV, onde dosamos os autoanticorpos antes e depois do tratamento (das doenças citadas anteriormente), o qual teve duração mínima de 6 meses (5 infusões). Resultados: No total, 286 pacientes foram avaliados para o fator anti-nuclear (FAN) por imunofluorescência indireta em células Hep2, sendo significativo o aumento de número de indivíduos (p = 0,0001), antes e depois da medicação. Além do FAN, foram dosados, em 146 pacientes, 17 outros autoanticorpos pelo método multiplex, sendo que o anti-DNA de dupla hélice (anti-dsDNA) e o anticardiolipina IgM (aCL IgM) tiveram um aumento significativo (p = 0,003 e 0,0024, respectivamente). Pacientes com AR tiveram uma variação significativa nos títulos do anticorpo anti-proteína citrulinada (ACPA) (antes e depois do tratamento) (p = 0,012). De todos os pacientes avaliados (n = 286), somente 1 (0,35%) apresentou sinais clínicos e laboratoriais de lúpus induzido pelo infliximabe. Conclusão: O estudo demonstrou que o infliximabe interferiu na formação de autoanticorpos (FAN, anti-dsDNA, aCL IgM e ACPA), sendo rara a indução de lúpus pelo medicamento.

Modulação por Sucupira (Pterodon polygalaeflorus, Benth) da distribuição de Linfócitos T ativados e T de memória em linfonodos (LN) de camundongos com Artrite Induzida por Colágeno tipo II (CIA) e da mielopoiese em baços de camundongos primados com Adjuvante Completo de Freund (AFC)

Sementes de árvores do gênero Pterodon, conhecidas principalmente pelo nome Sucupira, são utilizadas popularmente para o tratamento de doenças reumáticas. Na presente dissertação, temos como objetivo estudar a possível ação do extrato hidroalcoólico de sementes de Pterodon polygalaeflorus (EHPp) no tratamento de Artrite Induzida por Colágeno tipo II (CIA) em camundongos DBA/1J. Verificou-se a distribuição de Linfócitos T CD4+ com fenótipo de memória em linfonodos de animais com CIA; a possível interferência do tratamento no segundo aumento de células mielóides (Mac-1+) esplênicas gerado pela segunda injeção de colágeno tipo II (CII) para indução da CIA e confirmou-se o fenótipo granulocítico dessas células mielóides. Além disso, através de outro modelo experimental de 10 dias de duração, objetivou-se estudar as células mielóides Mac-1+: se o tratamento com EHPp interfere na mielopoese esplênica induzida somente pela injeção de Adjuvante de Freund Completo (AFC) em camundongos DBA1/J e avaliar uma eventual diferença entre o grau de ativação dessas células em animais primados com AFC tratados ou não com EHPp. A CIA foi induzida em camundongos DBA/1J machos, por injeção intradérmica (i.d.) de CII em AFC com reforço intraperitonial de CII três semanas após a primeira injeção. O tratamento oral, diário, com EHPp por cerca de 30 dias foi iniciado no dia do reforço com CII. No modelo de curta duração, com o intuito de verificar o possível aumento de células Mac-1+ no baço, os animais foram tratados oralmente com EHPp, por 9 dias, sendo o AFC injetado, i.d., no 5o dia do tratamento e os animais sacrificados no 10o. Os resultados obtidos foram: o tratamento com EHPp interfere na distribuição de Linfócitos T com fenótipo de memória em animais com indução de CIA; resultados preliminares sugerem que o tratamento com EHPp não interfere no segundo aumento de células mielóides no baço no modelo CIA; a maioria das células mielóides presentes no baço de animais sadios ou de animais com CIA apresenta fenótipo granulocítico (GR.1+); o tratamento com EHPp reduz significantemente a mielopoese esplênica induzida pela injeção de AFC; a fração significante de células Mac-1+ no baço de animais primados com AFC apresenta aumento de produção de Espécies Reativas de Oxigênio em relação aos animais sadios ou tratados com EHPp. Em conjunto, estes resultados permitem identificar uma possível ação anti-inflamatória do EHPp ao impedir o aumento de células inflamatórias no baço de animais primados com AFC, bem como uma atividade imunossupressora, evidenciada pela redução de Linfócitos com perfil de recém ativação e de Linfócitos com perfil de memória nos LNs em relação aos animais com CIA, sugerindo o seu envolvimento nos processos de ativação e de migração linfocitários.

Molecular cloning, characterization and localization of chicken type II procollagen gene

Chicken type II procollagen (ccol2a1) has become as an important oral tolerance protein for effective treatment of rheumatoid arthritis. However, its molecular identity remains unclear. Here, we reported the full-length cDNA and nearly complete genomic DN

Os benefícios da amamentação

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