Truncated VP28 as oral vaccine candidate against WSSV infection in shrimp: An uptake and processing study in the midgut of Penaeus monodon

Several oral vaccination studies have been undertaken to evoke a better protection against white spot syndrome virus (WSSV), amajor shrimp pathogen. Formalin-inactivated virus andWSSV envelope protein VP28 were suggested as candidate vaccine components, but their uptake mechanism upon oral delivery was not elucidated. In this study the fate of these components and of live WSSV, orally intubated to black tiger shrimp (Penaeus monodon) was investigated by immunohistochemistry, employing antibodies specific for VP28 and haemocytes. The midgut has been identified as the most prominent site of WSSV uptake and processing. The truncated recombinant VP28 (rec-VP28), formalin-inactivated virus (IVP) and live WSSV follow an identical uptake route suggested as receptor-mediated endocytosis that starts with adherence of luminal antigens at the apical layers of gut epithelium. Processing of internalized antigens is performed in endo-lysosomal compartments leading to formation of supra-nuclear vacuoles. However, the majority of WSSV-antigens escape these compartments and are transported to the inter-cellular space via transcytosis. Accumulation of the transcytosed antigens in the connective tissue initiates aggregation and degranulation of haemocytes. Finally the antigens exiting the midgut seem to reach the haemolymph. The nearly identical uptake pattern of the different WSSV-antigens suggests that receptors on the apical membrane of shrimp enterocytes recognize rec-VP28 efficiently. Hence the truncated VP28 can be considered suitable for oral vaccination, when the digestion in the foregut can be bypassed

Prevalencia de anormalidades estructurales cardiacas en pacientes con enfermedad isquémica. Bogotá 2007 – 2009

Introducción: Las enfermedades cardiovasculares son la causa de muerte más frecuente en el mundo desarrollado, la mayoría de éstas se relacionan con alteraciones de las arterias coronarias, sin embargo un subgrupo de pacientes presentan como causa de isquemia cardiaca alteraciones estructurales. Material y métodos: Estudio Descriptivo. Se utilizó la base de datos recolectada en un servicio de hemodinamia de Bogotá durante dos años. Se aplicaron criterios de inclusión y exclusión y se determinaron cuatro grupos etáreos, a todos los pacientes se les practicó cateterismo cardiaco diagnóstico. Las variables analizadas fueron: diagnóstico de referencia, antecedentes y resultados del cateterismo incluyendo presencia de anomalías estructurales como las valvulopatias, el origen anómalo de las coronarias y los puentes miocárdicos. Para el análisis descriptivo se utilizó reporte de prevalencias y para el análisis de asociaciones se utilizaron tablas de contingencia y el estadístico de prueba Chi cuadrado, no se realizó análisis multivariado debido a que no se encontraron asociaciones estadísticamente significativas. Resultados: La edad promedio de los pacientes fue de 62 años (DS= 10,5), la representación del género masculino fue del 61,7%, la prevalencia de angina estable fue del 61,6%, los 3 antecedentes más prevalentes fueron: hipertensión arterial (41,4%), la hiperlipidemia (19,1%) y la Diabetes Mellitus (17,7%). La prevalencia de las alteraciones estructurales en la población de estudio de manera general fue del 12,9%, y su distribución por tipo fue: 1,4% para puentes miocárdicos, 0,7% para origen anómalo de las arterias coronarias y 10,8% de enfermedad valvular. Conclusiones: Se encontró una asociación entre los antecedentes médicos y la presencia de valvulopatias cardiacas. Se evidenció que el género no tiene relación con la presencia de alteraciones cardíacas a pesar de la mayor participación de hombres en la población de estudio. Las limitantes de este estudio se relacionaron con el tamaño de muestra, debido a la baja prevalencia de las anomalías estructurales medidas.

Factores asociados a recaída en pacientes con cáncer de mama de una institución de Bogotá

Introducción: El cáncer de seno es la primera causa de cáncer entre las mujeres, además es la primera causa de muerte por cáncer entre las hispanas y la segunda entre otras razas, sin contar con el gran impacto social y económico que conlleva esta patología. Esto motiva la realización de estudios propios, que permitan ampliar nuestro conocimiento y aportar a la literatura colombiana, una publicación que refleje los factores asociados a la recaída en el cáncer de mama. Métodos: Estudio observacional analítico retrospectivo de casos y controles en el que se tomaron 267 historias clínicas de pacientes con diagnóstico de cáncer de seno, clasificadas según estadio clínico y expresión molecular del tumor, se analizaron los factores más fuertemente asociados a la recaída. Resultados: La población total consistió en 267 mujeres de las cuales 58 presentaron recaída, con un relación caso – control, 1:3. Al evaluar los grupos se evidencia homogeneidad en cuanto a edad, tipo de neoplasia, paridad e histología con lo que concluimos que estos grupos son comparables. Se presentó una tasa de mortalidad de 13,8 % en las pacientes que presentaron recaída tumoral vs un 0% de mortalidad en aquellas pacientes sin recaída. Adicionalmente se evidencia una relación entre la presencia del receptor HER 2 y recaída tumoral, que aunque no es estadísticamente significativa (p = 0.112) es importante tener en cuenta por su significancia clínica. Por su parte la presencia de receptor de estrógenos y progestágenos no es un predictor de recaída. La realización de cirugía se muestra como un factor de protección (OAR: 0.046 p = 0.008). Finalmente se encontró una asociación estadísticamente significativa como variables de asociación a recaída tumoral: la edad (p=0.009), el estadio clínico en el momento del diagnóstico (p= <0.001) y la clasificación molecular del tumor (p= 0.016). Conclusiones: Se identificaron como factores asociados a recaída tumoral en pacientes con cáncer de mama de una institución de Bogotá, Colombia a: la edad, el estadio clínico en el momento del diagnóstico y la clasificación molecular del tumor, confirmando la agresividad de los tumores triple negativos. Todos los hallazgos son compatibles a lo descrito en la literatura mundial. Esto permite definir la necesidad de generar en nuestro país estrategias de salud pública, que permitan la educación a todos los grupos etarios para el tamizaje en población joven que está siendo afectada, la detección en estadios tempranos del cáncer de mama, asociados a priorización del manejo y mejoras en la ruta de atención de las pacientes que permitan impactar positivamente en el desenlace y calidad de vida de las mujeres con esta patología. Adicionalmente estos resultados impulsan a la continua investigación de nuevas tecnologías y medicamentos que permitan combatir los tumores más agresivos molecularmente hablando.

Anàlisi microscòpica de l'esperma ejaculada i de la maduració epididimària dels espermatozoides de Sus domesticus

El present treball analitza la morfologia espermàtica de l'ejaculat de Sus domesticus, la histologia del conducte epididimari i la qualitat de l'esperma epididimari. El material d'estudi prové de mascles reproductors porcins de les races Landrace i Pietrain, sans i sexualment madurs. La metodologia emprada es basa en l'examen al microscopi òptic (camp dar, contrast de fases i contrast interferencial) i al microscopi electrònic (de rastreig i de transmissió). Per a l'anàlisi estadística de les dades s'ha utilitzat el test de la X2 de Pearson (p<0,01). L'estudi de la morfologia espermàtica de l'ejaculat permet distingir diversos tipus de gàmetes que s'han classificat en tres grups: espermatozoides madurs, espermatozoides immadurs i espermatozoides aberrants, així com algunes cèI.lules somàtiques. L'espermatozoide madur de Sus domesticus és un gàmeta típic de mamífer (format per tres parts: cap, peça de connexió i cua) en que destaquen: la forma oval i plana del cap, el desenvolupament d'una protuberància acrosòmica apical en una de les cares del cap i la presencia dels cossos laminars en la peça de connexió. L'espermatozoide immadur es caracteritza per la presencia de la gota citoplasmàtica, el major desenvolupament de la protuberància acrosòmica apical i per la flexibilitat del cap. Els espermatozoides aberrants es descriuen i classifiquen segons la morfologia externa i la morfologia interna, distingint-se una amplia gama de malformacions que afecten les diverses parts de l'espermatozoide. Les cèl·lules somàtiques presents en l'ejaculat ofereixen les característiques pròpies d'un macròfag i se les ha observat englobant espermatozoides immadurs. L'estudi de l'estructura i la ultraestructura de les tres regions anatòmiques de l'epidídim (caput, corpus i cauda) revela que: a) l'epiteli epididimari és pseudoestratificat amb esterocilis, b) cada regió epididimària presenta uns valors característics en relació al diàmetre intern del conducte, a l'alçada de l'epiteli, a la longitud dels esterocilis i al nombre de cèl·lules somàtiques luminals, i c) l'epiteli epididimari esta format per cinc tipus cel·lulars: les cèl·lules principals, les cèl·lules basals, les cèl·lules dares, les cèl·lules estretes i les cèl·lules basòfiles. Dels resultats obtinguts es pot deduir que: a) aquests cinc tipus cel·lulars es distribueixen al llarg del conducte epididimari de forma no homogènia, b) les cèl·lules basals, les cèl·lules principals, les cèI.Iules dares i les cèl·lules estretes són diversos estadis del desenvolupament d'un mateix tipus cel·lular especialitzat en la secreció i reabsorció cel·lular, i c) les cèl·lules basòfiles són les precursores de les cèl·lules somàtiques luminals. La qualitat de l'esperma procedent de les tres regions de l'epidídim ha estat analitzada a partir dels següents paràmetres espermàtics: vitalitat, resistència osmòtica dels acrosomes, estabilitat cefàlica, morfologia, malformacions i aglutinació. La vitalitat espermàtica disminueix progressivament al llarg del conducte epididimari. La resistència osmòtica dels acrosomes s'assoleix en la regió corporal de l'epidídim. L'estabilitat cefàlica dels espermatozoides és més elevada en les dues primeres regions de l'epidídim que en la regió caudal. Cada regió de l'epidídim es caracteritza per una morfologia espermàtica específica: a) el caput es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides immadurs amb gota citoplasmàtica proximal, b) el corpus es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides immadurs amb gota citoplasmàtica distal, i c) el cauda es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides madurs. S'han estudiat les següents malformacions d'origen epididimari: espermatozoides de cua doblegada per l'anell de Jensen (origen en el cauda), espermatozoides de cua enrotllada i espermatozoides de cues fusionades (origen en el corpus). Els espermatozoides perden la capacitat de doblegar la cua per la peça intermèdia a mesura que avancen pel conducte epididimari. L'aglutinació espermàtica tendeix a augmentar progressivament al llarg del conducte epididimari, si bé, no s'han observat variacions significatives en els diversos tipus d'aglutinació. La maduració epididimaria dels espermatozoides de Sus domesticus és un procés lent i complex, i la qualitat de l'ejaculat depèn de que aquesta maduració hagi estat completa. La presencia en l'esperma ejaculat de formes gamètiques pròpies de l'esperma epididimari és un signe d'una incompleta maduració dels espermatozoides; i, pot considerar-se com un paràmetre indicador d'estrés del mascle reproductor, tant més quant més s'assembli a la morfologia espermàtica de la regió cefàlica de l'epidídim.

Estudi estructural, ultraestructural i histoquímic de les glàndules sexuals accessòries del mascle reproductor porcí (Sus domesticus)

El present treball analitza al microscopi òptic i al microscopi electrònic de transmissió les glàndules sexuals accessòries de Sus domesticus (raça Landrace - varietat anglesa) a partir de mascles reproductors porcins adults i sans. Un millor coneixement dels patrons estructural i ultraestructural normals de las glàndules sexuals accessòries permetrà diagnosticar amb facilitat quina ha estat l'estructura o la funció glandular afectada en mascles en els que s'observa una disminució de la qualitat del semen. Per altra banda, els estudis anatomopatològics s'han de complementar amb tècniques histoquímiques que generalment permeten confirmar o excloure un diagnòstic histopatològic previ. Les glàndules sexuals accessòries del mascle reproductor porcí estan molt desenvolupades i inclouen les glàndules vesiculars, la pròstata i les glàndules bulbouretrals. L'epiteli secretor de les glàndules vesiculars està format per cèl·lules columnars, cèl·lules basals i mastòcits. Les cèl·lules columnars es caracteritzen per presentar tres morfologies diferents que es consideren diferents estadis d'un mateix tipus cel·lular: les cèl·lules principals, les cèl·lules clares i les cèl·lules denses. Les cèl·lules principals secreten activament glicoproteïnes N- i O- glicosilades amb residus d'α-L-fucosa, α(16)fucosa, α-D-mannosa, α-D-glucosa, α- i -D-N-acetilgalactosamina, -D-galactosa-(13)-D-N-acetilgalactosamina, α-D-galactosa, galactosa-(14)-N-acetilglucosamina, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. Aquestes glicoproteïnes afavoreixen les interaccions entre l'espermatozoide i l'occit i regulen la permeabilitat de la membrana espermàtica. La pròstata està formada per dues porcions glandulars, el cos de la pròstata (BP) y la pròstata disseminada (DP), entre las quals s'observen diferencies estructurals, ultraestructurals, histoquímiques i funcionals. En ambdues porcions, l'epiteli secretor està constituït per cèl·lules columnars principals, denses i cèl·lules basals, i també per cèl·lules cúbiques en el BP i per cèl·lules mucoses en la DP. En ambdues porcions glandulars, se sintetitzen i secreten N- i O- glicoproteïnes neutres i àcides. Aquestes glicoproteïnes s'alliberen mitjançant un mecanisme regulat en el BP y mitjançant un mecanisme regulat i un constitutiu en la DP. Les glucoproteïnes luminals del BP contenen residus de fucosa, mannosa, α- i -D-N-acetilgalactosamina, galactosa-(14)-N-acetilglucosamina, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. En la DP les glicoproteïnes presenten, a més, -D-galactosa-(13)-D-N-acetilgalactosamina i α-D-galactosa. Les glicoproteïnes secretades en el BP i en la DP per via regulada, participen en el control de l'estabilitat del plasmalemma dels espermatozoides, eviten la resposta immune uterina i l'aglutinació dels espermatozoides i afavoreixen la seva motilitat progressiva. Les glicoproteïnes secretades per via constitutiva en la DP protegeixen i lubrifiquen la uretra pelviana. L'epiteli secretor de les glàndules bulbouretrals està format per cèl·lules piramidals principals i denses. Les cèl·lules principals sintetitzen i secreten principalment O-glicoproteïnes àcides carboxilades i sulfatades amb residus glicosídics d'N-acetilgalactosamina, -D-galactosa-(13)-D-N-acetilgalactosamina, α-D-galactosa, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. Aquests residus proporcionen resistència a la proteolisi a les O-glicoproteïnes secretades, les quals participen en la lubrificació y protecció de l'epiteli, i intervenen en el control de la permeabilitat del plasmalemma dels espermatozoides i en el transport d'ions al seu través.

Estudi citològic i bioquímic del fluid epididimari de "Sus domesticus"

En aquest estudi s'ha determinat que al augmentar el ritme d'extraccions de semen es produeixen canvis en el patró d'absorció i secreció del fluid epididimari, que provoquen alteracions en la maduració epididimaria dels espermatozoides i un desenvolupament anòmal de la motilitat espermàtica. La concentració de glutamat i carnitina al fluid epididimari augmenten al llarg del conducte epididimari, alhora que la concentració de myo-inositol disminueix. El contingut de myo-inositol a l'interior dels espermatozoides disminueix, mentre que el contingut de glutamat augmenta a partir del caput distal i el contingut de carnitina no varia al llarg del conducte. S'ha determinat la presència de la ruta del poliol a l'epidídim de porcí. Els resultats obtinguts indiquen que la glucosa difon de la sang cap al fluid epididimari, és convertida a sorbitol per l'aldosa reductasa, i aquest sorbitol s'acumula al fluid luminal i és convertit a fructosa per l'acció de la sorbitol deshidrogenasa.

Determinação da utilidade do exame radiográfico na avaliação da morfologia e patologia do trato gastrointestinal

Atualmente a radiografia é um exame complementar de diagnóstico presente na grande maioria dos centros clínicos veterinários, estando assim facilmente acessível, motivo pelo qual deverá na maioria das vezes ser o primeiro exame auxiliar de diagnóstico por imagem a ser empregue em estudos do abdómen. A radiografia convencional do trato gastrointestinal permite avaliar a posição do mesmo, o seu conteúdo e tamanho, não sendo no entanto o meio de diagnóstico mais eficaz para a avaliação da integridade da sua mucosa. Devido ao seu potencial diagnóstico, o exame radiográfico deve ser realizado para diagnóstico de patologia do TGI sempre que o animal se apresente à consulta com sinais clínicos compatíveis com patologia do mesmo, como: vómito, regurgitação, tenesmo, diarreia, disquézia, etc Assim, tendo em conta o referido tornou-se pertinente determinar qual a utilidade do exame radiográfico na prática clínica. Deste modo, o presente estudo retrospetivo tem como objetivo determinar a utilidade do exame radiográfico na avaliação da morfologia e patologia do trato gastrointestinal. Para tal foi utilizada uma amostra composta por 44 indivíduos, 35 da espécie canina e 9 da espécie felina, que realizaram consulta no Hospital Veterinário do Baixo Vouga, apresentando sintomatologia compatível com afeção do trato gastrointestinal e que realizaram exame radiográfico abdominal. No exame radiográfico avaliaram-se vários parâmetros da morfologia do estômago (conteúdo e tamanho), intestino delgado (conteúdo, diâmetro luminal e distribuição pela cavidade abdominal) e intestino grosso (conteúdo, diâmetro luminal). Com base nas observações registadas, pôde concluir-se que a observação dos órgãos do trato gastrointestinal é o fator que condiciona a avaliação morfológica radiográfica, pois sempre que estes são radiograficamente visíveis todos os fatores são passíveis de serem avaliados. Quanto à utilidade do exame radiográfico na avaliação da patologia do trato gastrointestinal, pôde concluir-se que este possui uma sensibilidade de 63,89% e especificidade de 25%, pelo que, apresenta razoável utilidade na prática clínica, justificando-se a sua realização.

Ultrastructure of Buddenbrockia allmani n sp (Myxozoa, Malacosporea), a parasite of Lophopus crystallinus (Bryozoa, Phylactolaemata)

Development of a new species of malacosporean myxozoan (Buddenbrockia allmani n. sp.) in the bryozoan Lophopus crystallinus is described. Early stages, represented by isolated cells or small groups, were observed in the host's body wall or body cavity. Multiplication and rearrangement of cells gave an outer cell layer around a central mass. The outer cells made contact by filopodia and established adherens junctions. Sporoplasmosomes were a notable feature of early stages, but these were lost in subsequent development. Typical malacosporean sacs were formed from these groups by attachment of the inner (luminal) cells by a basal lamina to the outer layer (mural cells). Division of luminal cells gave rise to a population of cells that was liberated into the lumen of the sac. Mitotic spindles in open mitosis and prophase stages of meiosis were observed in luminal cells. Centrioles were absent. Detached luminal cells assembled to form spores with four polar capsules and several valve cells surrounding two sporoplasms with secondary cells. Restoration of sporoplasmosomes occurred in primary sporoplasms. A second type of sac was observed with highly irregular mural cells and stellate luminal cells. A radially striated layer and dense granules in the polar capsule wall, and previous data on 18 rDNA sequences enabled assignment of the species to the genus Buddenbrockia, while specific diagnosis relied on the rDNA data and on sac shape and size.

Profiling of composition and metabolic activities of the colonic microflora of growing pigs fed diets supplemented with prebiotic oligosaccharides

It is evident that quantitative information on different microbial groups and their contribution in terms of activity in the gastrointestinal (GI) tract of humans and animals is required in order to formulate functional diets targeting improved gut function and host health. In this work, quantitative information on levels and spatial distributions of Bacteroides spp, Eubacterium spp, Clostridium spp, Escherichia coli, Bifidobacterium spp and Lactobacillus/Enterococcus spp. along the porcine large intestine was investigated using 16S rRNA targeted probes and fluorescent in situ hybridisation (FISH). Caecum, ascending colon (AC) and rectum luminal digesta from three groups of individually housed growing pigs fed either a corn-soybean basal diet (CON diet) or a prebiotic diet containing 10 g/kg oligofructose (FOS diet) or trans-galactooligosaccharides (TOS diet) at the expense of cornstarch were analysed. DAPI staining was used to enumerate total number of cells in the samples. Populations of total cells, Bacteroides, Eubacterium, Clostridium and Bifidobacterium, declined significantly (P < 0.05) from caecum to rectum, and were not affected by dietary treatments. Populations of Lactobacillus/ Enterococcus and E coli did not differ throughout the large intestine. The relative percent (%) contribution of each bacterial group to the total cell count did not differ between caecum and rectum, with the exception of Eubacterium that was higher in the AC digesta. FISH analysis showed that the sum of all bacterial groups made up a small percentage of the total cells, which was 12.4%, 21.8% and 10.3% in caecum, AC and rectum, respectively. This supports the view that in swine, the diversity of GI microflora might be higher compared to other species. In terms of microflora metabolic activity, the substantially higher numerical trends seen in FOS and TOS treatments regarding total volatile fatty acid, acetate concentrations and glycolytic activities, it could be postulated that FOS and TOS promoted saccharolytic activities in the porcine colon. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Molecular characterisation of the gut microflora of healthy and inflammatory bowel disease cats using fluorescence in situ hybridisation with special reference to Desulfovibrio spp

Inflammatory bowel disease (IBD) is a common cause of chronic large bowel diarrhoea in cats. Although the aetiology of IBD is unknown, an immune-mediated response to a luminal antigen is thought to be involved. As knowledge concerning the colonic microflora of cats is limited and requires further investigation, the purpose of this study was to determine the presence of specific bacterial groups in normal and IBD cats, and the potential role they play in the health of the host. Total bacterial populations, Bacteroides spp., Bifidobacterium spp., Clostridium histolyticum subgp., Lactobacillus-Enterococcus subgp. and Desulfovibrio spp. were enumerated in 34 healthy cats and 11 IBD cats using fluorescence in situ hybridisation. The study is one of the first to show the presence of Desulfovibrio in cats. Total bacteria, Bifidobacterium spp. and Bacteroides spp. counts were all significantly higher in healthy cats when compared with IBD cats, whereas Desulfovibrio spp. (producers of toxic sulphides) numbers were found to be significantly higher in colitic cats. The information obtained from this study suggests that modulation of bacterial flora by increasing bifidobacteria and decreasing Desulfovibrio spp. may be beneficial to cats with IBD. Dietary intervention may be an important aspect of their treatment.

Effect of polydextrose on intestinal microbes and immune functions in pigs

Dietary fibre has been proposed to decrease risk for colon cancer by altering the composition of intestinal microbes or their activity. In the present study, the changes in intestinal microbiota and its activity, and immunological characteristics, such as cyclo-oxygenase (COX)-2 gene expression in mucosa, in pigs fed with a high-energy-density diet, with and without supplementation of a soluble fibre (polydextrose; PDX) (30 g/d) were assessed in different intestinal compartments. PDX was gradually fermented throughout the intestine, and was still present in the distal colon. Irrespective of the diet throughout the intestine, of the four microbial groups determined by fluorescent in situ hybridisation, lactobacilli were found to be dominating, followed by clostridia and Bacteroides. Bifidobacteria represented a minority of the total intestinal microbiota. The numbers of bacteria increased approximately ten-fold from the distal small intestine to the distal colon. Concomitantly, also concentrations of SCFA and biogenic amines increased in the large intestine. In contrast, concentrations of luminal IgA decreased distally but the expression of mucosal COX-2 had a tendency to increase in the mucosa towards the distal colon. Addition of PDX to the diet significantly changed the fermentation endproducts, especially in the distal colon, whereas effects on bacteria] composition were rather minor. There was a reduction in concentrations of SCFA and tryptamine, and an increase in concentrations of spermidine in the colon upon PDX supplementation. Furthermore, PDX tended to decrease the expression of mucosal COX-2, therefore possibly reducing the risk of developing colon cancer-promoting conditions in the distal intestine.

Role for flagella but not intimin in the persistent infection of the gastrointestinal tissues of specific-pathogen-free chicks by Shiga toxin-negative Escherichia coli O157:H7

Shiga toxin (Stx)-positive Escherichia coli O157:117 readily colonize and persist in specific-pathogen-free (SPF) chicks, and we have shown that an Stx-negative E. coli O157:117 isolate (NCTC12900) readily colonizes SPF chicks for up to 169 days after oral inoculation at 1 day of age. However, the role of intimin in the persistent colonization of poultry remains unclear. Thus, to investigate the role of intimin and flagella, which is a known factor in the persistence of non-O157 E. coli in poultry, isogenic single- and double-intimin and aflagellar mutants were constructed in E. coli O157:117 isolate NCTC12900. These mutants were used to inoculate (10(5) CFU) 1-day-old SPF chicks. In general, significant attenuation of the aflagellate and intiminaflagellate mutants, but not the intimin mutant, was noted at similar time points between 22 and 92 days after inoculation. The intimin-deficient mutant was still being shed at the end of the experiment, which was 211 days after inoculation, 84 days more than the wild type. Shedding of the aflagellar and intimin-aflagellar mutants ceased 99 and 113 days after inoculation, respectively. Histological analysis of gastrointestinal tissues from inoculated birds gave no evidence for true microcolony formation by NCTC12900 or intimin and aflagellar mutants to epithelial cells. However, NCTC12900 mutant derivatives associated with the mucosa were observed as individual cells and/or as large aggregates. Association with luminal contents was also noted. These data suggest that O157 organisms do not require intimin for the persistent colonization of chickens, whereas flagella do play a role in this process.

Protease-activated receptor 2, dipeptidyl peptidase I, and proteases mediate Clostridium difficile toxin A enteritis

BACKGROUND & AIMS: We studied the role of protease-activated receptor 2 (PAR(2)) and its activating enzymes, trypsins and tryptase, in Clostridium difficile toxin A (TxA)-induced enteritis. METHODS: We injected TxA into ileal loops in PAR(2) or dipeptidyl peptidase I (DPPI) knockout mice or in wild-type mice pretreated with tryptase inhibitors (FUT-175 or MPI-0442352) or soybean trypsin inhibitor. We examined the effect of TxA on expression and activity of PAR(2) and trypsin IV messenger RNA in the ileum and cultured colonocytes. We injected activating peptide (AP), trypsins, tryptase, and p23 in wild-type mice, some pretreated with the neurokinin 1 receptor antagonist SR140333. RESULTS: TxA increased fluid secretion, myeloperoxidase activity in fluid and tissue, and histologic damage. PAR(2) deletion decreased TxA-induced ileitis, reduced luminal fluid secretion by 20%, decreased tissue and fluid myeloperoxidase by 50%, and diminished epithelial damage, edema, and neutrophil infiltration. DPPI deletion reduced secretion by 20% and fluid myeloperoxidase by 55%. In wild-type mice, FUT-175 or MPI-0442352 inhibited secretion by 24%-28% and tissue and fluid myeloperoxidase by 31%-71%. Soybean trypsin inhibitor reduced secretion to background levels and tissue myeloperoxidase by up to 50%. TxA increased expression of PAR(2) and trypsin IV in enterocytes and colonocytes and caused a 2-fold increase in Ca(2+) responses to PAR(2) AP. AP, tryptase, and trypsin isozymes (trypsin I/II, trypsin IV, p23) caused ileitis. SR140333 prevented AP-induced ileitis. CONCLUSIONS: PAR(2) and its activators are proinflammatory in TxA-induced enteritis. TxA stimulates existing PAR(2) and up-regulates PAR(2) and activating proteases, and PAR(2) causes inflammation by neurogenic mechanisms.

Mast cell tryptase controls paracellular permeability of the intestine: role of protease-activated receptor 2 and beta-arrestins

Tight junctions between intestinal epithelial cells prevent ingress of luminal macromolecules and bacteria and protect against inflammation and infection. During stress and inflammation, mast cells mediate increased mucosal permeability by unknown mechanisms. We hypothesized that mast cell tryptase cleaves protease-activated receptor 2 (PAR2) on colonocytes to increase paracellular permeability. Colonocytes expressed PAR2 mRNA and responded to PAR2 agonists with increased [Ca2+]i. Supernatant from degranulated mast cells increased [Ca2+]i in colonocytes, which was prevented by a tryptase inhibitor, and desensitized responses to PAR2 agonist, suggesting PAR2 cleavage. When applied to the basolateral surface of colonocytes, PAR2 agonists and mast cell supernatant decreased transepithelial resistance, increased transepithelial flux of macromolecules, and induced redistribution of tight junction ZO-1 and occludin and perijunctional F-actin. When mast cells were co-cultured with colonocytes, mast cell degranulation increased paracellular permeability of colonocytes. This was prevented by a tryptase inhibitor. We determined the role of ERK1/2 and of beta-arrestins, which recruit ERK1/2 to PAR2 in endosomes and retain ERK1/2 in the cytosol, on PAR2-mediated alterations in permeability. An ERK1/2 inhibitor abolished the effects of PAR2 agonist on permeability and redistribution of F-actin. Down-regulation of beta-arrestins with small interfering RNA inhibited PAR2-induced activation of ERK1/2 and suppressed PAR2-induced changes in permeability. Thus, mast cells signal to colonocytes in a paracrine manner by release of tryptase and activation of PAR2. PAR2 couples to beta-arrestin-dependent activation of ERK1/2, which regulates reorganization of perijunctional F-actin to increase epithelial permeability. These mechanisms may explain the increased epithelial permeability of the intestine during stress and inflammation.

The evolutionary basis for differences between the immune systems of man, mouse, pig and ruminants

Studying the pathogenesis of an infectious disease like colibacillosis requires an understanding of the responses of target hosts to the organism both as a pathogen and as a commensal. The mucosal immune system constitutes the primary line of defence against luminal micro-organisms. The immunoglobulin-superfamily-based adaptive immune system evolved in the earliest jawed vertebrates, and the adaptive and innate immune system of humans, mice, pigs and ruminants co-evolved in common ancestors for approximately 300 million years. The divergence occurred only 100 mya and, as a consequence, most of the fundamental immunological mechanisms are very similar. However, since pressure on the immune system comes from rapidly evolving pathogens, immune systems must also evolve rapidly to maintain the ability of the host to survive and reproduce. As a consequence, there are a number of areas of detail where mammalian immune systems have diverged markedly from each other, such that results obtained in one species are not always immediately transferable to another. Thus, animal models of specific diseases need to be selected carefully, and the results interpreted with caution. Selection is made simpler where specific host species like cattle and pigs can be both target species and reservoirs for human disease, as in infections with Escherichia coli.