Inferring Population Genetic Structure in Widely and Continuously Distributed Carnivores: The Stone Marten (Martes foina) as a Case Study

The stone marten is a widely distributed mustelid in the Palaearctic region that exhibits variable habitat preferences in different parts of its range. The species is a Holocene immigrant from southwest Asia which, according to fossil remains, followed the expansion of the Neolithic farming cultures into Europe and possibly colonized the Iberian Peninsula during the Early Neolithic (ca. 7,000 years BP). However, the population genetic structure and historical biogeography of this generalist carnivore remains essentially unknown. In this study we have combined mitochondrial DNA (mtDNA) sequencing (621 bp) and microsatellite genotyping (23 polymorphic markers) to infer the population genetic structure of the stone marten within the Iberian Peninsula. The mtDNA data revealed low haplotype and nucleotide diversities and a lack of phylogeographic structure, most likely due to a recent colonization of the Iberian Peninsula by a few mtDNA lineages during the Early Neolithic. The microsatellite data set was analysed with a) spatial and non-spatial Bayesian individual-based clustering (IBC) approaches (STRUCTURE, TESS, BAPS and GENELAND), and b) multivariate methods [discriminant analysis of principal components (DAPC) and spatial principal component analysis (sPCA)]. Additionally, because isolation by distance (IBD) is a common spatial genetic pattern in mobile and continuously distributed species and it may represent a challenge to the performance of the above methods, the microsatellite data set was tested for its presence. Overall, the genetic structure of the stone marten in the Iberian Peninsula was characterized by a NE-SW spatial pattern of IBD, and this may explain the observed disagreement between clustering solutions obtained by the different IBC methods. However, there was significant indication for contemporary genetic structuring, albeit weak, into at least three different subpopulations. The detected subdivision could be attributed to the influence of the rivers Ebro, Tagus and Guadiana, suggesting that main watercourses in the Iberian Peninsula may act as semi-permeable barriers to gene flow in stone martens. To our knowledge, this is the first phylogeographic and population genetic study of the species at a broad regional scale. We also wanted to make the case for the importance and benefits of using and comparing multiple different clustering and multivariate methods in spatial genetic analyses of mobile and continuously distributed species.

Ancient DNA from South-East Europe Reveals Different Events during Early and Middle Neolithic Influencing the European Genetic Heritage

The importance of the process of Neolithization for the genetic make-up of European populations has been hotly debated, with shifting hypotheses from a demic diffusion (DD) to a cultural diffusion (CD) model. In this regard, ancient DNA data from the Balkan Peninsula, which is an important source of information to assess the process of Neolithization in Europe, is however missing. In the present study we show genetic information on ancient populations of the South-East of Europe. We assessed mtDNA from ten sites from the current territory of Romania, spanning a time-period from the Early Neolithic to the Late Bronze Age. mtDNA data from Early Neolithic farmers of the Starcevo Cris culture in Romania (Carcea, Gura Baciului and Negrilesti sites), confirm their genetic relationship with those of the LBK culture (Linienbandkeramik Kultur) in Central Europe, and they show little genetic continuity with modern European populations. On the other hand, populations of the Middle-Late Neolithic (Boian, Zau and Gumelnita cultures), supposedly a second wave of Neolithic migration from Anatolia, had a much stronger effect on the genetic heritage of the European populations. In contrast, we find a smaller contribution of Late Bronze Age migrations to the genetic composition of Europeans. Based on these findings, we propose that permeation of mtDNA lineages from a second wave of Middle-Late Neolithic migration from North-West Anatolia into the Balkan Peninsula and Central Europe represent an important contribution to the genetic shift between Early and Late Neolithic populations in Europe, and consequently to the genetic make-up of modern European populations.

Sensing parasites: proteomic and advanced bio-detection alternatives

[EN] Parasitic diseases have a great impact in human and animal health. The gold standard for the diagnosis of the majority of parasitic infections is still conventional microscopy, which presents important limitations in terms of sensitivity and specificity and commonly requires highly trained technicians. More accurate molecular-based diagnostic tools are needed for the implementation of early detection, effective treatments and massive screenings with high-throughput capacities. In this respect, sensitive and affordable devices could greatly impact on sustainable control programmes which exist against parasitic diseases, especially in low income settings. Proteomics and nanotechnology approaches are valuable tools for sensing pathogens and host alteration signatures within microfluidic detection platforms. These new devices might provide novel solutions to fight parasitic diseases. Newly described specific parasite derived products with immune-modulatory properties have been postulated as the best candidates for the early and accurate detection of parasitic infections as well as for the blockage of parasite development. This review provides the most recent methodological and technological advances with great potential for biosensing parasites in their hosts, showing the newest opportunities offered by modern “-omics” and platforms for parasite detection and control.

Seroprevalence of Triatoma virus (Dicistroviridae: Cripaviridae) antibodies in Chagas disease patients

Background: Chagas disease is caused by Trypanosoma cruzi, and humans acquire the parasite by exposure to contaminated feces from hematophagous insect vectors known as triatomines. Triatoma virus (TrV) is the sole viral pathogen of triatomines, and is transmitted among insects through the fecal-oral route and, as it happens with T. cruzi, the infected insects release the virus when defecating during or after blood uptake. Methods: In this work, we analysed the occurrence of anti-TrV antibodies in human sera from Chagas disease endemic and non-endemic countries, and developed a mathematical model to estimate the transmission probability of TrV from insects to man, which ranged between 0.00053 and 0.0015. Results: Our results confirm that people with Chagas disease living in Bolivia, Argentina and Mexico have been exposed to TrV, and that TrV is unable to replicate in human hosts. Conclusions: We presented the first experimental evidence of antibodies against TrV structural proteins in human sera.

Estudo das alterações biológicas causadas pela aderência de cepas de Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) com macrófagos humanos ativados da linhagem U-937

Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um patógeno relacionado ao desenvolvimento de quadros de diarréia aguda ou persistente. A resposta inflamatória induzida por EAEC está relacionada à liberação de interleucina 8, que atua estimulando a transmigração de neutrófilos através do epitélio. Os macrófagos, de forma similar aos neutrófilos, são células fagocíticas que produzem espécies reativas de oxigênio (ERO), como o peróxido de hidrogênio (H2O2). Neste trabalho, avaliamos as consequências da interação de diferentes cepas clínicas com macrófagos humanos ativados da linhagem U-937. Todas as cepas testadas apresentaram filamentos nos testes de aderência aos macrófagos, diferentemente do que ocorre na interação com outras linhagens celulares como HEp-2, T84 e Caco-2. O ferro é um microelemento essencial para bactérias, sendo utilizado como cofator de enzimas e que também pode participar da geração de ERO através da reação de Fenton. Considerando-se a possibilidade de que o H2O2 produzido pelos macrófagos possa gerar radical hidroxil através da reação de Fenton, testes de aderência foram realizados com as amostras cultivadas na presença do captador de ferro 2,2-dipiridil. Tal fato não suprimiu a formação de filamentos, entretanto diminuiu a aderência das cepas EAEC 042 e 17-2. Com o objetivo de produzir uma resposta adaptativa ao H2O2, as culturas bacterianas foram pré-tratadas com uma dose sub-letal de H2O2 por 60 minutos antes de aderirem aos macrófagos. Nossos resultados mostraram que o pré-tratamento também não inibiu o aparecimento de filamentos em relação às culturas não tratadas. Além disto, foi observado que o pré-tratamento com o H2O2 reduziu a aderência das amostras de EAEC ao tapete celular. A filamentação é uma das respostas SOS, induzida pela presença de danos e/ou bloqueio na síntese da molécula de DNA. Com o objetivo de verificar se o H2O2 produzido pelos macrófagos estaria causando danos induzindo o sistema SOS e a filamentação bacteriana, foram realizados testes de viabilidade com mutantes derivados de E. coli K12 deficientes em enzimas do reparo por excisão de bases (BW535) e na resposta SOS (DM49). Nossos resultados mostram que os mutantes apresentaram os níveis de sobrevivência semelhantes ao observado para cepa selvagem isogênica (AB1157). Todos estes resultados em conjunto indicam que o H2O2 não é o indutor da filamentação nos testes de aderência. Macrófagos ativados apresentam ação microbicida através da ação da enzima indolamina dioxigenase (IDO), associada à redução do aminoácido L-triptofano. Desta forma, realizamos testes qualitativos de aderência de EAEC aos macrófagos suplementando o meio de interação com este aminoácido. Nossos resultados mostram que a adição de triptofano ao meio de interação reduz o número de filamentos por campo. Desta forma, aventamos a hipótese de que a depleção do triptofano seja responsável pela indução de resposta SOS, tendo como conseqüência a filamentação das bactérias.

As aves antárticas estão livres de hemoparasitos? Um estudo de caso de pinguins (Pygoscelis spp.) e de skuas (Catharacta spp.) antárticos da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Antártica.

O parasitismo é uma importante força seletiva em populações, assim como a competição e a predação. Os parasitos sanguíneos podem afetar a coloração da plumagem, a seleção sexual e o sucesso reprodutivo em aves. As aves da região Antártica têm sido mencionadas na literatura como livres de hemoparasitos. A Baía do Almirantado, na Ilha Rei George, Península Antártica, é a maior Baía da região, abrigando diferentes espécies de aves durante o período reprodutivo. Dentre elas, estão duas espécies de skuas, as mais frequentes da Antártica, skua-sub-antártica (Catharacta lonnbergi) e skua-polar-do-sul (C. maccormicki) e três espécies de pinguins, pinguim-antártico (Pygoscelis antarctica), pinguim-papua (P. papua) e pinguim-de-adélia (P. adeliae). Skuas e pinguins são aves que se dispersam durante o inverno austral, podendo ser potenciais reservatórios e transmissores de parasitos, embora resultados negativos de hemoparasitos tenham sido encontrados para diversas outras aves marinhas e também para a região Antártica. O objetivo do presente trabalho foi investigar a presença de hemoparasitos em pinguins e skuas antárticos na Baía do Almirantado. Amostras de lâminas de esfregaço sanguíneo e de sangue para análises moleculares de pesquisa de Plasmodium/Haemoproteus foram coletadas em dois períodos reprodutivos, de dezembro de 2010 a março de 2011 e de dezembro de 2011 a fevereiro de 2012. Um total de 185 amostras de aves foram coletadas, incluindo 120 pinguins e 65 skuas. Skuas foram tiveram resultados negativos para hemoparasitos. As três espécies de pinguins foram positivas para Plasmodium/Haemoproteus , via técnica molecular, incluindo dois P. papua,dois P. antarctica etrês P. adeliae. Apenas um indivíduo confirmado positivo pela técnica molecular, pertencente a P. papua, foi positivo utilizando a técnica de esfregaço sanguíneo, com diagnóstico de Plasmodium sp. Não houve diferença significativa entre indivíduos machos e fêmeas das espécies parasitadas, assim como entre adultos e filhotes. As aves parasitadas (n=7), foram categorizadas abaixo do peso (n=5) e acima do peso (n=2). O presente estudo é o primeiro a relatar hemoparasitos na região Antártica e também é o primeiro registro de presença de hemoprotozoários para as três espécies de pinguins analisadas. A ausência de hemoparasitos em aves antárticas tem sido justificada pela ausência de potenciais vetores na região. Portanto, é possível que os pinguins parasitados tenham adquirido a infecção durante a dispersão por ocasião do inverno austral. No entanto, skuas antárticas também são aves migratórias, que podem atingir regiões com potenciais vetores reconhecidos, mas nunca foram diagnosticadas com hemoparasitos, o que foi reforçado pelos resultados negativos do presente estudo. Nesse caso, acredita-se que skuas, podem ter um sistema imune competente ou que a ausência de hemoparasitos nessas aves seja justificada por confinamentos filogenéticos entre parasito-hospedeiro. Entretanto, pouco se sabe sobre a existência de vetores na Antártica, rotas migratórias das aves da região e especificidade parasito-hospedeiro. Os resultados inéditos encontrados no presente estudo devem, portanto, servir como ponto de partida para o entendimento das interações parasito-hospedeiro, de forma a contribuir para a preservação do ambiente antártico.

Soro-reatividade para hidatidose policística e análise sócio-epidemiológica em Sena Madureira, Acre - Brasil

Hidatidose policística é uma zoonose negligenciada causada pela larva do cestóide, Echinococcus vogeli, em habitantes de florestas úmidas da região neotropical. Caçar e alimentar cães com vísceras da caça são hábitos relatados nos indivíduos suspeitos ou com esta parasitose comprovada. O diagnóstico é baseado em dados clínicos, resultado de análise de imagens e detecção de anticorpos pelo teste de Immunoblot o que tem sido descrito para pacientes com a forma crônica da doença. Apenas nesta fase, os pacientes procuram por assistência médica. Este trabalho tem como objetivo avaliar a reatividade sorológica para hidatidose policística, caracterizar os aspectos epidemiológicos e avaliar a presença de enteroparasitoses nos indivíduos moradores de duas regiões de floresta em Sena Madureira (Acre). Os indivíduos concordaram em participar após apreciação do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Por meio de questionário foram obtidas informações sobre identificação, endereço, sexo, idade e hábitos de caça. Foram coletadas amostras de sangue em 125 habitantes da unidade de conservação (Floresta Estadual do Antimary) e outra unidade de não conservação ambiental em Sena Madureira, onde foram obtidas 207 amostras de sangue. Os soros foram processados pelo teste de Immunoblot para a pesquisa de IgG, nas diluições 1:100 e 1:10, no Serviço de Referência Nacional em Hidatidose-IOC-Fiocruz. Na Unidade de conservação, 39,2% dos indivíduos apresentaram sorologia positiva e 17,4% na outra área. Demonstrou-se que existe diferença significativa entre as áreas, embora a correlação seja baixa. A maioria dos indivíduos reativos em ambas as áreas apresentou as bandas de 40kDA e 28kDa. Nas duas áreas de estudo não houve diferença significativa na reatividade em relação a faixa etária. O hábito de caçar entre os reativos foi de 100% dos indivíduos praticantes da caça na Unidade de conservação e na Unidade de não conservação foi de 88,9% dos indivíduos. A presença de um a três cães foi predominante nas duas áreas. A prática da caça e a presença de cães não teve associação significativa com a reatividade sorológica em ambas as áreas. A ocupação dos indivíduos reativos nas duas regiões foi predominantemente agricultores e estudantes. Em relação ao exame parasitológico não foi encontrado nenhum parasito nos indivíduos reativos que pudesse ter reação cruzada no teste imunológico. Conclui-se que existe diferença de reatividade entre as áreas, sendo que a Unidade de conservação tem maior número de indivíduos reativos. Não foi verificada associação entre a reatividade, o gênero, a faixa etária, prática de caça e presença de cães. Os indivíduos reativos também possuíam enteroparasitoses, porém estas não estão relacionadas com a possível reação cruzada no teste de Immunoblot. A presença das bandas de 40kDa e 28kDa no teste de Immunoblot podem ser uma característica do perfil sorológico de indivíduos de área endêmica que já entraram em contato com o parasito.

Life history characteristics for silvergray rockfish (Sebastes brevispinis) in British Columbia waters and the implications for stock assessment and management

We summarize the life history characteristics of silvergray rockfish (Sebastes brevispinis) based on commercial fishery data and biological samples from British Columbia waters. Silvergray rockfish occupy bottom depths of 100−300 m near the edge of the continental shelf. Within that range, they appear to make a seasonal movement from 100−200 m in late summer to 180−280 m in late winter. Maximum observed age in the data set was 81 and 82 years for females and males, respectively. Maximum length and round weight was 73 cm and 5032 g for females and 70 cm and 3430 g for males. The peak period of mating lasted from December to February and parturition was concentrated from May to July. Both sexes are 50% mature by 9 or 10 years and 90% are mature by age 16 for females and age 13 years for males. Fecundity was estimated from one sample of 132 females and ranged from 181,000 to 1,917,000 oocytes and there was no evidence of batch spawning. Infection by the copepod parasite Sarcotaces arcticus appears to be associated with lower fecundity. Sexual maturation appears to precede recruitment to the trawl fishery; thus spawning stock biomass per recruit analysis (SSB/R) indicates that a F50% harvest target would correspond to an F of 0.072, 20% greater than M (0.06). Fishery samples may bias estimates of age at maturity but a published meta-data analysis, in conjunction with fecundity data, independently supports an early age of maturity in relation to recruitment. Although delayed recruitment to the fishery may provide more resilience to exploitation, managers may wish to forego maximizing economic yield from this species. Silvergray rockfish are a relatively minor but unavoidable part of the multiple species trawl catch. Incorrectly “testing” the resilience of one species may cause it to be the weakest member of the specie

Genetic variation of rougheye rockfish (Sebastes aleutianus) and shortraker rockfish (S. borealis) inferred from allozymes

Rougheye rockfish (Sebastes aleutianus) and shortraker rockfish (Sebastes borealis) were collected from the Washington coast, the Gulf of Alaska, the southern Bering Sea, and the eastern Kamchatka coast of Russia (areas encompassing most of their geographic distribution) for population genetic analyses. Using starch gel electrophoresis, we analyzed 1027 rougheye rockfish and 615 shortraker rockfish for variation at 29 proteincoding loci. No genetic heterogeneity was found among shortraker rockfish throughout the sampled regions, although shortraker in the Aleutian Islands region, captured at deeper depths, were found to be significantly smaller in size than the shortraker caught in shallower waters from Southeast Alaska. Genetic analysis of the rougheye rockfish revealed two evolutionary lineages that exist in sympatry with little or no gene f low between them. When analyzed as two distinct species, neither lineage exhibited heterogeneity among regions. Sebastes aleutianus seems to inhabit waters throughout the Gulf of Alaska and more southern waters, whereas S. sp. cf. aleutianus inhabits waters throughout the Gulf of Alaska, Aleutian Islands, and Asia. The distribution of the two rougheye rockfish lineages may be related to depth where they are sympatric. The paler color morph, S. aleutianus, is found more abundantly in shallower waters and the darker color morph, Sebastes sp. cf. aleutianus, inhabits deeper waters. Sebastes sp. cf. aleutianus, also exhibited a significantly higher prevalence of two parasites, N. robusta and T. trituba, than did Sebastes aleutianus, in the 2001 samples, indicating a possible difference in habitat and (or) resource use between the two lineages.

Lethal Parasites in Oysters from Coastal Georgia with Discussion of Disease and Management Implications

Extensive mortalities of oysters, Crassostrea virginica, occurred from 1985 through 1987 in coastal waters of Georgia. Fluid thioglycolate cultures of oysters collected from 16 of 17 locations revealed infections by the apicomplexan parasite Perkinsus marinus. An ascetosporan parasite, Haplosporidium nelsoni, was also observed in histopathological examination of oysters from 4 of the locations. While the range of H. nelsoni currently is recognized as the east coast of the United States from Maine to Florida, this is the first report of the parasite in Georgia waters. This paper documents the occurrence of these two lethal parasites in oysters from coastal waters of Georgia, along with potential disease and management implications. Results of an earlier independent and previously unpublished survey are also discussed which document the presence of P. marinus in Georgia as early as 1966.

Estudo temporal de longo prazo da comunidade de moluscos límnicos em um riacho da Vila do Abraão, Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ, Brasil

Estudos de longo prazo são essenciais para avaliar efeitos que em pouco tempo não seriam possíveis observá-los. Moluscos límnicos são parte importante dos ecossistemas aquáticos, além se serem vetores de parasitos de importância médica. A comunidade de moluscos do riacho da Vila do Abraão já havia sido estudada, havendo registro de sete espécies, incluindo a exótica Melanoides tuberculata. O objetivo geral do trabalho foi acompanhar a dinâmica das populações de moluscos límnicos, com ênfase em M. tuberculata durante sete anos. Avaliamos as variações na comunidade de moluscos límnicos em um riacho na Vila do Abraão Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ, Brasil. Foram realizadas 42 coletas bimestrais no período de julho/2006 a novembro/2013. O trecho estudado foi dividido em oito pontos de coleta, com três coletores em cada, realizando buscas de 15 minutos, totalizando 45 minutos por ponto. Foram mensurados os fatores abióticos: luminosidade, temperatura do ar e da água, umidade, pH, condutividade, profundidade e oxigênio dissolvido. Para o acompanhamento da comunidade, foi calculada a abundância, abundância relativa, constância, índices de diversidade Simpson e Shannon, assim como equitabilidade e uniformidade, para cada espécie em cada expedição de coleta. Para investigar a associação dos moluscos com a helmintofauna, realizou-se o teste de exposição a luz. Para biomassa, de M. tuberculata foi calculado o peso seco da parte mole, e os valores de abundância foram convertidos para densidade. No total do estudo, foram coletados 90.718 espécimes: oito gastrópodes (M. tuberculata, Heleobia australis, Potamolithus sp., Physa acuta, Biomphalaria tenagophila, Gundlachia ticaga, Ferrissia fragilis e Omalonyx matheroni) e um bivalve (Pisidium punctiferum). As duas espécies mais abundantes foram: M. tuberculata, com 80% e P. acuta, com 8% do total dos indivíduos. Melanoides tuberculata foi a espécie mais constante do estudo, já que após Fevereiro/2009 foi encontrada em todos os pontos de coleta, exceto nas últimas expedições. Os índices de diversidade apresentaram valores diferentes entre Simpson e Shannon, mas com variações semelhantes. A equitabilidade e a uniformidade foram muito baixas, indicando uma dominância de M. tuberculata. Apenas M. tuberculata se apresentou parasitado por Centrocestus formosanus, com a maior prevalência em Abril/2013, quando mais de 50% da população estava parasitada. A biomassa foi calculada em 8155 g durante o estudo, e a produção secundária foi estimada em 423 g m-2year-1 no último ano estudado, sofrendo diminuição de acordo com a queda populacional de M. tuberculata que por sua vez, foi possivelmente influenciada pelo parasitismo. Podemos concluir que a riqueza da comunidade aumentou de sete para nove espécies, sendo seis exóticas e três nativas. A comunidade de moluscos da Vila do Abraão encontra-se dominada por M. tuberculata, este sobrepujando as demais, em abundância e biomassa. Tendo em vista o perigo das introduções, reforçamos a importância dos estudos de longo prazo para o acompanhamento de comunidades, sendo importantes para subsidiar estratégias de conservação principalmente em unidades de conservação.

Influência das proteínas motoras e CK2 no processo de interação Leishmania braziliensis-macrófago.

O gênero Leishmania é responsável por um grupo de parasitoses que podem variar desde lesões auto-limitadas até severa injúria de tecido. Estes protozoários são parasitos obrigatoriamente intracelulares, tendo o macrófago como célula hospedeira. Durante o processo de fagocitose os macrófagos utilizam a maquinaria presente em seu citoesqueleto, a qual compreende a participação de miosinas e actinas, para a formação do fagossoma. Estas proteínas estão envolvidas em processos como citocinese, tráfego intracelular de organelas e vesículas, podendo interferir com a penetração do parasito. Alguns trabalhos vêm sendo realizados visando analisar a expressão, localização e o papel de miosina e de actina em Leishamania. Estudos associados à participação destas proteínas motoras em processo vitais para a biologia do parasito podem auxiliar na compreensão de seu ciclo e permitir a geração de conhecimentos que apontem novos alvos para intervenções terapêuticas. Uma vez que a miosina é necessária no transporte intracelular, alguns estudos tentam analisar a expressão e a localização intracelular de miosinas na Leishmania. Estudos mostram a presença de atividades cinásicas do tipo CK2 em diversos tripanossomatídeos, ligadas ao crescimento celular, morfologia e infectividade de promastigotas para macrófagos. Desta maneira, como objetivo desta tese temos o estudo da participação das miosinas, actina e CK2 na infectividade da Leishmania braziliensis. Além disso, investigamos a influência destas proteínas na produção de citocinas pelos macrófagos e em sua atividade microbicida. Lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de, pelo menos, 50% no crescimento de L. braziliensis. A CK2 secretada pelo parasito foi purificada de seu sobrenadante através de coluna de HPLC e a fração 44 mostrou ser a fração correspondente a esta enzima. A lipoxina e o TBB promoveram a inibição da atividade desta enzima ao contrário da latrunculina que forneceu aumento dessa atividade. O pré-tratamento dos parasitos ou dos macrófagos com lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de cerca de 50% no índice de associação entre Leishmania e macrófagos não-ativados ou ativados por LPS e IFN-γ. Latrunculina e TBB aumentaram a produção de NO em macrófagos não ativados e não infectados enquanto que em macrófagos ativados à exceção do TBB, todas as drogas diminuíram a produção de NO. A liberação de IL-10 foi diminuída após tratamento com todas as drogas em macrófagos não ativados em ausência de promastigotas e ativados em presença do parasito. Para a produção de TNF-α há uma redução significativa em macrófagos ativados não infectados tratados com latrunculina, nocodazol e TBB. Quando ativados e infectados, os macrófagos tratados com lipoxina tiveram a produção dessa citocina aumentada, ao contrário do TBB em que houve redução. Quando avaliamos a integridade da actina verificamos que todos os compostos foram capazes de influenciar a distribuição dessa proteína, levando a uma redução no índice de associação. Ao transfectarmos a cauda da miosina Va fusionada a GFP nos macrófagos observamos que houve uma diminuição de 94% no índice de associação. Nossos dados confirmam a importância da CK2, actina e miosina Va no processo de interação parasito- macrófago.

Estudo do metabolismo mitocondrial e da resposta anti-apoptótica de células endoteliais humanas durante a evolução da infecção por taquizoítos de Toxoplasma gondii

A toxoplasmose é uma zoonose amplamente distribuída que afeta mais de um terço da população mundial e de grande importância na saúde pública. A maioria das infecções em humanos por Toxoplasma gondii é assintomática. A toxoplasmose é amplamente investigada visto que se apresenta como uma doença grave em pessoas imunodeprimidas (portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (SIDA), não tratados, indivíduos transplantados, paciente em tratamento quimioterápico ou em uso de drogas supressoras e gestantes). A toxoplasmose congênita frequentemente pode levar ao aborto espontâneo ou até mesmo resultar na formação de crianças com algum grau de atraso no desenvolvimento mental e/ou físicos, deste modo, a transmissão congênita pode ser muito mais importante do que se pensava, pois os parasitos encontrados na circulação sanguinea são capazes de infectar as células endoteliais dos vasos e os tecidos circunjacentes, podendo resultar no encistamento do T. gondii. Atualmente a toxoplasmose vem sendo investigada devido a sua associação a inúmeras outras doenças, assim, estudos sobre a evolução da infecção por T. gondii em diferentes tipos de células hospedeiras se fazem necessários para uma abordagem terapêutica adequada. Ao invadir a célula hospedeira o parasito possui a capacidade de recrutar as mitocôndrias promovendo mudanças na organização mitocondrial ao longo da progressão da infecção, garantindo um ambiente favorável a sua multiplicação. Diante disso, investigamos se o parasito possui a capacidade de interferir no metabolismo mitocondrial e na resposta apoptótica da célula endotelial. O presente trabalho teve como objetivo analisar o metabolismo mitocondrial através da respirometria de alta-resolução e da resposta apoptótica através do western blotting das células endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC) infectadas por 2, 6 e 20 horas por taquizoítos de T. gondii. A respirometria de alta-resolução revelou que o parasito interfere no metabolismo energético da célula hospedeira. A análise do conteúdo de proteínas da família Bcl-2 por western blotting revelou maior estímulo apoptótico no tempo inicial de infecção, quando comparado aos demais tempos. Os resultados dos conteúdos de caspase 3, proteína efetora da apoptose, não demonstrou diferença nos tempos iniciais de infecção Entretanto, em tempos mais tardios, o conteúdo de caspase 3 mostrou-se significativamente aumentado quando comparado às HUVEC não infectadas. A dinâmica de replicação do parasito foi observada através do monitoramento pelo sistema Time-Lapse Nikon BioStation IMQ em tempo real das células infectadas por T.gondii. Portanto, nossos resultados sugerem que o protozoário ao recrutar as mitocôndrias da célula hospedeira interfere no metabolismo mitocondrial e na modulação da apoptose para garantir um ambiente favorável a sua multiplicação.

Análise e identificação de produtos do catabolismo de heme nas formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, possui um ciclo de vida complexo, deve lidar com diversas condições do ambiente e depende dos hospedeiros para suprir suas necessidades nutricionais. Uma delas é a necessidade de captar a molécula de heme (Fe-protoporfirina IX) que será utilizada como fator de crescimento. Os mecanismos envolvendo o metabolismo de heme são cruciais para a sobrevivência do T. cruzi pois o parasito não possui várias enzimas de biossíntese dessa porfirina e o heme livre pode apresentar citotoxicidade para célula. Na tentativa de perseguir o destino final do heme no parasito, nós estudamos essa via inexplorada no T. cruzi. Nessa tese, nós demonstramos que epimastigotas cultivados com heme, produziram os compostos, α-meso hidroxiheme, verdoheme e biliverdina (identificados por HPLC acoplado á espectrofotômetria). Além disso, nós observamos através de análise dos extratos de epimastigotas no espectrômetro de massas (LQT Orbitrap), espécies iônicas de m/z 583,4 e m/z 619,3. A fragmentação subsequente desses íons originaram espécies filhas típicas das moléculas de biliverdina e verdoheme, respectivamente. Nós observamos também, espécies iônicas de m/z 1397,4 e m/z 1135,4. A fragmentação dessas espécies produziram íons, sendo um deles com a mesma massa molecular de heme (m/z 616,3). Essa espécie iônica por sua vez, gerou fragmentos iônicos idênticos a uma molécula de heme, confirmando que esses intermediários são produtos da modificação da porfirina. Baseado nesses resultados, nós propomos um modelo onde o catabolismo de heme em T. cruzi, envolveria a conjugação da bis(glutationil)spermina, um derivado da tripanotiona presente em tripanossomatídeos, à porfirina (m/z 1137,4), seguido da remoção de dois resíduos de ácidos glutâmicos (m/z 1135,4). Embora o significado bioquímico e fisiológico da adição desse resíduo tiol na molécula de heme ainda é pouco compreendido, alguns trabalhos demonstram a abilidade desses compostos em ligar na porfirina, sem contar também, que esse heme conjugado poderia resultar em uma forma efetiva de prevenção de danos à membrana e a célula ocasionados pelo acúmulo de heme livre. Em conjunto, esses resultados fornecem novas abordagens do metabolismo de heme em T. cruzi, revelando possíveis alvos de intervenção quimioterápica futuros. Nossa proposta está direcionada para uma via ativa de catabolismo de heme que inclui a adição de grupos tiol (derivado da tripanotiona) à heme e a clivagem do anel porfirínico originando a molécula de biliverdina.

Ação do Glucantime sobre macrófagos de camundongos

Os antimoniais pentavalentes, tais como o Glucantime, são geralmente usados como fármacos de primeira escolha para o tratamento das leishmanioses, no entanto seu mecanismo de ação não é completamente esclarecido. Atua contra formas amastigotas intracelulares de Leishmania sp, comprometendo o potencial redox levando danos ao DNA do parasito. Alguns trabalhos sugerem que o Glucantime aumenta a capacidade fagocítica e a produção de TNF-alfa por fagócitos. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade do Glucantime modular a atividade do macrófago, a principal célula hospedeira da Leishmania. Inicialmente, a toxicidade do Glucantime foi testada sobre macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c, tratando as monocamadas in vitro por 48 horas. A viabilidade celular foi avaliada pelo método do MTT. A capacidade do Glucantime (0,1, 1 e 10 mg/ml) modular os macrófagos foi avaliada tratando as monocamadas de macrófagos peritoneais por 24 horas antes da infecção com Leishmania braziliensis. Após 48 horas de incubação com meio de cultura foi avaliado o índice de infecção por contagem. Antes e após a infecção foram analisados a produção de óxido nítrico (NO) pelo método de Griess, espécies reativas de oxigênio (EROS) por fluorimetria usando a sonda H2DCFDA e a produção de citocinas por ELISA. Para avaliar se o Glucantime seria capaz de modular macrófagos in vivo, camundongos suíços foram tratados por 5 dias consecutivos com 8 mg de Glucantime pela via intraperitoneal. Macrófagos peritôneais foram avaliados quanto a sua capacidade de controlar a infecção in vitro com L. braziliensis. Os resultados mostraram que nas concentrações até 10 mg/ml, o Glucantime não alterou a viabilidade dos macrófagos in vitro. O pré-tratamento dos macrófagos com Glucantime nas concentrações de 0.1mg/mL, 1mg/mL e 10mg/mL, foi capaz de reduzir o índice de infecção em 49%, 74% e 85%, respectivamente. Em macrófagos não infectados a produção de NO foi aumentada na concentração de 10mg/ml de Glucantime. O tratamento com 1 e 10 mg/ml de Glucantime foi capaz de aumentar significativamente a produção de EROs (p<0,05 e p<0.01, respectivamente) e a produção IL-12 (p<0,05), mas a IL-10 não foi alterada. Não houve alterações significativas desses parâmetros em relação ao controle após a infecção com L. braziliensis. Os macrófagos oriundos dos animais tratados com Glucantime foram capazes de reduzir o índice de infecção por L. braziliensis (p<0,05). Esses resultados sugerem que o Glucantime é capaz de ativar os macrófagos e esse efeito pode contribuir para o mecanismo de ação desse fármaco.