Risk-benefit assessment of Bacillus Calmette-Guérin vaccination, anti-phenolic glycolipid I serology, and Mitsuda test response: 10-year follow-up of household contacts of leprosy patients

Abstract: INTRODUCTION: Despite multidrug therapy, leprosy remains a public health issue. The intradermal Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine, Mitsuda test (lepromin skin test), and anti-phenolic glycolipid I (PGL-I) serology are widely used in leprosy studies and have shown great epidemiological value. METHODS: This longitudinal study evaluated the relative risks and benefits of these three tools by comparing results observed in household contacts (HHCs) of leprosy patients who developed leprosy with those of HHCs who did not in a population of 2,992 individuals monitored during a 10-year period. RESULTS : Seventy-five (2.5%) new leprosy cases were diagnosed, including 28 (0.9%) co-prevalent cases. Therefore, for the risk-benefit assessment, 47 (1.6%) HHCs were considered as truly diagnosed during follow-up. The comparison between healthy and affected contacts demonstrated that not only did BCG vaccination increase protection, but boosters also increased to 95% relative risk (RR) reduction when results for having two or more scars were compared with having no scars [RR, 0.0459; 95% confidence interval (CI), 0.006-0.338]. Similarly, Mitsuda reactions >7mm in induration presented 7-fold greater protection against disease development compared to reactions of 0-3mm (RR, 0.1446; 95% CI, 0.0566-0.3696). In contrast, anti-PGL-I ELISA seropositivity indicated a 5-fold RR increase for disease outcome (RR, 5.688; 95% CI, 3.2412-9.9824). The combined effect of no BCG scars, Mitsuda reaction of <7mm, and seropositivity to anti-PGL-I increased the risk for leprosy onset 8-fold (RR, 8.109; 95% CI, 5.1167-12.8511). CONCLUSIONS: The adoption of these combined assays may impose measures for leprosy control strategies.

Optimization of production of anti-cancer vaccines based on dendritic cells

Cancer remains as one of the top killing diseases in first world countries. It’s not a single, but a set of various diseases for which different treatment approaches have been taken over the years. Cancer immunotherapy comes as a “new” breath on cancer treatment, taking use of the patients’ immune system to induce anti-cancer responses. Dendritic Cell (DC) vaccines use the extraordinary capacity of DCs’ antigen presentation so that specific T cell responses may be generated against cancer. In this work, we report the ex vivo generation of DCs from precursors isolated from clinical-grade cryopreserved umbilical cord blood (UCB) samples. After the thawing protocol for cryopreserved samples was optimized, the generation of DCs from CD14+ monocytes, i.e., moDCs, or CD34+ hematopoietic stem cells (HSCs), i.e, CD34-derived DCs, was followed and their phenotype and function evaluated. Functional testing included the ability to respond to maturation stimuli (including enzymatic removal of surface sialic acids), Ovalbumin-FITC endocytic capacity, cytokine secretion and T cell priming ability. In order to evaluate the feasibility of using DCs derived from UCB precursors to induce immune responses, they were compared to peripheral blood (PB) moDCs. We observed an increased endocytosis capacity after moDCs were differentiated from monocyte precursors, but almost 10-fold lower than that of PB moDCs. Maturation markers were absent, low levels of inflammatory cytokines were seen and T cell stimulatory capacity was reduced. Sialidase enzymatic treatment was able to mature these cells, diminishing endocytosis and promoting higher T cell stimulation. CD34-derived DCs showed higher capacity for both maturation and endocytic capacity than moDCs. Although much more information was acquired from moDCs than from CD34-derived DCs, we conclude the last as probably the best suited for generating an immune response against cancer, but of course much more research has to be performed.

Hemolytic disease of the newborn due to anti-U

Anti-U is a rare red blood cell alloantibody that has been found exclusively in blacks. It can cause hemolytic disease of the newborn and hemolytic transfusion reactions. We describe the case of a female newborn presenting a strongly positive direct antiglobulin test due to an IgG antibody in cord blood. Anti-U was recovered from cord blood using acid eluate technique. Her mother presented positive screening of antibodies with anti-U identified at delivery. It was of IgG1 and IgG3 subclasses and showed a titer of 32. Monocyte monolayer assay showed moderate interaction of Fc receptors with maternal serum with a positive result (3.1%). The newborn was treated only with 48 hours of phototherapy for mild hemolytic disease. She recovered well and was discharged on the 4th day of life. We conclude that whenever an antibody against a high frequency erythrocyte antigen is identified in brown and black pregnant women, anti-U must be investigated.

Princípios de terapêutica antibiótica na doença crítica

RESUMO: A infeção é frequente durante a doença crítica, quer como causa da doença crítica quer como complicação da sua evolução. Paradoxalmente, os avanços da medicina moderna aumentaram eles próprios o risco de infeção, ao permitir a sobrevida até idades avançadas, ao criar um novo grupo de doentes imunodeprimidos, nomeadamente doentes tratados com fármacos que interferem com as suas defesas naturais (corticóides, citostáticos), ao aumentar o tempo de vida de hospedeiros com comorbilidades debilitantes. Os antibióticos são um dos elos essenciais no tratamento da infeção. Contudo o seu uso também promove a seleção e crescimento de bactérias resistentes. Para além disso as doses convencionais de antibióticos foram selecionadas numa altura em que a resistência era um fenómeno raro e podem não ser atualmente as mais adequadas. Existe hoje muita evidência acumulada que os doentes críticos sofrem alterações da sua farmacocinética (PK) que podem facilitar a ocorrência de falência terapêutica ou de toxicidade tanto por sub como por sobredosagem de antibióticos. Essas alterações são complexas e difíceis de estudar. Finalmente, também a farmacodinâmica (PD) dos antibióticos pode estar alterada nesta população, podendo haver necessidade de ajustar os alvos terapêuticos de forma individual. O objetivo deste trabalho foi investigar a relação entre a terapêutica antibiótica, as suas características PK e PD, a carga bacteriana e o prognóstico dos doentes críticos. O plano de investigação incluiu: 1. Dados da epidemiologia portuguesa de doentes críticos com infeção; 2. Avaliação da relação entre a carga bacteriana, o tempo até ao início do tratamento antibiótico e o prognóstico dos doentes críticos; 3. Avaliação da evolução da PK durante o tratamento da infeção; 4. Um estudo multicêntrico para avaliação da eficácia da terapêutica com um β- lactâmico doseado de acordo com a relação PK/PD. Na introdução é descrita a importância dos antibióticos, a sua origem e o problema crescente das resistências bacterianas relacionadas com o seu emprego e abuso. É salientada a importância de racionalizar a posologia, de acordo com os conceitos de PK e de PD. No Capítulo 1 são apresentados dados de epidemiologia portuguesa de infeção em doentes críticos, sobretudo retirados de dois estudos prospetivos, observacionais, os quais incluíram mais de 50% da capacidade de internamento em cuidados intensivos existente em Portugal. No Capítulo 2 são descritos os conceitos de PK e as suas alterações nos doentes críticos. De seguida são revistos os conceitos de PD de antibióticos e a sua aplicação a esta população, em particular durante as infeções graves (Capítulo 3). Nos capítulos seguintes são aprofundadas estas alterações da PK nos doentes críticos e as suas causas, de forma a destacar a importância da monitorização da concentração dos antibióticos. São apresentados os dados duma revisão sistemática de PK de antibóticos nesta população (Capítulo 4), pormenorizadas as alterações da PD que comprometem a eficácia da terapêutica antibiótica, facilitam o desenvolvimento de resistências e podem levar a falência terapêutica (Capítulo 5). Consequentemente a compreensão global destas alterações, da sua relevância clínica e a revisão da evidência disponível facilitou o desenvolvimento do próprio plano global de investigação (Capítulos 6 e 7). No Capítulo 6.1 são descritos os antibióticos tempo-dependente e a importância de aumentar o seu tempo de perfusão. Foi desenhado um estudo multicêntrico para comparar a eficácia e segurança da perfusão contínua da piperacilina tazobactam (um antibiótico β-lactâmico associado a um inibidor de β-lactamases) com a mesma dose do antibiótico, administrado em dose convencional, intermitente. A importância de dosear corretamente os antibióticos concentração-dependente foi também avaliada num estudo a primeira dose dos aminoglicosídeos (Capítulo 6.2). Outras estratégias para melhorar os resultados assistenciais dos doentes infetados são abordadas no Capítulo 7, em particular a importância da terapêutica antibiótica precoce, a avaliação da carga bacteriana e a compreensão da variação da PK ao longo do tratamento da infeção. Foi desenvolvido um algoritmo de abordagem terapêutica que incluiu estas alterações da PK e da PD nos doentes críticos. Finalmente no Capítulo 8 são descritos mecanismos de desenvolvimento das resistências bacterianas bem como estratégias para a sua abordagem. O Capítulo final (Capítulo 9) aponta um plano para futuras áreas de trabalho. O elemento chave identificado neste trabalho de investigação é o reconhecimento da variabilidade significativa da PK dos antibióticos durante a doença crítica, a qual condiciona a sua posologia. Estas alterações estão relacionadas com a própria gravidade da doença e tendem a diminuir ao longo do seu tratamento. No entanto nem a gravidade da doença nem as características individuais as permitem prever de forma aceitável pelo que a utilização duma posologia universal, independente da situação clínica concreta, pode ser inadequada. As estratégias para melhorar os resultados assistenciais dos doentes críticos infetados devem ser baseadas na individualização da posologia antibiótica de acordo com os princípios da PK e da PD, preferencialmente apoiadas em doseamentos da sua concentração. ------------------------------------ ABSTRACT: Infection commonly occurred during critical illness, either as a cause or complicating the course of the disease. Advances in medicine had paradoxically increase the risk of infection, both by improving survival to older ages and by introducing a new group of immunosuppressed patients, those who are treated with drugs that interfere with their natural defenses (corticosteroids, cytostatics) and those who survived longer with aggressive diseases. Antibiotics are of paramount importance for treating infection. However the use of these drugs also promote the selection and growth of resistant bacteria. Furthermore conventional antibiotic doses were calculated for less severe patients during a time when resistance was rare. Nowadays there is increasing evidence that critically ill patients experiment altered pharmacokinetics (PK) that may lead to therapeutic failure and/or drug toxicity. Equally, such PK alterations are complex and challenging to investigate. Finally pharmacodynamics (PD) may also be different in this population and antibiotic targets may need to be tailored to the individual patient. The aim of this research was to investigate the relationship between antibiotic therapy, its PK and PD, bacterial burden and critically ill patients outcomes. The research plan comprised of: 1. Epidemiological portuguese data of critically ill infected patients; 2. Relationship between burden of bacteria, time until the start of antibiotics and patient outcomes; 3. Evaluation of PK during treatment of infection; 4. A multicentre study evaluating PK guided β-lactam therapy. The introductory chapter outlines the importance of antibiotics, its origins, the problem of increasing bacteria resistance, related to its use and overuse and the importance of rational drug dosing using PK and PD concepts. In Chapter 1 portuguese epidemiological data of infections in critically ill patients is presented, mostly coming from two prospective observational studies, encompassing more than 50% of critically ill beds available in Portugal. Chapter 2 describes the concepts of PK and the changes occurring in critically ill patients. This is followed by a review of the concepts of PD of antibiotics and its application to this population, especially during severe infections (Chapter 3). In the following chapter these changes in antibiotics PK in critical illness are and its causes are detailed, to outline the importance of therapeutic drug monitoring. Data on a systematic review of antibiotics PK in those patients is provided (Chapter 4). The following chapter (Chapter 5) elucidates important changes in PD, that compromises antibiotic therapy, facilitate the occurrence of resistance and may lead to therapeutic failure. Thus, an understanding of the clinical problem and available evidence facilitated the development of a comprehensive research plan (Chapter 6 and Chapter 7). Chapter 6.1 describes time-dependent antibiotics and the importance of extending its perfusion time. A multicenter study was designed to compare the continuous infusion of piperacillin tazobactam (a β-lactam antibiotic) with the same daily dose, prescribed in a conventional, intermittent dose. The importance of correct dosing of antibiotics was also assessed through a study addressing aminoglycoside (a concentration-dependent antibiotic) therapy (Chapter 6.2), focusing on its first dose. Strategies to improve severe infected patients outcomes were addressed in Chapter 7, namely the importance of early antibiotic therapy, assessing the burden of bacteria and understanding changes in antibiotic concentration during the course of infection. An algorithm to include all the described changes in both PK and PD of critically ill patients was developed. Finally in Chapter 8 mechanisms of the increasing resistance of bacteria are described and strategies to address that problem are proposed. The closing chapter (Chapter 9) lays a roadmap for future work. The key finding of this research is the significant variability of the antibiotics PK during critical illness, which makes dosing a challenging issue. These changes are related to the severity of the infection itself and improve through the course of the disease. However neither disease severity nor individual characteristics are useful to predict PK changes. Therefore, the use of a universal dose approach, regardless of the individual patient, may not be the best approach. Strategies to improve patients’ outcomes should be based on tailoring antibiotics to the individual patient, according to PK and PD principles, preferentially supported by therapeutic drug monitoring.

Estudo da influência da flora intestinal do mosquito Anopheles sp. no estabelecimento da infecção por Plasmodium Berghei

A malária é uma doença infecciosa com um efeito devastador nas áreas afectadas. É provocada pelo protozoário Plasmodium e transmitida pelo insecto vector do género Anopheles. As fêmeas hematófagas ao alimentar-se de um hospedeiro infectado vão dar continuidade ao ciclo de vida do parasita e transmiti-lo a um novo hospedeiro na próxima refeição sanguínea. O intestino médio dos mosquitos é um órgão imunocompetente, onde a presença de microrganismos vai activar o sistema imunitário, determinando a sua capacidade vectorial. Novas abordagens de controlo biológico de doenças transmitidas por vectores parecem ganhar terreno. P. aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa, potencialmente patogénica, em especial as estirpes produtoras de muco, sendo um microrganismo modelo em estudos de biofilmes. Estes são caracterizados por conferir tolerância a antibióticos e resistência ao sistema imune do hospedeiro. Com este trabalho pretendeu-se analisar o efeito da influência da flora bacteriana, nomeadamente isolados de Pseudomonas aeruginosa produtores de muco e não produtores, presentes no tracto digestivo de Anopheles sp. e a sua relação com a infecção por P. berghei. Com este estudo é possível afirmar a existência de uma proporcionalidade directa entre a taxa de infecção por P. berghei e a ausência da Microbiota. A presença de Pseudomonas produtoras de muco no intestino médio dos mosquitos demonstrou conferir algum grau de protecção no estabelecimento da infecção, bem como na intensidade da mesma. Contudo, mais estudos necessitam ser realizados e com um maior número de mosquitos, de forma a ultrapassar as limitações impostas pelo tratamento antibacteriano. Possivelmente, a sobreposição de respostas imunes anti-bacterianas e anti-Plasmodium, vão provocar um incremento no sistema imune e limitação das infecções por Plasmodium. Biofilmes bacterianos têm demonstrado a capacidade de aderir e inibir o crescimento de protozoários Uma melhor compreensão do papel da flora microbiana face ao sistema de defesa do hospedeiro poderá contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de controlo da transmissão da malária.

PROGRESSO NA SELEÇÃO DE PROGÊNIES DE TOMATE RESISTENTES À MURCHA BACTERIANA ATRAVÉS DA AVALIAÇÃO EPIDEMIOLÓGICA DA DOENÇA

Dados obtidos em experimentos realizados durante a década 83/92 pelo Programa de Melhoramento Genético do Tomateiro foram utilizados para avaliar a eficiência da utilização do parâmetro epidemiológico Taxa de Infecçâo para seleção de progênies resistentes ao patógeno Pseudomonas solanacearum. Foram obtidas evidências que as progênies selecionadas de uma geração para a seguinte apresentaram níveis crescentes de resistência e maior capacidade produtiva sob condição de cultivo em solos infestados pelo patógeno, usando-se como padrões de susceptibilidade variedades do grupo Santa Cruz e de resistência a variedade Caraiba. A Taxa de Infecção consegue detectar elevado número de contrastes significativos quando comparada com outros parâmetros que não consideram a resistência como resultante de um processo na qual a expressão é modificada com o tempo.

Açaí (Euterpe oleracea mart.) e camu-camu (Myrciaria dubia (H.B.K.) Mc Vaugh) possuem ação anti anêmica?

Avaliou-se o impacto da utilização do açaí e camu-camu em pré-escolares de uma Unidade Filantrópica de Manaus-AM. Foram selecionadas 85 crianças voluntárias, de dois a seis anos incompletos, de ambos os sexos, distribuídas aleatoriamente em 5 grupos, tendo como fonte de ferro e vitamina C: açaí e açaí + camu-camu, perfazendo um total de 2 mg de ferro e 40 mg de ácido ascórbico, assim como o ferro aminoácido quelato na concentração de 1 e 2 mg de ferro. O ferro foi distribuído diariamente na colação por um período de 120 dias. Na caracterização da anemia considerou-se o ponto de corte de hemoglobina <11g/dL. Os resultados demonstraram que de um universo de 85 crianças 6 (7%) apresentaram um quadro de desnutrição crônica, sendo ao final da intervenção reduzido para 4 (4,7%). O maior impacto da utilização do açaí foi como fonte energética, refletido no ganho de peso significativo das crianças (1,76 kg), mesmo quando adicionado de camu-camu (1,69 kg). Em relação a concentração de hemoglobina, não foi constatada diferença significativa entre as crianças dos diferentes grupos, independente da fonte de ferro: açaí (0,71 g/dL); açaí + camu-camu (0,60 g/dL), Ferro 2 mg (0,88 g/dL); água (0,85 g/ dL) e Ferro 1 mg (0,54 g/dL). Entretanto, a recuperação de crianças anêmicas foi maior no grupo que recebeu ferro aminoácido quelato na concentração de 2 mg de ferro. Conclui-se que o açaí tem um grande potencial como fonte energética e pouca expressividade como fonte de ferro, mesmo adicionado de camu-camu.

The role of Pep4p, the vacuolar yeast protease ortholog of human cathepsin D, in mitochondria-dependent apoptosis

Doctoral Thesis (PhD Programm on Molecular and Environmental Biology)

Assessment of a protease inhibitor peptide for anti-ageing

Ageing and skin exposure to UV radiation induces production and activation of matrix metalloproteinases (MMPs) and human neutrophil elastase (HNE). These enzymes are known to break down the extracellular matrix (ECM) which leads to wrinkle formation. Here, we demonstrated the potential of a solid-in-oil nanodispersion containing a competitive inhibitor peptide of HNE mixed with hyaluronic acid (HA), displaying 158 nm of mean diameter, to protect the skin against the ageing effects. Western blot analysis demonstrated that activation of MMP-1 in fibroblasts by HNE treatment is inhibited by the solid-in-oil nanodispersion containing the peptide and HA. The results clearly demonstrate that solid-in-oil nanodispersion containing the HNE inhibitor peptide is a promising strategy for anti-ageing effects. This effect can be seen particularly by ECM regulation by affecting fibroblasts. The formulation also enhances the formation of thicker bundles of actin filaments.

In vitro anti-Candida activity of Glycyrrhiza glabra L.

The severity and frequency of opportunistic fungal infections still growing, concomitantly to the increasing rates of antimicrobial drugs resistance. Natural matrices have been used over years due to its multitude of health benefits, including antifungal potential. Thus, the present work aims to evaluate the anti-Candida potential of the phenolic extract and individual phenolic compounds of Glycyrrhiza glabra L. (licorice), by disc diffusion assay, followed by determination of the minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal fungicidal concentration (MFC) for both planktonic cells and biofilms. Licorice extract evidenced inhibitory potential against the nineteen tested Candida strains, but no pronounced effect was observed by testing the most abundant individual phenolic compounds. Candida tropicalis strains were the most sensible, followed by Candida glabrata, Candida parapsilosis and, then, Candida albicans. Lower MIC and MFC values were achieved to C. glabrata and C. tropicalis, which confirms its susceptibility to licorice extract; however, for C. tropicalis strains a higher variability was observed. Anti-biofilm potential was also achieved, being most evident in some C. glabrata and C. tropicalis strains. In general, a twice concentration of the MIC was necessary for planktonic cells to obtain a similar potential to that one observed for biofilms. Thus, an upcoming approach for new antifungal agents, more effective and safer than the current ones, is stablished; notwithstanding, further studies are necessary in order to understand its mechanism of action, as also to assess kinetic parameters.

Fontes de resistência à murcha bacteriana em germoplasma de Capsicum spp. do estado do Amazonas

A murcha bacteriana, causada por Ralstonia solanacearum, é uma das doenças mais importantes do gênero Capsicum no Brasil. No Amazonas, as condições de elevada temperatura e umidade favorecem o desenvolvimento da doença. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência à murcha bacteriana de germoplasma, selvagem e comercial, de Capsicum spp. Foram avaliados 22 acessos de Capsicum em casa de vegetação. A inoculação foi feita mediante ferimento das raízes, seguido de adição no solo, ao redor das plantas, de suspensão bacteriana na concentração de 10(8) ufc mL-1. A avaliação foi feita diariamente a partir do quarto dia após a inoculação, em função desenvolvimento dos sintomas. A partir das médias de progresso dos sintomas foi construída a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), e os dados submetidos ao teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade, utilizando o programa estatístico SAEG 9.1. Foram selecionados os acessos 30, 20 e 17, da espécie C. chinense, como resistentes à murcha bacteriana para ensaios futuros em programas de melhoramento genético.