Regulación de la función de macrófagos por Cryptococcus neoformans y Cryptococcus gattii y su participación en la generación de la inmunidad adaptativa antifúngica. Regulation of macrophage function by Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii and their role in the antifungal adaptative immunity.

La criptococosis es causada por la inhalación de levaduras encapsuladas de Cryptococcus neoformans o Cryptococcus gattii. Representa una de las tres infecciones graves por oportunistas en pacientes con SIDA y existe aproximadamente un 6 por ciento de incidencia de criptococosis clínica en pacientes con transplante de órganos sólidos. Estas dos especies difieren la fisiopatogenia durante la infección. El factor de virulencia principal de Cryptococcus sp. es la presencia del polisacárido capsular, glucuronoxilomanano (GXM), de alto peso molecular, que es continuamente secretado por las levaduras. Los macrófagos son células centrales en la respuesta innata al hongo, los cuales deben ser activados por linfocitos T helper 1 para un eficiente control de la infección. Sin embargo, estas células también son suceptibles al parasitismo intracelular, permitiendo la infección persistente y la diseminación a sitios extrapulmonares. Este proyecto propone investigar la capacidad de levaduras de C. neoformans, C. gattii y de los polisacáridos capsulares para modular la respuesta proinflamatoria de los macrófagos. Queremos estudiar si el tratamiento de macrófagos con levaduras o polisacárido puede inducir perfiles supresores de la respuesta protectiva T helper 1, tales como linfocitos T helper 2 o T reguladores, favoreciendo la sobrevida intracelular del hongo. Además, pensamos que C. neoformans o C. gattii podrían inducir un activación diferencial de macrófagos lo que condicionaría la respuesta adaptativa, lo que podría explicar las diferencias en la fisiopatogenia de estas dos especies. Procedimientos experimentales -Microorganismos y obtención de GXM: se trabajará con C. neoformans variedad grubii, cepa ATCC 62067 y C. gattii serotipo B, cepa NIH112B. Se obtendrán polisacáridos capsulares (GXM) de C. neoformans y C. gattii por precipitación con etanol y y acomplejamiento selectivo con CTAB. - Obtención de macrófagos murinos y cultivos celulares: se obtendrán macrófagos por lavados peritoneales y/o alveolares de ratones BALB/c. Los macrófagos se cultivarán por 24 h en ausencia o presencia de levaduras muertas o vivas (sin opsonizar u opsonizadas) de C. neoformans o C. gattii o en presencia de GXM purificado. -Objetivo 1. Estudio de la modulación de las propiedades proinflamatorias de Mac: en sobrenadantes de los cultivos se medirán las citoquinas por ELISA de captura y en lisados celulares, la expresión de las enzimas (iNOS, arginasa, IDO) por western blot. Se analizará por citometría de flujo la expresión de MCHII y moléculas CD80, CD86, CD40, CTLA-4. -Objetivo 2. Estudios in vitro de la capacidad de macrófagos tratados con levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg: los macrófagos preincubados con GXM o levaduras, se incubarán con linfocitos autólogos estimulados con anti-CD3. Se medirá la proliferación celular y el perfil de citoquinas por citomtría de flujo. Células T CD4+ CD25- serán purificadas de suspenciones esplénicas de ratones normales. Luego las células serán incubadas con macrófagos (sin tratar o tratados con levaduras o GXM) y estimulados con anti-CD3. Se analizará la proliferación celular con CFSE y expresión de CD4, CD25 y Foxp3 . - Objetivo 3. Estudios in vivo de la capacidad de levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg . Rol de los macrófagos in vivo: Los ratones serán inyectados con 100000 levaduras o con 200 µg de GXM puro vía endovenosa y luego de 7, 14, 30 y 40 días se evaluarán las poblaciones celulares de bazo, por citometría de flujo usando marcaciones simultáneas para CD4, CD8, CD25, Foxp3 y citoquinas intracelulares. Para investigar la participación in vivo de los macrófagos, se depletaran estas células inyectando los animales con PBS-liposomas o clodronato (DMDP)-liposomas por vía endovenosa o inhalatoria (200- 300 µl por ratón). Luego de 24 h, los animales se infectarán con levaduras o inocularán con GXM y se evaluarán los perfiles de células T esplénicos o de nódulos linfaticos.

Células dendríticas y su funcionamiento durante el envejecimiento. Efecto of aging on the function of dendritic cells.

La inmunosenescencia es definida como el estado de desregulación de la función inmune, que contribuye a la morbilidad y mortalidad debida a una mayor incidencia o reactivación de enfermedades infecciosas y de fenómenos autoinmunes y cáncer. Durante el envejecimiento hay un decaimiento de la función del sistema inmune. Aunque está bien documentada la declinación de la función de las células T en individuos envejecidos, es escasa la información disponible acerca de cómo el envejecimiento afecta a las células dendríticas (DCs) y en particular a su rol en la activación de linfocitos T CD4+ y CD8+. Nuestra hipótesis es que las células dendríticas juegan un rol importante en la desregulación de la función inmune observada durante el envejecimiento. Por ello, el Objetivo General de este proyecto es caracterizar el estado funcional de las células dendriticas en ratones envejecidos y su contribución a las alteraciones del sistema inmune durante el envejecimiento. Para ello, estudiaremos la composición y estado de activación de las DCs de los órganos linfáticos y tejidos periféricos de ratones envejecidos, y su capacidad para ser activadas in vitro e in vivo por diferentes ligandos de los receptores tipo Toll (TLR). Además, estudiaremos la capacidad in vitro, ex vivo e in vivo de las DCs de ratones envejecidas para capturar, procesar y presentar antígenos a linfocitos T CD4+ y CD8+ y finalmente la capacidad de las DCs de ratones envejecidos para montar una respuesta mediada por linfocitos T CD4+ y CD8+. Para ello, luego de transferir DCs de ratones envejecidos cargadas con antígeno a animales jóvenes vírgenes, evaluaremos la respuesta T CD4 y CD8 en los animales receptores frente a dicho antígeno. Basado en nuestra trayectoria en la inmunogerontología experimental, creemos que con este proyecto podremos obtener información que permitirá abordar el estudio del efecto del envejecimiento sobre el sistema inmune desde una nueva perspectiva, para en un futuro poder extender el mismo estudio en seres humanos y así desarrollar modelos más eficientes de inmunoterapia en individuos envejecidos.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Objective function based fuzzy clustering in air traffic management

Data analysis, fuzzy clustering, fuzzy rules, air traffic management

Resistance Exercise Restores Endothelial Function and Reduces Blood Pressure in Type 1 Diabetic Rats

Background: Resistance exercise effects on cardiovascular parameters are not consistent. Objectives: The effects of resistance exercise on changes in blood glucose, blood pressure and vascular reactivity were evaluated in diabetic rats. Methods: Wistar rats were divided into three groups: control group (n = 8); sedentary diabetic (n = 8); and trained diabetic (n = 8). Resistance exercise was carried out in a squat device for rats and consisted of three sets of ten repetitions with an intensity of 50%, three times per week, for eight weeks. Changes in vascular reactivity were evaluated in superior mesenteric artery rings. Results: A significant reduction in the maximum response of acetylcholine-induced relaxation was observed in the sedentary diabetic group (78.1 ± 2%) and an increase in the trained diabetic group (95 ± 3%) without changing potency. In the presence of NG-nitro-L-arginine methyl ester, the acetylcholine-induced relaxation was significantly reduced in the control and trained diabetic groups, but not in the sedentary diabetic group. Furthermore, a significant increase (p < 0.05) in mean arterial blood pressure was observed in the sedentary diabetic group (104.9 ± 5 to 126.7 ± 5 mmHg) as compared to that in the control group. However, the trained diabetic group showed a significant decrease (p < 0.05) in the mean arterial blood pressure levels (126.7 ± 5 to 105.1 ± 4 mmHg) as compared to the sedentary diabetic group. Conclusions: Resistance exercise could restore endothelial function and prevent an increase in arterial blood pressure in type 1 diabetic rats.

Resistance Training After Myocardial Infarction in Rats: Its Role on Cardiac and Autonomic Function

Background: Although resistance exercise training is part of cardiovascular rehabilitation programs, little is known about its role on the cardiac and autonomic function after myocardial infarction. Objective: To evaluate the effects of resistance exercise training, started early after myocardial infarction, on cardiac function, hemodynamic profile, and autonomic modulation in rats. Methods: Male Wistar rats were divided into four groups: sedentary control, trained control, sedentary infarcted and trained infarcted rats. Each group with n = 9 rats. The animals underwent maximum load test and echocardiography at the beginning and at the end of the resistance exercise training (in an adapted ladder, 40% to 60% of the maximum load test, 3 months, 5 days/week). At the end, hemodynamic, baroreflex sensitivity and autonomic modulation assessments were made. Results: The maximum load test increased in groups trained control (+32%) and trained infarcted (+46%) in relation to groups sedentary control and sedentary infarcted. Although no change occurred regarding the myocardial infarction size and systolic function, the E/A ratio (-23%), myocardial performance index (-39%) and systolic blood pressure (+6%) improved with resistance exercise training in group trained infarcted. Concomitantly, the training provided additional benefits in the high frequency bands of the pulse interval (+45%), as well as in the low frequency band of systolic blood pressure (-46%) in rats from group trained infarcted in relation to group sedentary infarcted. Conclusion: Resistance exercise training alone may be an important and safe tool in the management of patients after myocardial infarction, considering that it does not lead to significant changes in the ventricular function, reduces the global cardiac stress, and significantly improves the vascular and cardiac autonomic modulation in infarcted rats.

Obesity Preserves Myocardial Function During Blockade of the Glycolytic Pathway

Background: Obesity is defined by excessive accumulation of body fat relative to lean tissue. Studies during the last few years indicate that cardiac function in obese animals may be preserved, increased or diminished. Objective: Study the energy balance of the myocardium with the hypothesis that the increase in fatty acid oxidation and reduced glucose leads to cardiac dysfunction in obesity. Methods: 30-day-old male Wistar rats were fed standard and hypercaloric diet for 30 weeks. Cardiac function and morphology were assessed. In this paper was viewed the general characteristics and comorbities associated to obesity. The structure cardiac was determined by weights of the heart and left ventricle (LV). Myocardial function was evaluated by studying isolated papillary muscles from the LV, under the baseline condition and after inotropic and lusitropic maneuvers: myocardial stiffness; postrest contraction; increase in extracellular Ca2+ concentration; change in heart rate and inhibitor of glycolytic pathway. Results: Compared with control group, the obese rats had increased body fat and co-morbities associated with obesity. Functional assessment after blocking iodoacetate shows no difference in the linear regression of DT, however, the RT showed a statistically significant difference in behavior between the control and the obese group, most notable being the slope in group C. Conclusion: The energy imbalance on obesity did not cause cardiac dysfunction. On the contrary, the prioritization of fatty acids utilization provides protection to cardiac muscle during the inhibition of glycolysis, suggesting that this pathway is fewer used by obese cardiac muscle.

Impact of Intensive Physiotherapy on Cognitive Function after Coronary Artery Bypass Graft Surgery

Background: Coronary artery bypass graft (CABG) is a standard surgical option for patients with diffuse and significant arterial plaque. This procedure, however, is not free of postoperative complications, especially pulmonary and cognitive disorders. Objective: This study aimed at comparing the impact of two different physiotherapy treatment approaches on pulmonary and cognitive function of patients undergoing CABG. Methods: Neuropsychological and pulmonary function tests were applied, prior to and following CABG, to 39 patients randomized into two groups as follows: Group 1 (control) - 20 patients underwent one physiotherapy session daily; and Group 2 (intensive physiotherapy) - 19 patients underwent three physiotherapy sessions daily during the recovery phase at the hospital. Non-paired and paired Student t tests were used to compare continuous variables. Variables without normal distribution were compared between groups by using Mann-Whitney test, and, within the same group at different times, by using Wilcoxon test. The chi-square test assessed differences of categorical variables. Statistical tests with a p value ≤ 0.05 were considered significant. Results: Changes in pulmonary function were not significantly different between the groups. However, while Group 2 patients showed no decline in their neurocognitive function, Group 1 patients showed a decline in their cognitive functions (P ≤ 0.01). Conclusion: Those results highlight the importance of physiotherapy after CABG and support the implementation of multiple sessions per day, providing patients with better psychosocial conditions and less morbidity.