Protective effect of C. sativa leaf extract against UV mediated-DNA damage in a human keratinocyte cell line

Toxic effects of ultraviolet (UV) radiation on skin include protein and lipid oxidation, and DNA damage. The latter is known to play a major role in photocarcinogenesis and photoaging. Many plant extracts and natural compounds are emerging as photoprotective agents. Castanea sativa leaf extract is able to scavenge several reactive species that have been associated to UV-induced oxidative stress. The aim of this work was to analyze the protective effect of C. sativa extract (ECS) at different concentrations (0.001, 0.01, 0.05 and 0.1 μg/mL) against the UV mediated-DNA damage in a human keratinocyte cell line (HaCaT). For this purpose, the cytokinesis-block micronucleus assay was used. Elucidation of the protective mechanism was undertaken regarding UV absorption, influence on 1O2 mediated effects or NRF2 activation. ECS presented a concentration-dependent protective effect against UV-mediated DNA damage in HaCaT cells. The maximum protection afforded (66.4%) was achieved with the concentration of 0.1 μg/mL. This effect was found to be related to a direct antioxidant effect (involving 1O2) rather than activation of the endogenous antioxidant response coordinated by NRF2. Electrochemical studies showed that the good antioxidant capacity of the ECS can be ascribed to the presence of a pool of different phenolic antioxidants. No genotoxic or phototoxic effects were observed after incubation of HaCaT cells with ECS (up to 0.1 μg/mL). Taken together these results reinforce the putative application of this plant extract in the prevention/minimization of UV deleterious effects on skin.

Acellular and "low" pertussis vaccines: adverse events and the role of mutations

Objective: to discuss the current PAHO recommendation that does not support the substitution of traditional cellular DTP vaccine by acellular DTP, and the role of mutations, in humans, as the main cause of rare adverse events, such as epileptic-like convulsions, triggered by pertussis vaccine. Data review: the main components related to toxic effects of cellular pertussis vaccines are the lipopolysaccharide of bacterial cell wall and pertussis toxin. The removal of part of lipopolysaccharide layer has allowed the creation of a safer cellular pertussis vaccine, with costs comparable to the traditional cellular vaccine, and which may be a substitute for the acellular vaccine. Conclusion: The new methodology introduced by Instituto Butantan allows for the development of a new safer pertussis vaccine with low LPS content (Plow), and the use of the lipopolysaccharide obtained in the process in the production of monophosphoryl lipid A. This component has shown potent adjuvant effect when administered together with influenza inactivated vaccine, making possible to reduce the antigen dose, enhancing the production capacity and lowering costs.

Modulatory activity of antioxidants against the toxicity of Rifampicin in vivo

The World Health Organization (WHO) has shown concern about the burden of tuberculosis in the developing countries. Even though rifampicin is an effective drug in the management of tuberculosis, it has been documented to have some toxic effects in humans. Therefore, this study intends to investigate the modulatory effect of vitamins C and E on the hepatotoxicity, sperm quality and brain toxicity of Rifampicin. Forty Wistar albino rats were used, 10 animals per group. Group 1 animals received 0.3 mL of distilled water, the Group 2 animals received the therapeutic dose of rifampicin, Group 3 animals received therapeutic doses of rifampicin plus vitamin E, while Group 4 received therapeutic doses of rifampicin and vitamin C. The administration was performed orally during three months; the animals were sacrificed by cervical dislocation at the end of that period. Blood samples were collected and liver function and lipid profile was analyzed using fully automated clinical chemistry device. The liver, brain and reproductive organs underwent histopathological examination. Sperm samples were collected from the epididymis to achieve count and motility and morphological analysis. Results showed rifampicin alone to raise (p < 0.05) liver function enzymes (Aspartate amino transferase [AST], Serum alanine amino transferase [ALT] and Total Bilirubin) when compared with controls. While the vitamin E treated group showed remarkable protection, the vitamin C treated group showed questionable protection against the rifampicin induced liver damage. Sperm count results showed an important (p < 0.05) increase in the sperm quality in vitamin E and C treated groups. However, the vitamin E plus Rifampicin treated group showed increased lipid peroxidation. The histopathological findings revealed structural damages by rifampicin in liver, brain and epididymis while some remarkable architectural integrity was observed in the antioxidant-treated groups. It can be concluded that vitamin E or C improved sperm quality and protected against the brain damage caused by rifampicin. Moreover, vitamin E demonstrated remarkable hepatoprotection against rifampicin induced damage while vitamin C shows a questionable hepatoprotection.

Comparing the performance of geostatistical models with additional information from covariates for sewage plume characterization

In this work, kriging with covariates is used to model and map the spatial distribution of salinity measurements gathered by an autonomous underwater vehicle in a sea outfall monitoring campaign aiming to distinguish the effluent plume from the receiving waters and characterize its spatial variability in the vicinity of the discharge. Four different geostatistical linear models for salinity were assumed, where the distance to diffuser, the west-east positioning, and the south-north positioning were used as covariates. Sample variograms were fitted by the Mat`ern models using weighted least squares and maximum likelihood estimation methods as a way to detect eventual discrepancies. Typically, the maximum likelihood method estimated very low ranges which have limited the kriging process. So, at least for these data sets, weighted least squares showed to be the most appropriate estimation method for variogram fitting. The kriged maps show clearly the spatial variation of salinity, and it is possible to identify the effluent plume in the area studied. The results obtained show some guidelines for sewage monitoring if a geostatistical analysis of the data is in mind. It is important to treat properly the existence of anomalous values and to adopt a sampling strategy that includes transects parallel and perpendicular to the effluent dispersion.

Disturbance in hemoglobin metabolism and in vivo antimalarial activity of azole antimycotics

Plasmodium parasites degrade host hemoglobin to obtain free amino acids, essential for protein synthesis. During this event, free toxic heme moieties crystallize spontaneously to produce a non-toxic pigment called hemozoin or ß-hematin. In this context, a group of azole antimycotics, clotrimazole (CTZ), ketoconazole (KTZ) and fluconazole (FCZ), were investigated for their abilities to inhibit ß-hematin synthesis (IßHS) and hemoglobin proteolysis (IHbP) in vitro. The ß-hematin synthesis was recorded by spectrophotometry at 405 nm and the hemoglobin proteolysis was determined by SDS-PAGE 12.5%, followed by densitometric analysis. Compounds were also assayed in vivo in a malaria murine model. CTZ and KTZ exhibited the maximal effects inhibiting both biochemical events, showing inhibition of β-hematin synthesis (IC50 values of 12.4 ± 0.9 µM and 14.4 ± 1.4 µM respectively) and inhibition of hemoglobin proteolysis (80.1 ± 2.0% and 55.3 ± 3.6%, respectively). There is a broad correlation to the in vivo results, especially CTZ, which reduced the parasitemia (%P) of infected-mice at 4th day post-infection significantly compared to non-treated controls (12.4 ± 3.0% compared to 26.6 ± 3.7%, p = 0.014) and prolonged the survival days post-infection. The results indicated that the inhibition of the hemoglobin metabolism by the azole antimycotics could be responsible for their antimalarial effect.

Remediação Ambiental

A agricultura é uma das atividades mais antigas realizadas pelo Homem, sendo de grande importância para a obtenção tanto de bens alimentares como de bens para outros fins. No entanto desde o início constatou-se que as culturas eram afetadas por pragas e doenças que levavam à perda das colheitas. Este motivo deu origem à necessidade de nesses termos surgiu a aplicação de substâncias com o objetivo de proteger as colheitas. Os pesticidas são substâncias naturais ou sintéticas, aplicadas com o objetivo de proteger as plantas eliminando pragas e doenças. Para além da potencial toxicidade destas substâncias, em alguns casos a sua degradação no meio ambiente por microrganismos, hidrólise, radiação solar, etc. dá origem a produtos de degradação tanto ou mais tóxicos que os próprios pesticidas. A utilização deste tipo de substâncias acarreta problemas, visto a sua aplicação ser feita de forma a compensar perdas que ocorrem por meio de degradação, lixiviação, entre outros processos. Este tipo de aplicação leva a que haja contaminação do meio ambiente por parte dos pesticidas, pondo em risco tanto a saúde humana como os restantes seres vivos. A utilização de ciclodextrinas no encapsulamento destes compostos tem como objetivo aumentar a estabilidade do composto e promover a sua libertação de forma controlada. No presente trabalho pretende-se efetuar um estudo comparativo sobre a fotodegradação do herbicida terbutilazina e do fungicida pirimetanil livres e quando encapsulados com 2- hidroxipropil-β- ciclodextrina. De forma a quantificar os pesticidas ao longo do estudo foi utilizado o método analítico de HPLC de fase reversa. Os resultados permitiram constatar que a terbutilazina é fotoquimicamente estável, nas condições aplicadas, visto que ao fim de 75 dias de as soluções de pesticida livre em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial e as soluções de pesticida encapsulado em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial. Neste caso particular não foi possível, no intervalo de tempo considerado, avaliar a influência do encapsulamento no processo de fotodegradação da terbutilazina. Dada a baixa fotodegradação observada optou-se pela adição de peróxido de hidrogénio às soluções de controlo e 35 mM de HP-β-CD e acetona às soluções de 0 mM e 17,5 mM de HP-β-CD, para tentar promover a degradação do pesticida. Através dos resultados obtidos constatou-se que particularmente para as soluções onde foi adicionada acetona houve um aumento da velocidade de degradação no entanto esta ainda ocorria de forma lenta e muito semelhante quer para o pesticida livre quer para o encapsulado. Relativamente ao estudo da fotodegradação do pirimetanil verificou-se que ao fim de 4 dias de irradiação as soluções de pesticida livre apresentavam já alguma degradação do pesticida e tendo o período de irradiação uma duração de 53 dias foi possível para este pesticida determinar os parâmetros cinéticos em algumas das soluções. Quanto as soluções de água desionizada e água do rio com pirimetanil livre ambas apresentaram degradação do pesticida verificando-se uma cinética de reação de 1ª ordem com constantes de 0,0018 dias-1 e de 0,0060 dias-1 respetivamente. Para a solução de água desionizada com pirimetanil encapsulado não foi detetada degradação do pesticida, já para a solução com pirimetanil encapsulado em água do rio verificou-se a existência de degradação que correspondeu a uma cinética de degradação de 1ª ordem com uma constante de 0,0013 dias-1. Através dos resultados obtidos pode-se concluir que o encapsulamento do pirimetanil com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina é vantajoso visto diminuir a quantidade de pesticida utilizado e aumentar a eficácia do controlo das pragas.

Efficacy of euphorbia hirta latex as plant derived molluscicides against freshwater snails

The toxic effect of binary and tertiary combinations of Euphorbia hirta Linn latex powder with other plant molluscicidal compounds, were evaluated against the freshwater snails Lymnaea (Radix) acuminata and Indoplanorbis exustus in pond. These combinations showed significant time and dose dependent effect against both the snails. These compounds at higher doses were also lethal to freshwater fish Channa punctatus (Bloch) (Channidae {Ophicephalidae}), which shares the habitat with these snails, but the LC90 (24h) doses of snails have no apparent killing properties in fish populations when treated in mixed population of snails and fish.

Estudo da Toxicidade do Chumbo na Levedura Saccharomyces cerevisiae

O chumbo é um importante poluente ambiental. A levedura Saccharomyces cerevisiae constitui um modelo útil para o estudo dos efeitos tóxicos do chumbo. O conhecimento dos mecanismos de defesa e resistência à presença de metais pesados poderá ser útil em tecnologias de proteção ambiental, nomeadamente no desenvolvimento de novas metodologias para a biorremediação de metais pesados. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do Pb na capacidade proliferativa, na integridade membranar e na produção intracelular de espécies reativas de oxigénio (ROS), na estirpe laboratorial da levedura Saccharomyces cerevisiae BY4741 (estirpe selvagem, WT). Foi também estudado o papel das mitocôndrias, como fonte de ROS induzida por Pb, e o envolvimento da H+-ATPase vacuolar (V-ATPase) e de transportadores vacuolares pertencentes à superfamília ABC (de ATP-binding cassette) na defesa contra a toxicidade do Pb. O estudo cinético do impacto de duas concentrações de Pb na viabilidade das leveduras (avaliado através de um ensaio clonogénico), na integridade da membrana celular (determinada com iodeto de propídio) e na produção intracelular de ROS (o anião superóxido foi detetado com dihidroetídio e o peróxido de hidrogénio com 2’,7’- diclorodihidrofluoresceína), revelou uma perda progressiva da capacidade proliferativa (53 e 17% de células viáveis, após a exposição durante 3h a 250 ou 1000 µmol/l de chumbo, respetivamente), coincidente com a acumulação intracelular de anião superóxido e de peróxido de hidrogénio, na ausência de perda da integridade membranar. A importância das mitocôndrias na produção de ROS, induzida por chumbo, foi levada a cabo usando um mutante deficiente respiratório desprovido de ADN mitocondrial (ƿ0). Quando comparado com a respetiva estirpe parental, o mutante ƿ0 apresentou uma maior resistência ao Pb e uma menor produção de ROS induzida por Pb. A exposição das células da estirpe BY4741 a 250 e 1000 µmol/l de chumbo originou a formação de 49 e 58% de células deficientes respiratórias, respetivamente. A função da V-ATPase, na desintoxicação de chumbo, foi avaliada utilizando mutantes com uma estrutura vacuolar normal mas defetivos em subunidades da VATPase (vma1Δ, vma2Δ, vma3Δ e vph1Δ). Comparativamente às células da estirpe WT, todos os mutantes testados, sem V-ATPase funcional, apresentaram uma maior suscetibilidade ao Pb. O papel dos transportadores vacuolares pertencentes à superfamília ABC, na defesa contra a toxicidade induzida por chumbo, foi levada a cabo utilizando mutantes sem os transportadores Ycf1p ou Vmr1p. Os resultados preliminares mostraram que quando comparadas com as células da estirpe WT, as células das estirpes ycf1Δ ou vmr1Δ não apresentavam uma maior perda da viabilidade. A modificação da morfologia vacuolar, em células expostas a chumbo, foi visualizada utilizando a estirpe Vma2p-GFP. O tratamento das células com Pb originou a fusão dos vacúolos de tamanho médio num único vacúolo de grande dimensão. Em conclusão, os estudos desenvolvidos no presente trabalho, utilizando a estirpe laboratorial BY4741, mostraram que a perda da capacidade proliferativa das leveduras, induzida pelo chumbo, pode ser atribuída à acumulação intracelular do anião superóxido e de peróxido de hidrogénio. As mitocôndrias parecem ser uma das principais fontes de ROS induzido por Pb e, simultaneamente, um dos principais alvos da sua toxicidade. Em S. cerevisiae, o vacúolo desempenha um papel importante na desintoxicação do Pb. A modificação da morfologia vacuolar após exposição ao chumbo poderá ser a consequência da acumulação de Pb no vacúolo. Enquanto os transportadores da superfamília ABC parecem não estar envolvidos na sequestração vacuolar de Pb, é necessária a presença, num estado funcional, da V-ATPase para que ocorra a compartimentação do Pb. Muito provavelmente, a compartimentação do Pb no vacúolo previne a sua acumulação no citosol e o desencadear dos respetivos efeitos tóxicos.

Necrólise Epidérmica Tóxica – Valproato de Sódio e Vancomicina?

A prevalência de reacções adversas a medicamentos (RAM) em doentes hospitalizados é estimada em 10 -20% e estas podem ser potencialmente fatais. A necrólise epidérmica tóxica (NET) é uma das apresentações de RAM mais severa, com baixa incidência mas mortalidade elevada. Os autores apresentam o caso de uma mulher de 79 anos, com doença cerebrovascular hemorrágica grave, pós -traumática, com necessidade de internamento em cuidados intensivos que, sob terapêutica com meropenem, vancomicina e valproato de sódio, desenvolveu um quadro de NET. Para identificação do fármaco responsável realizou -se teste de transformação linfoblástica (TTL). Os índices de estimulação obtidos foram < 2,0 para o meropenem, 7,4 para vancomicina e 6,4 para o valproato de sódio; a sua valorização foi efectuada com cut -off >3. Apesar de ser ainda um instrumento de investigação, o TTL foi decisivo na confirmação da base imunológica da reacção. Vancomicina e valproato de sódio estão totalmente contraindicados nesta doente.

In vitro activity of the clinical pulmonary surfactant Surfacen® against Leishmania amazonensis

Surfacen® is an exogenous natural lung surfactant, composed by phospholipids and hydrophobic proteins, which is applied successfully in Newborn Respiratory Distress Syndrome. In this paper, in vitro activity of Surfacen® against Leishmania amazonensis is described. The product showed activity against the amastigote form found in peritoneal macrophages from BALB/c mice, with an IC50 value of 17.9 ± 3.0 µg/mL; while no toxic effect on host cell was observed up to 200 µg/mL. This is the first report about the antileishmanial activity of Surfacen®.

Characterization of the molluscicidal activity of Bauhinia variegata and Mimusops elengi plant extracts against the fasciola vector lymnaea acuminata

The molluscicidal activity of Bauhinia variegata leaf and Mimusops elengi bark was studied against vector snail Lymnaea acuminata. The toxicity of both plants was time and concentration-dependent. Among organic extracts, ethanol extracts of both plants were more toxic. Toxicity of B. variegata leaf ethanolic extract (96h LC50- 14.4 mg/L) was more pronounced than M. elengi bark ethanolic extract (96h LC50-15.0 mg/L). The 24h LC50 of column purified fraction of B. variegata and M. elengi bark were 20.3 mg/L and 18.3 mg/L, respectively. Saponin and quercetin were characterized and identified as active molluscicidal component. Co-migration of saponin (Rf 0.48) and quercetin (Rf 0.52) with column purified bark of M. elengi and leaf of B. variegata on thin layer chromatography demonstrate same Rf value i.e. 0.48 and 0.52, respectively. The present study clearly indicates the possibility of using M. elengi and/or B. variegata as potent molluscicide.

RRH: envenoming syndrome due to 200 stings from Africanized honeybees

Envenoming syndrome from Africanized bee stings is a toxic syndrome caused by the inoculation of large amounts of venom from multiple bee stings, generally more than five hundred. The incidence of severe toxicity from Africanized bee stings is rare but deadly. This report reveals that because of the small volume of distribution, having fewer stings does not exempt a patient from experiencing an unfavorable outcome, particularly in children, elderly people or underweight people.

CHARACTERIZATION OF MOLLUSCICIDAL COMPONENT OF Moringa oleifera LEAF AND Momordica charantia FRUITS AND THEIR MODES OF ACTION IN SNAIL Lymnaea acuminata

SUMMARY The molluscicidal activity of the leaf powder of Moringa oleifera and lyophilized fruit powder of Momordica charantia against the snail Lymnaea acuminata was time and concentration dependent. M. oleifera leaf powder (96 h LC50: 197.59 ppm) was more toxic than M. charantia lyophilized fruit powder (96 h LC50: 318.29 ppm). The ethanolic extracts of M. oleifera leaf powder and Momordica charantia lyophilized fruit powder were more toxic than other organic solvent extracts. The 96 h LC50 of the column purified fraction of M. oleifera leaf powder was 22.52 ppm, while that of M. charantia lyophilized fruit powder was 6.21 ppm. Column, thin layer and high performance liquid chromatography analysis show that the active molluscicidal components in M. oleifera leaf powder and lyophilized fruit of M. charantia are benzylamine (96 h LC50: 2.3 ppm) and momordicine (96 h LC50: 1.2 ppm), respectively. Benzylamine and momordicine significantly inhibited, in vivo and in vitro, the acetylcholinesterase (AChE), acid and alkaline phosphatase (ACP/ALP) activities in the nervous tissues of L. acuminata. Inhibition of AChE, ACP and ALP activity in the nervous tissues of L. acuminata by benzylamine and momordicine may be responsible for the molluscicidal activity of M. oleifera and M. charantia fruits, respectively.

In vitro PHYTOTHERAPY OF VECTOR SNAILS BY BINARY COMBINATIONS OF LARVICIDAL ACTIVE COMPONENTS IN EFFECTIVE CONTROL OF FASCIOLIASIS

SUMMARY A food-borne trematode infection fascioliasis is one among common public health problems worldwide. It caused a great economic loss for the human race. Control of snail population below a certain threshold level is one of the important methods in the campaign to reduce the incidence of fascioliasis. The life cycle of the parasite can be interrupted by killing the snail or Fasciola larva redia and cercaria inside of the snail Lymnaea acuminata. In vitro toxicity of different binary combinations (1:1 ratio) of plant-derived larvicidal active components such as citral, ferulic acid, umbelliferone, azadirachtin and allicin against Fasciola redia and cercaria were tested. The mortality of larvae was observed at 2h, 4h, 6h and 8h of treatment. In in vitro condition azadirachtin + allicin (1:1 ratio) was highly toxic against redia and cercaria (8h LC50 0.006 and 0.005 mg/L). Toxicity of citral + ferulic acid was lowest against redia and cercaria larvae.

Protein adducts from the anti-HIV drug abacavir – possible biomarkers of drug toxicity

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina