Lack of signaling by IL-4 or by IL-4/IL-13 has more attenuating effects on Leishmania amazonensis dorsal skin - than on footpad-infected mice

Lesion development in tegumentary leishmaniasis is markedly influenced by the inoculation site and the type and number of injected infective forms. This and the yet unclear contribution of Th2 cytokines as susceptibility factors to Leishmania amazonensis infection prompted us to investigate the roles of IL-4, IL-13 and IL-10 on C57BL/6 and BALB/c mice infected in the footpad (paw) or rump with low-dose L. amazonensis purified-metacyclics. Wild-type (WT) mice of either strain developed, in the rump, a single large ulcerated lesion whereas paw lesions never ulcerated and were much smaller in C57BL/6 than in BALB/c mice. However, rump-inoculated IL-4-deficient (IL-4(-/-))C57BL/6 mice did not develop any visible lesions although parasites remained in the dermis and lymph nodes, even after systemic IL-10-receptor blocking. By comparison, all IL-4(-/-) BALB/c mice developed rump ulcers. Strikingly, only 30% of rump-infected IL-4R alpha(-/-) BALB/c mice developed lesions. IL-4(-/-) mice had higher IFN-gamma and lower IL-10 and IL-13 levels than WT mice. Paw-infected IL-4R alpha(-/-) BALB/c mice developed minimal paw lesions. While other factors contributing to L amazonensis susceptibility cannot be discounted, our results indicate that absent signalling by IL-4 or by IL-4/IL-13 have more intense attenuating effects on rump than on paw lesions but do not eradicate parasitism. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Genetic diversity of Leishmania amazonensis strains isolated in northeastern Brazil as revealed by DNA sequencing, PCR-based analyses and molecular karyotyping

Abstract Background Leishmania (Leishmania) amazonensis infection in man results in a clinical spectrum of disease manifestations ranging from cutaneous to mucosal or visceral involvement. In the present study, we have investigated the genetic variability of 18 L. amazonensis strains isolated in northeastern Brazil from patients with different clinical manifestations of leishmaniasis. Parasite DNA was analyzed by sequencing of the ITS flanking the 5.8 S subunit of the ribosomal RNA genes, by RAPD and SSR-PCR and by PFGE followed by hybridization with gene-specific probes. Results ITS sequencing and PCR-based methods revealed genetic heterogeneity among the L. amazonensis isolates examined and molecular karyotyping also showed variation in the chromosome size of different isolates. Unrooted genetic trees separated strains into different groups. Conclusion These results indicate that L. amazonensis strains isolated from leishmaniasis patients from northeastern Brazil are genetically diverse, however, no correlation between genetic polymorphism and phenotype were found.

Identification of SL addition trans-splicing acceptor sites in the internal transcribed spacer I region of pre-rRNA in Leishmania (Leishmania) amazonensis

Trypanosomatidae is a family of early branching eukaryotes harbouring a distinctive repertoire of gene expression strategies. Functional mature messenger RNA is generated via the trans-splicing and polyadenylation processing of constitutively transcribed polycistronic units. Recently, trans-splicing of pre-small subunit ribosomal RNA in the 5' external transcribed spacer region and of precursor tRNAsec have been described. Here, we used a previously validated semi-nested reverse transcription-polymerase chain reaction strategy to investigate internal transcribed spacer (ITS) I acceptor sites in total RNA from Leishmania (Leishmania) amazonensis. Two distinct spliced leader-containing RNAs were detected indicating that trans-splicing reactions occur at two AG acceptor sites mapped in this ITS region. These data provide further evidence of the wide spectrum of RNA molecules that act as trans-splicing acceptors in trypanosomatids.

Movement of Heterorhabditis amazonensis and Steinernema arenarium in search of corn fall armyworm larvae in artificial conditions

Spodoptera frugiperda (Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) is considered to be the main pest of maize crops in Brazil. Entomopathogenic nematodes (EPN) may be used to control this pest and exhibit different, unique abilities to search for their hosts. The movement of EPN in relation to S. frugiperda was evaluated. To test for horizontal movement, a styrofoam enclosure filled with sand was divided into segments, nematodes were placed at the entrance to the enclosure and a larva was placed at the end of each division. The same approach was used to evaluate vertical movement; however, PVC pipes were used in this case. In general, the mortality was inversely proportional to the initial distance between host and nematodes. In the vertical displacement test, both nematodes were able to kill the larvae up to a distance of 25 cm. Therefore, the infective juveniles of H. amazonensis and S. arenarium can search out, infect and kill larvae of S. frugiperda at distances of up to 60 cm and 25 cm of horizontal and vertical displacement, respectively.

Impact of reactive oxygen species (ROS) on the control of parasite loads and inflammation in Leishmania amazonensis infection

Background: Reactive oxygen species (ROS) protect the host against a large number of pathogenic microorganisms. ROS have different effects on parasites of the genus Leishmania: some parasites are susceptible to their action, while others seem to be resistant. The role of ROS in L. amazonensis infection in vivo has not been addressed to date. Methods: In this study, C57BL/6 wild-type mice (WT) and mice genetically deficient in ROS production by phagocytes (gp91phox−/− ) were infected with metacyclic promastigotes of L. amazonensis to address the effect of ROS in parasite control. Inflammatory cytokines, parasite loads and myeloperoxidase (MPO) activity were evaluated. In parallel, in vitro infection of peritoneal macrophages was assessed to determine parasite killing, cytokine, NO and ROS production. Results: In vitro results show induction of ROS production by infected peritoneal macrophages, but no effect in parasite killing. Also, ROS do not seem to be important to parasite killing in vivo, but they control lesion sizes at early stages of infection. IFN-γ, TNF-α and IL-10 production did not differ among mouse strains. Myeloperoxidase assay showed augmented neutrophils influx 6 h and 72 h post - infection in gp91phox−/− mice, indicating a larger inflammatory response in gp91phox−/− even at early time points. At later time points, neutrophil numbers in lesions correlated with lesion size: larger lesions in gp91phox−/− at earlier times of infection corresponded to larger neutrophil infiltrates, while larger lesions in WT mice at the later points of infection also displayed larger numbers of neutrophils. Conclusion: ROS do not seem to be important in L. amazonensis killing, but they regulate the inflammatory response probably by controlling neutrophils numbers in lesions.

Functional complementation of Leishmania (Leishmania) amazonensis AP endonuclease gene (lamap) in Escherichia coli mutant strains challenged with DNA damage agents

During its life cycle Leishmania spp. face several stress conditions that can cause DNA damages. Base Excision Repair plays an important role in DNA maintenance and it is one of the most conserved mechanisms in all living organisms. DNA repair in trypanosomatids has been reported only for Old World Leishmania species. Here the AP endonuclease from Leishmania (L.) amazonensis was cloned, expressed in Escherichia coli mutants defective on the DNA repair machinery, that were submitted to different stress conditions, showing ability to survive in comparison to the triple null mutant parental strain BW535. Phylogenetic and multiple sequence analyses also confirmed that LAMAP belongs to the AP endonuclease class of proteins.

The effect of phospholipase A2 from Crotalus durissus collilineatus on Leishmania (Leishmania) amazonensis infection

In this study, the effect of phospholipase A2 (PLA2) derived from Crotalus durissus collilineatus was evaluated in vitro and in vivo on experimental cutaneous leishmaniasis. The promastigote and amastigote forms treated with PLA2 presented increased growth rate. In vivo studies showed that PLA2-treated Leishmania (Leishmania) amazonensis promastigotes increased the size of lesions in BALB/c mice, and histopathological analysis showed numerous necrotic regions presenting a higher density of polymorphonuclear, mononuclear, and amastigote cells. Additionally, infected macrophages treated with PLA2 were able to generate prostaglandin E2 (PGE2). Cytokine quantification showed that the supernatant from infected macrophages presented moderate and high amounts of IL-2 and IL-10, respectively. However, in PLA2-treated infected macrophages, suppression of IL-2 levels occurred, but not of IL-10 levels. Observation also revealed that both the supernatant and lysate of L. (L.) amazonensis promastigotes exhibited PLA2 activity, which, in the presence of dexamethasone, showed no reduction in their activities; while glucocorticoid maintained the ability of promastigote forms to infect macrophages, which presented values similar to controls. In conclusion, the results indicate that PLA2 may be a progression factor for cutaneous leishmaniasis, since the PLA2 effect suppressed IL-2 levels and generated PGE2, an inflammatory lipid mediator.

Atividade do flavonóide quercetina em Leishmania braziliensis usando hamster como modelo de infecção

As leishmanioses estão entre as mais importantes endemias brasileiras e encontram-se entre as doenças mais negligenciadas no mundo. O arsenal terapêutico disponível é restrito, tóxico, caro e em algumas situações ineficazes, devido ao surgimento de cepas resistentes do parasito. No Brasil são registrados anualmente mais de 20 mil casos de leishmaniose tegumentar e a Leishmania braziliensis é a principal espécie causadora das formas clínicas cutânea e mucosa. Estudos prévios mostraram que o flavonóide quercetina tem ação terapêutica pela via oral em camundongos infectados com L. amazonensis. O objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade do flavonóide quercetina sobre Leishmania braziliensis in vitro e in vivo usando hamsters como modelo experimental. O efeito antiparasitário da quercetina foi avaliado sobre o crescimento in vitro das formas promastigotas e sobre amastigotas intracelulares em macrófagos peritoneais de camundongos e hamsters. O efeito da quercetina sobre macrófagos foi avaliado pela dosagem de óxido nítrico pelo método de Griess nos sobrenadantes das culturas e espécies reativas de oxigênio (EROs) intracelular através do H2DCFDA. In vivo a atividade terapêutica da quercetina foi estudada em grupos de hamsters infectados com L.braziliensis na pata, tratados com quercetina pela via oral (2mg/ 5X / semana) após 7 dias de infecção durante oito semanas.A ação terapêutica foi analisada através do tamanho da lesão. A resposta imune foi avaliada durante o tratamento, pela resposta de hipersensibilidade tardia (DTH) ao antígeno total de L. braziliensis. A quercetina não apresentou atividade sobre o crescimento de promastigotas em cultura em nenhuma das concentrações testadas. Em amastigotas intracelulares quercetina apresentou ação dose dependente em macrófagos de camundongos e hamsters inibindo 45% e 54% e 25% e 48 %, respectivamente nas concentrações de 50 e 100g/ml após 48h de tratamento. O pré - tratamento dos macrófagos de camundongos e hamsters com quercetina foi capaz de inibir o crescimento de amastigotas intracelulares em 57, 58 e 74% e 49, 50, e 58% respectivamente, nas concentrações de 25, 50 e 100 g/ml, apresentado ação inibitória significativa em todas as concentrações testadas. Não houve alteração na produção de NO pelos macrófagos, entretanto macrófagos pré tratados com a quercetina por 24 horas antes da infecção apresentaram um aumento significativo na produção de EROs, quando comparados aos controles. Macrófagos tratados antes e depois da infecção, apresentaram diminuição da produção de EROs. In vivo, a quercetina foi capaz de controlar o tamanho das lesões a partir da terceira semana de tratamento em relação ao controle não tratado ( P< 0,05). Os animais tratados com quercetina apresentaram maior resposta intradérmica aos antígenos de L. braziliensis. Esses dados mostram que a quercetina tem atividade sobre L. braziliensis, inibindo amastigotas intracelulares in vitro e sendo capaz de controlar o tamanho das lesões em hamsters infectados quando administrada pela via oral.

Análise comparativa do reconhecimento celular de antígenos dos subgêneros de Leishmania na leishmaniose tegumentar americana

Células Mononucleares do sangue periférico (CMSP) oriundas de 28 pacientes que residem em áreas endêmicas para Leishmania braziliensis foram estudados. Destes, 10 encontravam-se na fase ativa da doença e 18 curados clinicamente para as lesões de leishmaniose. As células foram cultivadas frente à antígenos de 6 espécies de Leishmania: Leishmania: L. (V.) braziliensis (LbAg), L. (V.) guyanensis (LgAg), L. (V.) lainsoni (LlAg), L. (V.) naiffi (LnAg), L. (L.) amazonensis (LaAg), L. (L.) chagasi (LcAg) e antígeno de concanavalina A como mitógeno. Os resultados foram expressos em índices de estimulação (IE). Temendo uma possível degradação protéica, os antígenos foram preparados com PBS e com PBS tampão antiproteolítico e o perfil eletroforético foi analisado através de SDS-PAGE. Os sobrenadantes das culturas foram estocados para os ensaios de ELISA para detecção de IFN-γ. A análise do perfil eletroforético dos antígenos de diferentes espécies de Leishmania demonstrou um padrão distinto e heterogêneo e aparentemente, não foi observada degradação assim que os antígenos foram preparados e 10 meses de estoque. Entretanto bandas parecem ser compartilhadas entre as espécies, que podem estar associadas a uma conservação de antígenos entre as espécies de Leishmania. A resposta proliferativa dos linfócitos (RPL) dos pacientes da forma ativa foi mais intensa para LbAg (1710,3), seguido de LnAg (177,6), LaAg (16,89,8) e LlAg (1410,1), e menos intenso para LgAg (11,46,6). Quando os IE obtidos para LbAg foram comparadas com outras espécies observou-se diferenças para LgAg (p<0.004) e LlAg (p<0.03). Não foram encontrados diferenças no perfil protéico dos extratos antigênicos produzidos com e sem inibidores de protease. Os estímulos obtidos de CMSP de indivíduos curados clinicamente não demonstraram diferenças quando comparados com aqueles da fase ativa da doença. O índice de estimulação (médiadesvio padrão) frente estímulos antigênicos pouco variou entre as espécies: LbAg - 22,222,2, LnAg - 15,911,5, LgAg - 20,720,6, LlAg - 14,710,1, LaAg - 15,1114,5 e L. chagasi - 13,78). A produção de IFN-γ quantificada nos sobrenadantes das culturas frente aos antígenos totais e solúvel mostrou níveis da citocina mais elevados quando utilizou-se antígenos total de L. guyanensis (568,1544,5; mediana: 518,5 pg/mL) quando comparadas às outras espécies analisadas. Porém quando analisadas o antígeno solúvel, podemos observar que tanto para os antígenos da espécie L. braziliensis quanto para L. naiffi, a fração total obteve os maiores índices de estímulos quando comparadas com a fração solúvel. Estes estudos sugerem que há uma reatividade cruzada entre as espécies dos subgêneros Viannia e Leishmania.

Identificação de motivos relevantes para a função do fator de iniciação da tradução EIF4E3 de Leishmania sp

Os tripanossomatídeos são organismos caracterizados pelo controle póstranscricional da expressão gênica, principalmente em nível de tradução. Na tradução em eucariotos, tem grande destaque o complexo eIF4F, sendo um de seus principais componentes o fator de iniciação da tradução eIF4E. Já foram descritos em tripanossomatídeos seis homólogos para o eIF4E, nomeados EIF4E1 a 6. Em um estudo com Leishmania amazonensis, focado no EIF4E3, percebeu-se que seu perfil de expressão se alterava rapidamente numa curva de crescimento, com este apresentando ao menos duas bandas. As mudanças observadas sugeriam modificações pós-traducionais do tipo fosforilação, algo posteriormente confirmado. Analisando-se a sequência do EIF4E3 de Leishmania, foi possível identificar a presença de possíveis sítios de fosforilação e de ligação a parceiros funcionais como homólogos do eIF4G, outro componente do complexo eIF4F, e da proteína de ligação á cauda poli-A (PABP). No presente estudo foi analisado o perfil de expressão e a capacidade de ligação a parceiros funcionais do EIF4E3 de Leishmania superexpresso em células transfectadas e no qual foram introduzidas mutações em motivos específicos. Os resultados mostraram um perfil de expressão de ao menos três bandas para o EIF4E3 de L. amazonensis e duas para L. infantum, com o sítio S75, presente apenas na primeira, sendo o responsável por esta diferença. Em ensaios de imunoprecipitação, foi identificado um motivo que, quando mutado, aboliu a ligação do EIF4E3 com a PABP3, sugerindo este como o sítio de interação entre os fatores. Com a análise do efeito de mutações no EIF4E3 de L. amazonensis, foi percebido que ao se mutar três motivos implicados na à PABP e o possível sítio de ligação ao EIF4G, sua fosforilação diminuiu drasticamente, sugerindo a necessidade destas interações para que a fosforilação ocorra. Estes resultados indicam um complexo mecanismo de modificações pós-traducionais responsáveis pela regulação do EIF4E3 e contribuem a para a caracterização da sua função em Leishmania

Antimicrobial and cytotoxic activities of medicinal plants of the Brazilian cerrado, using Brazilian cachaca as extractor liquid

Ethnopharmacological importance: Many species of plants in the Brazilian cerrado (savanna) are widely used in ethnomedicine. However, the safety and effectiveness of medicinal plants used in communities with little or no access to manufactured drugs should be evaluated. Aim of the study: Evaluate the antimicrobial and cytotoxic activities of extracts from eight plant species, obtained using Brazilian cachaca as the extractor liquid. Materials and methods: The extracts were tested against Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida parapsilosis, promastigote forms of Leishmania amazonensis, and poliovirus. In addition, cytotoxic activity was assayed in Vero cells and in human erythrocytes. Results: The plant species Curatella americana, Sclerolobium aureum, and Plathymenia reticulata showed the best activity against yeasts, especially the crude extract of C. americana and its ethyl-acetate fraction. Kielmeyera lathrophyton showed a minimum inhibitory concentration of 250 mu g/ml against S. aureus, and was inactive against Gram-negative bacteria. The extract obtained from Annona coriacea showed the best activity against the promastigote forms of Leishmania amazonensis (IC(50) = 175 mu g/ml). Only C. americana showed potential for antipoliovirus activity. The concentrations of the crude extracts that showed toxicity to VERO cells had CC(50) between 31 and 470 mu g/ml, and the lyophilized Brazilian cachaca showed a CC(50) of 307 mu g/ml. None of the extracts showed toxicity against human erythrocytes. Conclusions: Among the plant species studied. C americana proved to be effective against microorganisms, especially as an antifungal. The results will help in the search for alternative drugs to be used in pharmacotherapy, and will contribute to establish safe and effective use of phytomedicines in the treatment of infectious diseases. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Leishmania spp. in Didelphis albiventris and Micoureus paraguayanus (Didelphimorphia: Didelphidae) of Brazil

Leishmaniasis is kept in nature by the participation of several animal species. This study evaluated the presence of Leishmania spp. in skin samples of free-ranging marsupials Micoureus paraguayanus (n = 95) and Didelphis albiventris (n = 191), captured in Morro do Diabo State Park and in sections of its surrounding forest, in the region of Pontal do Paranapanema, Sao Paulo State, Brazil. The samples were tested for the presence of kDNA of Leishmania spp. by polymerase chain reaction (PCR) and by real time PCR (qPCR). All samples from D. albiventris tested by PCR were negative for the presence of kDNA of Leishmania spp. However, when tested by qPCR, the positivity was 1.6%. A positivity of 7.4% by PCR and 11.6% by qPCR was observed for M. paraguayanus. Sixty-four per cent (9/14) of positive animals were limited to the same forest fragment. Presence of Leishmania (Leishmania) amazonensis and Leishmania (Viannia) braziliensis was detected in M. paraguayanus samples. While D. albiventris is the most studied marsupial species due to its urban habits, other marsupial species such as M. paraguayanus can be potential reservoirs of Leishmania spp. and should also be studied. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.