A Monoclonal Antibody against Human Notch1 Ligand-Binding Domain Depletes Subpopulation of Putative Breast Cancer Stem-like Cells

Overexpression of Notch receptors and ligands has been associated with various cancers and developmental disorders, making Notch a potential therapeutic target. Here, we report characterization of Notch1 monoclonal antibodies (mAb) with therapeutic potential. The mAbs generated against epidermal growth factor (EGF) repeats 11 to 15 inhibited binding of Jagged1 and Delta-like4 and consequently, signaling in a dose-dependent manner, the antibodies against EGF repeats 11 to 12 being more effective than those against repeats 13 to 15. These data emphasize the role of EGF repeats 11 to 12 in ligand binding. One of the mAbs, 602.101, which specifically recognizes Notch1, inhibited ligand-dependent expression of downstream target genes of Notch such as HES-1, HES-5, and HEY-L in the breast cancer cell line MDA-MB-231. The mAb also decreased cell proliferation and induced apoptotic cell death. Furthermore, exposure to this antibody reduced CD44(Hi)/CD24(Low) subpopulation in MDA-MB-231 cells, suggesting a decrease in the cancer stem-like cell subpopulation. This was confirmed by showing that exposure to the antibody decreased the primary, secondary, and tertiary mammosphere formation efficiency of the cells. Interestingly, effect of the antibody on the putative stem-like cells appeared to be irreversible, because the mammosphere-forming efficiency could not be salvaged even after antibody removal during the secondary sphere formation. The antibody also modulated expression of genes associated with stemness and epithelial-mesenchymal transition. Thus, targeting individual Notch receptors by specific mAbs is a potential therapeutic strategy to reduce the potential breast cancer stem-like cell subpopulation. Mol Cancer Ther; 11(1); 77-86. (C) 2011 AACR.

IgG2 subclass isotype antibody and intrauterine infections

The foetus is dependent on its mother for passive immunity involving receptor-mediated specific transport of antibodies. IgG antibody is present in highest concentration in serum and is the only antibody type that can cross the placenta efficiently, except for its IgG2 subclass. Most of the pathogenic manifestations affecting the foetus involve capsular antigens and polysaccharides of pathogens and it is known that immune response to these antigens is primed to the predominant production of IgG2 type of antibody. Paradoxically, the IgG2 subclass cannot cross the placenta and neutralize such antigens; therefore, infections related to these antigens may persist and can lead to serious conditions like miscarriage and stillbirth. This article describes in brief the properties of IgG subclasses, intrauterine infections seen during pregnancy and discusses possible IgG-based strategies to manage infections to afford protection to the foetus.

Isolation of a High Affinity Neutralizing Monoclonal Antibody against 2009 Pandemic H1N1 Virus That Binds at the `Sa' Antigenic Site

Influenza virus evades host immunity through antigenic drift and shift, and continues to circulate in the human population causing periodic outbreaks including the recent 2009 pandemic. A large segment of the population was potentially susceptible to this novel strain of virus. Historically, monoclonal antibodies (MAbs) have been fundamental tools for diagnosis and epitope mapping of influenza viruses and their importance as an alternate treatment option is also being realized. The current study describes isolation of a high affinity (K-D = 2.1 +/- 0.4 pM) murine MAb, MA2077 that binds specifically to the hemagglutinin (HA) surface glycoprotein of the pandemic virus. The antibody neutralized the 2009 pandemic H1N1 virus in an in vitro microneutralization assay (IC50 = 0.08 mu g/ml). MA2077 also showed hemagglutination inhibition activity (HI titre of 0.50 mu g/ml) against the pandemic virus. In a competition ELISA, MA2077 competed with the binding site of the human MAb, 2D1 (isolated from a survivor of the 1918 Spanish flu pandemic) on pandemic H1N1 HA. Epitope mapping studies using yeast cell-surface display of a stable HA1 fragment, wherein `Sa' and `Sb' sites were independently mutated, localized the binding site of MA2077 within the `Sa' antigenic site. These studies will facilitate our understanding of antigen antibody interaction in the context of neutralization of the pandemic influenza virus.

Antibody-mediated catalysis: Induction and therapeutic relevance

Abzymes are immunoglobulins endowed with enzymatic activities. The catalytic activity of an abzyme resides in the variable domain of the antibody, which is constituted by the close spatial arrangement of amino acid residues involved in catalysis. The origin of abzymes is conferred by the innate diversity of the immunoglobulin gene repertoire. Under deregulated immune conditions, as in autoimmune diseases, the generation of abzymes to self-antigens could be deleterious. Technical advancement in the ability to generate monoclonal antibodies has been exploited in the generation of abzymes with defined specificities and activities. Therapeutic applications of abzymes are being investigated with the generation of monoclonal abzymes against several pathogenesis-associated antigens. Here, we review the different contexts in which abzymes are generated, and we discuss the relevance of monoclonal abzymes for the treatment of human diseases.

Mechanistic Insights into the Neutralization of Cytotoxic Abrin by the Monoclonal Antibody D6F10

Abrin, an A/B toxin obtained from the Abrus precatorius plant is extremely toxic and a potential bio-warfare agent. Till date there is no antidote or vaccine available against this toxin. The only known neutralizing monoclonal antibody against abrin, namely D6F10, has been shown to rescue the toxicity of abrin in cells as well as in mice. The present study focuses on mapping the epitopic region to understand the mechanism of neutralization of abrin by the antibody D6F10. Truncation and mutational analysis of abrin A chain revealed that the amino acids 74-123 of abrin A chain contain the core epitope and the residues Thr112, Gly114 and Arg118 are crucial for binding of the antibody. In silico analysis of the position of the mapped epitope indicated that it is present close to the active site cleft of abrin A chain. Thus, binding of the antibody near the active site blocks the enzymatic activity of abrin A chain, thereby rescuing inhibition of protein synthesis by the toxin in vitro. At 1: 10 molar concentration of abrin: antibody, the antibody D6F10 rescued cells from abrin-mediated inhibition of protein synthesis but did not prevent cell attachment of abrin. Further, internalization of the antibody bound to abrin was observed in cells by confocal microscopy. This is a novel finding which suggests that the antibody might function intracellularly and possibly explains the rescue of abrin's toxicity by the antibody in whole cells and animals. To our knowledge, this study is the first report on a neutralizing epitope for abrin and provides mechanistic insights into the poorly understood mode of action of anti-A chain antibodies against several toxins including ricin.

Humanized antibody neutralizing 2009 pandemic H1N1 virus

The 2009 pandemic H1N1 S-OIV (swine origin influenza A virus) caused noticeable morbidity and mortality worldwide. In addition to vaccine and antiviral drug therapy, the use of influenza virus neutralizing monoclonal antibodies (MAbs) for treatment purposes is a viable alternative. We previously reported the isolation of a high affinity, potently neutralizing murine MAb MA2077 against 2009 pandemic H1N1 virus. We describe here the humanization of MA2077 and its expression in a mammalian cell line. Six complementarity-determining regions (CDRs) of MA2077 were grafted onto the human germline variable regions; along with six and eight back mutations in the framework of heavy and light chains, respectively, pertaining to the vernier zone and interchain packing residues to promote favorable CDR conformation and facilitate antigen binding. The full length humanized antibody, 2077Hu2, expressed in CHO-K1 cells, showed high affinity to hemagglutinin protein (K-D = 0.75 +/- 0.32 nM) and potent neutralization of pandemic H1N1 virus (IC50 = 0.17 mu g/mL), with marginally higher IC50 as compared to MA2077 (0.08 mu g/mL). In addition, 2077Hu2 also retained the epitope specificity for the ``Sa'' antigenic site on pandemic HA. To the best of our knowledge, this is the first report of a humanized neutralizing antibody against pandemic H1N1 virus.

A novel Monoclonal Antibody against Notch1 Targets Leukemia-associated Mutant Notch1 and Depletes Therapy Resistant Cancer Stem Cells in Solid Tumors

Higher Notch signaling is known to be associated with hematological and solid cancers. We developed a potential immunotherapeutic monoclonal antibody (MAb) specific for the Negative Regulatory Region of Notch1 (NRR). The MAb604.107 exhibited higher affinity for the ``Gain-offunction'' mutants of Notch1 NRR associated with T Acute lymphoblastic Leukemia (T-ALL). Modeling of the mutant NRR with 12 amino-acid insertion demonstrated ``opening'' resulting in exposure of the S2-cleavage site leading to activated Notch1 signaling. The MAb, at low concentrations (1-2 mu g/ml), inhibited elevated ligand-independent Notch1 signaling of NRR mutants, augmented effect of Thapsigargin, an inhibitor of mutant Notch1, but had no effect on the wild-type Notch1. The antibody decreased proliferation of the primary T-ALL cells and depleted leukemia initiating CD34/CD44 high population. At relatively high concentrations, (10-20 mu g/ml), the MAb affected Notch1 signaling in the breast and colon cancer cell lines. The Notch-high cells sorted from solid-tumor cell lines exhibited characteristics of cancer stem cells, which were inhibited by the MAb. The antibody also increased the sensitivity to Doxorubucinirubicin. Further, the MAb impeded the growth of xenografts from breast and colon cancer cells potentiated regression of the tumors along with Doxorubucin. Thus, this antibody is potential immunotherapeutic tool for different cancers.

Production and preliminary evaluation of Trypanosoma evansi HSP70 for antibody detection in Equids

The present immuno-diagnostic method using soluble antigens from whole cell lysate antigen for trypanosomosis have certain inherent problems like lack of standardized and reproducible antigens, as well as ethical issues due to in vivo production, that could be alleviated by in vitro production. In the present study we have identified heat shock protein 70 (HSP70) from T. evansi proteome. The nucleotide sequence of T. evansi HSP70 was 2116 bp, which encodes 690 amino acid residues. The phylogenetic analysis of T. evansi HSP70 showed that T. evansi occurred within Trypanosoma clade and is most closely related to T. brucei brucei and T. brucei gambiense, whereas T. congolense HSP70 laid in separate clade. The two partial HSP70 sequences (HSP-1 from N-terminal region and HSP-2 from C-terminal region) were expressed and evaluated as diagnostic antigens using experimentally infected equine serum samples. Both recombinant proteins detected antibody in immunoblot using serum samples from experimental infected donkeys with T. evansi. Recombinant HSP-2 showed comparable antibody response to Whole cell lysate (WCL) antigen in immunoblot and ELISA. The initial results indicated that HSP70 has potential to detect the T. evansi infection and needs further validation on large set of equine serum samples.

Análisis espacial y multitemporal de la cobertura y uso del suelo con base en imágenes de satélites en la subcuenca Río Dipilto, Nueva Segovia, Nicaragua (1993, 2000, 2011)

La cuantificación del cambio de uso del suelo presenta aún altos niveles de incertidumbre, lo que repercute por ejemplo en la estimación de las emisiones de CO 2 . En este estudio se desarrollaron métodos, basados en imágenes de satélite y trabajo de campo, para estimar la tasa de cambio de la cobertura y uso del suelo, y las emisiones de CO 2 en la subcuenca río Dipilto, Nueva Segovia. La superficie de los tipos de vegetación se determinó con imágenes Landsat. Se utilizaron datos de carbono de nueve parcelas de muestreo en bosque de pino que fueron correlacionadas, para establecer un modelo de regresión lineal con el objetivo de estimar el Stock de Carbono. La sobreposición y algebra de mapas se utilizó para el escenario de emisiones de CO 2 . El análisis con imágenes de los años 1993, 2000 y 2011 reveló que durante es tos 18 años la velocidad a la que se perdieron los bosques latifoliados cerrado fue variable. Durante los primeros 7 años (1993 a 2000) se registró un aumento de 99.95 ha , que corresponde a una tasa de deforestación de - 1.45 % anual. Durante los últimos once años (2000 a 2011) esta cantidad cambió totalmente, ya que se eliminaron 331.76 h a , que corresponde a una tasa de deforestación anual de 3.41 %. Finalmente considerando el periodo de análisis, se transformaron más de 232.01 h a por año, correspondiente a u na tasa de deforestación anual de 1.55 %. La imagen de 2011 demostró que las reservas o Stock de C oscila entre 40 - 150 t/ha. Este intervalo de valores fue estimado por un modelo de regresión con razonable ajuste (R2 = 0.73 ), cuyas variables independientes fueron la reflectancia de las distintas bandas como índices de vegetación e infrarrojo cercano. Las pérdidas de C se estimaron en intervalos 1 - 191 t/h a en 20.76% del área. El 32.85% del área se mantuvo estable y 46.39% ganancias de 1 - 210 t/ha. La combinación de imágenes de resolución espacial media como son las de la serie Landsat para definir trayectorias de cambio de la cobertura del suelo, es una opción viable para la solución de interrogantes relacionadas con el cambio climático, tales como la estimación de las emisiones de CO 2 derivadas del cambio de uso del suelo.

Evaluación de la diversidad de macroinvertebrados edáficos en cinco microcuencas del Río Estelí y Río Viejo Nicaragua

En investigación se determinó la densidad, número de familia y composición de familias de macroinvertebrados encontradas en tres microcuencas de la Subcuenca del Río Estelí y dos microcuenca de la Subcuenca del Río Viejo. En el marco del proyecto UNA/CARE/MARENA/PIMCHAS, 2010. Al mismo tiempo se realizó comparación de la densidad con respecto al uso de suelo. De igual manera, se determinó el cambio de macroinvertebrados en tres profundidades de muestreo (hojarasca, 1 -10cmy 10-25cm) y se agruparon por sus hábitos alimenticios. Para la toma de datos se exploraron los macroinvertebrados en 171 monolitos de 20x20x25 cm repartidos en los sitios de acción del proyecto UNA-CARE-MARENA- PIMCHAS de las microcuencas El Coyote, Las Chichiguas, La Pita, La Laguneta y Tomabú. Los 2,920 individuos identificados se determinaron en 52 familias, 22 órdenes, 7 clases y 4 filums. El número de familias y su composición no varió significativamente entre microcuencas ni entre sitios. Las familias que obtuvieron los mayores valores de abundancia en general fueron: Carabidae, Staphylinidae, Curculionidae, miembros de la clase Diplopoda- d, Formicidae y Scolopendridae. La densidad y el número de familias no variaron significativamente en las tres profundidades estudiadas , pero sí varió la composición de familias. Los individuos con hábitos alimenticios fitófagos y depredadores, además de estar entre los grupos con más individuos por m2 , junto a los fungívoros y xilófagos, tuvieron la mayor variedad de familias. Los usos de tierra en donde se reportaron los mayores números de individuos por m 2 fueron de manera descendente: café con sombra, bosque, granos básicos y pasto. El número de familias no varió significativamente entre los usos, sin embargo la composición de familia si varió.

"Diagnóstico de suelos y aguas superficiales de la subcuenca del Río Waswalí, Matagalpa, Nicaragua"

El estudio se desarrolló en la subcuenca intermunicipal del Río Waswalí, Matagalpa y Jinotega. El objetivo principal fue determinar las restricciones, limitantes y potencialidades de los recursos edáficos y recursos hídricos superficiales, con el fin de proponer la mejor organización funcional del territorio y la posibilidad de usos múltiples, que contribuya a mejorar la calidad y nivel de vida de sus habitantes. La metodología empleada consistió en: la caracterización del estado actual de los recursos edáficos e hídricos superficiales, mediante el diagnostico biofísico el cual se realizó en las ocho microcuencas adscritas al área de estudio. Entre los resultados: Se evidenció que los suelos en la subcuenca han sido utilizados de manera incorrecta 59.79% del área de la subcuenca esta sobreutilizada, aumentando en los últimos años de forma general por factores socioeconómicos y políticos entre estos la falta de planificación y/o explotación inadecuada de los recursos naturales; lo cual ha afectado el ciclo hidrológico provocando la disminución de la disponibilidad del recurso agua y aumentado la vulnerabilidad a eventos que provocan desastres naturales inundaciones, sequías, deslizamientos de tierras. Debido al paisaje heterogéneo existe una mezcla generalizada de usos de suelo, identificando cuatro categorías de las cuales predominan el pasto más cultivos anuales 64.01 % del área total y solo un 35.92 está con café con sombra y bosque, encontrándose en diferentes estados de intervención por las actividades desarrolladas, con el propósito de garantizar la subsistencia alimentaria. Respecto a los recursos híd ricos superficiales según los parámetros morfométricos de la subcuenca permiten que la respuesta ante los eventos lluviosos sea de forma moderada. Así la pendiente media de la subcuenca es del 28%, lo que favorece los procesos erosivos. Según los balances hídricos el período de déficit de agua inicia en la segunda semana de diciembre y finaliza en mayo así mismo estos cálculos nos indican que el almacenamiento máximo (reserva más exceso), aumenta a medida que se da la época lluviosa que corresponde a partir de junio a noviembre. La oferta hídrica es positiva en el área sin embargo, la mayor cantidad de agua se pierde por escorrentía. El Río Apalilí es el que más agua aporta al cauce principal (Río Waswalí).

Estructura, diversidad florística y estimación de carbono almacenado en tres bosques del municipio El Castillo, Río San Juan, Nicaragua, 2012

La planificación y manejo integral de fincas es un mod elo con tendencias productivas, en Nicaragua la ausencia de metodologías sencillas, flexibles, con alta factibilidad económica y confiabilidad de los resultados, es un factor determinante de la aceptación e implementación de los planes de manejo a nivel de finca. El presente estudio se realizó con la finalidad de contribuir información de metodología para inventarios forestales y resultados florísticos en el almacenamiento de carbono, en tres fincas productivas del bosque húmedo tropical del municipio El Castillo, Río San Juan. El estudio se estableció en tres etapas metodológicas: planificación de trabajo, fase de campo y almacenamiento de datos (procesamiento). Para cumplir los objetivos se implementó un inventario forestal por muestreo sistemático con diferentes intensidades de muestreo en cada finca, se establecieron parcelas de 10m x 50m (0.05 ha), para comparar la diversidad entre fincas se utilizó igual tamaño de parcelas (0.3 ha), mediante el índice de Margalef (riqueza) e índice de Shannon-Weiner (equidad), se analizó la estructura horizontal mediante el cálculo de abundancia, área basal y volumen por hectárea, para la estimación de carbono se optó por el método no destructivo utilizando la ecuación general de biomasa (Brown, 1997) y el factor de carbono según IPCC, 2005. Las variables estudiadas son: nombre botánico de la especie arbórea, DAP (1.30m sobre el suelo ) mayor a 10 cm y altura fustal. Se identificaron 31 familias botánicos, 57 géneros y 68 especies, las familias más representativas, según el número de especie son, Moraceae, Rubiaceae, Fabaceae, Sapotaceae, Anonaceae, Burseraceae, Cumbretaceae, Lauraceae, Meliaceae, Vochysiaceae, Mimosaceae, alta presencia de especies indicadoras de bosques alterados o secundarios y bajo número de especies comerciales. No obstante el estudio de muestra alta riqueza en las tres fincas sin diferencias significativas (X²= 0,916; P>0,05) y baja equidad en La Pavona y La Perilla, por el contrario La Primavera presenta mejor representatividad de las especies. El bosque con mayor área basal y volumen (desarrollo estructural), fue La Pavona (26.51 m2ha-1 y 365.39 m3 ha-1), también almacenó mayor carbono por hectárea (195.66Mg C ha-1), básicamente los resultado de carbono son similares entre las tres fincas (La Perilla con 184.38 MgC ha-1 y La Primavera con 192.21 MgC ha-1), también se encontró alta relación entre el estado de desarrollo (clases naturales de edades), abundancia, volumen y el almacenamiento de carbono por la alta cantidad de biomasa.

Caracterización del manejo zootécnico del cerdo criollo (Sus scrofa domesticus) en el área rural del municipio de Río Blanco, Matagalpa, 2013

El cerdo fue introducido a Nicaragua en el año 1493, durante el segundo viaje que Cristóbal Colón realizara a América durante la colonización española. La crianza de cerdo de traspatio en el país juega un rol importante en la economía de las familias rural es, siendo característica la presencia de animales criollos. Estos animales representan un recurso adaptado a condiciones adversas de crianza. El presente trabajo se realizó en el municipio de Río Blanco departamento de Matagalpa, con el objetivo de caracterizar el manejo zootécnico del cerdo criollo. Para recabar la información se diseñó un instrumento con preguntas abiertas y cerradas (encuesta) que incluyó los componentes: socioeconómico, alimentación, salud, genética , producción y reproducción, mediante un sondeo previo. Se realizaron entrevistas al nivel de tod o el sector rural del municipio, utilizando el criterio de selección de la cría de al menos 3 cerdos, las comunidades incluidas fueron un total de 20 con un total de 68 productores y se registrar con 548 cerdos. Del total de productores el 52.94% de encuestados eran mujeres y el 47.05% eran hombres, con un promedio de edad de 43.73 años; según el estudio, el papel de la mujer en la actividad de crianza de cerdos criollos en la zona rural es impactante, pues alcanza el 98% como principal ocupación. En lo que respecta a la alimentación de los cerdos en el municipio , esta tiene como base granos básicos, tubérculos y musáceas, además de los desperdicios de cocina. La base genética de los cerdos en el municipio está constituida principalmente por grupos raciales de animales criollos con características diversas en cuanto a su exterior. Según los productores en el último año se registró un 39. 71% de muertes, mientras que el 60. 29 afirmó lo contrario, el 34. 37% de muertes ocurre por trastornos de la salud, un 34 . 37% por causas desconocidas, un 21. 87% por plastamientos y un 9. 37% por diarrea. Las categorías de cerdos lactantes y en desarrollo son las más propensas a trastornos de la salud con un 56% cada un a, la categoría de cerdos en crecimiento con un 32%, cerdas adultas y engorde con 24% y cerdos adultos con 16%. En las cerdas reproductoras se estimó según la información brindada, que incorporan a la cerda hacia los 6.51 meses, obteniendo un promedio de 1. 87 partos por año, con una prolificidad de 8.11 cerditos por camada con una viabilidad del 88.26% que equivale a 7. 16 cerditos por camada al destete. De manera general, se observó que para mejorar la producción de cerdos en la zona, no es necesario reemplazar totalmente a los cerdos criollos por razas mejoradas, sino que hay que mejorar las condiciones de crianza y manejo que hasta el momento se les ofrece