Crystal structure of human T cell leukemia virus type 1 gp21 ectodomain crystallized as a maltose-binding protein chimera reveals structural evolution of retroviral transmembrane proteins

Retroviral entry into cells depends on envelope glycoproteins, whereby receptor binding to the surface-exposed subunit triggers membrane fusion by the transmembrane protein (TM) subunit. We determined the crystal structure at 2.5-Angstrom resolution of the ectodomain of gp21, the TM from human T cell leukemia virus type 1. The gp21 fragment was crystallized as a maltose-binding protein chimera, and the maltose-binding protein domain was used to solve the initial phases by the method of molecular replacement. The structure of gp21 comprises an N-terminal trimeric coiled coil, an adjacent disulfide-bonded loop that stabilizes a chain reversal, and a C-terminal sequence structurally distinct from HIV type 1/simian immunodeficiency virus gp41 that packs against the coil in an extended antiparallel fashion. Comparison of the gp21 structure with the structures of other retroviral TMs contrasts the conserved nature of the coiled coil-forming region and adjacent disulfide-bonded loop with the variable nature of the C-terminal ectodomain segment. The structure points to these features having evolved to enable the dual roles of retroviral TMs: conserved fusion function and an ability to anchor diverse surface-exposed subunit structures to the virion envelope and infected cell surface. The structure of gp21 implies that the N-terminal fusion peptide is in close proximity to the C-terminal transmembrane domain and likely represents a postfusion conformation.

Evolutionary conservation of the membrane fusion machine

Recent structural studies of proteins mediating membrane fusion reveal intriguing similarities between diverse viral and mammalian systems. Particularly striking is the close similarity between the transmembrane envelope glycoproteins from the retrovirus HTLV-1 and the filovirus Ebola. These similarities suggest similar mechanisms of membrane fusion. The model that fits most currently available data suggests fusion activation in viral systems is driven by a symmetrical conformational change triggered by an activation event such as receptor binding or a pH change. The mammalian vesicle fusion mediated by the SNARE protein complex most likely occurs by a similar mechanism but without symmetry constraints.

Functional implications of the human T-lymphotropic virus type 1 transmembrane glycoprotein helical hairpin structure

Retrovirus entry into cells follows receptor binding by the surface exposed envelope glycoprotein (Env) subunit (SU), which triggers the membrane fusion activity of the transmembrane (TM) protein. TM protein fragments expressed in the absence of SU adopt helical hairpin structures comprising a central coiled coil, a region of chain reversal containing a disulfide-bonded loop, and a C-terminal segment that packs onto the exterior of the coiled coil in an antiparallel manner. Here we used in vitro mutagenesis to test the functional role of structural elements observed in a model helical hairpin, gp21 of human T-lymphotropic virus type 1. Membrane fusion activity requires the stabilization of the N and C termini of the central coiled coil by a hydrophobic N cap and a small hydrophobic core, respectively. A conserved Gly-Gly hinge motif preceding the disulfide-bonded loop, a salt bridge that stabilizes the chain reversal region, and interactions between the C-terminal segment and the coiled coil are also critical for fusion activity. Our data support a model whereby the chain reversal region transmits a conformational signal from receptor-bound SU to induce the fusion-activated helical hairpin conformation of the TM protein.

Goodpasture`s syndrome

Goodpasture`s syndrome (GS) is an auto-immune disease that is part of the pulmonary-renal syndrome spectrum. It is characterized by the linear deposition of anti-glomerular basement membrane antibodies (anti-GBM) in glomerular and alveolar basement membrane, resulting in alveolar hemorrhage and progressive glomerulonephritis. An early diagnosis is important to decrease clinical morbidity. In the present work, we illustrate a GS case, initially diagnosed as Wegener`s granulomatosis.The patient showed favorable clinical evolution with corticosteroid therapy associated with plasmapheresis and cyclophosphamide.

Protein crystallography and examples of its applications in medicinal chemistry

The field of protein crystallography inspires and enthrals, whether it be for the beauty and symmetry of a perfectly formed protein crystal, the unlocked secrets of a novel protein fold, or the precise atomic-level detail yielded from a protein-ligand complex. Since 1958, when the first protein structure was solved, there have been tremendous advances in all aspects of protein crystallography, from protein preparation and crystallisation through to diffraction data measurement and structure refinement. These advances have significantly reduced the time required to solve protein crystal structures, while at the same time substantially improving the quality and resolution of the resulting structures. Moreover, the technological developments have induced researchers to tackle ever more complex systems, including ribosomes and intact membrane-bound proteins, with a reasonable expectation of success. In this review, the steps involved in determining a protein crystal structure are described and the impact of recent methodological advances identified. Protein crystal structures have proved to be extraordinarily useful in medicinal chemistry research, particularly with respect to inhibitor design. The precise interaction between a drug and its receptor can be visualised at the molecular level using protein crystal structures, and this information then used to improve the complementarity and thus increase the potency and selectivity of an inhibitor. The use of protein crystal structures in receptor-based drug design is highlighted by (i) HIV protease, (ii) influenza virus neuraminidase and (iii) prostaglandin H-2-synthetase. These represent, respectively, examples of protein crystal structures that (i) influenced the design of drugs currently approved for use in the treatment of HIV infection, (ii) led to the design of compounds currently in clinical trials for the treatment of influenza infection and (iii) could enable the design of highly specific non-steroidal anti-inflammatory drugs that lack the common side-effects of this drug class.

Human bocavirus respiratory infections in children

Human bocavirus (HBoV) was recently identified in respiratory samples from patients with acute respiratory infections and has been reported in different regions of the world. To the best of our knowledge, HBoV has never been reported in respiratory infections in Brazil. Nasopharyngeal aspirates were collected from patients aged <5 years hospitalized in 2005 with respiratory infections in Ribeirao Preto, southeast Brazil, and tested by polymerase chain reaction (PCR) for HBoV. HBoV-positive samples were further tested by PCR for human respiratory syncytial virus, human metapneumovirus, human coronaviruses 229E and OC43, human influenza viruses A and B, human parainfluenza viruses 1, 2 and 3, human rhinovirus and human adenovirus. HBoV was detected in 26/248 (10.5%) children of which 21 (81%) also tested positive for other respiratory viruses. Despite the high rates of co-infections, no significant differences were found between HBoV-positive patients with and without co-infections with regard to symptoms.

The effects of stress management on symptoms of upper respiratory tract infection, secretory immunoglobulin A, and mood in young adults

Objective: To investigate the efficacy of a stress management programme on symptoms of colds and influenza in 27 university students before and after the examination period. Method: The incidence of symptoms, levels of negative affect, and secretion rate of secretory immunoglobulin A (sIgA) were recorded for 5 weeks before treatment, for the 4 weeks of treatment, and for 8 weeks after treatment in treated subjects and in 25 others who did not participate in stress management. Results: Symptoms decreased in treated subjects but not in controls during and after the examination period. Although sIgA secretion rate increased significantly after individual sessions of relaxation, resting secretion rate of sIgA did not increase over the course of the study. Negative affect decreased after examinations in both groups, but was not affected by treatment. Conclusion: Stress management reduced days of illness independently of negative affect and sIgA secretion rate. Although the component of treatment responsible for this effect has yet to be identified, psychological interventions may have a role in reducing symptoms of upper respiratory tract infection. (C) 2001 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Generation of CTL responses using Kunjin replicon RNA

The Kunjin replicon was used to express a polytope that consisted of seven hepatitis C virus cytotoxic T lymphocyte epitopes and one influenza cytotoxic T lymphocyte epitope for vaccination studies. The self-replicating nature of, and expression from, the ribonucleic acid was confirmed in vitro . Initial vaccinations with one dose of Kun-Poly ribonucleic acid showed that an influenza-specific cytotoxic T lymphocyte response was elicited more efficiently by intradermal inoculation compared with intramuscular delivery. Two micrograms of ribonucleic acid delivered in the ear pinnae of mice was sufficient to elicit a detectable cytotoxic T lymphocyte response 10 days post-vaccination. Further vaccination studies showed that four of the seven hepatitis C virus cytotoxic T lymphocyte epitopes were able to elicit weak cytotoxic T lymphocyte responses whereas the influenza epitope was able to elicit strong, specific cytotoxic T lymphocyte responses following three doses of Kun-Poly ribonucleic acid. These studies vindicate the use of the Kunjin replicon as a vector to deliver encoded proteins for the development of cell-mediated immune responses.

O papel de novas vacinas na prevenção da otite média

A Otite Média é uma das doenças infecciosas mais comuns da infância e a diminuição de sua incidência levaria a um grande impacto econômico e social para o mundo. Como uma das formas de prevenção temos as vacinas. As duas vacinas escolhidas para esta revisão são as vacinas antipneumocócica e antiinfluenza. Esta revisão da literatura procurou mostrar os resultados dos principais estudos sobre essas vacinas e seu papel na prevenção da otite média. A vacina antipneumocócica polissacarídea 23-valente não alterou a incidência de otite média pela ineficácia para menores de 2 anos, grupo de maior incidência dessa enfermidade. A vacina antipneumocócica heptavalente, apesar de não provocar grande queda na incidência geral de otite média, mudou o perfil de seus microorganismos causadores, diminuindo os episódios de otite média com efusão e recorrente e aumentando as otites causadas por H. influenza, M. catarrhalis e sorotipos de pneumococo ausentes da vacina heptavalente. A vacina antiinfluenza com vírus inativado mostrou-se efetiva na redução da otite média aguda nos períodos de maior incidência desse vírus. Os otorrinolaringologistas devem estar cientes do papel dessas novas vacinas já disponíveis no Brasil e seu impacto na redução da otite média, para saber orientar adequadamente os seus pacientes.

Estudo sorológico sobre a cepa A/New Jersey/8/76 em grupos populacionais brasileiros: nota prévia

O estudo sorológico de vários grupos populacionais brasileiros, pela pesquisa de anticorpos inibidores da hemaglutinação para a cepa de vírus da influenza A/New Jersey/8/76, deu os seguintes resultados preliminares: 7,8% do total de crianças normais e 75% do total de indivíduos adultos normais já estudados mostraram possuir títulos de anticorpos inibidores da hemaglutinação para aquela cepa > 80; num grupo de índios da região do Xingu, todos os soros testados apresentaram título < 40.

Indicação de vacinas e imunoglobulinas em indivíduos que apresentam comprometimento da imunidade

Com base na literatura, foi feita revisão sobre as recomendações para uso de vacinas e imunoglobulinas em indivíduos que apresentam comprometimento total ou parcial da imunidade, sobretudo relativa à decada de noventa. A análise de 75 referências permite chegar às principais conclusões: as vacinas contendo agentes vivos, geralmente são contra-indicadas para indivíduos que apresentam condições que determinam acentuado comprometimento da imunidade; as vacinas que contêm agentes mortos ou apenas frações antigênicas, apesar de serem menos imunogênicas e conferirem menores taxas de proteção aos imunodeprimidos, quando comparadas aos normais, são seguras e devem ser administradas a esses indivíduos. A imunização passiva é indicada nas mesmas doses para indivíduos imunodeprimidos e pessoas normais, com exceção da imunoglobulina contra o sarampo, que deve ser administrada aos imunodeprimidos no dobro das doses habituais, sempre que tiverem contato com sarampo, independentemente de sua situação vacinal anterior. Para aumentar a proteção dos imunodeprimidos contra a varicela e a influenza, recomenda-se vacinar contra essas doenças os familiares e os profissionais que atendam esses indivíduos.

Poluição atmosférica e atendimentos por pneumonia e gripe em São Paulo, Brasil

OBJETIVO: Investigar os efeitos causados pela poluição atmosférica na morbidade por pneumonia e por gripe em idosos entre 1996 e 1998. MÉTODOS: Foram obtidos dados diários de atendimentos por pneumonia e gripe para idosos em pronto-socorro médico de um hospital-escola de referência no Município de São Paulo, SP, Brasil. Os níveis diários de CO, O3, SO2, NO2 e PM10 foram obtidos na Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, e os dados diários de temperatura e umidade relativa do ar foram obtidos no Instituto Astronômico e Geofísico da USP. Para verificar a relação existente entre pneumonia e gripe e poluição atmosférica, utilizou-se o modelo aditivo generalizado de regressão de Poisson, tendo como variável dependente o número diário de atendimentos por pneumonia e gripe e como variáveis independentes as concentrações médias diárias dos poluentes atmosféricos. A análise foi ajustada para sazonalidade de longa duração (número de dias transcorridos), sazonalidade de curta duração (dias da semana), temperatura mínima, umidade média, períodos de rodízio e os atendimentos por doenças não-respiratórias em idosos. RESULTADOS: O3 e SO2 estão diretamente associados à pneumonia e à gripe, independentemente das variáveis de controle. Porém, na análise conjunta, eles perdem sua significância estatística. Pôde-se observar que um aumento interquartil (25%-75%) para o O3 (38,80 mig/m³) e SO2 (15,05 mig/m³) levaram a um acréscimo de 8,07% e 14,51%, respectivamente, no número de atendimentos por pneumonia e gripe em idosos. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que a poluição atmosférica promove efeitos adversos para a saúde de idosos.

Fatores associados à doença pulmonar em idosos

OBJETIVO: Investigar a prevalência de doença pulmonar referida entre idosos segundo características sociodemográficas, econômicas, estilo de vida, mobilidade física e condições de saúde. MÉTODOS: Trata-se de um estudo transversal, de base populacional, do qual participaram 1.957 idosos (60 anos ou mais). As informações foram coletadas por meio de entrevistas. Os participantes foram selecionados a partir de amostragem probabilística, estratificada, por conglomerados e obtida em dois estágios em seis municípios do Estado de São Paulo, no período de 2001 a 2002. Foram utilizadas estatísticas descritivas, testes de associação pelo chi2, razões de prevalência e intervalos de confiança de 95%. A análise ajustada foi conduzida por meio de regressão de Poisson. RESULTADOS: Dos entrevistados, cerca de 7% referiram doença pulmonar. Não houve associação entre doença pulmonar referida e vacinação contra influenza. A partir da análise ajustada foi possível identificar os seguintes fatores independentemente associados à referência da doença: tabagismo (RP=2,03; IC 95%: 1,39-2,97); uso de medicamentos (RP=2,05; IC 95%: 1,11-3,79); auto-avaliação do estado de saúde atual como ruim ou muito ruim (RP=1,89; IC 95%:1,20-2,96); e depressão, ansiedade ou problemas emocionais (RP=1,86; IC 95%: 1,11-3,10). CONCLUSÕES: Os achados do presente estudo reforçam a importância das doenças respiratórias em idosos, particularmente em grupos mais vulneráveis, justificando medidas preventivas e assistenciais específicas.

Fatores associados à vacinação contra gripe em idosos na região metropolitana de Belo Horizonte

OBJETIVO: Estimar a cobertura e determinar os fatores associados à vacinação contra a gripe em idosos residentes na comunidade. MÉTODOS: O estudo foi conduzido na região metropolitana de Belo Horizonte em amostra probabilística de 1.786 residentes com>60 anos de idade. A variável dependente foi o relato de vacinação contra a gripe nos 12 meses precedentes. As variáveis independentes incluíram características sociodemográficas, estilos de vida relacionados à saúde; condições de saúde auto-referidas e uso de serviços de saúde. RESULTADOS: A cobertura da vacinação foi de 66,3%. As variáveis que apresentaram associações positivas e independentes com a vacinação foram faixa etária (70-79 e>80 anos; razões de prevalência ajustadas [RP] =1,20 e 1,18, respectivamente), exercícios físicos 6-7 dias por semana nos últimos 90 dias (RP=1,16); ter tido a pressão arterial aferida nos últimos dois anos (RP=2,37) e ter consultado um médico no último ano (1 e >2 consultas; RP=1,28 e 1,32, respectivamente). Associação negativa foi encontrada para ser solteiro (RP=0,82). CONCLUSÕES: Os resultados mostraram que a cobertura da vacinação na população estudada estava próxima à meta de 70% estabelecida pelo Ministério da Saúde. Os fatores associados à vacinação apresentaram estrutura multidimensional, que incluiu características demográficas, hábitos saudáveis e uso de serviços de saúde.

Infection and childhood leukemia: review of evidence

OBJECTIVE : To analyze studies that evaluated the role of infections as well as indirect measures of exposure to infection in the risk of childhood leukemia, particularly acute lymphoblastic leukemia. METHODS : A search in Medline, Lilacs, and SciELO scientific publication databases initially using the descriptors “childhood leukemia” and “infection” and later searching for the words “childhood leukemia” and “maternal infection or disease” or “breastfeeding” or “daycare attendance” or “vaccination” resulted in 62 publications that met the following inclusion criteria: subject aged ≤ 15 years; specific analysis of cases diagnosed with acute lymphoblastic leukemia or total leukemia; exposure assessment of mothers’ or infants’ to infections (or proxy of infection), and risk of leukemia. RESULTS : Overall, 23 studies that assessed infections in children support the hypothesis that occurrence of infection during early childhood reduces the risk of leukemia, but there are disagreements within and between studies. The evaluation of exposure to infection by indirect measures showed evidence of reduced risk of leukemia associated mainly with daycare attendance. More than 50.0% of the 16 studies that assessed maternal exposure to infection observed increased risk of leukemia associated with episodes of influenza, pneumonia, chickenpox, herpes zoster, lower genital tract infection, skin disease, sexually transmitted diseases, Epstein-Barr virus, and Helicobacter pylori . CONCLUSIONS : Although no specific infectious agent has been identified, scientific evidence suggests that exposure to infections has some effect on childhood leukemia etiology.