Nested expression domains for odorant receptors in zebrafish olfactory epithelium

The mapping of high-dimensional olfactory stimuli onto the two-dimensional surface of the nasal sensory epithelium constitutes the first step in the neuronal encoding of olfactory input. We have used zebrafish as a model system to analyze the spatial distribution of odorant receptor molecules in the olfactory epithelium by quantitative in situ hybridization. To this end, we have cloned 10 very divergent zebrafish odorant receptor molecules by PCR. Individual genes are expressed in sparse olfactory receptor neurons. Analysis of the position of labeled cells in a simplified coordinate system revealed three concentric, albeit overlapping, expression domains for the four odorant receptors analyzed in detail. Such regionalized expression should result in a corresponding segregation of functional response properties. This might represent the first step of spatial encoding of olfactory input or be essential for the development of the olfactory system.

A nontoxic mutant of cholera toxin elicits Th2-type responses for enhanced mucosal immunity

We have characterized a nontoxic mutant of cholera toxin (CT) as a mucosal adjuvant in mice. The mutant CT was made by substitution of serine with phenylalanine at position 61 of the A subunit (S61F), which resulted in loss of ADP ribosyltransferase activity and toxicity. Mice were intranasally immunized with ovalbumin, tetanus toxoid, or influenza virus either alone or together with mutant CT S61F, native CT, or recombinant CT-B. Mice immunized with these proteins plus S61F showed high serum titers of protein-specific IgG and IgA antibodies that were comparable to those induced by native CT. Further, high protein-specific IgA antibody responses were observed in nasal and vaginal washes, saliva, and fecal extracts as well as increased numbers of IgG and IgA antibody forming cells in cervical lymph nodes and lung tissues of mice intranasally immunized with these proteins and S61F or native CT, but not with recombinant CT-B or protein alone. Both S61F and native CT enhanced the induction of ovalbumin-specific CD4+ T cells in lung and splenic tissues, and these T cells produced a Th2-type cytokine pattern of interleukin 4 (IL-4), IL-5, IL-6, and IL-10 as determined by analysis of secreted proteins and by quantitation of cytokine-specific mRNA. These results have shown that mutant CT S61F is an effective mucosal adjuvant when administrated intranasally and induces mucosal and systemic antibody responses which are mediated by CD4+ Th2-type cells.

The Ath5 proneural genes function upstream of Brn3 POU domain transcription factor genes to promote retinal ganglion cell development

During retinogenesis, the Xenopus basic helix–loop–helix transcription factor Xath5 has been shown to promote a ganglion cell fate. In the developing mouse and chicken retinas, gene targeting and overexpression studies have demonstrated critical roles for the Brn3 POU domain transcription factor genes in the promotion of ganglion cell differentiation. However, the genetic relationship between Ath5 and Brn3 genes is unknown. To understand the genetic regulatory network(s) that controls retinal ganglion cell development, we analyzed the relationship between Ath5 and Brn3 genes by using a gain-of-function approach in the chicken embryo. We found that during retinogenesis, the chicken Ath5 gene (Cath5) is expressed in retinal progenitors and in differentiating ganglion cells but is absent in terminally differentiated ganglion cells. Forced expression of both Cath5 and the mouse Ath5 gene (Math5) in retinal progenitors activates the expression of cBrn3c following central-to-peripheral and temporal-to-nasal gradients. As a result, similar to the Xath5 protein, both Cath5 and Math5 proteins have the ability to promote the development of ganglion cells. Moreover, we found that forced expression of all three Brn3 genes also can stimulate the expression of cBrn3c. We further found that Ath5 and Brn3 proteins are capable of transactivating a Brn3b promoter. Thus, these data suggest that the expression of cBrn3c in the chicken and Brn3b in the mouse is initially activated by Ath5 factors in newly generated ganglion cells and later maintained by a feedback loop of Brn3 factors in the differentiated ganglion cells.

Measuring the diaspora for virus-specific CD8+ T cells

The CD8+ T cell diaspora has been analyzed after secondary challenge with an influenza A virus that replicates only in the respiratory tract. Numbers of DbNP366- and DbPA224-specific CD8+ T cells were measured by tetramer staining at the end of the recall response, then followed sequentially in the lung, lymph nodes, spleen, blood, and other organs. The extent of clonal expansion did not reflect the sizes of the preexisting memory T cell pools. Although the high-frequency CD8+ tetramer+ populations in the pneumonic lung and mediastinal lymph nodes fell rapidly from peak values, the “whole mouse” virus-specific CD8+ T cell counts decreased only 2-fold over the 4 weeks after infection, then subsided at a fairly steady rate to reach a plateau at about 2 months. The largest numbers were found throughout in the spleen, then the bone marrow. The CD8+DbNP366+ and CD8+DbPA224+ sets remained significantly enlarged for at least 4 months, declining at equivalent rates while retaining the nucleoprotein > acid polymerase immunodominance hierarchy characteristic of the earlier antigen-driven phase. Lowest levels of the CD69 “activation marker” were detected consistently on virus-specific CD8+ T cells in the blood, then the spleen. Those in the bone marrow and liver were intermediate, and CD69hi T cells were very prominent in the regional lymph nodes and the nasal-associated lymphoid tissue. Any population of “resting” CD8+ memory T cells is thus phenotypically heterogeneous, widely dispersed, and subject to broad homeostatic and local environmental effects irrespective of epitope specificity or magnitude.

Induction of mucosal immune responses against a heterologous antigen fused to filamentous hemagglutinin after intranasal immunization with recombinant Bordetella pertussis.

Live vaccine vectors are usually very effective and generally elicit immune responses of higher magnitude and longer duration than nonliving vectors. Consequently, much attention has been turned to the engineering of oral pathogens for the delivery of foreign antigens to the gut-associated lymphoid tissues. However, no bacterial vector has yet been designed to specifically take advantage of the nasal route of mucosal vaccination. Herein we describe a genetic system for the expression of heterologous antigens fused to the filamentous hemagglutinin (FHA) in Bordetella pertussis. The Schistosoma mansoni glutathione S-transferase (Sm28GST) fused to FHA was detected at the cell surface and in the culture supernatants of recombinant B. pertussis. The mouse colonization capacity and autoagglutination of the recombinant microorganism were indistinguishable from those of the wild-type strain. In addition, and in contrast to the wild-type strain, a single intranasal administration of the recombinant strain induced both IgA and IgG antibodies against Sm28GST and against FHA in the bronchoalveolar lavage fluids. No anti-Sm28GST antibodies were detected in the serum, strongly suggesting that the observed immune response was of mucosal origin. This demonstrates, to our knowledge, for the first time that recombinant respiratory pathogens can induce mucosal immune responses against heterologous antigens, and this may constitute a first step toward the development of combined live vaccines administrable via the respiratory route.

Evidence for distinct signaling mechanisms in two mammalian olfactory sense organs.

In mammals, olfactory stimuli are detected by sensory neurons at two distinct sites: the olfactory epithelium (OE) of the nasal cavity and the neuroepithelium of the vomeronasal organ (VNO). While the OE can detect volatile chemicals released from numerous sources, the VNO appears to be specialized to detect pheromones that are emitted by other animals and that convey information of behavioral or physiological importance. The mechanisms underlying sensory transduction in the OE have been well studied and a number of components of the transduction cascade have been cloned. Here, we investigated sensory transduction in the VNO by asking whether VNO neurons express molecules that have been implicated in sensory transduction in the OE. Using in situ hybridization and Northern blot analyses, we found that most of the olfactory transduction components examined, including the guanine nucleotide binding protein alpha subunit (G-alpha-olf), adenylyl cyclase type III, and an olfactory cyclic nucleotide-gated (CNG) channel subunit (oCNC1), are not expressed by VNO sensory neurons. In contrast, VNO neurons do express a second olfactory CNG channel subunit (oCNC2). These results indicate that VNO sensory transduction is distinct from that in the OE but raise the possibility that, like OE sensory transduction, sensory transduction in the VNO might involve cyclic nucleotide-gated ion channels.

Olfactory neuroblastoma is a peripheral primitive neuroectodermal tumor related to Ewing sarcoma.

Olfactory neuroblastoma (ONB) is a malignant tumor of the nasal mucosa whose histogenesis is unclear. A relationship to neuroblastoma (NB), a pediatric tumor of the sympathetic nervous system, is based on morphologic similarities and the expression of similar neural antigens. However, the clinical presentation of ONB differs from that of NB, and MYCN amplification characteristic of NB is not observed. We have therefore examined the relationship of this malignancy to other classes of neural tumors. In previous studies, two ONB cell lines demonstrated cytogenetic features and patterns of protooncogene expression suggestive of a relationship to the Ewing sarcoma family of childhood peripheral primitive neuroectodermal tumors (pPNETs). The pPNETs show t(11;22)(q24;q12) or t(21;22)(q22;q12) chromosomal translocations fusing the EWS gene from 22q12 with either the FL11 gene on 11q24 or the ERG gene on 21q22. We therefore analyzed ONBs for the presence of pPNET-associated gene fusions. Both cell lines showed rearrangement of the EWS gene, and fluorescence in situ hybridization (FISH) of each case demonstrated fusion of EWS and FL11 genomic sequences. Moreover, both lines expressed EWS/FL11 fusion transcripts with in-frame junctions between exon 7 of EWS and exon 6 of FL11 as described for pPNETs. We identified similar gene fusions in four of six primary ONB cases. None of the cases expressed tyrosine hydroxylase, a catecholamine biosynthetic enzyme widely expressed in NB. Our studies indicate that ONB is not a NB but is a member of the pPNET family.

The chromosomal distribution of mouse odorant receptor genes.

Odorant receptors (ORs) on nasal olfactory sensory neurons are encoded by a large multigene family. Each member of the family is expressed in a small percentage of neurons that are confined to one of several spatial zones in the nose but are randomly distributed throughout that zone. This pattern of expression suggests that when the sensory neuron selects which OR gene to express it may be confined to a particular zonal gene set of several hundred OR genes but select from among the members of that set via a stochastic mechanism. Both locus-dependent and locus-independent models of OR gene choice have been proposed. To investigate the feasibility of these models, we determined the chromosomal locations of 21 OR genes expressed in four different spatial zones. We found that OR genes are clustered within multiple loci that are broadly distributed in the genome. These loci lie within paralogous chromosomal regions that appear to have arisen by duplications of large chromosomal domains followed by extensive gene duplication and divergence. Our studies show that OR genes expressed in the same zone map to numerous loci; moreover, a single locus can contain genes expressed in different zones. These findings raise the possibility that OR gene choice may be locus-independent or involve consecutive stochastic choices.

Caracterização anatomopatológica, microbiológica e parasitológica de ratos Wistar (Rattus norvegicus) em diferentes idades

Os ratos Wistar são amplamente empregados como modelo animal na pesquisa biomédica e o controle sanitário dos biotérios é essencial para garantir a qualidade dos experimentos. O objetivo do estudo foi a caracterização do estado sanitário da colônia de ratos Wistar em sistema de criação convencional e para tanto determinar as bactérias, fungos, virus e parasitos, bem como caracterizar as lesões anatomopatológicas do sistema respiratório. Foram utilizados 273 ratos (N), machos (M) e fêmeas (F), das faixas etárias 4, 8, 12, 16 a 20 semanas e entre 12 a 18 meses, para as determinações de peso e condição corpórea (N=273, 140M, 133F); avaliação bacteriológica de orofaringe, mucosa intestinal e lavado traqueobrônquico (N=40, 20M, 20F); determinação de anticorpos para vírus e bactérias (N=20, 10M, 10F); exame parasitológico (N=60, 30M, 30F); identificação molecular de Mycoplasma pulmonis em amostras de pulmão (N=25, 15M, 10F), e caracterização anatomopatológica da cavidade nasal, orofaringe, laringe, traqueia e pulmão (N=106, 53M, 53F). Foram realizadas ainda avaliações microbiológicas das salas dos ratos em três períodos com isolamento de Micrococcus spp., Staphylococcus spp., Bacillus spp., Aspergillus spp. e Penicillium spp. O peso se mostrou homogêneo dentro da faixa etária e gênero, com apenas sete animais magros (2,56%) e nove em sobrepeso (3,30%). Não foram isoladas bactérias patogênicas na orofaringe, mucosa intestinal e lavado traqueobrônquico por cultivo. Mycoplasma pulmonis foi determinado em 72% das amostras pulmonares e em 100% dos soros testados. Em 35% foram detectados anticorpos para Reovirus tipo III e em 100% para bacilos associados ao epitélio respiratório ciliado. Syphacia muris foi diagnosticada em 91,67%, Eimeria spp. em 3,33% e Entamoeba muris em 1,67%. Lesões relacionadas a infecção por agentes exógenos foram observadas em cavidade nasal e na orofaringe, laringe e traqueia a partir da 4 semanas de idade e, em pulmão desde as 12 semanas, com aumento de frequência de ocorrência e do grau de progressão, com o avançar da idade, nos vários segmentos estudados. Concluímos que a caracterização do estado sanitário dos ratos permite conhecer as particularidades do modelo biológico utilizado e compor base de dados para auxiliar no desenho e na interpretação experimental dos pesquisadores, além de garantir uma base para o programa de monitorização sanitária de biotérios em condições similares

Aproximação facial forense: relação entre as estruturas ósseas e a porção inferior do nariz

Este trabalho teve o propósito de avaliar a relação entre a cartilagem alar e a abertura piriforme a partir de imagens de tomografia computadorizada cone-beam e a relação do nariz com o padrão esquelético vertical da face. A pesquisa foi realizada com 96 imagens de indivíduos de ambos os sexos (49 masculino e 47 feminino), com idades entre 18 e 65 anos classificados de acordo com sua tipologia facial. Para a realização das marcações e mensurações de interesse foi utilizado o software OsiriX. A tipologia facial foi acessada através de três metodologias: índice facial, ângulo goníaco e proporção entre as alturas faciais. No corte axial da imagem de tomografia computadorizada, foram aferidas quatro grandezas lineares: largura do nariz externo, distância entre as inserções alares, extensão da base da abertura piriforme e máxima largura da abertura piriforme. Todas as grandezas foram mensuradas por dois examinadores em concordância. A análise dos resultados obtidos mostrou que há correlação entre as larguras do nariz externo e da abertura piriforme e entre a base da cavidade nasal e a distância entre as inserções alares. A largura da abertura piriforme aumenta proporcionalmente mais que a do nariz. Além disso, a tipologia facial longa associa-se à largura nasal.

Avaliação do tratamento com um inibidor para serinoprotease em modelo experimental de enfisema induzido por exposição à fumaça de cigarro

Introdução: Demonstramos previamente que em modelo experimental de enfisema pulmonar induzido por instilação de elastase, o inibidor de serinoprotease rBmTI-A promoveu a melhora da destruição tecidual em camundongos. Considerando que o tabagismo é o principal fator de risco para o desenvolvimento da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) e que o modelo de exposição à fumaça de cigarro é considerado o que melhor mimetiza esta doença em humanos, este estudo teve por objetivo verificar a ação do inibidor para serinoproteases rBmTI-A sobre os processos fisiopatológicos envolvidos no desenvolvimento do enfisema pulmonar, em modelo de exposição ao tabaco. Métodos: Para a indução do enfisema pulmonar, os animais foram expostos à fumaça de cigarro (duas vezes ao dia/ 30 minutos/ 5 dias por semana/ durante 12 semanas), e os animais controle permaneceram expostos ao ar ambiente. Dois protocolos de tratamento com o inibidor rBmTI-A foram realizados. No primeiro, os animais receberam duas administrações do inibidor rBmTI-A ou de seu veículo (Solução Salina 0,9%) por via intranasal, sendo a primeira após 24h do término das exposições ao cigarro e outra, 7 dias após à primeira instilação do inibidor. No segundo protocolo, os animais receberam 3 administrações do inibidor rBmTI-A, durante o tempo de exposição (1ª dose: 24h antes do início da exposição à fumaça de cigarro; 2ª dose: um mês após o início da exposição; 3ª dose: dois meses após o início). Após o término dos protocolos de exposição e tratamento, os animais foram submetidos aos procedimentos para coleta dos dados de mecânica respiratória e avaliação do Intercepto Linear Médio (Lm). Para o segundo protocolo, realizamos também as medidas para quantificação de fibras de colágeno e elástica, da densidade de células positivas para MAC-2, MMP-12 e 9, TIMP-1, Gp91phox e TNFalfa; no parênquima através de imunohistoquímica, contagem de células polimorfonucleares além da expressão gênica de MMP-12 e 9 no pulmão através de RT-qPCR. Resultados e Discussão: O tratamento com o inibidor para serinoprotease rBmTI-A atenuou o desenvolvimento do enfisema pulmonar apenas no segundo protocolo, quando foi administrado durante a exposição à fumaça de cigarro. Embora os grupos Fumo-rBmTIA e Fumo-VE apresentem aumento de Lm comparados aos grupos controles, houve uma redução deste índice no grupo Fumo-rBmTIA comparado ao grupo Fumo-VE. O mesmo comportamento foi observado para as análises de proporção em volume de fibras de elástica e colágeno no parênquima. Além disto, observamos aumento de macrófagos, MMP-12, MMP-9 e TNFalfa; nos grupos expostos à fumaça de cigarro, mas o tratamento com o inibidor rBmTI-A diminuiu apenas a quantidade de células positivas para MMP-12. Na avaliação da expressão gênica para MMP-12 e 9, não observamos diferença entre os grupos experimentais e o mesmo comportamento foi observado para a quantidade de células polimorfonucleares no parênquima. Além disso, observamos aumento de GP91phox e TIMP-1 nos grupos tratados com rBmTIA. Conclusões: Tais resultados sugerem que o inibidor rBmTI-A não foi efetivo como tratamento da lesão após a doença instalada. Entretanto, atenuou o desenvolvimento da doença quando administrado durante a indução do enfisema, possivelmente através do aumento de GP91phox e TIMP-1, acompanhados pela diminuição de MMP-12.

Avaliação da saúde e desempenho de bezerros leiteiros recebendo suplemento de colostro associado ao colostro materno

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do suplemento de colostro (SC) associado ao colostro materno (CM) de alta ou média qualidade na saúde e desempenho de bezerros leiteiros. No primeiro experimento foram utilizados 44 machos da raça Holandesa, distribuídos nos tratamentos: 1) CM de alta qualidade fornecido em volume correspondente a 15% do peso ao nascer (PN); 2) CM de média qualidade (15%PN) e 3) CM de média qualidade (15% PN) + SC. O protocolo de colostragem afetou a concentração de proteína total nas primeiras 48 horas de vida e durante a fase de aleitamento (P<0,05). Em relação a saúde, o protocolo de colostragem não afetou o escore fecal, bem como o número de dias com diarreia, dias com febre e dias de hidratação (P>0,05); no entanto, os animais que receberam CM de alta qualidade foram medicados por um menor número de dias (P<0,05). O consumo e o desempenho não foram afetados pelos tratamentos (P>0,05), embora tenha ocorrido efeito de idade (P<0,0001). O fornecimento de suplemento de colostro associado ao CM de média qualidade não afetou a transferência de imunidade passiva, o desempenho ou o metabolismo dos animais durante o período de aleitamento. No segundo experimento foram utilizadas 80 fêmeas da raça Holandesa nos seguintes tratamentos: 1) CM de alta qualidade fornecido em volume correspondente a 15% PN; e 2) CM de alta qualidade (15% PN) + SC. Não houve diferença na qualidade do colostro ingerido pelos animais (P>0,05). Os parâmetros sanguíneos nas primeiras 24 horas não foram afetados pelos tratamentos (P>0,05). O consumo e o desempenho não foram afetados pela administração do suplemento de colostro (P>0,05), no entanto houve efeito de idade para ambos os parâmetros (P<0,0001). Em relação à saúde, o fornecimento adicional de Ig não afetou os dias com diarreia, dias com febre ou dias medicados (P>0,05). A taxa de mortalidade observada durante o experimento foi de 2,5%. O consumo adicional de Ig através do fornecimento de suplemento de colostro em associação ao colostro materno de alta qualidade não melhorou a imunidade, bem como não afetou o desempenho ou a saúde de bezerros leiteiros. No terceiro experimento, foram utilizadas 67 fêmeas da raça Holandesa ou mestiças Girolando nos seguintes tratamentos: 1) CM de alta qualidade fornecido em volume correspondente a 10% PN; e 2) CM de alta qualidade (10% PN) + SC. O consumo e o desempenho não foram afetados pelo SC (P>0,05). O escore fecal também não foi afetado (P>0,05), mas observou-se maior frequência de animais com escore de desidratação nas 2ª e 3ª semana de vida, quando os escores fecais foram mais altos para todos os tratamentos. Houve uma maior porcentagem de animais suplementados sendo medicados devido a diarreias na segunda semana de vida. Houve maior frequência dos animais do grupo não suplementado com escore 1 de descarga nasal nas semanas 3 a 7. O consumo adicional de imunoglobulinas através do fornecimento de suplemento de colostro em associação ao colostro materno de alta qualidade não afetou o desempenho ou a saúde dos animais.

Choroidal Thickness And Volume In Healthy Young Whites And Their Relationship With Axial Length, Ammetropy And Sex

Purpose: To evaluate choroidal thickness in young subjects using Enhanced Depth Imaging Spectral Domain Optical Coherence Tomography (EDI SD-OCT) describing volume differences between all the defined areas of the Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS). Design: Prospective, clinical study. Methods: Seventy-nine eyes of 95 healthy, young (23.8±3.2years), adult volunteers were prospectively enrolled. Manual choroidal segmentation on a 25-raster horizontal scan protocol was performed. The measurements of the nine subfields defined by the ETDRS were evaluated. Results: Mean subfoveal choroidal thickness was 345.67±81.80μm and mean total choroidal volume was 8.99±1.88mm3. Choroidal thickness and volume were higher at the superior and temporal areas compared to inferior and nasal sectors of the same diameter respectively. Strong correlations between subfoveal choroidal thickness and axial length (AL) and myopic refractive error were obtained, r = -0.649, p<0.001 and r = 0.473, p<0.001 respectively. Emmetropic eyes tended to have thicker subfoveal choroidal thickness (381.94±79.88μm versus 307.04±64.91μm) and higher total choroidal volume than myopic eyes (9.80± 1.87mm3 versus 8.14±1.48mm3). The estimation of the variation of the subfoveal choroidal thickness with the AL was-43.84μm/mm. In the myopic group, the variation of the subfoveal choroidal thickness with the myopic refractive error was -10.45μm/D. Conclusions: This study establishes for the first time a normal database for choroidal thickness and volume in young adults. Axial length, and myopic ammetropy are highly associated with choroidal parameters in healthy subjects. EDI SD-OCT exhibited a high degree of intraobserver and interobserver repeatability.

Reverse Geometry Hybrid Contact Lens Fitting in a Case of Donor-Host Misalignment after Keratoplasty

Purpose: To report the successful outcome obtained after fitting a new hybrid contact lens in a cornea with an area of donor-host misalignment and significant levels of irregular astigmatism after penetrating keratoplasty (PKP). Materials and methods: A 41-year-old female with bilateral asymmetric keratoconus underwent PKP in her left eye due to the advanced status of the disease. One year after surgery, the patient referred a poor visual acuity and quality in this eye. The fitting of different types of rigid gas permeable contact lenses was performed, but with an unsuccessful outcome due to contact lens stability problems and uncomfortable wear. Scheimpflug imaging evaluation revealed that a donor-host misalignment was present at the nasal area. Contact lens fitting with a reverse geometry hybrid contact lens (Clearkone, SynergEyes Carlsbad) was then fitted. Visual, refractive, and ocular aberrometric outcomes were evaluated during a 1-year period after the fitting. Results: Uncorrected distance visual acuity improved from a prefitting value of 20/200 to a best corrected postfitting value of 20/20. Prefitting manifest refraction was +5.00 sphere and -5.50 cylinder at 75°, with a corrected distance visual acuity of 20/30. Higher order root mean square (RMS) for a 5 mm pupil changed from a prefitting value of 6.83 µm to a postfitting value of 1.57 µm (5 mm pupil). The contact lens wearing was referred as comfortable, with no anterior segment alterations. Conclusion: The SynergEyes Clearkone contact lens seems to be another potentially useful option for the visual rehabilitation after PKP, especially in cases of donor-host misalignment.

Rinite alérgica e suas principais comorbilidades : asma, conjuntivite alérgica e sinusite

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014