Morphological heterogeneity of Paracoccidioides brasiliensis: relevance of the Rho-like GTPase PbCDC42

Paracoccidioides brasiliensis budding pattern and polymorphic growth were previously shown to be closely linked to the expression of PbCDC42 and to influence the pathogenesis of the fungus. In this work we conducted a detailed morphogenetic evaluation of the yeast-forms of 11 different clinical and environmental P. brasiliensis isolates comprising four phylogenetic lineages (S1, PS2, PS3 and Pb01-like), as well as a PbCDC42 knock-down strain. High variations in the shape and size of mother and bud cells of each isolate were observed but we did not find a characteristic morphologic profile for any of the phylogenetic groups. In all isolates studied, the bud size and shape were demonstrated to be highly dependent on the mother cell. Importantly, we found strong correlations between PbCDC42 expression and both the shape of mother and bud cells and the size of the buds in all isolates and the knock-down strain. Our results suggested that PbCDC42 expression can explain approximately 80% of mother and bud cell shape and 19% of bud cell size. This data support PbCDC42 expression level as being a relevant predictor of P. brasiliensis morphology. Altogether, these findings quantitatively describe the polymorphic nature of the P. brasiliensis yeast form and provide additional support for the key role of PbCDC42 expression on yeast cell morphology.

Modelo experimental de perfusão pulmonar ex vivo em ratos: avaliação histopatológica e de apoptose celular em pulmões preservados com solução de baixo potássio dextrana vs. solução histidina-triptofano-cetoglutarato

OBJETIVO: Comparar os achados histopatológicos e de apoptose em pulmões de ratos preservados em soluções low-potassium dextran (LPD, baixo potássio dextrana), histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK, histidina-triptofano-cetoglutarato) ou salina normal (SN) em 6 h e 12 h de isquemia pela utilização de um modelo experimental de perfusão pulmonar ex vivo. MÉTODOS: Sessenta ratos Wistar foram anestesiados, randomizados e submetidos à perfusão anterógrada pela artéria pulmonar com uma das soluções preservadoras. Após a extração, os blocos cardiopulmonares foram preservados por 6 ou 12 h a 4ºC, sendo então reperfundidos com sangue homólogo em um sistema de perfusão ex vivo durante 60 min. Ao final da reperfusão, fragmentos do lobo médio foram extraídos e processados para histopatologia, sendo avaliados os seguintes parâmetros: congestão, edema alveolar, hemorragia alveolar, hemorragia, infiltrado inflamatório e infiltrado intersticial. O grau de apoptose foi avaliado pelo método TdT-mediated dUTP nick end labeling. RESULTADOS: A histopatologia demonstrou que todos os pulmões preservados com SN apresentaram edema alveolar após 12 h de isquemia. Não houve diferenças em relação ao grau de apoptose nos grupos estudados. CONCLUSÕES: No presente estudo, os achados histopatológicos e de apoptose foram semelhantes com o uso das soluções LPD e HTK, enquanto a presença de edema foi significativamente maior com o uso de SN.

Prophylactic and Therapeutic Vaccination Using Dendritic Cells Primed with Peptide 10 Derived from the 43-Kilodalton Glycoprotein of Paracoccidioides brasiliensis

Vaccination with peptide 10 (P10), derived from the Paracoccidioides brasiliensis glycoprotein 43 (gp43), induces a Th1 response that protects mice in an intratracheal P. brasiliensis infection model. Combining P10 with complete Freund's adjuvant (CFA) or other adjuvants further increases the peptide's antifungal effect. Since dendritic cells (DCs) are up to 1,000-fold more efficient at activating T cells than CFA, we examined the impact of P10-primed bone-marrow-derived DC vaccination in mice. Splenocytes from mice immunized with P10 were stimulated in vitro with P10 or P10-primed DCs. T cell proliferation was significantly increased in the presence of P10-primed DCs compared to the peptide. The protective efficacy of P10-primed DCs was studied in an intratracheal P. brasiliensis model in BALB/c mice. Administration of P10-primed DCs prior to (via subcutaneous vaccination) or weeks after (via either subcutaneous or intravenous injection) P. brasiliensis infection decreased pulmonary damage and significantly reduced fungal burdens. The protective response mediated by the injection of primed DCs was characterized mainly by an increased production of gamma interferon (IFN-gamma) and interleukin 12 (IL-12) and a reduction in IL-10 and IL-4 compared to those of infected mice that received saline or unprimed DCs. Hence, our data demonstrate the potential of P10-primed DCs as a vaccine capable of both the rapid protection against the development of serious paracoccidioidomycosis or the treatment of established P. brasiliensis disease.

Murine Dendritic Cells Transcriptional Modulation upon Paracoccidioides brasiliensis Infection

Limited information is available regarding the modulation of genes involved in the innate host response to Paracoccidioides brasiliensis, the etiologic agent of paracoccidioidomycosis. Therefore, we sought to characterize, for the first time, the transcriptional profile of murine bone marrow-derived dendritic cells (DCs) at an early stage following their initial interaction with P. brasiliensis. DCs connect innate and adaptive immunity by recognizing invading pathogens and determining the type of effector T-cell that mediates an immune response. Gene expression profiles were analyzed using microarray and validated using real-time RT-PCR and protein secretion studies. A total of 299 genes were differentially expressed, many of which are involved in immunity, signal transduction, transcription and apoptosis. Genes encoding the cytokines IL-12 and TNF-alpha, along with the chemokines CCL22, CCL27 and CXCL10, were up-regulated, suggesting that P. brasiliensis induces a potent proinflammatory response in DCs. In contrast, pattern recognition receptor (PRR)-encoding genes, particularly those related to Toll-like receptors, were down-regulated or unchanged. This result prompted us to evaluate the expression profiles of dectin-1 and mannose receptor, two other important fungal PRRs that were not included in the microarray target cDNA sequences. Unlike the mannose receptor, the dectin-1 receptor gene was significantly induced, suggesting that this beta-glucan receptor participates in the recognition of P. brasiliensis. We also used a receptor inhibition assay to evaluate the roles of these receptors in coordinating the expression of several immune-related genes in DCs upon fungal exposure. Altogether, our results provide an initial characterization of early host responses to P. brasiliensis and a basis for better understanding the infectious process of this important neglected pathogen.

Recipient of kidney from donor with asymptomatic infection by Paracoccidioides brasiliensis

The increase in solid organ transplantations may soon create a rise in the occurrence of endemic fungal diseases, such as paracoccidioidomycosis, due to the lack of rigorous screening of donors from endemic areas. Here we present the first case of an immunocompetent and asymptomatic kidney donor who had Paracoccidioides brasiliensis infected-adrenal tissue but no glandular dysfunction.

Paracoccidioides brasiliensis infection in dogs from Western Brazilian Amazon

The objective of the study was to evaluate Paracoccidioides brasiliensis infection in urban dogs from the municipality of Monte Negro, Rondonia, Western Brazilian Amazon. The serum samples (n=126) were analyzed by indirect ELISA and the immunodiffusion test using P. brasiliensis gp43 and exoantigen as antigens, respectively. A positivity of 54.8% was observed only in the ELISA test and no statistical difference was observed in the seroprevalence in relation to age or sex. This is the first paracoccidioidomycosis survey carried out with dogs from the Western Brazilian Amazon. The higher positivity rates of P. brasiliensis infection observed in this study suggest that veterinarians must be alert to detect new cases of natural disease in dogs living in paracoccidioidomycosis endemic areas.

Cell organisation, sulphur metabolism and ion transport-related genes are differentially expressed in Paracoccidioides brasiliensis mycelium and yeast cells

Abstract Background Mycelium-to-yeast transition in the human host is essential for pathogenicity by the fungus Paracoccidioides brasiliensis and both cell types are therefore critical to the establishment of paracoccidioidomycosis (PCM), a systemic mycosis endemic to Latin America. The infected population is of about 10 million individuals, 2% of whom will eventually develop the disease. Previously, transcriptome analysis of mycelium and yeast cells resulted in the assembly of 6,022 sequence groups. Gene expression analysis, using both in silico EST subtraction and cDNA microarray, revealed genes that were differential to yeast or mycelium, and we discussed those involved in sugar metabolism. To advance our understanding of molecular mechanisms of dimorphic transition, we performed an extended analysis of gene expression profiles using the methods mentioned above. Results In this work, continuous data mining revealed 66 new differentially expressed sequences that were MIPS(Munich Information Center for Protein Sequences)-categorised according to the cellular process in which they are presumably involved. Two well represented classes were chosen for further analysis: (i) control of cell organisation – cell wall, membrane and cytoskeleton, whose representatives were hex (encoding for a hexagonal peroxisome protein), bgl (encoding for a 1,3-β-glucosidase) in mycelium cells; and ags (an α-1,3-glucan synthase), cda (a chitin deacetylase) and vrp (a verprolin) in yeast cells; (ii) ion metabolism and transport – two genes putatively implicated in ion transport were confirmed to be highly expressed in mycelium cells – isc and ktp, respectively an iron-sulphur cluster-like protein and a cation transporter; and a putative P-type cation pump (pct) in yeast. Also, several enzymes from the cysteine de novo biosynthesis pathway were shown to be up regulated in the yeast form, including ATP sulphurylase, APS kinase and also PAPS reductase. Conclusion Taken together, these data show that several genes involved in cell organisation and ion metabolism/transport are expressed differentially along dimorphic transition. Hyper expression in yeast of the enzymes of sulphur metabolism reinforced that this metabolic pathway could be important for this process. Understanding these changes by functional analysis of such genes may lead to a better understanding of the infective process, thus providing new targets and strategies to control PCM.

Importance of xenarthrans in the eco-epidemiology of Paracoccidioides brasiliensis

Abstract Background Several pathogens that cause important zoonotic diseases have been frequently associated with armadillos and other xenarthrans. This mammal group typically has evolved on the South American continent and many of its extant species are seriously threatened with extinction. Natural infection of armadillos with Paracoccidioides brasiliensis in hyperendemic areas has provided a valuable opportunity for understanding the role of this mammal in the eco-epidemiology of Paracoccidioidomycosis (PCM), one of the most important systemic mycoses in Latin America. Findings This study aimed to detect P. brasiliensis in different xenarthran species (Dasypus novemcinctus, Cabassous spp., Euphractus sexcinctus, Tamandua tetradactyla and Myrmecophaga tridactyla), by molecular and mycological approaches, in samples obtained by one of the following strategies: i) from road-killed animals (n = 6); ii) from naturally dead animals (n = 8); iii) from animals that died in captivity (n = 9); and iv) from living animals captured from the wild (n = 2). Specific P. brasiliensis DNA was detected in several organs among 7/20 nine-banded armadillos (D. novemcinctus) and in 2/2 anteaters (M. tridactyla). The fungus was also cultured in tissue samples from one of two armadillos captured from the wild. Conclusion Members of the Xenarthra Order, especially armadillos, have some characteristics, including a weak cellular immune response and low body temperature, which make them suitable models for studying host-pathogen interaction. P. brasiliensis infection in wild animals, from PCM endemic areas, may be more common than initially postulated and reinforces the use of these animals as sentinels for the pathogen in the environment.

Viabilidade celular, fagocitose e espraiamento de fagócitos mononucleares, e liberação de peróxido de hidrogênio por leucócitos de glândulas mamárias bovinas sadias e infectadas

O presente estudo objetivou avaliar a viabilidade celular, a capacidade de fagocitose e espraiamento pelos fagócitos mononucleares, e a liberação de peróxido de hidrogênio (H2O2) por leucócitos oriundos de glândulas mamárias bovinas sadias e infectadas. Deste modo, 94 amostras foram divididas de acordo com os resultados da cultura bacteriológica e da contagem de células somáticas (CCS). O presente estudo não encontrou diferenças na viabilidade celular, e nos índices de fagocitose e espraiamento entre os diferentes grupos. No entanto, a liberação de H2O2 oriundos dos quartos mamários infectados, infectados por Streptococcus spp. ou Corynebacterium spp. foi menor do que nas amostras de leite provenientes dos quartos mamários sadios. Ao estimar a concentração de H2O2 mL-1 leite observou-se que as amostras de quartos mamários positivos no exame bacteriológico, infectados por Staphylococcus spp. e negativos no exame bacteriológico com alta celularidade foram maiores que aquelas provenientes de quartos mamários sadios. Observou-se também correlação positiva entre a CCS e a viabilidade celular e os índices de fagocitose e espraiamento; e correlação negativa entre a liberação de H2O2 e a CCS e a viabilidade celular. Conclui-se que a CCS, assim como a sua viabilidade e função, são conceitos intimamente relacionados com a saúde da glândula mamária.

Identificação do nicho de progenitores mesenquimais no fígado de embriões e fetos caninos: uma fonte de células-tronco para terapia celular

As células-tronco (CT) derivadas dos tecidos fetais (TF) foram as mais recentes descobertas entre as CT, e ultimamente tem demonstrado amplo potencial terapêutico, dentre os TF o fígado fetal (FF) apresenta grande potencial terapêutico. Este órgão durante o período fetal em mamíferos é um nicho hematopoético transitório, sendo o principal órgão responsável pela hematopoese no feto, além de contribuir com a formação do nicho definitivo na medula óssea adulta, portanto pode ser considerado um nicho de células-tronco mesenquimais (CTM) e progenitores. No entanto, pouco se sabe sobre a localização destas células no FF, desta forma o presente estudo visa identificar o nicho de CTM e progenitores em FF de cães, a fim de contribuir com as técnicas de isolamento e extração celular. Em conjunto foi realizada a verificação da expressão do fator de transcrição Oct-3/4 e da proteína delta polimerase do DNA (PCNA). Para a análise foram utilizados cinco embriões e 11 fetos caninos com idades gestacionais variando de 25-60 dias. Os resultados elucidaram a partir de 25 dias de gestação o FF apresentou-se volumoso e composto por todas as estruturas típicas, dentre elas a tríade portal, ductos biliares e ramos das artérias hepáticas. Com 30 dias de gestação foram identificados os primeiros sitos de progenitores mesenquimais (PM) enquanto que aos 60 dias os nichos estavam completamente formados com localização semelhante ao fígado adulto (FA). No entanto, células imunopositivas para Oct-3/4 não foram identificadas; sendo assim, destacamos que o FF é uma fonte de PM, apresentando-se como uma alternativa para a utilização terapêutica, bem como para os estudos da biologia do desenvolvimento das CTM e progenitores.

Viabilidade celular da fração mononuclear da medula óssea e fração vascular estromal do tecido adiposo de equinos após o processo de congelamento e descongelamento

Cinco cavalos adultos foram submetidos à coleta de medula óssea do esterno e de tecido adiposo da região glútea. As amostras foram processadas para obtenção da fração mononuclear da medula óssea e fração vascular estromal do tecido adiposo, o número de células obtidas e a viabilidade celular foram determinados. Em seguida, realizou-se o congelamento das amostras em solução contendo 20% de soro fetal bovino e 10% de dimetilsulfóxido. Depois de um mês, realizou-se o descongelamento das amostras e a viabilidade celular foi novamente mensurada. Os resultados revelaram que as técnicas utilizadas tanto para coleta de medula óssea quanto de tecido adiposo em equinos são simples, rápidas e seguras. As metodologias adotadas para o processamento das amostras foram eficientes, obtendo-se aproximadamente 95% de viabilidade celular. Após o descongelamento, a viabilidade média das amostras de células mononucleares da medula óssea foi de 86% e da fração vascular estromal do tecido adiposo de 64%. Frente à importância da terapia celular na clínica médica de equinos, concluiu-se que é necessária a realização de mais estudos, visando padronizar uma técnica de criopreservação que mantenha a integridade das células da fração mononuclear da medula óssea e da fração vascular estromal do tecido adiposo de equinos.

O treinamento físico aeróbio inibe a sinalização apoptótica muscular esquelética mediada por VEGF-VEGR2 em ratos espontaneamente hipertensos

O treinamento físico aeróbio (TF) tem sido utilizado como um importante tratamento não farmacológico da hipertensão arterial (HA), uma vez que ele corrige a rarefação microvascular e reduz a pressão arterial. Estudos mostram que as anormalidades microvasculares estão diretamente associadas às alterações do fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e do VEGF receptor 2 (VEGFR2), bem como a um desequilíbrio da sinalização apoptótica na HA. Entretanto, pouco se conhece sobre os efeitos do TF sobre estes parâmetros na HA. Nós hipotetizamos que o TF recupere os fatores angiogênicos e promova um equilíbrio entre as proteínas anti e pró-apoptóticas da família Bcl-2 potencialmente, contribuindo para a revascularização e regressão da doença. Ratos espontaneamente hipertensos (SHR, n = 14) e Wistar Kyoto (WKY, n = 14) com 12 semanas de vida e divididos em quatro grupos: SHR, SHR treinado (SHR-T), WKY e WKY treinado (WKY-T) foram estudados. Como esperado, 10 semanas de TF foram efetivas em reduzir a pressão arterial em SHR-T. Além disso, o TF promoveu bradicardia de repouso nos grupos de animais treinados (WKY-T e SHR-T), sendo considerado como um importante marcador de TF aeróbio. O TF também corrigiu a rarefação capilar em SHR-T e esta resposta se deve em grande parte por uma recuperação dos níveis periféricos de VEGF e um aumento na expressão de VEGFR2. Em paralelo, foi observada uma normalização das vias apoptóticas, com aumento da expressão de proteínas antiapoptóticas (Bcl-2 e Bcl-x) e redução das pró-apoptóticas (Bad) acompanhada pela fosforilação de Bad. Estes resultados sugerem que o TF promove revascularização periférica na HA dependente de um fino balanço de reguladores positivos e negativos de angiogênese.

Estratégias de sinalização da qualidade da carne suína ao consumidor final

A suinocultura destaca-se na economia brasileira. Contudo, avaliando-se o consumo interno da carne suína in natura, observa-se uma estagnação em patamares baixos. O artigo tem como objetivo analisar as principais iniciativas adotadas pelo Sistema Agroindustrial (SAG) da carne suína no Brasil visando sinalizar qualidade aos consumidores. Devido à marcante assimetria de informações, ressalta-se a importância da organização da cadeia produtiva, melhor direcionando esforços para a expansão do mercado interno. Este trabalho sugere ações visando aprimorar a coordenação deste SAG com vistas à melhoria na qualidade da carne ao consumidor e à redução da informalidade.

In pulmonary paracoccidioidomycosis IL-10 deficiency leads to increased immunity and regressive infection without enhancing tissue pathology

BACKGROUND: Cellular immunity is the main defense mechanism in paracoccidioidomycosis (PCM), the most important systemic mycosis in Latin America. Th1 immunity and IFN-γ activated macrophages are fundamental to immunoprotection that is antagonized by IL-10, an anti-inflammatory cytokine. Both in human and experimental PCM, several evidences indicate that the suppressive effect of IL-10 causes detrimental effects to infected hosts. Because direct studies have not been performed, this study was aimed to characterize the function of IL-10 in pulmonary PCM. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Wild type (WT) and IL-10(-/-) C57BL/6 mice were used to characterize the role of IL-10 in the innate and adaptive immunity against Paracoccidioides brasiliensis (Pb) infection. We verified that Pb-infected peritoneal macrophages from IL-10(-/-) mice presented higher phagocytic and fungicidal activities than WT macrophages, and these activities were associated with elevated production of IFN-γ, TNF-α, nitric oxide (NO) and MCP-1. For in vivo studies, IL-10(-/-) and WT mice were i.t. infected with 1×10(6) Pb yeasts and studied at several post-infection periods. Compared to WT mice, IL-10(-/-) mice showed increased resistance to P. brasiliensis infection as determined by the progressive control of pulmonary fungal loads and total clearance of fungal cells from dissemination organs. This behavior was accompanied by enhanced delayed-type hypersensitivity reactions, precocious humoral immunity and controlled tissue pathology resulting in increased survival times. In addition, IL-10(-/-) mice developed precocious T cell immunity mediated by increased numbers of lung infiltrating effector/memory CD4(+) and CD8(+) T cells. The inflammatory reactions and the production of Th1/Th2/Th17 cytokines were reduced at late phases of infection, paralleling the regressive infection of IL-10(-/-) mice. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Our work demonstrates for the first time that IL-10 plays a detrimental effect to pulmonary PCM due to its suppressive effect on the innate and adaptive immunity resulting in progressive infection and precocious mortality of infected hosts.