Patterns of Mycobacterium tuberculosis-complex excretion and characterization of super-shedders in naturally-infected wild boar and red deer

Wild boar (Sus scrofa) and red deer (Cervus elaphus) are the main maintenance hosts for bovine tuberculosis (bTB) in continental Europe. Understanding Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) excretion routes is crucial to define strategies to control bTB in free-ranging populations, nevertheless available information is scarce. Aiming at filling this gap, four different MTC excretion routes (oronasal, bronchial-alveolar, fecal and urinary) were investigated by molecular methods in naturally infected hunter-harvested wild boar and red deer. In addition MTC concentrations were estimated by the Most Probable Number method. MTC DNA was amplified in all types of excretion routes. MTC DNA was amplified in at least one excretion route from 83.0% (CI95 70.8-90.8) of wild ungulates with bTB-like lesions. Oronasal or bronchial-alveolar shedding were detected with higher frequency than fecal shedding (p < 0.001). The majority of shedders yielded MTC concentrations <10(3) CFU/g or mL. However, from those ungulates from which oronasal, bronchial-alveolar and fecal samples were available, 28.2% of wild boar (CI95 16.6-43.8) and 35.7% of red deer (CI95 16.3-61.2) yielded MTC concentrations >10(3) CFU/g or mL (referred here as super-shedders). Red deer have a significantly higher risk of being super-shedders compared to wild boar (OR = 11.8, CI95 2.3-60.2). The existence of super-shedders among the naturally infected population of wild boar and red deer is thus reported here for the first time and MTC DNA concentrations greater than the minimum infective doses were estimated in excretion samples from both species.

Widespread environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex revealed by a molecular detection protocol

Environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) has been considered crucial for bovine tuberculosis persistence in multi-host-pathogen systems. However, MTC contamination has been difficult to detect due to methodological issues. In an attempt to overcome this limitation we developed an improved protocol for the detection of MTC DNA. MTC DNA concentration was estimated by the Most Probable Number (MPN) method. Making use of this protocol we showed that MTC contamination is widespread in different types of environmental samples from the Iberian Peninsula, which supports indirect transmission as a contributing mechanism for the maintenance of bovine tuberculosis in this multi-host-pathogen system. The proportion of MTC DNA positive samples was higher in the bovine tuberculosis-infected than in presumed negative area (0.32 and 0.18, respectively). Detection varied with the type of environmental sample and was more frequent in sediment from dams and less frequent in water also from dams (0.22 and 0.05, respectively). The proportion of MTC-positive samples was significantly higher in spring (p<0.001), but MTC DNA concentration per sample was higher in autumn and lower in summer. The average MTC DNA concentration in positive samples was 0.82 MPN/g (CI95 0.70-0.98 MPN/g). We were further able to amplify a DNA sequence specific of Mycobacterium bovis/caprae in 4 environmental samples from the bTB-infected area.

Mycobacterium tuberculosis causing tuberculous lymphadenitis in Maputo, Mozambique

BACKGROUND: The zoonosis bovine tuberculosis (TB) is known to be responsible for a considerable proportion of extrapulmonary TB. In Mozambique, bovine TB is a recognised problem in cattle, but little has been done to evaluate how Mycobacterium bovis has contributed to human TB. We here explore the public health risk for bovine TB in Maputo, by characterizing the isolates from tuberculous lymphadenitis (TBLN) cases, a common manifestation of bovine TB in humans, in the Pathology Service of Maputo Central Hospital, in Mozambique, during one year. RESULTS: Among 110 patients suspected of having TBLN, 49 had a positive culture result. Of those, 48 (98 %) were positive for Mycobacterium tuberculosis complex and one for nontuberculous mycobacteria. Of the 45 isolates analysed by spoligotyping and Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit - Variable Number Tandem Repeat (MIRU-VNTR), all were M. tuberculosis. No M. bovis was found. Cervical TBLN, corresponding to 39 (86.7 %) cases, was the main cause of TBLN and 66.7 % of those where from HIV positive patients. We found that TBLN in Maputo was caused by a variety of M. tuberculosis strains. The most prevalent lineage was the EAI (n?=?19; 43.2 %). Particular common spoligotypes were SIT 48 (EAI1_SOM sublineage), SIT 42 (LAM 9), SIT 1 (Beijing) and SIT53 (T1), similar to findings among pulmonary cases. CONCLUSIONS: M. tuberculosis was the main etiological agent of TBLN in Maputo. M. tuberculosis genotypes were similar to the ones causing pulmonary TB, suggesting that in Maputo, cases of TBLN arise from the same source as pulmonary TB, rather than from an external zoonotic source. Further research is needed on other forms of extrapulmonary TB and in rural areas where there is high prevalence of bovine TB in cattle, to evaluate the risk of transmission of M. bovis from cattle to humans.

Risk of multiple myeloma is associated with polymorphisms within telomerase genes and telomere length

Compelling biological and epidemiological evidences point to a key role of genetic variants of the TERT and TERC genes in cancer development. We analyzed the genetic variability of these two gene regions using samples of 2,267 multiple myeloma (MM) cases and 2,796 healthy controls. We found that a TERT variant, rs2242652, is associated with reduced MM susceptibility (OR?=?0.81; 95% CI: 0.72-0.92; p?=?0.001). In addition we measured the leukocyte telomere length (LTL) in a subgroup of 140 cases who were chemotherapy-free at the time of blood donation and 468 controls, and found that MM patients had longer telomeres compared to controls (OR?=?1.19; 95% CI: 0.63-2.24; ptrend ?=?0.01 comparing the quartile with the longest LTL versus the shortest LTL). Our data suggest the hypothesis of decreased disease risk by genetic variants that reduce the efficiency of the telomerase complex. This reduced efficiency leads to shorter telomere ends, which in turn may also be a marker of decreased MM risk.

Systems biology approaches for the design of novel Saccharomyces cerevisiae winemaking strains for enhanced flavour compounds synthesis

Tese de Doutoramento em Biologia Ambiental e Molecular

Propolis: A complex natural product with a plethora of biological activities that can be explored for drug development

The health industry has always used natural products as a rich, promising, and alternative source of drugs that are used in the health system. Propolis, a natural resinous product known for centuries, is a complex product obtained by honey bees from substances collected from parts of different plants, buds, and exudates in different geographic areas. Propolis has been attracting scientific attention since it has many biological and pharmacological properties, which are related to its chemical composition. Several in vitro and in vivo studies have been performed to characterize and understand the diverse bioactivities of propolis and its isolated compounds, as well as to evaluate and validate its potential. Yet, there is a lack of information concerning clinical effectiveness. The goal of this review is to discuss the potential of propolis for the development of new drugs by presenting published data concerning the chemical composition and the biological properties of this natural compound from different geographic origins.

Constrictive pericarditis in a 19-month-old child

We report a case of chronic nonspecific constrictive pericarditis with myocardial involvement in a 19-month-old infant. The patient underwent total pericardiectomy and had irreversible hemodynamic instability. Constrictive pericarditis is rare in childhood. It may follow several processes, most frequently an infectious disease. The natural course of the disease consists of progressive myocardial dysfunction with atrioventricular valvular involvement. When diagnosis is established early in the course of the disease and treatment started immediately, the evolution is favorable in most instances.

In-line rheo-optical microstructural characterization of complex polymer systems

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos.

Right ventricular diastolic dysfunction in the postoperative period of tetralogy of Fallot

OBJECTIVE: To assess right ventricular diastolic function in the intermediate postoperative period of repair of tetralogy of Fallot. METHODS: We carried out a case-control study with 60 patients divided into 2 groups as follows: 1) group I - 30 patients who had undergone repair of tetralogy of Fallot and 2) group II - 30 healthy children. The 2 groups were paired for age, sex, and body surface. The flows in the pulmonary and tricuspid valves were analyzed with Doppler echocardiography. The presence of anterograde flow at the end of diastole in the pulmonary artery defined restrictive right ventricular physiology. Surgical, radiological, electrocardiographic, and echocardiographic variables were analized in the group I. RESULTS: The velocity of the A wave and the E/A ratio for the tricuspid valve showed significant differences between the groups. Cases with E/A < 1.30 predominated in inspiration (group I - 19/30, and group II - 5/30). The duration of the QRS complex on the electrocardiogram was significantly increased in patients with E/A <1.30. Nineteen (63.3%) patients had restrictive right ventricular physiology, which had a longer postoperative period, longer duration of the QRS complex, and a lower E/A ratio in inspiration. The surgical and radiological variables showed no statistical difference. CONCLUSION: Restrictive right ventricular physiology was detected on the intermediate follow-up of most patients undergoing repair of tetralogy of Fallot. The postoperative period and QRS duration were increased in patients with impairment in diastolic function.

Técnicas Experimentales para Caracterizar Flujos Complejos. Experimental techniques for complex flows characterization.

En ambientes fluviales, la interacción del flujo con la geometría del cauce y con los sedimentos del lecho define una dinámica turbulenta compleja en permanente evolución. El nivel de complejidad del flujo aumenta ante la presencia de estructuras hidráulicas (pilas de puentes, protecciones contra erosión, etc.). La mayoría de los ríos, o canales naturales, presentan confluencias y bifurcaciones, en donde se genera una convergencia (o divergencia) del flujo con el resultado de un ambiente hidrodinámico complejo en la cercanía de las uniones (Kenworthy y Rhoads 1995). Bajo estas condiciones no es posible extrapolar las soluciones tradicionales básicas de las ecuaciones de gobierno desarrolladas para canales rectos y uniformes. Algunas investigaciones experimentales realizadas en estos sistemas son las de Best (1988), Rhoads y Sukhodolov (2001), Richardson et al. (1996); Richardson y Thorne (1998, 2001); Parsons et al. (2004); Szupiany et al. (2005).Por otro lado, la zona costera en ambientes marítimos se caracteriza por la existencia de diversos procesos dinámicos, entre los que se destacan la acción de olas, corrientes, interacción olas-corrientes, transporte de sedimentos y cambios batimétricos. Estos se manifiestan en una alteración morfodinámica de la playa generando superficies potenciales de erosión. Así, el diseño de las protecciones costeras (ya sean continuas, como escolleras o muros verticales; o discontinuas como espigones o diques externos) sometidas al clima marítimo bajo distintas condiciones de olas y mareas, alteran los patrones de circulación y de transporte afectando la morfodinámica en su zona de influencia y plantean, por ejemplo, la necesidad de ajustes de los coeficientes de estabilidad y pesos de los bloques de roca de las escolleras. Los problemas generados, son especialmente complejos ya que deben considerarse para su estudio, los niveles de turbulencia, la transmisión del oleaje sobre o a través de la estructura, difracción alrededor de la misma, refracción y shoaling sobre un fondo dinámico, reflexión en la estructura, etc. (Alsina et al., 2007) Revisiones bibliográficas previas muestran que, en ambos ambientes (fluvial y marítimo), es necesario optimizar las técnicas experimentales existentes para que ellas permitan caracterizar con precisión los flujos turbulentos complejos presentes. El objetivo general propuesto en esta investigación es contribuir a mejorar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos de flujos turbulentos naturales con y sin la presencia de estructuras hidráulicas que den lugar a formaciones complejas (3D). Para alcanzar este objetivo se propone realizar una recopilación de antecedentes y un análisis crítico detallado de los equipos de ultima generación para mediciones de flujo con alta frecuencia y resolución disponibles en el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC): ADV 3D (Acoustic Doppler Velocimeter de Sontek) y laser PIV 2D (Particle Image Velocimeter de Dantec). A estos equipamientos se le agrega un moderno equipo de generación bidimensional de oleaje con absorción dinámica (adquiridos a HR Ltd. en 2007 por el CAI 085 del FONTAR). Finalmente se prevé utilizar este equipamiento durante el desarrollo de experimentos y mediciones los cuales se realizarán sobre modelos físicos fluviales y costeros diseñados y construidos con y sin estructuras que interactúen con flujo turbulentos complejos. Los resultados obtenidos en este proyecto permitirá alcanzar una mejor comprensión de los procesos hidrodinámicos de los flujos turbulentos complejos, lo cual es necesario y de gran utilidad para realizar un manejo apropiado de los ambientes fluviales y marítimos, teniendo como campo directo de aplicación el correcto diseño de estructuras hidráulicas, asistiendo a la toma de medidas correctivas en sistemas naturales sometidos a procesos erosivos o de sedimentación, y contribuyendo de esta forma al manejo ambientalmente sustentable de los recursos.

Dinámica Cuántica de Sistemas Complejos: Fundamentos y Aplicaciones. Quantum Dynamics in Complex Systems: Fundamentals and Aplications.

El procedimiento de revertir la dinámica colectiva (diablillo de Loschmidt apresurado) mediante un pulso de radio frecuencia, permite generar un Eco de Loschmidt, es decir la refocalización de una excitación localizada. Alternativamente, en acústica es posible implementar un Espejo de Reversión Temporal, que consiste en la progresiva inyección de una débil excitación ultrasónica en la periferia de un sistema, para construir una excitación que se propaga "hacia atrás". Así, podemos afirmar que es posible revertir y controlar la dinámica. Sin embargo, aún no se posee una comprensión detallada de los mecanismos que gobiernan estos procedimientos. Este proyecto busca responder las preguntas que posibilitan esta comprensión.

Procesos oxidativos en matrices alimentarias complejas. Oxidative processes in complex food matrices.

Las reacciones bioquímicas que ocurren como consecuencia del tratamiento y almacenamiento de los alimentos, mejoran la seguridad alimentaria, las propiedades sensoriales y la vida útil. Sin embargo, el tratamiento térmico, la exposición a la luz y el oxígeno pueden causar daño oxidativo a los lípidos y proteínas. Los procesos oxidativos de matrices complejas tienen características distintivas que no se manifiestan cuando los componentes son sometidos a oxidación individualmente. La hipótesis de trabajo es que la oxidación de proteínas en matrices alimentarias complejas altera la estructura y las propiedades funcionales de las proteínas y, que las modificaciones que se producen varían según las condiciones de procesamiento y de la composición química del alimento. Nuestros estudios intentan demostrar que el estado oxidativo de las proteínas de un alimento es un parámetro importante para la evaluación de las propiedades funcionales, sensoriales y nutricionales de un producto lácteo. El objetivo general del proyecto es el estudio de los procesos de oxidación de matrices alimentarias complejas (la leche, miel) y su relación con distintos procesos y materiales utilizados en la industria. Es decir, nos proponemos estudiar las consecuencias funcionales y biológicas (calidad nutricional, coagulación) de la oxidación proteica en modelos experimentales “in vitro” y en productos comerciales. 1. Estudiar los fenómenos de peroxidación proteica en leche entera y descremada sometida a los distintos procesos tecnológicos de la producción de leche y queso a escala laboratorio. Se realizarán las mismas experiencias con albúmina sérica y con proteínas aisladas de suero de leche para comparar diferencias entre una matriz compleja y una simple. 2. Determinar la relación entre oxidación y composición proteica de la leche, y los cambios en las fracciones proteicas aisladas (caseínas y beta-lactoglobulina). 3. Analizar el impacto de los procesos tecnológicos a nivel de producción primaria (composición proteica y estado de oxidación) en los indicadores de inflamación (contenido de células somáticas y proteína C Reactiva) y de estado redox (capacidad antioxidante de los productos lácteos y nivel de carbonilos de proteinas). 4. Comparar las características de composición química y el estado de oxidación de leche provenientes de las tres regiones (Buenos Aires, Santa Fe y Córdoba) que conforman la cuenca láctea Argentina. Este objetivo se realizará conjuntamente con los integrantes de nuestro grupo de investigación que trabajan en el Laboratorio de Control de Calidad de la Escuela Superior de Lechería. 5. Determinar los metabolitos secundarios de mieles uniflorales propuestos como responsables de la capacidad antioxidante de estas (polifenoles) y como indicadores de su origen botánico. 6. Valorar la capacidad antioxidante total de mieles uniflorales. 7. Validar los métodos analíticos y semicuantitativos utilizados y a utilizar en el presente proyecto teniendo en cuenta lo efectos de matrices típico de los fluidos biológicos y las mezclas. El estudio de las modificaciones oxidativas de matrices complejas es un tema que es importante tanto desde el punto de vista del conocimiento básico como del aplicado. Nosotros creemos que el presente proyecto aportará conocimiento sobre las características de las vías oxidativas de proteínas en matrices complejas y que podrá ser utilizado para diseñar estrategias productivas tendientes a disminuir el deterioro de la calidad de la leche debido a la exposición a energía radiante. Parte de la experiencia ganada por el grupo ha sido ya volcada a subsanar dificultades y problemas de oxidación y deterioro de la calidad de alimentos. Además, se contribuirá a discernir la paradoja que existe en el área sobre las propiedades oxidantes/antioxidantes de los polifenoles y la relación entre estas y el estado oxidativo de un alimento. The biochemical reactions that occur as a result of food treatment and storage, improve food security, sensory properties and shelf life. Heat treatment, exposure to light and oxygen can cause oxidative damage to lipids and proteins. Oxidative processes in complex matrices display distinctive features that do not appear when the components are individually subjected to oxidation. The hypothesis is that protein oxidation in complex food matrices alters the structure and functional properties of proteins and that the modifications vary according to process conditions and food composition. The main goal is to study oxidation of complex food matrices (milk, honey) with different processes and materials used in the industry. The specific aims are: 1. To study protein oxidation in whole milk and skim subject to various technological processes. The same experiences will be done with serum albumin and isolated whey proteins to compare complex and simple matrices. 2. To determine the relationship between oxidation and milk protein composition, and changes in casein and beta-lactoglobulin. 3. Analyze the impact of technological processes at the level of primary production on markers of inflammation and redox (antioxidant capacity and protein carbonyls). 4. Compare characteristics of chemical composition and oxidation state of milk. 5. Determine secondary metabolites of honey responsible for the antioxidant capacity of these. 6. To evaluate the total antioxidant capacity unifloral honey. This project will provide knowledge about characteristics of oxidative pathways of proteins in complex matrices that can be used to design production strategies aimed at reduce the deterioration of milk quality. Also, it would help to discern the paradox that exists on the oxidants/antioxidants properties of polyphenols and the relationship between these and the oxidative status of a food.