Evaluación de los perfiles de respuesta a interferón inducidos como respuesta a la infección con el virus del dengue

Introducción: El dengue es la principal enfermedad viral transmitida a humanos por artrópodos. Una de las características del cuadro clínico de la infección por el virus del dengue (DENV) es su alta variabilidad en la severidad, pronóstico y resolución de la enfermedad. Estudios recientes sugieren que diferentes cepas virales parecen inducir respuestas de interferón variables y que de ello pudiese depender la presentación clínica. No existen estudios previos que evalúen este fenómeno en cepas virales circulantes en México. Sumado a esto, se ha reportado que 80% de las infecciónes por DENV son asintomáticas: por lo tanto, los donadores de sangre virémicos son un riesgo para la seguridad en transfusiones. También nos propusimos estudiar si la seroprevalencia de anticuerpos anti-DENV permanecía constante en donadores de sangre con respecto al tiempo. Objetivo: Conocer la contribución epidemiológica e impacto del dengue en Nuevo León, así como establecer si existe una asociación entre la patogénesis y la variabilidad genética de los serotipos 1 y 2 del DENV, mediante la evaluación de los perfiles de expresión y respuesta a interferón, en cultivos celulares infectados con cepas virales aisladas a partir de sujetos mexicanos virémicos. Materiales y métodos: Se hizo un estudio retrospectivo de los registros semanales de CENAVECE para conocer el panorama actual oficial del dengue en Nuevo León. En colaboración con el banco de sangre HU y el Centro Estatal de la Transfusión se recolectaron 285000 donaciones de sangre en el periodo de enero 2010 a diciembre 2012, con carta de consentimiento informado. A 2061 donadores sanos se les realizó ELISA para buscar anticuerpos contra Brucella, VHC, VDRL, HBsAg, HIV1 y 2, WNV, DENV IgM-IgG. Los sueros positivos a DENV se confirmaron por detección de NS1-DENV y RT-qPCR. A la par en colaboración con LESP-NL se recolectaron 1079 sueros NS1-DENV positivos de Nuevo León los cuales se analizaron por PCR en tiempo real para identificar serotipos, y fueron sembrados en células C6/36 para aislar partículas virales. Los virus aislados se titularon en células BHK-21. Posteriormente, se infectaron células Huh-7 a una m.o.i. de 0.1 durante 36h. Se usaron como control virus prototipo inactivados con luz UV. Transcurrido el tiempo de infección, las células se trataron 1h con IFNα (1000UI/mL). Los RNAs totales se montaron sobre arreglos de PCR tiempo real (PAHS-016Z, QIAGEN) para evaluar la respuesta de interferón de las cepas aisladas de pacientes. Resultados: Se encontró que en el transcurso de 5 años, el estado de Nuevo León pasó del lugar 12 al 5º con mayor incidencia de dengue a nivel nacional, y que la seroprevalencia de anticuerpos anti-DENV en donadores asintomáticos fue del 2.6%. Se aislaron 13 virus a partir de cutivos celulares infectados con sueros NS1 positivos y los virus tuvieron la capacidad de infectar otras líneas celulares, generar partículas infecciosas funcionales y de generar enfermedad en un sistema In vivo. Al infectar células Huh-7 se observó que las cepar virales tenían una capacidad diferente para modular la respuesta de interferón, regulando con diferente intensidad diferentes genes involucrados en el establecimiento del estado antiviral intracelular. Los virus serotipo 2 indujeron niveles de expresión más altos que los virus serotipo 1.

Antimicrobial Compounds from Eukaryotic Microalgae against Human Pathogens and Diseases in Aquaculture

The search for novel compounds of marine origin has increased in the last decades for their application in various areas such as pharmaceutical, human or animal nutrition, cosmetics or bioenergy. In this context of blue technology development, microalgae are of particular interest due to their immense biodiversity and their relatively simple growth needs. In this review, we discuss about the promising use of microalgae and microalgal compounds as sources of natural antibiotics against human pathogens but also about their potential to limit microbial infections in aquaculture. An alternative to conventional antibiotics is needed as the microbial resistance to these drugs is increasing in humans and animals. Furthermore, using natural antibiotics for livestock could meet the consumer demand to avoid chemicals in food, would support a sustainable aquaculture and present the advantage of being environmentally friendly. Using natural and renewable microalgal compounds is still in its early days, but considering the important research development and rapid improvement in culture, extraction and purification processes, the valorization of microalgae will surely extend in the future.

Organismos marinhos em estudo na Península Ibérica, com fins de utilização em saúde sensu lato: estado da arte em 2015

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

In vitro anti-canine distemper virus activity of fucoidan extracted from the brown alga Cladosiphon okamuranus

Canine distemper virus (CDV) is a morbillivirus related to measles virus that infects dogs and other carnivores. CDV has a significant global impact on animal health; however, there is no current antiviral treatment for CDV infection. In recent years, it has been demonstrated that sulfated polysaccharides exhibit antiviral properties both in vivo and in vitro, despite their low cytotoxicity to host cells. Fucoidan is a sulfated polysaccharide found in the cell wall matrix of brown algae. In this study, we evaluated in vitro anti-CDV activity of fucoidan, which was derived from Cladosiphon okamuranus. Fucoidan actively inhibited CDV replication in Vero cells at a 50% inhibitory concentration (IC50) of 0.1 lg/ml. The derived selectivity index (SI50) was[20,000. This polysaccharide likely inhibits viral infection by interference in the early steps and by inhibiting CDV-mediated cell fusion. Fucoidan may be useful in development of pharmacological strategies to treat and control CDV infection.

Sulphated polysaccharides from Ulva clathrata and Cladosiphon okamuranus seaweeds both inhibit viral attachment/entry and cell-cell fusion, in NDV infection

Sulphated polysaccharides (SP) extracted from seaweeds have antiviral properties and are much less cytotoxic than conventional drugs, but little is known about their mode of action. Combination antiviral chemotherapy may offer advantages over single agent therapy, increasing efficiency, potency and delaying the emergence of resistant virus. The paramyxoviridae family includes pathogens causing morbidity and mortality worldwide in humans and animals, such as the Newcastle Disease Virus (NDV) in poultry. This study aims at determining the antiviral activity and mechanism of action in vitro of an ulvan (SP from the green seaweed Ulva clathrata), and of its mixture with a fucoidan (SP from Cladosiphon okamuranus), against La Sota NDV strain. The ulvan antiviral activity was tested using syncytia formation, exhibiting an IC50 of 0.1 μg/mL; ulvan had a better anti cell-cell spread effect than that previously shown for fucoidan, and inhibited cell-cell fusion via a direct effect on the F0 protein, but did not show any virucidal effect. The mixture of ulvan and fucoidan showed a greater anti-spread effect than SPs alone, but ulvan antagonizes the effect of fucoidan on the viral attachment/entry. Both SPs may be promising antivirals against paramyxovirus infection but their mixture has no clear synergistic advantage

Development of water-soluble polyanionic carbosilane dendrimers as novel and highly potent topical anti-HIV-2 microbicides

This is the author’s version of a work that was accepted for publication in Nanoscale.

Entry inhibitors and Carbosilane dendrimers are potent inhibitors of cell-associated HIV-2 infection

Poster presented at the 2015 Keystone Symposia Conference X5: HIV Vaccines. Banff, Alberta, Canada, 22-27 March 2015

Eficacia de las terapias celular y génica como agentes inmunomoduladores en el tratamiento de la esclerosis múltiple

El interferón beta (IFNb) ha sido uno de los fármacos más utilizados en el tratamiento de la esclerosis múltiple (EM), gracias a su efecto inmunomodulador, antiproliferativo y antiviral. Sin embargo, existe un porcentaje de pacientes que responden de forma subóptima al tratamiento, sugiriendo la necesidad de buscar alternativas terapéuticas innovadoras. En este contexto se ha observado que las células madre mesenquimales derivadas del tejido adiposo (AdMSCs) presentan capacidad inmunomoduladora, neuroprotectora y regeneradora del tejido dañado en ensayos preclínicos con el modelo animal más frecuentemente usado en el estudio de la EM, la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE), lo que las hace buenas candidatas como terapia alternativa para la EM. Además, su capacidad de migración hacia el tejido dañado les confiere potencial para ser utilizadas como transportadoras de factores terapéuticos hacia las zonas lesionadas del SNC. Por ello, nos planteamos evaluar la eficacia terapéutica de las terapias celular con AdMSCs y génica con AdMSCs modificadas genéticamente para producir IFNb, en modelos de EAE. Para llevarlo a cabo se realizó la caracterización de la población de AdMSCs de la cepa de ratón SJL/jCrL (SJL-AdMSCs), usando como control las AdMSCs de la cepa C57BL/6, ampliamente caracterizadas en la literatura, la generación de líneas de AdMSCs secretoras de IFNb (AdMSCs-IFNb) mediante lentivirus y su posterior caracterización y comparación con las mismas células sin transducir, la evaluación de los efectos de las terapias celulares autóloga, alogénica y génica en los modelos de EAE crónico progresivo (EAE-CP) y remitente recurrente (EAE-RR) y el estudio de la migración de las AdMSCs administradas como terapia autóloga y de las AdMSCs-IFNb. Los resultados obtenidos en cada uno de los objetivos planteados nos condujeron a una serie de conclusiones: las SJL-AdMSCs aisladas, cultivadas y expandidas bajo nuestras condiciones experimentales, cumplen los criterios mínimos determinados para ser consideradas células madre mesenquimales. Además, estas células presentan eficacia clínica y efectos neuroinmunomoduladores al ser utilizadas como transplantes autólogos y alogénicos en animales con EAE-RR y EAE-CP respectivamente. Por otro lado, las SJL-AdMSCs constituyen una población apta para dar soporte al desarrollo de la terapia génica, ya que la alteración de su material genético por la inserción del IFNb no supone la modificación de sus propiedades biológicas ni funcionales en estudios preclínicos en modelos de EM. Estas AdMSCs-IFNb, constituyen una línea de células mesenquimales de crecimiento estable que produce elevados niveles de IFNb de forma constitutiva. Además, los transplantes con AdMSCs-IFNb son eficaces como tratamiento terapéutico en animales con EAE-RR y EAE-CP al modular tanto la sintomatología como los procesos inflamatorios y neurodegenerativos propios de la enfermedad. Sin embargo, los resultados no permiten discriminar si los efectos observados son debidos a las propiedades del inmunomodulador secretado, a las propias células mesenquimales o a la acción conjunta de ambos. En último lugar, la migración celular de las AdMSCs autólogas se potencia por los estados de inflamación activa en ambos modelos de EAE, mostrando una amplia biodistribución celular. La localización prioritaria fue inicialmente en pulmones y, posteriormente en zona de órganos linfáticos, como hígado y bazo, y del SNC a nivel de la médula espinal. La señal bioluminiscente de las AdMSCs-IFNb en el modelo EAE-CP es mayor que la emitida por las células de la terapia autóloga. Sin embargo, la migración de las células transfectadas no aparece fuertemente influenciada por los procesos proinflamatorios. En el modelo EAE-RR estas diferencias entre terapias son incluso más moderadas. Las áreas donde se registra señal son similares a las de las células autólogas, apareciendo principalmente en zonas correspondientes a pulmones, hígado, bazo y médula espinal a lo largo del tiempo experimental.

Papel del inmunogen isg15 de lubina (Dicentrarchus labrax) en las infecciones por betanodavirus

En peces, al igual que en vertebrados superiores, la respuesta antiviral innata está mediada por el sistema interferón tipo I (IFN I), que actúa mediante la activación de genes denominados isg (interferon-stimulated genes), entre los que se incluye el gen isg15. La proteína codificada por este gen, denominada ISG15, presenta actividad antiviral actuando como citoquina, o mediante un mecanismo denominado ISGilación, que consiste en su unión covalente a proteínas víricas o celulares. Entre las enfermedades de etiología viral que afectan a la lubina (Dicentrarchus labrax), destaca la necrosis nerviosa viral, causada por el virus de la necrosis nerviosa (NNV, género Betanodavirus), que presenta dos segmentos de ARN monocatenario de polaridad positiva: ARN1 (polimerasa viral) y ARN2 (proteína de la cápside). Las diferencias en la secuencia de la región variable T4 del segmento ARN2 permiten su clasificación en 4 genotipos, siendo el genotipo RGNNV el único asociado a episodios de elevada mortalidad en lubina. El presente estudio contribuye a ampliar el conocimiento del papel del sistema IFN I en lubina frente a infecciones por betanodavirus, describiéndose la estructura del gen isg15, analizando su transcripción en respuesta a poli I:C y RGNNV; y evaluando su actividad in vitro. La lubina presenta un gen isg15, compuesto por dos exones y un intrón localizado en la región 5’-UTR. El ORF, de 474 pb, codifica una proteína de 157 aminoácidos constituida por dos dominios tipo ubiquitina y un motivo RLRGG en el extremo carboxilo terminal. La clonación del ORF en el plásmido pcDNA His/Max, y su posterior transfección en la línea celular E-11, ha permitido obtener una línea celular estable (DLISG15-E11), en la que se ha demostrado, mediante inmunofluorescencia indirecta, la localización citoplasmática de esta proteína. El análisis de transcripción muestra una respuesta más temprana e intensa tras la inducción por poli I:C que por RGNNV. Poli I:C estimula la expresión génica desde las 4 hasta las 24 h post-inyección (p.i.) en ambos órganos, y con una cinética similar. Sin embargo, ambos órganos difieren en el nivel de transcripción del gen tras la infección por RGNNV, produciéndose una estimulación temprana, desde las 12 h p.i., y de mayor nivel en el cerebro que en el riñón cefálico, órgano en el que la expresión comienza a las 72 h p.i. La actividad antiviral se ha evaluado mediante el análisis comparativo de la replicación de RGNNV, determinada mediante PCR cuantitativa, en células DLISG15-E11 y células control no transfectadas, no observándose diferencias significativas. Sin embargo, ISG15 podría actuar a otro nivel del ciclo de multiplicación viral, por lo que se están realizando ensayos de rendimiento vírico extracelular mediante titulación, y de ISGilación mediante Western-blot. El hecho de que el cerebro sea el principal órgano diana para la multiplicación de betanodavirus, y el papel antiviral atribuido a la ISG15, junto con los resultados obtenidos, contribuyen a dilucidar la importancia de este gen frente a las infecciones por RGNNV en lubina, incrementándose el conocimiento del papel del sistema del IFN I en la defensa frente a las infecciones vírcas y la relación patógeno-hospedador.

Phytopharmacological and ethnomedicinal uses of the Genus Berberis (Berberidaceae): A review

Plants belonging to Berberis are reported in several folklore medicinal pharmacopeias and are used in traditional medicines in Asia and European countries. The plants have been used in the preparation of various traditional and synthetic medicines since pre-historic times for wound healing, fever, eye disease, jaundice, vomiting during pregnancy, rheumatism, kidney and gall balder stones, and several other illnesses. Their healing properties are appear to be due to the presence of secondary metabolites and important alkaloids with different pharmacological activities. Their antibacterial, antifungal, antiviral, anti-diabetic, and anti-tumor activities as well as positive effects on the cardiovascular and body immune systems have been reported. Root extracts of some species of the plant genus contain quinine which acts as a powerful anti-malarial agent. The main chemical constituents of Berberis plants are alkaloids, steroids, glycosides, flavonoids, saponins, terpenoids and reducing sugars. Of these alkaloids, berberine is the most important. The present review focuses on recent advances in phytopharmacological and ethnomedicinal uses of plants belonging to Berberis genus.

Diseño de un vector no viral basado en nanopartículas lipídicas para el tratamiento de la hepatitis C mediante ARN de interferencia

199 p.

Caractérisation de l’activité transcriptionnelle antivirale et immunorégulatrice dépendante de STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1, induite par la costimulation par TNF

Les cellules épithéliales pulmonaires constituent la première ligne de défense face aux virus respiratoires via la sécrétion de mucus, de peptides, de cytokines et chimiokines qui déterminent l'élimination ou la progression de l’infection. Les principales cytokines antivirales produites par les cellules épithéliales alvéolaires (AEC) sont les interférons (IFN) type I (α/β) et III (λ). La liaison d’IFNβ à son récepteur induit une voie antivirale bien caractérisée qui aboutit à l’activation du complexe ISGF3 (STAT1, STAT2 et IRF9) qui permet la transcription de multiples gènes codant pour des protéines à activité antivirale et immunorégulatrice. Il a récemment été démontré que la costimulation des cellules épithéliales pulmonaires par l’IFNβ et le Tumor Necrosis Factor α (TNFα), également produit lors d’une infection, synergisent pour induire un état antiviral tardif distinct. D’autre part, il a été montré que la synergie entre le TNFα et l'IFNβ induit une voie de signalisation impliquant STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1 permettant l’expression du gène DUOX2. Notre but est de déterminer l’importance de cette nouvelle voie de signalisation induite par la costimulation du TNFα+IFNβ, impliquant STAT2 et IRF9 indépendamment de STAT1 dans la régulation d’un programme transcriptionnel antiviral et immunorégulateur tardif. Notre premier objectif est de déterminer si des gènes antiviraux et immunorégulateurs qui sont induits par la costimulation par TNFα+IFNβ sont dépendants de la voie STAT2/IRF9, indépendamment de STAT1. En utilisant la technique de qRT-PCR, nous avons identifié 3 gènes immunorégulateurs, CXCL10, IDO et APOBEC3G, induits de manière synergique en réponse à TNFα+IFNβ dans les cellules A549, un modèle de cellules épithéliales pulmonaires. Afin de confirmer que ces gènes sont induits indépendamment de STAT1, nous avons validé leur expression dans la lignée cellulaire U3A déficiente en STAT1. Par l'utilisation d'ARN interférants (ARNi) dirigés contre STAT2 et IRF9, nous avons confirmé que l’induction de ces gènes est dépendante de STAT2 et IRF9. Finalement, l’analyse de l’activité du promoteur de CXCL10 en réponse à TNFα+IFNβ par des essais rapporteurs luciférases a permis de montrer que la régulation se fait au niveau transcriptionnel. Notre deuxième objectif, est de déterminer si STAT6 pourrait remplacer STAT1 dans la voie de signalisation induite par TNFα+IFNβ. En effet, STAT6 est un inducteur connu de l’expression de DUOX2 en réponse à IL4+IL13. Contrairement à notre hypothèse, l’inhibition de STAT6 par ARNi augmente l’expression de DUOX2 en réponse à TNFα+IFNβ suggérant que STAT6 est un régulateur négatif. Nos résultats ont permis de comprendre de manière plus détaillée les mécanismes mis en place dans le développement d’une réponse antivirale. D’autre part, l’étude de l’effet de l’IFNβ et du TNFα est également pertinente pour les maladies chroniques inflammatoires et autoimmunes. De plus, nos résultats illustrent un nouveau paradigme concernant les mécanismes de signalisation cellulaire impliqués dans la synergie entre deux cytokines qui pourrait être applicable à des combinaisons de cytokines autres que TNFα+IFNβ.

Caractérisation de l’activité transcriptionnelle antivirale et immunorégulatrice dépendante de STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1, induite par la costimulation par TNF

Les cellules épithéliales pulmonaires constituent la première ligne de défense face aux virus respiratoires via la sécrétion de mucus, de peptides, de cytokines et chimiokines qui déterminent l'élimination ou la progression de l’infection. Les principales cytokines antivirales produites par les cellules épithéliales alvéolaires (AEC) sont les interférons (IFN) type I (α/β) et III (λ). La liaison d’IFNβ à son récepteur induit une voie antivirale bien caractérisée qui aboutit à l’activation du complexe ISGF3 (STAT1, STAT2 et IRF9) qui permet la transcription de multiples gènes codant pour des protéines à activité antivirale et immunorégulatrice. Il a récemment été démontré que la costimulation des cellules épithéliales pulmonaires par l’IFNβ et le Tumor Necrosis Factor α (TNFα), également produit lors d’une infection, synergisent pour induire un état antiviral tardif distinct. D’autre part, il a été montré que la synergie entre le TNFα et l'IFNβ induit une voie de signalisation impliquant STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1 permettant l’expression du gène DUOX2. Notre but est de déterminer l’importance de cette nouvelle voie de signalisation induite par la costimulation du TNFα+IFNβ, impliquant STAT2 et IRF9 indépendamment de STAT1 dans la régulation d’un programme transcriptionnel antiviral et immunorégulateur tardif. Notre premier objectif est de déterminer si des gènes antiviraux et immunorégulateurs qui sont induits par la costimulation par TNFα+IFNβ sont dépendants de la voie STAT2/IRF9, indépendamment de STAT1. En utilisant la technique de qRT-PCR, nous avons identifié 3 gènes immunorégulateurs, CXCL10, IDO et APOBEC3G, induits de manière synergique en réponse à TNFα+IFNβ dans les cellules A549, un modèle de cellules épithéliales pulmonaires. Afin de confirmer que ces gènes sont induits indépendamment de STAT1, nous avons validé leur expression dans la lignée cellulaire U3A déficiente en STAT1. Par l'utilisation d'ARN interférants (ARNi) dirigés contre STAT2 et IRF9, nous avons confirmé que l’induction de ces gènes est dépendante de STAT2 et IRF9. Finalement, l’analyse de l’activité du promoteur de CXCL10 en réponse à TNFα+IFNβ par des essais rapporteurs luciférases a permis de montrer que la régulation se fait au niveau transcriptionnel. Notre deuxième objectif, est de déterminer si STAT6 pourrait remplacer STAT1 dans la voie de signalisation induite par TNFα+IFNβ. En effet, STAT6 est un inducteur connu de l’expression de DUOX2 en réponse à IL4+IL13. Contrairement à notre hypothèse, l’inhibition de STAT6 par ARNi augmente l’expression de DUOX2 en réponse à TNFα+IFNβ suggérant que STAT6 est un régulateur négatif. Nos résultats ont permis de comprendre de manière plus détaillée les mécanismes mis en place dans le développement d’une réponse antivirale. D’autre part, l’étude de l’effet de l’IFNβ et du TNFα est également pertinente pour les maladies chroniques inflammatoires et autoimmunes. De plus, nos résultats illustrent un nouveau paradigme concernant les mécanismes de signalisation cellulaire impliqués dans la synergie entre deux cytokines qui pourrait être applicable à des combinaisons de cytokines autres que TNFα+IFNβ.

Novas moléculas antivirais, que futuro?

A Virologia é uma área em expansão, através desta conseguiu-se caracterizar os vírus conhecidos atualmente. Estes possuem características comuns entre eles, tais como ácido nucleico ou uma cápside e outras que são característica apenas de alguns, por exemplo, invólucro. Os vírus são ainda parasitas intracelulares obrigatórios e necessitam da maquinaria do hospedeiro para se replicarem e provocar uma infeção. No âmbito das inúmeras doenças provocadas por vírus a ciência tem-se dedicado á investigação de formas de combater estes parasitas capazes de provocar grandes danos nas populações. Das moléculas abordadas, algumas já existiam e apenas se descobriu a sua ação antiviral ate então desconhecida, por outro lado novas moléculas têm sido exploradas com resultados terapêuticos animadores, contudo é ainda necessário mais tempo e mais investigação. A procura de novas formas/moléculas para combater os vírus exige tempo, dedicação e tem custos elevados, para isso são necessários meios, paciência e apoios. Apesar de tudo têm surgido resultados prometedores nesta área de investigação o que representa esperança num futuro melhor.