PAS-1, a protein from Ascaris suum, modulates allergic inflammation via IL-10 and IFN-gamma, but not IL-12

Helminths and their products have a profound immunomodulatory effect upon the inductive and effector phases of inflammatory responses, including allergy. We have demonstrated that PAS-1, a protein isolated from Ascaris strum worms, has an inhibitory effect on lung allergic inflammation due to its ability to down-regulate eosinophilic inflammation, Th2 cytokine release and IgE antibody production. Here, we investigated the role of IL-12, IFN-gamma and IL-10 in the PAS-1-induced inhibitory mechanism using a murine model of asthma. Wild type C57BL/6, IL-12(-/-), IFN-gamma(-/-) and IL-10(-/-) mice were immunized with PAS-1 and/or OVA and challenged with the same antigens intranasally. The suppressive effect of PAS-I was demonstrated on the cellular influx into airways, with reduction of eosinophil number and eosinophil peroxidase activity in OVA + PAS-1-immunized wild type mice. This effect well correlated with a significant reduction in the levels of IL-4, IL-5, IL-13 and eotaxin in BAL fluid. Levels of IgE and IgG1 antibodies were also impaired in serum from these mice. The inhibitory activity of PAS-I was also observed in IL-12(-/-) mice, but not in IFN-gamma(-/-) and IL-10(-/-) animals. These data show that IFN-gamma and IL-10, but not IL-12, play an important role in the PAS-1 modulatory effect. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Bradykinin inducible receptor is essential to lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice

Lipopolysaccharides from gram-negative bacteria are amongst the most common causative agents of acute lung injury, which is characterized by an inflammatory response, with cellular infiltration and the release of mediators/cytokines. There is evidence that bradykinin plays a role in lung inflammation in asthma but in other types of lung inflammation its role is less clear. In the present study we evaluated the role of the bradykinin B(1) receptor in acute lung injury caused by lipopolysaccharide inhalation and the mechanisms behind bradykinin actions participating in the inflammatory response. We found that in C57BI/6 mice, the bradykinin B(1) receptor expression was up-regulated 24 h after lipopolysaccharide inhalation. At this time, the number of cells and protein concentration were significantly increased in the bronchoalveolar lavage fluid and the mice developed airway hyperreactivity to methacholine. In addition, there was an increased expression of tumor necrosis factor-alpha, interleukin-1 beta and interferon-gamma and chemokines (monocytes chemotactic protein-1 and KC) in the bronchoalveolar lavage fluid and in the lung tissue. We then treated the mice with a bradykinin B, receptor antagonist, R-954 (Ac-Orn-[Oic(2), alpha-MePhe(5), D-beta Nal(7), Ile(8)]desArg(9)-bradykinin), 30 min after lipopolysaccharide administration. We observed that this treatment prevented the airway hyperreactivity as well as the increased cellular infiltration and protein content in the bronchoalveolar lavage fluid. Moreover, R-954 inhibited the expression of cytokines/chemokines. These results implicate bradykinin, acting through B(1) receptor, in the development of acute lung injury caused by lipopolysaccharide inhalation. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Connective tissue mast cells are the target of formaldehyde to induce tracheal hyperresponsiveness in rats: Putative role of leukotriene B(4) and nitric oxide

Formaldehyde (FA) exposure induces upper airways irritation and respiratory abnormalities, but its mechanisms are not understood. Since mast cells are widely distributed in the airways, we hypothesized that FA might modify the airways reactivity by mechanism involving their activation. Tracheal rings of rats were incubated with Dulbecco`s modified medium culture containing FA (0.1 ppm) in 96-well plastic microplates in a humid atmosphere. After 30 min, 6 h, and 24-72 h, the rings were suspended in an organ bath and dose-response curve to methacholine (MCh) were determined. incubation with FA caused a transient tracheal hyperresponsiveness to MCh that was independent from tracheal epithelium integrity. Connective tissue mast cell depletion caused by compound 48/80 or mast cell activation by the allergic reaction, before exposure of tracheal rings to FA prevented the increased responsiveness to MCh. LTB(4) concentrations were increased in the culture medium of tracheas incubated with FA for 48 h, whereas the LTB(4)-receptor antagonist MK886 (1 mu M) added before FA exposure rendered the tracheal rings normoreactive to MCh. In addition, FA exposure did not cause hyperresponsiveness in tracheal segments incubated with L-arginine (1 mu M). We suggest that airway connective tissue mast cells constitute the target and may provide the increased LTB(4) generation as well as an elevated consumption of NO leading to tracheal hyperresponsiveness to MCh. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Notch signaling controls the balance of ciliated and secretory cell fates in developing airways

Although there is accumulated evidence of a role for Notch in the developing lung, it is still unclear how disruption of Notch signaling affects lung progenitor cell fate and differentiation events in the airway epithelium. To address this issue, we inactivated Notch signaling conditionally in the endoderm using a Shh-Cre deleter mouse line and mice carrying floxed alleles of the Pofut1 gene, which encodes an O-fucosyltransferase essential for Notch-ligand binding. We also took the same conditional approach to inactivate expression of Rbpjk, which encodes the transcriptional effector of canonical Notch signaling. Strikingly, these mutants showed an almost identical lung phenotype characterized by an absence of secretory Clara cells without evidence of cell death, and showed airways populated essentially by ciliated cells, with an increase in neuroendocrine cells. This phenotype could be further replicated in cultured wild-type lungs by disrupting Notch signaling with a gamma-secretase inhibitor. Our data suggest that Notch acts when commitment to a ciliated or non-ciliated cell fate occurs in proximal progenitors, silencing the ciliated program in the cells that will continue to expand and differentiate into secretory cells. This mechanism may be crucial to define the balance of differentiated cell profiles in different generations of the developing airways. It might also be relevant to mediate the metaplastic changes in the respiratory epithelium that occur in pathological conditions, such as asthma and chronic obstructive pulmonary disease.

Finite determinacy and Whitney equisingularity of map germs from C(n) to C(2n-1)

We show that a holomorphic map germ f : (C(n), 0) -> (C(2n-1), 0) is finitely determined if and only if the double point scheme D(f) is a reduced curve. If n >= 3, we have that mu(D(2)(f)) = 2 mu(D(2)(f)/S(2))+C(f)-1, where D(2)(f) is the lifting of the double point curve in (C(n) x C(n), 0), mu(X) denotes the Milnor number of X and C(f) is the number of cross-caps that appear in a stable deformation of f. Moreover, we consider an unfolding F(t, x) = (t, f(t)(x)) of f and show that if F is mu-constant, then it is excellent in the sense of Gaffney. Finally, we find a minimal set of invariants whose constancy in the family f(t) is equivalent to the Whitney equisingularity of F. We also give an example of an unfolding which is topologically trivial, but it is not Whitney equisingular.

Mapping the cytoskeletal prestress

Park CY, Tambe D, Alencar AM, Trepat X, Zhou EH, Millet E, Butler JP, Fredberg JJ. Mapping the cytoskeletal prestress. Am J Physiol Cell Physiol 298: C1245-C1252, 2010. First published February 17, 2010; doi: 10.1152/ajpcell.00417.2009.-Cell mechanical properties on a whole cell basis have been widely studied, whereas local intracellular variations have been less well characterized and are poorly understood. To fill this gap, here we provide detailed intracellular maps of regional cytoskeleton (CSK) stiffness, loss tangent, and rate of structural rearrangements, as well as their relationships to the underlying regional F-actin density and the local cytoskeletal prestress. In the human airway smooth muscle cell, we used micropatterning to minimize geometric variation. We measured the local cell stiffness and loss tangent with optical magnetic twisting cytometry and the local rate of CSK remodeling with spontaneous displacements of a CSK-bound bead. We also measured traction distributions with traction microscopy and cell geometry with atomic force microscopy. On the basis of these experimental observations, we used finite element methods to map for the first time the regional distribution of intracellular prestress. Compared with the cell center or edges, cell corners were systematically stiffer and more fluidlike and supported higher traction forces, and at the same time had slower remodeling dynamics. Local remodeling dynamics had a close inverse relationship with local cell stiffness. The principal finding, however, is that systematic regional variations of CSK stiffness correlated only poorly with regional F-actin density but strongly and linearly with the regional prestress. Taken together, these findings in the intact cell comprise the most comprehensive characterization to date of regional variations of cytoskeletal mechanical properties and their determinants.

Percolation in a network with long-range connections: Implications for cytoskeletal structure and function

Cell shape, signaling, and integrity depend on cytoskeletal organization. In this study we describe the cytoskeleton as a simple network of filamentary proteins (links) anchored by complex protein structures (nodes). The structure of this network is regulated by a distance-dependent probability of link formation as P = p/d(s), where p regulates the network density and s controls how fast the probability for link formation decays with node distance (d). It was previously shown that the regulation of the link lengths is crucial for the mechanical behavior of the cells. Here we examined the ability of the two-dimensional network to percolate (i.e. to have end-to-end connectivity), and found that the percolation threshold depends strongly on s. The system undergoes a transition around s = 2. The percolation threshold of networks with s < 2 decreases with increasing system size L, while the percolation threshold for networks with s > 2 converges to a finite value. We speculate that s < 2 may represent a condition in which cells can accommodate deformation while still preserving their mechanical integrity. Additionally, we measured the length distribution of F-actin filaments from publicly available images of a variety of cell types. In agreement with model predictions, cells originating from more deformable tissues show longer F-actin cytoskeletal filaments. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

NIELSEN COINCIDENCE THEORY OF FIBRE-PRESERVING MAPS AND DOLD`S FIXED POINT INDEX

Let M -> B, N -> B be fibrations and f(1), f(2): M -> N be a pair of fibre-preserving maps. Using normal bordism techniques we define an invariant which is an obstruction to deforming the pair f(1), f(2) over B to a coincidence free pair of maps. In the special case where the two fibrations axe the same and one of the maps is the identity, a weak version of our omega-invariant turns out to equal Dold`s fixed point index of fibre-preserving maps. The concepts of Reidemeister classes and Nielsen coincidence classes over B are developed. As an illustration we compute e.g. the minimal number of coincidence components for all homotopy classes of maps between S(1)-bundles over S(1) as well as their Nielsen and Reidemeister numbers.

Fixed points on Klein bottle fiber bundles over the circle

The main purpose of this work is to study fixed points of fiber-preserving maps over the circle S(1) for spaces which are fiber bundles over S(1) and the fiber is the Klein bottle K. We classify all such maps which can be deformed fiberwise to a fixed point free map. The similar problem for torus fiber bundles over S(1) has been solved recently.

The first group (co)homology of a group G with coefficients in some G-modules

Let G be a group. We give some formulas for the first group homology and cohomology of a group G with coefficients in an arbitrary G-module (Z) over tilde. More explicit calculations are done in the special cases of free groups, abelian groups and nilpotent groups. We also perform calculations for certain G-module M, by reducing it to the case where the coefficient is a G-module (Z) over tilde. As a result of the well known equalities H-1(X, M) = H-1(pi(1)(X), M) and H-1(X, M) = H-1(pi(1) (X), M), for any G-module M, we are able to calculate the first homology and cohomology groups of topological spaces with certain local system of coefficients.

Estudo comparativo da viabilidade miocárdica em áreas dissinérgicas ao ecocardiograma basal : cintilografia tomográfica com Tecnécio 99m-mibi sob baixa dose de Dobutamina versus Tálio em repouso-redistribuição

A cintilografia com radioisótopos em repouso tem despertado muito interesse nos últimos anos para pesquisa da viabilidade miocárdica na disfunção isquêmica avançada do VE, porque esta pode ser reversível e porque há melhora prognóstica neste contexto. O objetivo desse trabalho é buscar identificar a acurácia da cintilografia tomográfica Tc-99m-Sestamibi, sob a infusão de dobutamina em baixa dose. Foram protocolados trinta pacientes que sofreram um infarto do miocárdio com padrão “Q”, com dissinergia ao ecocardiograma, e submetidos a estudos perfusionais em dias diferentes, com Tc-99m-Sestamibi − dobutamina e Tl-201 em repouso-redistribuição 4 horas, usado como padrão ouro. Não ocorreram complicações com nenhum paciente submetido ao protocolo do estudo. Os resultados revelaram: sensibilidade = 85%, especificidade = 87%, valor preditivo positivo = 96%, valor preditivo negativo = 65 % e acurácia de = 85,2%. A razão de probabilidade positiva foi de 6,68 e a razão de probabilidade negativa de 0,17. Confrontando-se nossos dados com uma metanálise de resultados para o Tc-99m-Sestamibi em repouso, a sensibilidade no presente estudo foi 85% vs. 81% e a especificidade de 87% vs. 60%. Em relação aos dados da literatura para Tl-201: 85% vs. 90% e 87% vs. 54%, sensibilidade e especificidade, respectivamente. Em conclusão, o Tc-99m-Sestamibi sob a infusão de dobutamina parece ser um método promissor para detectar viabilidade superior a esta modalidade de cintilografia em repouso, com valores preditivos comparáveis à literatura disponível para esse mesmo método: 85,2% vs. 87%, 96% vs. 90% e 65% vs. 83%, para acurácia, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo, respectivamente.

Aspectos microbiológicos da bile de pacientes com suspeita de coledocolilitíase e suas repercussões no tratamento das infecções biliares

A infecção das vias biliares é uma doença freqüente com alta morbidade e mortalidade, que pode variar de 10 a 60% dependendo de sua gravidade. A causa mais comum desta infecção é a presença de cálculos na via biliar principal que propicia o surgimento de bacteriobilia. O profundo conhecimento das características microbiológicas da bile nos casos de coledocolitíase e infecção das vias biliares são fundamentais para o melhor diagnóstico desta infecção e escolha da antibioticoterapia a ser instituída. Assim, o objetivo deste estudo foi de caracterizar os principais aspectos microbiológicos da bile dos pacientes com e sem coledocolitíase e avaliar sua importância na escolha dos antimicrobianos para o tratamento da infecção das vias biliares. Foram analisados 33 pacientes que foram divididos em um grupo de 10 pacientes sem coledocolitíase (grupo controle) no momento da Colangiografia Endoscópica (CPER) e em outro grupo de 23 pacientes com coledocolitíase. A bile de todos os pacientes foi coletada no início do procedimento endoscópico, através de catater introduzido na via biliar. O exame de microscopia direta com coloração de Gram e as culturas da bile foram negativas nos 10 pacientes que não apresentaram coledocolitíase durante a CPER. Dos 23 pacientes com cálculos na via biliar principal, 19 (83%) apresentaram culturas positivas. Desses 19 pacientes com culturas de bile positivas, 18 (94,7%) apresentaram microorganismos detectáveis à microscopia direta com coloração de Gram. Apenas um paciente apresentou crescimento de germe anaeróbio (Bacteroides fragilis). O cultivo de 28 bactérias teve predominância de microorganismos Gram negativos (18 bactérias- 64,3%). Os germes isolados foram E. coli (9, 32,1%), Klebsiella pneumoniae (5, 17,9%), Enterococcus faecalis (5, 17,9%), Streptococcus alfa-haemoliticus (3, 10,7%), Streptococcus viridans (2, 7,1%), Enterobacter cloacae (2, 7,1%), Panteona aglomerans (1, 3,6%) e Pseudomonas aeruginosa (1, 3,6%). Todos os pacientes com microorganismos detectados pela microscopia direta com coloração de Gram tiveram crescimento bacteriano em suas culturas, por outro lado nenhum paciente com cultura negativa apresentou microoorganismos à microsopia direta ( p= 0,0005). Nesses casos, a microsopia direta apresentou uma especificidade de 100% e sensibilidade de 80%. A análise quantitativa das culturas da bile mostrou que das 19 culturas positivas, 12 (63,2%) tiveram pelo menos um germe com contagem superior a 105 ufc/ml. Todas as bactérias Gram positivas isoladas foram sensíveis à ampicilina, da mesma forma que todas as Gram negativas foram sensíveis aos aminoglicosídeos. Os achados deste estudo demonstram uma boa correlação entre a microscopia direta da bile com coloração de Gram e os achados bacteriológicos das culturas da bile coletada por colangiografia endoscópica retrógrada. O esquema terapêutico antimicrobiano tradicionalmente empregado em nosso hospital, que inclui a combinação de ampicilina e gentamicina, parece ser adequado, pois apresenta eficácia terapêutica contra os principais microorganismos responsáveis pela infecção das vias biliares.

Estudo da resposta inflamatória em lactentes com sibilância : análise de IL-10 e celularidade no aspirado nasofaríngeo

Episódios de sibilância secundários a infecções respiratórias virais são comuns nos primeiros anos de vida. Contudo, sua patogênese e relação com o posterior surgimento de asma permanecem ainda pouco esclarecidos. Com o objetivo de analisar a resposta celular e da IL-10 em lactentes com sibilância, foram analisadas amostras de aspirado nasofaríngeo de 71 lactentes. Os pacientes foram classificados em três grupos: primeiro episódio de sibilância (n=36), sibilância recorrente (n=18) e infecção de vias aéreas superiores (n=17). O exame citológico da secreção nasofaríngea demonstrou uma predominância de neutrófilos em todos os grupos. Não foi evidenciada a presença de eosinófilos na secreção nasofaríngea de nenhum paciente, exceto em um caso do grupo de sibilância recorrente, cujo percentual dessas células foi de 1%. Foram encontrados níveis de IL-10 significativamente aumentados no aspirado nasofaríngeo do grupo com primeiro episódio de sibilância, quando comparados ao grupo de infecção de vias aéreas superiores (p=0,017). Não foi encontrada correlação significativa entre os níveis de IL-10 em secreção nasofaríngea e gravidade do episódio de sibilância. Conclui-se que os neutrófilos são as células que predominam na resposta inflamatória em lactentes com sibilância secundária à infecção respiratória viral e que a IL-10 pode ser uma citocina com participação importante na predisposição à doença obstrutiva brônquica do lactente.

O escarro induzido no diagnóstico das doenças pulmonares em pacientes positivos ao vírus da imunodeficiência humana

A indução de escarro é uma técnica utilizada amplamente para monitorar a inflamação de vias aéreas, porém sua importância como ferramenta diagnóstica de doenças pulmonares em pacientes imunocomprometidos ainda necessita de melhor definição. Com o objetivo de determinar o seu rendimento no diagnóstico das doenças pulmonares em pacientes positivos ao HIV, no período de janeiro de 2001 a setembro de 2002, foram avaliados todos os pacientes com idade superior a 14 anos, infectados com o vírus da imunodeficiência humana, admitidos no Hospital Nereu Ramos (Florianópolis – Santa Catarina – Brasil). Foram incluídos no estudo aqueles indivíduos que apresentavam manifestações clínicas do aparelho respiratório há pelo menos 7 dias, associadas, ou não, a sinais radiológicos de doença pulmonar. Também foram incluídos indivíduos assintomáticos do ponto de vista respiratório, mas que apresentavam alterações no radiograma de tórax. Todos os pacientes foram submetidos à avaliação clínica, radiológica e laboratorial e realizaram a indução de escarro, seguida pela broncofibroscopia, lavado broncoalveolar e biópsia pulmonar transbrônquica. As amostras obtidas foram processadas para bacterioscopia pelo método de Gram e Ziehl-Neelsen, cultura quantitativa para bactérias, exame micológico direto, cultura para micobactérias e fungos, pesquisa de citomegalovírus e Pneumocystis jiroveci, bem como celularidade total e diferencial. De um total de 547 pacientes, 54 com idade média de 35,7 anos foram incluídos no estudo. Destes, 79,6% pertencentes ao sexo masculino e 85,2% caucasianos. A contagem média de linfócitos TCD4+ foi de 124,8/mm3. O padrão radiológico mais comum foi o intersticial (44,4%). A pesquisa de agente etiológico resultou negativa em 7 pacientes, sendo que nos 47 casos restantes foram isolados 60 agentes. Dentre os agentes isolados, 46,7% foram P. jiroveci; 33,5% bactérias piogênicas e 16,7% M. tuberculosis. O escarro induzido apresentou sensibilidade de 57,5%, especificidade de 42,9%, valor preditivo positivo de 87,1%, valor preditivo negativo de 13,0% e acurácia de 55,6%. Estes resultados sugerem que, nesta população, a análise do escarro induzido é um procedimento simples, seguro e com bom rendimento diagnóstico.

Avaliação do emprego de microeletrocautério na cirurgia da otite média secretora

Este estudo apresenta os resultados de tratamento em 83 pacientes com Idade entre 2–10 anos, que apresentaram otite média secretora com efusão, bilateral ou unilateral, acompanhada ou não de hipertrofia de adenóides e cornetos, no Hospital Universitário São Francisco de Paula da Universidade Católica de Pelotas – UCPel, no período de julho de 1997 a julho de 1999. Os pacientes foram submetidos a timpanocentese com uso do Microcautério por Rádio-freqüência (modelo Lavinsky – HCPA), uni ou bilateralmente. Na avaliação periódica de 15 dias, um mês e três meses, observamos dois pontos principais: a) a cura dos pacientes (que apresentaram membrana e caixa timpânica normais); b) a relação com a literatura em trabalhos semelhantes com uso do Laser CO2. Relatamos também a incidência em percentuais, com identificação das alterações de imagem da membrana timpânica nestes três períodos cronológicos, e na distribuição conforme cor, sexo e idade, uni/bilateralidade e simultaneidade na presença das duas afecções relatadas. Na avaliação final, percebemos 80,5% de cura da patologia. Na comparação com a literatura existente sobre o uso de Laser CO2, os nossos resultados mostraram-se homogêneos. O tempo de oclusão da membrana timpânica foi de 2,73 meses (desvio – padrão = 1,39 meses), normalizando a secreção da caixa timpânica.