Purine nucleoside phosphorylase: A potential target for the development of drugs to treat T-cell- and apicomplexan parasite-mediated diseases

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) catalyzes the reversible phosphorolysis of nucleosides and deoxynucleosides, generating ribose 1-phosphate and the purine base, which is an important step of purine catabolism pathway. The lack of such an activity in humans, owing to a genetic disorder, causes T-cell impairment, and thus drugs that inhibit human PNP activity have the potential of being utilized as modulators of the immunological system to treat leukemia, autoimmune diseases, and rejection in organ transplantation. Besides, the purine salvage pathway is the only possible way for apicomplexan parasites to obtain the building blocks for RNA and DNA synthesis, which makes PNP from these parasites an attractive target for drug development against diseases such as malaria. Hence, a number of research groups have made efforts to elucidate the mechanism of action of PNP based on structural and kinetic studies. It is conceivable that the mechanism may be different for PNPs from diverse sources, and influenced by the oligomeric state of the enzyme in solution. Furthermore, distinct transition state structures can make possible the rational design of specific inhibitors for human and apicomplexan enzymes. Here, we review the current status of these research efforts to elucidate the mechanism of PNP-catalyzed chemical reaction, focusing on the mammalian and Plamodium falciparum enzymes, targets for drug development against, respectively, T-Cell and Apicomplexan parasites-mediated diseases.

On the study of the dynamical aspects of parasitemia in the blood cycle of malaria

Malaria is an important cause of morbidity and mortality worldwide. One striking aspect regarding malaria is the fact that individuals living in endemic areas do not develop immunity against the parasite, falling ill whenever they are exposed tothe parasite. The understanding of why immunity is not developed in the usual way against Plasmodium is crucial to the improvement of treatment and prevention. In this work, we study some aspects of the dynamics of the blood cycle of malaria using both modelling and data analysis of observed case-histories described by parasitemia time series. By comparing our simulations with experimental results we have shown that the different behaviour observed among patients may be associated to differences in the efficiency of the immune system to control the infection. © EDP Sciences/Societa Italiana di Fisica/Springer-Verlag 2007.

Urban and suburban malaria in Rondônia (Brazilian Western Amazon) II. Perennial transmissions with high anopheline densities are associated with human environmental changes

Longitudinal entomological surveys were performed in Vila Candelária and adjacent rural locality of Bate Estaca concomitantly with a clinical epidemiologic malaria survey. Vila Candelária is a riverside periurban neighborhood of Porto Velho, capital of the state of Rondônia in the Brazilian Amazon. High anopheline densities were found accompanying the peak of rainfall, as reported in rural areas of the region. Moreover, several minor peaks of anophelines were recorded between the end of the dry season and the beginning of the next rainy season. These secondary peaks were related to permanent anopheline breeding sites resulting from human activities. Malaria transmission is, therefore, observed all over the year. In Vila Candelária, the risk of malaria infection both indoors and outdoors was calculated as being 2 and 10/infecting bites per year per inhabitant respectively. Urban malaria in riverside areas was associated with two factors: (1) high prevalence of asymptomatic carriers in a stable human population and (2) high anopheline densities related to human environmental changes. This association is probably found in other Amazonian urban and suburban communities. The implementation of control measures should include environmental sanitation and better characterization of the role of asymptomatic carriers in malaria transmission.

Biodiversity Can Help Prevent Malaria Outbreaks in Tropical Forests

Background: Plasmodium vivax is a widely distributed, neglected parasite that can cause malaria and death in tropical areas. It is associated with an estimated 80-300 million cases of malaria worldwide. Brazilian tropical rain forests encompass host- and vector-rich communities, in which two hypothetical mechanisms could play a role in the dynamics of malaria transmission. The first mechanism is the dilution effect caused by presence of wild warm-blooded animals, which can act as dead-end hosts to Plasmodium parasites. The second is diffuse mosquito vector competition, in which vector and non-vector mosquito species compete for blood feeding upon a defensive host. Considering that the World Health Organization Malaria Eradication Research Agenda calls for novel strategies to eliminate malaria transmission locally, we used mathematical modeling to assess those two mechanisms in a pristine tropical rain forest, where the primary vector is present but malaria is absent. Methodology/Principal Findings: The Ross-Macdonald model and a biodiversity-oriented model were parameterized using newly collected data and data from the literature. The basic reproduction number (R0) estimated employing Ross-Macdonald model indicated that malaria cases occur in the study location. However, no malaria cases have been reported since 1980. In contrast, the biodiversity-oriented model corroborated the absence of malaria transmission. In addition, the diffuse competition mechanism was negatively correlated with the risk of malaria transmission, which suggests a protective effect provided by the forest ecosystem. There is a non-linear, unimodal correlation between the mechanism of dead-end transmission of parasites and the risk of malaria transmission, suggesting a protective effect only under certain circumstances (e.g., a high abundance of wild warm-blooded animals). Conclusions/Significance: To achieve biological conservation and to eliminate Plasmodium parasites in human populations, the World Health Organization Malaria Eradication Research Agenda should take biodiversity issues into consideration. © 2013 Laporta et al.

Estrutura eletrônica de materiais orgânicos: moléculas antimalariais de sulfonamidas e anilinoquinolinas

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Análise da expressão e silenciamento de genes do trato digestivo de Anopheles aquasalis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aspectos filogenéticos e sorológicos envolvidos na caracterização das variantes da proteína circunsporozoítica de Palsmodium vivax

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização do mecanismo fotossintético e aspectos relacionados à floração de Artemisia annua L

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da atividade enzimática de quitotriosidase como um marcador para a malária vivax: abordagens bioquímicas e moleculares

A quitotriosidase foi a primeira quitinase humana descrita e sua função fisiológica ainda não está totalmente esclarecida. Entretanto, diversos estudos têm demonstrado sua participação como componente na resposta imune humana. Uma duplicação de 24pb no éxon 10 do gene chit1 promove uma mudança na matriz de leitura do RNAm com deleção de 87 nucleotídeos. Esta alteração produzirá uma proteína sem atividade catalítica. Esta condição é chamada de deficiência de quitotriosidase e apresenta uma frequência aproximada de 6% de homozigose para a duplicação em diferentes grupos étnicos. A malária é uma parasitose endêmica da região amazônica causada por protozoários do gênero Plasmodium cujos sintomas incluem febre, dor de cabeça e vômitos, o que induz a uma resposta imunológica característica com o objetivo de combater essa patologia. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o comportamento da enzima quitotriosidase em pacientes acometidos por malária no estado do Pará e determinar a frequência da duplicação de 24pb no gene da quitotriosidase em uma amostra representativa. Foi realizada dosagem de quitotriosidase em 100 indivíduos sadios e 47 pacientes com malária para a análise. A análise molecular da duplicação de 24 pb foi realizada em 100 voluntários através de protocolo que incluiu as técnicas de extração de DNA, PCR e depois visualização em gel de agarose 2,5% para verificação dos fragmentos normais (homozigoto normal: 195pb) e com a duplicação de 24pb (homozigoto mutante: 219pb; heterozigoto: 219pb e 195pb). Este trabalho descreveu pela primeira vez na literatura científica a elevação dos níveis plasmáticos de quitotriosidase em pacientes acometidos por malária vivax em comparação com um grupo de indivíduos sadios. Não houve associação entre a parasitemia e os níveis plasmáticos de quitotriosidase nos pacientes com Malária. A análise molecular apresentou uma frequência de 72% de indivíduos homozigotos normais, 24% de indivíduos heterozigotos e 4% de homozigotos mutantes para duplicação de 24 pb. As frequências alélicas ficaram em torno de 84% para o alelo selvagem e 16% para o alelo mutante. Não foi encontrada correlação entre o genótipo e o fenótipo bioquímico (representado pelos níveis de quitotriosidase) no grupo controle.

Estudo sobre a distribuição da malária no Pará e sua correlação com fatores ambientais e socioeconômicos

A malária é uma doença parasitária causada por protozoários do gênero Plasmodium que completam seu ciclo de desenvolvimento alternando entre hospedeiros humanos e mosquitos do gênero Anopheles. No contexto mundial, constitui um grave problema de saúde pública que afeta principalmente os países em desenvolvimento de clima tropical e subtropical. No Brasil, acredita-se que 99,5% dos casos registrados de malária encontram-se na Amazônia Legal. Muito do sucesso deste agravo nesta região deve-se a fatores biológicos e ambientais que favorecem níveis altos de vetores, além de fatores sociais que comprometem os esforços para controlar a doença. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o perfil epidemiológico da malária no Pará, durante uma série histórica (1999 – 2003), analisando a influência de variáveis ambientais e socioeconômicas sobre a prevalência dos casos. Para tal foram calculados os índices parasitários anuais (IPA) de cada município e, através de um SIG, estes dados foram georreferenciados e estudados de forma temporal e espacial. Dados sobre o desmatamento no Estado foram analisados, através de uma regressão por permutação, para tentar explicar a variação temporal da malária. Para o estudo espacial foi testada (regressão múltipla) a influência das variáveis: temperatura, pluviosidade, altitude, educação, longevidade e renda, sobre a prevalência da malária. No estudo temporal a malária apresentou uma tendência decrescente no Estado, entretanto, apenas 31 municípios apresentaram a mesma tendência, não houve tendência crescente, os 112 municípios restantes apresentaram tendência estável. Além disso, muitos municípios alternaram aumento e diminuição dos casos ao longo da série, indicando uma boa ação de controle, mas uma fraca atuação da vigilância. Neste contexto o desmatamento parece influenciar a série temporal da malária, obteve-se resultados significativos em dois (2001 e 2002) dos três anos estudados. No estudo espacial o modelo final adotado, apesar de uma baixo poder explicativo (R²=0.31), apresentou três variáveis significativas: número de meses secos, renda e educação. No entanto, o resultado das duas primeiras não se apresenta de uma forma direta, sendo reflexo de outras atividades. Apesar da escala adotada e de problemas na agregação dos dados (só estão disponíveis por município), este trabalho apresenta resultados relevantes que podem auxiliar os gestores da saúde (ou de endemias) a direcionar ações de controle para as áreas apontadas como críticas, atuando nos fatores de maior significância, obtendo assim melhor aproveitamento dos recursos humanos e materiais disponíveis.

Adesão ao tratamento da malária: um estudo em comunidades do entorno da Usina Hidrelétrica de Tucuruí - Pará

Malária, doença infecciosa causada pelo protozoário Plasmodium, transmitida ao homem pela picada de mosquito fêmea do gênero Anopheles, atualmente põe em risco 40% da população mundial. No Brasil, ocorre sobretudo na Região Amazônica, onde estão concentrados 99,7% dos casos. Nas comunidades localizadas no entorno do lago de Tucuruí, a ocorrência de malária é elevada e os moradores não contam com serviços eficientes que proporcionem profilaxia e terapia adequados. Esta pesquisa teve a finalidade de analisar a ocorrência de comportamentos de adesão ao tratamento medicamentoso e de prevenção da malária em indivíduos residentes em comunidades do entorno da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, Estado do Pará, por meio da comparação de três condições de intervenção: Rotina (n=10), Monitoramento (n=9) e Informação com monitoramento (n=10). Para avaliar quantitativamente os efeitos da intervenção, os comportamentos adotados nas três condições foram comparados por testes não-paramétricos (Qui-Quadrado e teste Binomial). A adesão ao tratamento nas condições Rotina e Monitoramento foi inexpressiva, enquanto, na condição Informação com monitoramento após a intervenção, 80% dos participantes apresentaram relatos de adesão ao tratamento significativamente superior, evidenciando eficácia da intervenção. Quanto ao conhecimento da malária na condição Informação com monitoramento, a intervenção promoveu aumento no nível de conhecimento dos participantes sobre a malária. A análise da mudança no repertório comportamental foi realizada em treze itens. Foram alcançados resultados mais expressivos na condição Informação com monitoramento; em nove itens foi observada mudança significativa de atitude dos participantes. A comparação entre as condições Monitoramento e Informação com monitoramento apresentou diferença significativa em oito itens: usar mosquiteiro, notificar o agente de saúde, manter cortadas ou podadas as árvores, não tomar banho no rio em horários de risco, usar roupa adequada para adentrar à mata, usar roupa adequada para pescar, não ficar no relento e usar repelentes como andiroba ou similares. Em síntese, conclui-se que a intervenção Informação com monitoramento foi eficaz para melhorar a adesão ao tratamento da malária e o nível de conhecimento sobre a doença.

Malaria vaccine: roadblocks and possible solutions

Malaria remains the most prevalent and devastating parasitic disease worldwide. Vaccination is considered to be an approach that will complement other strategies for prevention and control of the disease in the future. In the last 10 years, intense studies aimed at the development of a malaria vaccine have provided important knowledge of the nature of the host immunological mechanisms of protection and their respective target antigens. It became well established that protective immune responses can be generated against the distinct stages of Plasmodium. However, in general, protective immune responses are directed at stage-specific antigens. The elucidation of the primary structure of these antigens made possible the generation of synthetic and recombinant proteins that are being extensively used in experimental immunizations against the infection. Today, several epitopes of limited polymorphism have been described and protective immunity can be generated by immunization with them. These epitopes are being tested as primary candidates for a subunit vaccine against malaria. Here we critically review the major roadblocks for the development of a malaria vaccine and provide some insight on how these problems are being solved.

Evaluation of Antimalarial Activity and Toxicity of a New Primaquine Prodrug

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelo discreto para o ciclo eritrocitário da Malária

In this work, some aspects of the erythrocyte cycle of the malaria parasite was incorporated into a cellular automata model to simulated the major factors leading to disruption of the erythrocyte cycle and consequent appearance of gametocytes, which infected the mosquitoes. Furthermore, the time seies of parasitaemia of infected patients was analyzed and compared to simulated data. The results suggested that differences in the temporal patterns of the asexual parasitaemia are associated with different effectiveness of the immune system in controlling the infection

Plantas utilizadas no tratamento de malária e males associados por comunidades tradicionais de Xapuri, AC e Pauini, AM

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA