Spread of Salmonella enterica in the body during systemic infection: unravelling host and pathogen determinants.

Salmonella enterica causes a range of life-threatening diseases in humans and animals worldwide. Current treatments for S. enterica infections are not sufficiently effective, and there is a need to develop new vaccines and therapeutics. An understanding of how S. enterica spreads in tissues has very important implications for targeting bacteria with vaccine-induced immune responses and antimicrobial drugs. Development of new control strategies would benefit from a more sophisticated evaluation of bacterial location, spatiotemporal patterns of spread and distribution in the tissues, and sites of microbial persistence. We review here recent studies of S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) infections in mice, an established model of systemic typhoid fever in humans, which suggest that continuous bacterial spread to new infection foci and host phagocytes is an essential trait in the virulence of S. enterica during systemic infections. We further highlight how infections within host tissues are truly heterogeneous processes despite the fact that they are caused by the expansion of a genetically homogeneous microbial population. We conclude by discussing how understanding the within-host quantitative, spatial and temporal dynamics of S. enterica infections might aid the development of novel targeted preventative measures and drug regimens.

Dynamics of Streptococcus pneumoniae Serotypes Causing Acute Otitis Media Isolated from Children with Spontaneous Middle-Ear Drainage over a 12-Year Period (1999–2010) in a Region of Northern Spain

10 p.

Vacunas profilácticas frente al VPH

Actualmente sólo existen dos vacunas disponibles para la prevención primaria frente al virus del papiloma humano, Gardasil® y Cervarix®. Ambas vacunas ofrecen una alta protección contra los genotipos 16 y 18 del papillomavirus, que son los responsables de más del 70% de los cánceres de cérvix, segunda causa de mortalidad por cáncer a nivel mundial en mujeres. Además, Gardasil®, ofrece una protección del 99% para las mujeres y del 89,4% para los hombre, frente a los genotipos 6 y 11 del virus, responsables del 90% de las verrugas genitales. Uno de los principales obstáculos para su uso generalizado es su elevado coste, por ello, los ensayos clínicos se dirigen a conseguir una inmunogenicidad eficaz con el menor número de dosis. Cervarix® se comercializa en Europa con una pauta de dos dosis en niñas de 9 a 14 años, con una inmunogenicidad de 48 meses. Gardasil® ha sido autorizada para su comercialización para una pauta de dos dosis en niñas/os de 9 a 13 años, con una imunogenicidad de 36 meses. Ambas vacunas han despertado una gran controversia en los últimos tiempos, por este motivo se están realizando continuos estudios de control que, hasta la fecha, avalan su seguridad. La falta de información sobre las vacunas, los escasos programas de sensibilización y las dudas sobre su seguridad han dificultado su aceptación. El papel de la enfermera es clave en este aspecto para fomentar la vacunación, a través de actividades dirigidas hacía la promoción y prevención frente al virus del papiloma humano.

Bright-field and fluorescence chip-scale microscopy for biological imaging

Optical microscopy is an essential tool in biological science and one of the gold standards for medical examinations. Miniaturization of microscopes can be a crucial stepping stone towards realizing compact, cost-effective and portable platforms for biomedical research and healthcare. This thesis reports on implementations of bright-field and fluorescence chip-scale microscopes for a variety of biological imaging applications. The term “chip-scale microscopy” refers to lensless imaging techniques realized in the form of mass-producible semiconductor devices, which transforms the fundamental design of optical microscopes.

Our strategy for chip-scale microscopy involves utilization of low-cost Complementary metal Oxide Semiconductor (CMOS) image sensors, computational image processing and micro-fabricated structural components. First, the sub-pixel resolving optofluidic microscope (SROFM), will be presented, which combines microfluidics and pixel super-resolution image reconstruction to perform high-throughput imaging of fluidic samples, such as blood cells. We discuss design parameters and construction of the device, as well as the resulting images and the resolution of the device, which was 0.66 µm at the highest acuity. The potential applications of SROFM for clinical diagnosis of malaria in the resource-limited settings is discussed.

Next, the implementations of ePetri, a self-imaging Petri dish platform with microscopy resolution, are presented. Here, we simply place the sample of interest on the surface of the image sensor and capture the direct shadow images under the illumination. By taking advantage of the inherent motion of the microorganisms, we achieve high resolution (~1 µm) imaging and long term culture of motile microorganisms over ultra large field-of-view (5.7 mm × 4.4 mm) in a specialized ePetri platform. We apply the pixel super-resolution reconstruction to a set of low-resolution shadow images of the microorganisms as they move across the sensing area of an image sensor chip and render an improved resolution image. We perform longitudinal study of Euglena gracilis cultured in an ePetri platform and image based analysis on the motion and morphology of the cells. The ePetri device for imaging non-motile cells are also demonstrated, by using the sweeping illumination of a light emitting diode (LED) matrix for pixel super-resolution reconstruction of sub-pixel shifted shadow images. Using this prototype device, we demonstrate the detection of waterborne parasites for the effective diagnosis of enteric parasite infection in resource-limited settings.

Then, we demonstrate the adaptation of a smartphone’s camera to function as a compact lensless microscope, which uses ambient illumination as its light source and does not require the incorporation of a dedicated light source. The method is also based on the image reconstruction with sweeping illumination technique, where the sequence of images are captured while the user is manually tilting the device around any ambient light source, such as the sun or a lamp. Image acquisition and reconstruction is performed on the device using a custom-built android application, constructing a stand-alone imaging device for field applications. We discuss the construction of the device using a commercial smartphone and demonstrate the imaging capabilities of our system.

Finally, we report on the implementation of fluorescence chip-scale microscope, based on a silo-filter structure fabricated on the pixel array of a CMOS image sensor. The extruded pixel design with metal walls between neighboring pixels successfully guides fluorescence emission through the thick absorptive filter to the photodiode layer of a pixel. Our silo-filter CMOS image sensor prototype achieves 13-µm resolution for fluorescence imaging over a wide field-of-view (4.8 mm × 4.4 mm). Here, we demonstrate bright-field and fluorescence longitudinal imaging of living cells in a compact, low-cost configuration.

The Health Effects of Climate Change: A Survey of Recent Quantitative Research

44 p.

Engineered underdominance as a method of insect population replacement and reproductive isolation

Insect vector-borne diseases, such as malaria and dengue fever (both spread by mosquito vectors), continue to significantly impact health worldwide, despite the efforts put forth to eradicate them. Suppression strategies utilizing genetically modified disease-refractory insects have surfaced as an attractive means of disease control, and progress has been made on engineering disease-resistant insect vectors. However, laboratory-engineered disease refractory genes would probably not spread in the wild, and would most likely need to be linked to a gene drive system in order to proliferate in native insect populations. Underdominant systems like translocations and engineered underdominance have been proposed as potential mechanisms for spreading disease refractory genes. Not only do these threshold-dependent systems have certain advantages over other potential gene drive mechanisms, such as localization of gene drive and removability, extreme engineered underdominance can also be used to bring about reproductive isolation, which may be of interest in controlling the spread of GMO crops. Proof-of-principle establishment of such drive mechanisms in a well-understood and studied insect, such as Drosophila melanogaster, is essential before more applied systems can be developed for the less characterized vector species of interest, such as mosquitoes. This work details the development of several distinct types of engineered underdominance and of translocations in Drosophila, including ones capable of bringing about reproductive isolation and population replacement, as a proof of concept study that can inform efforts to construct such systems in insect disease vectors.

Avaliações econômicas do uso da vacina contra o Papilomavírus Humano (HPV) em meninas adolescentes: uma revisão sistemática

O câncer de colo do útero persiste como um importante problema de saúde em todo o mundo, em particular nos países em desenvolvimento. Duas vacinas contra o papilomavirus humano (HPV) encontram-se atualmente disponíveis e aprovadas para uso em meninas adolescentes, antes do início da vida sexual: uma bivalente, contra os sorotipos 16 e 18 e outra quadrivalente, contra os sorotipos 6, 11, 16 e 18. Estes imunobiológicos têm por objetivo induzir uma imunidade contra o papilomavírus e, desta forma, atuar na prevenção primária do câncer do colo de útero. As avaliações econômicas podem ser um elemento que auxiliem nos processos de tomada de decisão sobre a incorporação da vacina em programas de imunização nacionais. Estas avaliações foram o objeto central deste trabalho, que teve como objetivo sintetizar as evidências procedentes de uma revisão sistemática da literatura de estudos de avaliação econômica da utilização da vacina contra o HPV em meninas adolescentes e pré-adolescentes. Foi realizada uma busca na literatura nas bases MEDLINE (via Pubmed), LILACS (via Bireme) e National Health Service Economic Evaluation Database (NHS EED) ate junho de 2010. Dois avaliadores, de forma independente, selecionaram estudos de avaliação econômica completa, que tivessem como foco a imunização para HPV em mulheres com as vacinas comercialmente disponíveis direcionada à população adolescente. Após a busca, 188 títulos foram identificados; destes, 39 estudos preencheram os critérios de elegibilidade e foram incluídos na revisão. Por tratar-se de uma revisão de avaliações econômicas, não foi realizada uma medida de síntese dos valores de relação incremental entre custos e efetividade. Os 39 artigos incluídos envolveram 51 avaliações econômicas em 26 países. Predominaram estudos de custo-utilidade (51%). Do ponto de vista da perspectiva da análise, predominou o dos sistemas de saúde (76,4%). A maioria dos trabalhos (94,9%) elegeu meninas, com idade entre 9 e 12 anos, como sua população alvo e desenvolveu simulações considerando imunidade para toda a vida (84,6%). Os modelos utilizados nos estudos foram do tipo Markov em 25 análises, de transmissão dinâmica em 11 e híbridos em 3. As análises de sensibilidade revelaram um conjunto de elementos de incerteza, uma parte significativa dos quais relacionados a aspectos vacinais: custos da vacina, duração da imunidade, necessidade de doses de reforço, eficácia vacinal e cobertura do programa. Estes elementos configuram uma área de especial atenção para futuros modelos que venham a ser desenvolvidos no Brasil para análises econômicas da vacinação contra o HPV.

Doenças emergentes e condições de trabalho de enfermagem: um estudo de caso durante a pandemia de H1N1 no Rio de Janeiro

As doenças infecto-parasitárias, ainda hoje, em pleno século XXI são responsáveis por uma quantidade generosa de morbidade e mortalidade no Brasil e no mundo. Muitas delas são amplamente influenciadas pelas mudanças climáticas que estão ocorrendo em todo o planeta fazendo com que sua incidência e distribuição geográfica aumentem. A dengue é considerada a principal doença reemergente nos países tropicais e subtropicais. A malária tem forte incidência nos países ao sul do deserto do Saara na África, ocorrendo também em vários países da América do Sul que possuem parte da região Amazônica em seu território. Várias doenças voltam a assolar a população de vários locais como as leishmanioses, a Doença de Lyme, erlichioses entre outras. Em março de 2009 começam a ocorrer os primeiros casos de uma nova doença inicialmente denominada Influenza suína, a qual, levou alguns indivíduos a óbito em Oaxaca, uma cidade mexicana localizada a 400 quilômetros da capital. Rapidamente, a doença se espalhou pelo país e posteriormente, no começo do mês de abril de 2009 já, existiam relatos de casos em vários países. O objetivo geral desta pesquisa é verificar em que medida o cuidado de enfermagem realizado expressou um maior ou menor grau de controle do enfermeiro sobre seu trabalho, apontando para os potenciais riscos (biológicos) de adoecimento e impactos negativos na saúde deste trabalhador. O presente estudo foi desenvolvido por meio de uma abordagem quantitativa com desenho longitudinal e observacional, delineamento de pesquisa não experimental e caráter descritivo. Foi feita a análise observacional nas tendas quanto a sua infraestrutura e posteriormente foi passado um questionário aos enfermeiros pautado em questões sobre o risco biológico que estes estavam sendo submetidos. Faz-se necessário que a cultura do improviso acabe e comece a se pensar em uma nova realidade: as doenças transmissíveis são uma realidade, elas existem e há de ser feito um adequamento de tudo que esteja ligado à área de saúde pensando em um novo contexto. É imperioso que tanto as autoridades como os profissionais revejam e reflitam sobre o que aconteceu, para que os erros do passado possam ficar para trás e não se repitam.

El VIH: el origen, la patología y el tratamiento

The HIV (Human Immunodeficiency Virus) is a very important disease in the world, with approximately 35 million people infected. In this study we have tried to expose the main characters of the virus, explaining the disease and the illness associated to the HIV. Besides, we have explained the antiretroviral treatments that are the most important weapon against the HIV. However, any of these treatments do not eliminate the HIV in the human body. For this reason, we have been looking for the new treatments and researches that have been development in the last years, including vaccines and genetic resistance. In addition, we have described the situation of the SIV (Simian Immunodeficiency Virus) in Africa, because it is the origin of the disease. The prevalence of the virus in primates population is something that have being studied for the last years, because it could be a new threat to the human population. Finally, we have proposed the researches lines that seems to be more effective and the ones that, in a future, could eliminate the virus in the human body.

Ensaios clínicos com vcinas anti-HIV/AIDS:a rotina de incorporação de uma prática científica

O estudo acompanha a rotina de um ensaio clínico de vacinas experimentais anti-HIV/AIDS desenvolvido no Projeto Praça Onze, da UFRJ, em colaboração com a rede mundial de pesquisas de vacinas anti-HIV/AIDS, HVTN (HIV Vaccine Trials Network) e apoio financeiro dos NIH (National Institutes of Health), dos EUA. Focaliza os processos de recrutamento, seleção e seguimento dos voluntários, articulando os aspectos mais gerais às particularidades e demandas locais deste estudo realizado no Rio de Janeiro, Brasil. Do ponto de vista teórico-conceitual utiliza recursos oriundos das ciências sociais - história, sociologia da ciência e da corrente interacionista da sociologia. O estudo mostra que, como todo ensaio clínico, o experimento do Projeto Praça Onze é uma atividade coletiva, sustentada sobre múltiplos atores e instâncias, com diversas racionalidades, o que gera uma permanente tensão. Estuda a tensão que se coloca, principalmente entre a expectativa dos profissionais envolvidos (aconselhadores, recrutadores, médicos, enfermeiros, farmacêuticos, gerentes e coordenadores de estudos) e a experiência vivenciada pelos voluntários, assim como as possíveis negociações propostas durante o desenvolvimento do protocolo, a partir do contexto sociopolítico onde o mesmo está inserido. Os profissionais, apesar de suas especificidades, articulam-se para incorporar do universo dos colegas suas linguagens e seus modos de agir, num processo de hibridização dos conhecimentos e práticas. Os voluntários do ensaio, por sua vez, submetem-se, por um lado a uma rotina de disciplina e compromisso, que implica na entrega de seu corpo à medicina, implícita nesse papel. Por outro, apropriam-se da lógica do ensaio clínico para, em sua ótica, transformar-se em um coadjuvante no descobrimento de uma nova biotecnologia, que neste caso, se coloca como uma questão de vida ou morte, para ele e para uma ampla comunidade de infectados pelo HIV. Para o voluntário a entrega do corpo à ciência faz parte da construção de uma bioidentidade e de uma biopolítica contemporânea, onde não se pode desconsiderar a constante inter-relação entre ciência, sociedade, técnica e política.

Avaliação do potencial antimalárico de Norantea brasiliensis Choisy (Marcgraviaceae) cultivada in vitro e in vivo

A malária é uma doença infecciosa causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos ao homem, principalmente, através da picada do mosquito infectado. O tratamento é realizado por meio do uso de drogas, como a cloroquina, uma vez que não há vacina eficiente contra a doença. Porém, a resistência dos parasitos aos medicamentos tem levado à busca por novas substâncias com atividade antimalárica, inclusive de origem vegetal. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade antimalárica de extratos metanólicos de Norantea brasiliensis cultivada sob condições in vivo e in vitro, espécie nativa ocorrente em restingas, com potencial medicinal já comprovado para várias atividades. Foram desenvolvidos protocolos de calogênese e cultura de raízes da espécie visando à definição de um sistema de produção de metabólitos. Para a cultura in vitro, explantes foram inoculados em meio líquido e sólido contendo diferentes fitorreguladores e concentrações. A partir da cultura de tecidos, foram testados extratos do material produzido biotecnologicamente para comparação com o material botânico cultivado no campo. Os testes sobre o potencial antimalárico foram realizados in vivo, utilizando-se camundongos infectados pelo Plasmodium berghei ANKA, e in vitro utilizando o Plasmodium falciparum. Em seguida foram administrados a cloroquina e os extratos vegetais. A parasitemia foi observada seguindo os protocolos já estabelecidos pelo Laboratório de Imunofarmacologia do Instituto Oswaldo Cruz (IOC). Resultados mostraram que explantes foliares e caulinares de plantas germinadas in vitro, inoculados em meio sólido B5 suplementado com 2,0 mg.mL-1 de ANA, são as melhores fontes para a produção de raízes, apresentando maiores valores de peso fresco e peso seco, mostrando-se um sistema promissor para a produção in vitro de metabólitos da espécie. A avaliação da atividade antimalárica in vivo revelou seu potencial a partir de extrato de raízes de planta cultivada in vivo, na concentração de 50 mg/kg apresentando redução significativa da parasitemia quando comparada com o controle não tratado. Paralelamente, nos testes in vitro a concentração de 100 μg/kg do extrato de raízes de planta cultivada in vivo apresentou diferença significativa quando comparada com as outras concentrações testadas e o controle negativo. Além disso, há uma tendência de aumento do efeito inibitório conforme o aumento da concentração do extrato. Os resultados indicam o potencial de atividade antimalárica em raízes de N. brasiliensis, sendo este estudo o primeiro realizado para a espécie

The role of probiotics in aquaculture in Nigeria - a review

Aquaculture is beset by many problems especially diseases caused by bacteria as the major deteriorating factors. The use of vaccines and antimicrobial agents have been centered on disease control, but are associated with problems The development of antibiotic resistance among the microorganisms have become a global concern as a result of indiscriminate use of antibiotics. Several alternative suggestions for disease prevention have been on probiotics for its efficacy, low cost, less side effects and accessible to farmers. Probiotics is gaining a high priority in the developed countries with the aim of replacing conventional drugs. The principal bacterial groups tested as probiotic bacteria in culture of shrimps, crabs, oysters, fish and humans are Vibrio, Pseudomonas, Bacillus, Bifidobacteria and several Lactobacilli. Experiments have mainly been conducted with fish larvae, adult fish, crustaceans and animals where significant reduction in mortalities has been obtained. The purpose of this review is to create awareness of the role of probiotics in disease control in aquaculture as alternative to antibiotics.

On some new mathematical models for infective diseases: analysis, equilibrium, positivity and vaccination controls

196 p.

The introduction of exotic fish in Sri Lanka with special reference to tilapia

Introductions of exotic finfish between 1948 and 1953 are reported in this paper, with a brief reference to earlier and later introductions. Exotic fish were introduced principally to develop the potential for aquaculture in fresh and brackish waters in order to increase the availability of fish for rural communities through the biological control of aquatic vegetation. The algal feeding tilapia (Sarotherodon mossambicus) has created a new food industry in inland and brackishwaters. It has supplemented marine fishery production in a community where animal protein intake consists mainly of fish. It is also being cultured in flooded rice fields and used in the control of malaria. This excellent table fish has not had any adverse environmental impact.

Avaliação de Potencialidade de Implantação de Sistema de Gestão Ambiental Dirigido às Empresas do Setor Farmacêutico Localizadas no Estado do Rio de Janeiro

A indústria farmacêutica, de um modo geral, manipula substâncias tóxicas, desenvolve atividades utilizando como matéria-prima um dos maiores bens da natureza, que é a água. Enfim, para produzir o medicamento em benefício do homem deixa como conseqüências, impactos ambientais consideráveis. Pretende-se mostrar que o segmento em questão, apesar de buscar se adequar às normas legais, como as da vigilância sanitária, ele é muito centrado na qualidade do produto, em detrimento dos aspectos ambientais, ainda que tendo disponível uma importante ferramenta para tal: A certificação de Boas Práticas de Fabricação (BPF) dos produtos farmacêuticos. A escolha do local da pesquisa foi o estado do Rio de Janeiro, por ser este, entre outros aspectos, um sítio onde historicamente se localizam empresas deste setor. O Rio de Janeiro e São Paulo são estados que congregam o maior número de fabricantes de medicamentos do país. Identificadas as indústrias foi realizado um levantamento para selecionar um grupo de empresas com características semelhantes. Como as grandes empresas deste segmento são dotadas de estrutura adequada à implantação de sistema de gestão ambiental, elas ficaram fora deste escopo. Também ficou fora da pesquisa o grupo formado por empresas que importam, embalam, comercializam, mas não fabricam os medicamentos e os produtores de fitoterápicos e veterinários. O resultado da pesquisa foi que as empresas privadas com número de empregados entre 50 e 500 e todas as públicas têm deficiência para atender aos requisitos ambientais legais, em outras palavras, as questões ambientais ficam restritas a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA / RDC-306) e aos processos de obtenção de licenças junto a Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (FEEMA). Apenas uma dentre às vinte e oito pesquisadas tem Sistema de Gestão Ambiental SGA implantado. Como todos os fabricantes de medicamentos têm que cumprir as exigências da RDC-210, para obterem o Certificado de BPF e os registros dos medicamentos, assim eles já possuem a cultura, parte dos requisitos e a ferramenta necessária à implantação de um SGA de acordo com padrões voluntários como a NBR ISO 14001 (2004). Para comprovar tal evidência, o estudo apresentou o caso de uma empresa pública dotada de características inovadoras e cultura diferenciada, porque agrega colaboradores advindos de laboratórios privados. Tal empresa fabrica exclusivamente vacinas, biofármacos e reativos, sendo uma grande exportadora, sujeita à fiscalização internacional, como por exemplo, a da Organização Mundial da Saúde (OMS). Conclui-se que as empresas priorizam as questões da ANVISA e as ambientais precisam ser monitoradas e mitigadas. Um Plano de Ação para melhorias ambientais, visando à implantação de um SGA e a obtenção de um diferencial competitivo pode ser adotado, através da estrutura existente por força das exigências da ANVISA a qualquer empresa do setor farmacêutico