Pyruvate kinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficies and their association with malaria - population genetics and proteomic studies

A malária é reconhecida como uma das principais forças selectivas a actuar na história recente no genoma humano. Inúmeros polimorfismos genéticos têm sido descritos como protectores contra a gravidade da malária, como o alelo HbS (designado de traço falciforme) e o alelo G6PD A- (associado à deficiência de G6PD). Mais recentemente, também a deficiência de PK foi associada com a protecção contra a malária. Evidências desta associação foram obtidas em estudos com modelos de roedor e estudos in vitro utilizando GV humanos deficientes em PK. Até à data, não foram obtidos dados em populações humanas que revelem esta associação: ainda não foi identificada uma variante de PK com uma prevalência elevada em regiões endémicas de malária e não foram identificadas marcas de selecção na região do gene que codifica para a PK (gene PKLR). Além disso, os mecanismos subjacentes à protecção contra a malária por deficiências enzimáticas dos GV não estão bem esclarecidos. Assim, os objectivos do presente estudo foram: investigar os polimorfismos genéticos humanos com associação com a malária em Cabo Verde; pesquisar marcas de selecção da malária na região do gene PKLR em populações Africanas; determinar a frequência da deficiência em PK e identificar uma eventual variante da enzima que possa estar sob selecção positiva em regiões endémicas de malária; avaliar o efeito das duas deficiências enzimáticas (PK e G6PD) na invasão e maturação do parasita em culturas in vitro de Plasmodium usando GV normais e deficientes; e analisar o perfil proteómico de GV infectados e não infectados, normais e com deficiência (em PK e G6PD), bem como de parasitas isolados de GV tanto deficientes como normais. Em Cabo Verde (área epidémica), não foram identificadas marcas de selecção pela malária, através da análise dos vários polimorfismos. No entanto, quando a análise foi realizada em dois países endémicos (Angola e Moçambique), foram detectadas várias marcas de selecção: a genotipagem de microssatélites (STRs) e polimorfismos de base única (SNPs) localizados na vizinhança do gene PKLR revelou uma diferenciação consideravelmente maior entre as populações Africana e Europeia (Portuguesa), do que a diferenciação determinada aquando da utilização de marcadores genéticos neutros. Além disso, uma região genómica de maior amplitude apresentou um Desequilíbrio de Ligação (LD) significativo no grupo de malária não grave (e não no grupo de malária grave), sugerindo que a malária poderá estar a exercer pressão selectiva sobre a região do genoma humano que envolve o gene PKLR. No estudo que incidiu na determinação da prevalência da deficiência de PK no continente Africano (realizado em Moçambique), esta revelou-se elevada - 4,1% - sendo o valor mais elevado descrito até ao momento a nível mundial para esta enzimopatia. Na pesquisa de mutações que pudessem estar na causa deste fenótipo (baixa actividade de PK), foi identificada uma mutação não sinónima 829G>A (277Glu>Lys), significativamente associada à baixa actividade enzimática. Esta mutação foi também identificada em Angola, São Tomé e Príncipe e Guiné Equatorial, onde a frequência de portadores heterozigóticos foi entre 2,6 e 6,7% (valores que se encontram entre os mais elevados descritos globalmente para mutações associadas à deficiência em PK). Não foi possível concluir acerca da associação entre a deficiência de PK e o grau de severidade da malária e da associação entre o alelo 829A e a mesma, devido ao baixo número de amostras. Os resultados dos ensaios de invasão/maturação do parasita sugeriram que, nos GV com deficiência de PK ou G6PD, a invasão (onde está envolvida a membrana do GV hospedeiro e o complexo apical do parasita) é mais relevante para a eventual protecção contra a malária do que a maturação. Os resultados da análise proteómica revelaram respostas diferentes por parte do parasita nas duas condições de crescimento (GV com deficiência de PK e GV com deficiência de G6PD). Esta resposta parece ser proporcional à gravidade da deficiência enzimática. Nos parasitas que cresceram em GV deficientes em G6PD (provenientes de um indivíduo assintomático), a principal alteração observada (relativamente às condições normais) foi o aumento do número de proteínas de choque térmico e chaperones, mostrando que os parasitas responderam às condições de stress oxidativo, aumentando a expressão de moléculas de protecção. Nos parasitas que cresceram em condições de deficit de PK (GV de indivíduo com crises hemolíticas regulares, dependente de transfusões sanguíneas), houve alteração da expressão de um maior número de proteínas (relativamente ao observado em condições normais), em que a maioria apresentou uma repressão da expressão. Os processos biológicos mais representados nesta resposta do parasita foram a digestão da hemoglobina e a troca de proteínas entre hospedeiro e parasita/remodelação da superfície do GV. Além disso, uma elevada percentagem destas proteínas com expressão alterada está relacionada com as fendas de Maurer, que desempenham um papel importante na patologia da infecção malárica. É colocada a hipótese de que a protecção contra a malária em GV deficientes em PK está relacionada com o processo de remodelação da membrana dos GV pelo parasita, o que pode condicionar a invasão por novos parasitas e a própria virulência da malária. Os resultados da análise do proteoma dos GV contribuirão para confirmar esta hipótese.

Immunohistochemical expression of oestrogen and progesterone receptors during experimental acute and chronic murine Schistosomiasis mansoni

INTRODUCTION: The responsibility of Schistosoma mansoni in female infertility is still controversial. This study was conducted to evaluate the effect of acute and chronic schistosomiasis mansoni infection on the endometrium using immunohistochemical analysis of uterine hormone receptor expression. METHODS: Twenty-four nonpregnant swiss albino mice were divided into three groups: control, noninfected; acute; and chronic Schistosoma mansoni infection. Histological sections of uterine specimens were examined by light microscope with an image analyzing system to detect structural histological, estrogen receptor (ER) and progesterone receptor (PR) expression in the endometrium. RESULTS: No secretory phase was detected in the endometrium in acute and chronic Schistosoma infection. Hormone receptor expression (ER and PR) showed statistically significant differences among the groups (p< 0.05), with significant low ER hormone expression in chronic infection, compared to control proliferative, control secretory and acute infection cases, and statistically significant high PR expression in both acute and chronic infection cases compared to the control secretory cases (p< 0.05). CONCLUSIONS: Schistosomiasis mansoni seems to have an important impact on the hormone expression of affected women. Further studies to explore the mechanism of such changes are recommended.

HIV-1: maternal prognosis

Profound modifications in the profile of patients are currently being observed within the epidemic context of AIDS, especially with respect to pauperization and feminization of the disease. The population most frequently affected is in the reproductive age, and among adults aged 18 to 24 years, the ratio is 1 man to 1 woman, a phenomenon occurring uniformly all over the world. One of the main challenges for HIV-1-infected pregnant women and their doctors is the effect of the interaction between HIV infection and pregnancy. The present article is a review of the literature; and its objective is to assess the influence of HIV-1 infection seen from the maternal perspective, with a discussion of immunologic function, maternal prognosis, and the HIV-abortion interface. At present, we cannot conclude that pregnancy has a short-term effect on the evolution of HIV infection, but the concomitance of HIV and pregnancy may adversely affect the prognosis of gestation, especially in view of its frequent association with increased abortion and puerperal morbidity rates.

Neuroendocrine factors regulate retinoic acid receptors in normal and hypoplastic lung development

Congenital diaphragmatic hernia (CDH) is characterised by a spectrum of lung hypoplasia and consequent pulmonary hypertension, leading to high morbidity and mortality rates. Moreover, CDH has been associated with an increase in the levels of pulmonary neuroendocrine factors, such as bombesin and ghrelin, and a decrease in the action of retinoic acid (RA). The present study aimed to elucidate the interaction between neuroendocrine factors and RA. In vitro analyses were performed on Sprague-Dawley rat embryos. Normal lung explants were treated with bombesin, ghrelin, a bombesin antagonist, a ghrelin antagonist, dimethylsulfoxide (DMSO), RA dissolved in DMSO, bombesin plus RA and ghrelin plus RA. Hypoplastic lung explants (nitrofen model) were cultured with bombesin, ghrelin, bombesin antagonist or ghrelin antagonist. The lung explants were analysed morphometrically, and retinoic acid receptor (RAR) α, β and γ expression levels were assessed via Western blotting. Immunohistochemistry analysis of RAR was performed in normal and hypoplastic lungs 17.5 days post-conception (dpc). Compared with the controls, hypoplastic lungs exhibited significantly higher RARα/γ expression levels. Furthermore considering hypoplastic lungs, bombesin and ghrelin antagonists decreased RARα/γ expression. Normal lung explants (13.5 dpc) treated with RA, bombesin plus RA, ghrelin plus RA, bombesin or ghrelin exhibited increased lung growth. Moreover, bombesin and ghrelin increased RARα/γ expression levels, whereas the bombesin and ghrelin antagonists decreased RARα/γ expression. This study demonstrates for the first time that neuroendocrine factors function as lung growth regulators, sensitising the lung to the action of RA through up-regulation of RARα and RARγ.

Immunologic evaluation in infective endocarditis

OBJECTIVE: To analyze the immune response in peripheral blood of patients with infective endocarditis. METHODS: We studied 10 patients with infective endocarditis, age range from 20 to 50 years-old, males and females, and 20 healthy subjects in the same age range. The diagnosis of the disease was based on the clinical picture, echocardiogram, and hemoculture based upon samples drawn and tested before the treatment started. The were no history of atopy or malnutrition, no autoimmune disease, and they were not using any immunosuppressant or antibiotic medication. RESULTS: The patients with endocarditis had significantly higher T and B lymphocyte, CD4+ and CD8+ cell counts, IgM and IgG serum levels, and C4 component of the complement than the control group; no significant difference concerning serum IgA and neutrophil oxidative metabolism; a significant decrease in C3, chemotaxis, and monocyte phagocytosis;cryoglobulins were detected in 66.6% of patients and they were formed by IgG, IgM, IgA, C3, and C4. CONCLUSION: The patients with infective endocarditis were immunocompetent in most sectors of immune response and, at a certain moment, an autoimmune component may be present.

Apoptosis y expresión de receptores de reconocimiento de patrones en Polimorfonucleares Neutrófilos de individuos con infección VIH/SIDA. Apoptosis and recognition patterns receptors expression in Polymorphonuclear Neutrophils of individuals with HIV/AIDS infection.

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana tipo 1 (VIH-1) afecta principalmente a la respuesta inmune específica causando una pérdida progresiva de los linfocitos T CD4+. Sin embargo, este virus también afecta a células del sistema inmune innato, tales como los Polimorfonucleares Neutrófilos (PMN). Existen evidencias de alteraciones funcionales de los PMN durante la progresión de la infección por VIH y una de las explicaciones de estos defectos, la atribuye a una muerte celular programada o apoptosis constitutiva incrementada. El compromiso de la apoptosis de los PMN en la infección por VIH no está totalmente dilucidado, por ello, los objetivos de este proyecto son investigar el efecto de la infección por VIH sobre la apoptosis de PMN, analizar la expresión de moléculas y receptores de patrones de reconocimiento en estas células y evaluar el impacto de la terapia antirretroviral sobre la apoptosis y expresión de moléculas y receptores en PMN. Se incluirán individuos en distintos estadios clínicos e inmunológicos de la infección con o sin tratamiento antirretroviral y se determinarán parámetros hematológicos, inmunológicos y virológicos a fin de correlacionar el nivel de apoptosis y expresión de moléculas y receptores con el nivel de linfocitos T CD4+ y carga viral. La importancia de los PMN en el control de la infección por el VIH es actualmente un área de mucho interés, ya pueden ejercer un efecto anti-VIH directo, y al mismo tiempo, ser blancos de la infección viral. Los mecanismos que conducen a la muerte acelerada de los PMN no han sido totalmente dilucidados, por ello, su estudio permitirá entender las bases bioquímicas de los cambios morfológicos y determinar los mecanismos que definen su iniciación y regulación. En el presente proyecto, el estudio de la apoptosis de PMN de pacientes con infección VIH/SIDA posibilitará caracterizar la sobrevida de éstas células y su relación con el estado inmunológico, virológico y la terapia antirretroviral. Además, el estudio de los receptores reconocedores de patrones moleculares asociados a patógenos permitirá aclarar algunos aspectos de la activación de la respuesta inmune innata y su conexión con la inmunidad adaptativa. Comprender aspectos claves de la cascada de la apoptosis de PMN y de la expresión de receptores reconocedores de patrones moleculares en la infección VIH/SIDA podría en un futuro aportar posibles blancos terapéuticos para restaurar la función de estas células durante esta infección.

Participación de los receptores de Angiotensina AT1 de la Amigdala en la respuesta al miedo potenciado. Role of Amygdalar Angiotensin AT1 receptors in response to fear potentiated.

La amígdala se encuentra estrechamente ligada a la generación y modulación de los procesos emocionales. Aunque el complejo de la amígdala generalmente se define por varios grupos distintos de células, los núcleos basolaterales que se conectan con el núcleo central y el núcleo de la estría terminal son los que proyectan a las áreas del sistema nervioso central involucradas en el control de las respuestas autónomas, los procesos cognitivos y la respuesta emocional. Además de los sistemas glutamatérgico, gabaérgico, CRH, Opiodes, CCK entre otros, en estas áreas de la amígdala se encuentran receptores AT1 del Sistema Renina-Angiotensina (SRA) cerebral. Entre las áreas a las que se proyectan estos núcleos se destaca la inervación de núcleos dopaminérgicos a través del área tegmental ventral y su influencia sobre la función del eje hipotálamo hipófiso adrenal por la modulación de la descarga de ACTH a través de la inervación del núcleo hipotalámico paraventricular. También se ha comprobado la colocalización del SRA y receptores AT1 de Angiotensina II en sustancia nigra y cuerpo estriado, sugiriendo un rol clave de SRA en la modulación de la liberación de dopamina central. Existen evidencias, neuroanatómicas, fisiológicas y farmacológicas que indican que la Angiotensina II cerebral es mediadora de las respuestas inducidas por estrés incluyendo la regulación de los sistemas simpático y neuroendócrino. En este proyecto se propone evaluar en ratas wistar la participación de los receptores AT1 de Angiotensina II en la respuesta al miedo potenciado. En este modelo hay una mayor activación de la amígdala y el establecimiento de un estado de ansiedad por la exposición previa a una situación de estrés que desencadena respuestas similares a las encontradas en pacientes con desordenes de ansiedad. Además evaluaremos su posible participación en las conducta de exploración, expresión de la memoria de trabajo y recambio de dopamina en los núcleos del estriado, accumbens y corteza prefrontal.

Molecular analysis of death receptors mediated apoptotic and non-apoptotic signalling pathways in human keratinocytes

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2011