Leishmania mexicana inibe a produção de IL-12 via TLR-4, o que está ligado ao aumento da expressão de COX-2, iNOS e arginase-1.

Post de Rômulo Santiago




Shweash, M., Adrienne McGachy, H., Schroeder, J., Neamatallah, T., Bryant, C., Millington, O., Mottram, J., Alexander, J., & Plevin, R. (2011). Leishmania mexicana promastigotes inhibit macrophage IL-12 production via TLR-4 dependent COX-2, iNOS and arginase-1 expression Molecular Immunology, 48 (15-16), 1800-1808 DOI: 10.1016/j.molimm.2011.05.013

A leishmaniose é um sério problema de saúde pública. A infecção pela Leishmania segue dois padrões de respostas, protetora ou não. A resposta protetora geralmente está associada a uma resposta do tipo Th1, a qual geralmente é iniciada pela IL-12 e que apresenta altas concentrações de IFN-γ. A incapacidade de cura tem sido associada com diminuição na produção de IL-12 ou uma falta de resposta a esta quimiocina.
A Leishmania é capaz de inibir a produção de IL-12. Contudo, os mecanismos intracelulares utilizados pela Leishmania para regular as respostas celulares ainda não estão claros. O aumento na concentração de PGE2, em parte pela COX-2 induzida pela Leishmania, tem sido relacionado à diminuição de IL-12. Da mesma forma, a produção de NO está associado à diminuição de IL-12.
Os toll-like receptors (TLRs) tem sido implicado nas ações de algumas espécies de Leishmania, como por exemplo, o TLR-2 e MyD88 no controle da infecção por L. major e L. braziliensis. No entanto, as consequências celulares da ligação da Leishmania ao TLR não foram avaliadas. Então, Muhannad Shweash e colaboradores resolveram investigar estas consequências durante a infecção de macrófagos por L. mexicana.
Os autores demonstraram que promastigotas de L. mexicana, na proporção de 5:1, aumenta a fosforilação das três principais MAP quinases: ERK, p38 e JNK em macrófagos. A sinalização via MAP quinase encontrou-se reduzida em macrófagos deficiente para o TLR-4, mas não para TLR-2, e completamente abolida em macrófagos deficiente para ambos TLR (TLR-2 e 4), o que também foi observado durante a infecção com amastigotas deficientes em cisteína peptidase B.
Foi observado também que o TLR-4 leva à indução de iNOS e COX-2, o que prolonga a produção de PGE2 e NO, com diminuição na expressão de IL-12, uma vez que, o bloqueio do PGE2 ou NO com indometacina ou L-NAME, respectivamente, reverteu a inibição da produção de IL-12 induzida pelo LPS.
Da mesma forma, promastigotas de L. mexicana aumentou a expressão e atividade da arginase-1, as quais foram substancialmente reduzidas em macrófagos deficientes para TLR-4, mas não TLR-2. A inibição de arginase com Nor-NOHA também causou reversão da inibição na produção de IL-12 em macrófagos infectados.
Nessa seara, o parasita L. mexicana, através de TLR-4, é capaz de prolongar a e aumentar produção de PGE2, NO e expressão de arginase em macrófagos, os quais limitam a produção de IL-12, caracterizando uma forma de subversão a uma resposta imunes protetoras do tipo Th1.

Drew Berry: Animations of unseeable biology

Perfil de citocinas e fenotipagem celular na leishmaniose canina

Post de Eder Fialho

No artigo de revisão “Cytokine and Phenotypic Cell Profiles of Leishmania infantum Infection in the Dog” publicado no Journal of Medicine Tropical, as autoras Carla Maia e Lenea Campino reúnem informações sobre o perfil de citocinas e a imunofenotipagem de células nos principais órgãos e tecidos acometidos na leishmaniose canina. Elas enfatizam a necessidade de caracterizar melhor os mecanismos da resposta imune para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficientes.

O paradigma Th1 e Th2 que envolve o mecanismo de resistência e susceptibilidade, respectivamente, na leishmaniose visceral canina, explica cada vez menos a resposta imune ao parasito. Isso se torna mais evidente quando se caracteriza a resposta de forma órgão-específico, onde as citocinas encontradas e a imunofenotipagem das células muitas vezes contradizem o paradigma mencionado acima, revelando que o os sistemas do hospedeiro não respondem da mesma forma.

Menezes-Sousa e colaboradores mostraram que na pele de cães naturalmente infectados, o quadro assintomático e baixo parasitismo estão associados tanto com a expressão de IFN-γ, TNF-α e IL-13 como também com o aumento da expressão de fatores de transcrição GATA-3 e FOXP-3. Da mesma forma, o estudo realizado por Strauss-Ayali e colaboradores indicou que tanto a reposta imune tipo-1 e tipo-2 ocorrem no baço de cães experimentalmente infectados. Visto isso, as autoras revisaram a resposta imune no sangue periférico, linfonodo, fígado, baço, medula óssea e pele de cães infectados com Leishmania infatum.

Essa revisão ressaltou a falibilidade dos marcadores para prognósticos na leishmaniose canina. A ideia de que a expressão de IFN-γ seria um bom marcador para cães resistentes ou assintomáticos, não foi confirmada em estudos que observaram altos níveis de expressão de IFN-γ no sangue periférico de cães sintomáticos. 

Pode-se até questionar que o sangue não é o local alvo para a replicação do parasito e por isso não refletir a evolução da doença. Entretanto, o baço, a medula óssea e o fígado, são órgãos onde se encontra uma alta carga parasitária, entretanto, expressando também altos níveis de IFN-γ, indicando que essa citocina não é um bom indicativo da eliminação do parasito.

Do ponto de vista celular, a imunofenotipagem ainda revela muitos resultados contraditórios entre os órgãos, indicando que ainda é necessária mais investigações para estabelecer o perfil celular de resistência ou susceptibilidade ao parasito.

Portanto, o artigo revela claramente a necessidade de mais investigações sobre os mecanismos da resposta imunológica montada em órgãos específicos, pois ainda existem muitos resultados contraditórios, deixando uma lacuna na definição de bons marcadores para prognóstico da leishmaniose canina.

Maia, C., & Campino, L. (2012). Cytokine and Phenotypic Cell Profiles of Leishmania infantum Infection in the Dog Journal of Tropical Medicine, 2012, 1-7 DOI: 10.1155/2012/541571

André Báfica recebe International Early Career Award da Howard Hughes

DO SITE DO HHMI (aqui)

JANUARY 24, 2012 
World-Class Scientists Chosen for HHMI’s First International Early Career Award

Top biomedical scientists from 12 countries will receive an important boost at a critical time in their careers from HHMI’s inaugural International Early Career Scientist (IECS) awards.

The 28 recipients, chosen from 760 applicants, represent a wide range of disciplines, from neuroscience to virology to plant science. All the awardees trained in the United States as a graduate student or a postdoctoral fellow and have published important research. “These are the people who, 10 years from now, we expect will be the scientific leaders in their countries,” HHMI President Robert Tjian says.

André Báfica, M.D., Ph.D.

As a young medical student at the Federal University of Bahia in Brazil, André Báfica loved the intensity of emergency medicine. Although he planned to become an ER physician, he soon grew passionate for the field of tropical infectious diseases. He joined an immunology lab that provided a great deal of satisfaction. “Anything you can think of, you can test it yourself,” he says. “This is no job. It’s simply pleasure.” Báfica fondly remembers marathon lab sessions with one of his medical school mentors, visiting fellow Johan Van Weyenbergh, that lasted until 2:00 or 3:00 A.M. “We’d discuss during the day and work during the night,” he says. The long hours paid off when the pair discovered a survival trick of the parasites that cause the tropical disease leishmaniasis, a serious problem in Brazil. The parasites spur cells to release molecules known as type I interferons, which enable the invaders to establish themselves in the body. Báfica also joined a clinical research project, under the supervision of Aldina Barral and Jackson Costa, and helped show that a drug prescribed for sluggish circulation heals the disfiguring skin ulcers associated with leishmaniasis. This varied experience convinced Báfica that he could have “the best of both worlds—tropical medicine and basic research.” But he recognized that to continue in science, he needed a Ph.D., since, he says, M.D.s cannot be individual investigators on research grants in Brazil. During his Ph.D. research at the Oswaldo Cruz Foundation, Báfica worked with immunologist Manoel Barral-Netto to decipher how the tuberculosis (TB) bacterium meddles with the body’s production of interleukin-12, an immune system signal that promotes attacks on pathogens. He continued the work on TB as a postdoctoral fellow in immunologist Alan Sher’s lab at the U.S. National Institutes of Health and took an interest in another major worldwide plague, HIV. In combination, the two pathogens cause a different and more severe illness than either does alone. “It’s not A plus B, it’s A times B,” Báfica explains, partly because the TB bacterium stimulates cells to manufacture more copies of HIV, and HIV impairs immunity against TB. In 2003, he and his colleagues revealed that this virus-promoting effect requires a specific pathogen-detecting protein, Toll-like receptor-2, that occurs mainly on immune cells. That discovery suggested a possible way to slash levels of HIV in people who have TB. Báfica also uncovered several aspects of the body’s mechanism for controlling the TB bacterium. The microbe sparks a reaction from the immune system, but an excessive response can be harmful. As Báfica found, the body produces molecules called lipoxins that can tone down the immune reaction provoked by the bacterium, thus possibly averting self-inflicted damage. The paper was published in the Journal of Clinical Investigation, and other labs are following up on this discovery, trying to determine whether blocking lipoxins can treat TB. That same year, Báfica and colleagues reported that two kinds of Toll-like receptors work together to battle the TB bacterium. One receptor helps mobilize chemical defenses, whereas the other enables immune cells to gain access to lung tissues where the bacterium hides. The paper, published in the Journal of Experimental Medicine, was one of the first to show cooperation between such pathogen-detecting molecules. Since 2007, when Báfica started his own lab at the Federal University of Santa Catarina in Brazil, he and his colleagues have zeroed in on one of the TB bacterium’s potential weak spots. Last year, they discovered that the microbe manufactures a protein, called sMTL-13, that the human immune system can recognize. The lab is now working to nail down the protein’s function, identify the pathogen-detector molecules that enable immune cells to spot sMTL-13, and determine what parts of the molecule immune cells key on. Ultimately, they want to know if the protein can boost the effectiveness of potential vaccines against TB. Báfica also wants to understand why many people infected with TB show no symptoms of disease. Although the TB bacterium infects about one-third of the world’s people, only 5 to 10 percent of them fall ill. Determining how some people keep the bacterium in check might lead to better treatments for those who don’t. “The major challenge is to understand what’s going on with the people who control the disease,” says Báfica. Dr. Báfica is Assistant Professor of Immunology at the Federal University of Santa Catarina, Brazil. RESEARCH ABSTRACT SUMMARY: André Báfica is studying the mechanisms by which the immune system senses infectious agents.

Detecção de Leishmania infantum por RT-PCR usando swab na cavidade oral e na conjuntiva de cães

Post de Rayssa Carvalho

O diagnóstico da leishmaniose visceral canina é uma tarefa complexa devido ao vasto espectro de sinais clínicos. Cães infectados podem desenvolver a doença clínica ou permanecer assintomáticos. Técnicas parasitológicas, sorológicas e moleculares são utilizadas sozinhas ou combinadas a fim de fornecer um diagnóstico preciso. 

O baço, linfonodo, medula óssea e pele são consideradas as melhores amostras na detecção do parasita por PCR, tanto em animais doentes quanto subclíncos. Entretanto, a obtenção dessas amostras é feita através de métodos invasivos, dessa forma, cresce o interesse pele uso de amostras não-invasivas na detecção de DNA de Leishmania.

Pesquisas realizadas com urina demonstraram uma baixa sensibilidade, na técnica de PCR, quando comparados à medula óssea e sangue. Em um estudo longitudinal realizado por Gramicia et al, 2010, utilizou-se DNA da mucosa conjuntival para realização do PCR, observou-se uma lenta conversão dos animais negativos para positivos, mesmo na ausência de seroconversão.

Neste estudo avaliou-se a presença de DNA de leishmania em swabs da mucosa conjuntival e oral, por PCR em tempo real, em uma população canina randomicamente selecionada numa área endêmica para a doença. Essas amostras, não-invasivas, foram comparadas com amostras de sangue e linfonodo por PCR em tempo real e com as técnicas de imunofluorescência indireta e teste de hipersensibilidade tardia (DTH).

Este estudo demonstrou pela primeira vez a presença de DNA de Leishmania em swabs da mucosa oral íntegra em cães. Os sawbs orais obtiveram uma maior percentagem de resultados positivos quando comparados com sangue, pela técnica de PCR em tempo real. Entretanto este tipo de amostra não pode ser considerado uma ferramenta sensível para o diagnostico da Leishmaniose canina, uma vez que demonstrou uma baixa sensibilidade na detecção de cães soropositivos (15%).

A carga parasitária de aspirado de linfonodo foi positivamente correlacionada com a carga encontrada em swabs da mucosa conjuntival (Pearson r=0,29;p< 0,0001). Além disso, observou-se uma correlação positiva entre os títulos de anticorpos e carga parasitária de swabs da mucosa conjuntival (Pearson r=0,27;p<0,0003), da mucosa oral (Pearson r=o,22;p<0,007) e aspirado de linfonodo (Pearson r=0,33;p<0,0001).

Uma vez que foi observado uma percentagem de positividade similar, por PCR em tempo real, nas amostras de swabs da mucosa conjuntival e do aspirado de linfonodo, sugere-se a utilização destes swabs como uma alternativa na detecção de infecção por Leishmania em cães. Esse dado é de grande importância, principalmente em estudos epidemiológicos, onde uma  quantidade grande de cães é necessária e a utilização de amostras não-invasivas tornaria o diagnóstico mais fácil e rápido.

Referencias:

Lombardo, G., Pennisi, M., Lupo, T., Migliazzo, A., Caprì, A., & Solano-Gallego, L. (2012). Detection of Leishmania infantum DNA by real-time PCR in canine oral and conjunctival swabs and comparison with other diagnostic techniques Veterinary Parasitology, 184 (1), 10-17 DOI: 10.1016/j.vetpar.2011.08.010

Maia, C., Campino, L., 2008. Methods for diagnosis of canine leishmaniasis and immune response to infection. Vet. Parasitol. 158, 274–287.

Gramiccia, M., Bettini, S., Gradoni, L., Ciarmoli, P., Verrilli, M.L., Loddo, S., Cicalo, C., 1990. Leishmaniasis in Sardinia. Leishmanin reaction in the human population of a focus of low endemicity of canine leishmaniasis. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 84, 371–374.

Solano-Gallego, L., Rodriguez-Cortes, A., Trotta, M., Zampieron, C., Razia,L., Furlanello, T., Caldin, M., Roura, X., Alberola, J., 2007. Detection of Leishmania infantum DNA by fret-based real-time PCR in urine from dogs with natural clinical leishmaniosis. Vet. Parasitol. 147, 315–319.

An Oral Formulation of Amphotericin B Attached to Functionalized Carbon Nanotubes Is an Effective Treatment for Experimental Visceral Leishmaniasis

Post de Diego Moura Santos

A leishmaniose visceral é uma doença parasitária causada pelo protozoário do gênero Leishmania. Em humanos a doença é fatal se não tratada. As drogas avaliadas para o tratamento são, em sua maioria, de administração parenteral e apresentam acentuada toxicidade. Outro problema relacionado ao tratamento é a falha terapêutica devido à resistência do parasita às drogas. Para contornar estes problemas, foi desenvolvida a formulação lipossomal da Anfotericina B. Esta nova formulação, além de reduzir a toxicidade da droga, mostrou ser mais efetiva contra a Leishmania, uma vez que é facilmente fagocitada pelos macrófagos, células que albergam os parasitas. O tratamento exige a internação do paciente para a administração da Anfotericina B lipossomal e a monitoração dos parâmetros bioquímicos.

Conforme abordado em post anterior, o grupo de Sundar em 2011[1] elaborou outro tipo de delivery para a Anfotericina B, o nanotubo de carbono (http://limi-lip.blogspot.com/2011/04/novas-tecnologias-para-o-tratamento-da.html). Neste trabalho, o grupo mostrou que a Anfotericina B em nanotubo de carbono (AmB-CNT) inibiu significativamente a replicação do parasita em hamsters infectados, quando comparado com à Anfotericina Lipossomal. No trabalho de 2011, foi utilizado a via intraperitoneal de tratamento. Buscando uma via mais fácil e plausível de ser utilizada em humanos, o grupo resolveu avaliar a via oral de administração da droga[2]. Para avaliar a ação leishmanicida da nova formulação da droga in-vivo, hamsters foram infectados com 10⁸ promastigotas de L. donovani. Após 30 dias os animais foram tratados com diferentes formulações por 5 dias consecutivos. Os autores observaram que a concentração de 5 mg/Kg de AmB-CNT (via oral) foi significativamente melhor que a mesma concentração de Miltefosine, agente oral licenciado para o tratamento da leishmaniose. Por outro lado, a concentração de 15 mg/Kg de AmB-CNT (via oral) possuiu um efeito similar a 5 mg/Kg de Anfotericina Lipossomal (via intraperitoneal).

Em suma, os autores demonstraram que a formulação de AmB conjugada ao nanotubo de carbono pode ser administrada por via oral, o que não é possível com a formulação habitual da droga.

Considerações finais

A produção da formulação proposta pelos autores é fácil de ser preparada e possui um baixo custo em comparação com outros tipos de formulações, até mesmo com a Anfotericina B lipossomal. A possibilidade de administração oral é outro ponto favorável, principalmente em áreas precárias de atendimento médico, dispensando a presença de um profissional treinado para a administração da droga e acompanhamento diário do paciente. Entretanto, são necessários mais estudos para avaliar a toxicidade dos nanotubos em modelos animais.

1. Prajapati VK, Awasthi K, Gautam S, Yadav TP, Rai M, et al. (2011) Targeted killing of Leishmania donovani in vivo and in vitro with amphotericin B attached to functionalized carbon nanotubes. J Antimicrob Chemother 66: 874-879.

2.Prajapati, V., Awasthi, K., Yadav, T., Rai, M., Srivastava, O., & Sundar, S. (2011). An Oral Formulation of Amphotericin B Attached to Functionalized Carbon Nanotubes Is an Effective Treatment for Experimental Visceral Leishmaniasis Journal of Infectious Diseases, 205 (2), 333-336 DOI: 10.1093/infdis/jir735

Synthetic double-stranded RNA induces innate immune responses similar to a live viral vaccine in humans

Post de Marcia Weber Carneiro

Os adjuvantes são críticos para o sucesso de uma vacina. Eles funcionam potencializando a resposta imune através do estimulo do sistema imune inato. Os agonistas de receptores de reconhecimento de padrões microbianos (PRRs) são candidatos promissores a adjuvante em seres humanos. O RNA de fita dupla sintética e a poli-L-lisina (poly ICLC), que mimetiza o RNA de fita dupla, disponíveis para investigação em seres humanos, são adjuvantes de vacinas já testados em animais, com bons resultados. O RNA de fita dupla é um padrão molecular associado à patógenos que ativa o sistema imune. Seu análogo, o poly ICLC, é reconhecido pela MDA-5 helicase RNA citosólico e pelo TLR3 endossomal. Eles induzem IFN-y do tipo I sistêmico.

Além da necessidade de se encontrar um bom adjuvante, é preciso compreender os mecanismos de ação do mesmo. Um dos métodos que vem sendo bastante utilizado é a biologia de sistemas, que permite uma análise global do efeito de uma vacina no indivíduo. Assim, no presente trabalho, os autores buscaram estudar a resposta imune inata em humanos ao RNA de fita dupla sintética estabilizada poly ICLC. Para isso, eles administraram o adjuvante por via subcutânea em oito voluntários saudáveis e avaliaram a expressão gênica de amostras de sangue periférico destes indivíduos através do software Ingenuity.

Primeiramente, eles demonstraram que esta vacina induz o sistema imune inato, regulando vários genes relacionados ao IFN. Os genes associados ao TLR, IRGs e fatores de transcrição como IRF7 e IRF5 foram regulados positivamente, todos resultando na resposta do IFN através da ativação do STAT1, STAT2 e STAT3. A via do inflamossoma também foi regulada positivamente, como o IL1β. Eles também compararam esta vacina com da febre amarela (YF17D) e observaram que vários caminhos do sistema imune inato foram induzidos de maneira similar.

Com isso, os autores concluem que um agonista PRR de poly ICLC é confiável e capaz de mimetizar um micróbio para induzir uma resposta imune inata em humanos.

Caskey, M., Lefebvre, F., Filali-Mouhim, A., Cameron, M., Goulet, J., Haddad, E., Breton, G., Trumpfheller, C., Pollak, S., Shimeliovich, I., Duque-Alarcon, A., Pan, L., Nelkenbaum, A., Salazar, A., Schlesinger, S., Steinman, R., & Sekaly, R. (2011). Synthetic double-stranded RNA induces innate immune responses similar to a live viral vaccine in humans Journal of Experimental Medicine, 208 (12), 2357-2366 DOI: 10.1084/jem.20111171

Uso de proteínas recombinantes para diagnóstico por ELISA na leishmaniose canina

Post de Ana Paula de Almeida Souza

O diagnóstico efetivo e precoce é um passo determinante para tomada de decisões nas leishmanioses, sejam elas em seres humanos ou cães. Para isso, a detecção do parasito é tido como padrão ouro, porém, apesar da grande especificidade, nem sempre apresenta sensibilidade satisfatória. Devido a isto, os testes indiretos, baseados na resposta imune do hospedeiro são amplamente empregados. O método de ELISA utilizando antígeno bruto de Leishmania (SLA) é comumente usado para diagnosticar as leishmanioses, em especial a LV. Embora o SLA apresente alta sensibilidade, alguns antígenos parasitários apresentam reação cruzada com epítopos compartilhados por outros patógenos, além de nem sempre apresentarem reprodutibilidade dos resultados. Uma estratégia para superar estas limitações seria a busca de antígenos recombinantes de Leishmania combinando altos valores de sensibilidade e especificidade. 

Neste mês, De Souza e colaboradores [1] publicaram um trabalho que abrange a expressão, isolamento e purificação de duas proteínas recombinantes da L. chagasi, seguido da padronização do sorodiagnóstico para cães com Leishmaniose Visceral.  Para isso os autores contaram com um grande painel de 256 soros de cães provenientes do sudoeste, nordeste e centro oeste do Brasil. As proteínas descritas neste trabalho rLci 2B (homóloga a proteína do citoesqueleto) e rLci 1A (homóloga a proteína de choque térmico HSP70) foram produzidas em grande quantidade em E. coli, com rendimento em torno de 105 e 225 mg/L de cultura respectivamente. Foram obtidos altos valores de especificidade (SP) e sensibilidade (SE) nas sorologia (ELISA) para a  rLci 2B (95% e 100%) e rLci 1A (92 e 96%). As proteínas recombinantes não apresentaram reação cruzada com soro de cães infectados com Trypanosoma caninum, Babesia canis e Ehrlichia canis, entretanto foi observada reatividade contra soros obtidos de cães infectados por L. braziliensis (5,81%).

Muitas são as proteínas já descritas na literatura que apresentam elevada performance para o sorodiagnóstico da LV. Os autores chamam atenção que a maior parte destes trabalhos foram realizados a partir de pequenos painéis de soros de cães, e, além disso, estas proteínas apresentam baixo rendimento por litro de cultura.  A reação cruzada contra soro de cães com L. braziliensis deve-se provavelmente à proximidade taxonômica destes parasitos, e não compromete a eficiência das proteínas testadas, já que também é preconizado pelo Ministério da Saúde o sacrifício de cães com LC.  

Em suma, De Souza e colaboradores [1] propõem que ambas as proteínas rLci 2B e rLci 1A podem ser utilizadas como antígenos alternativos para o sorodiagnóstico da Leishmaniose Visceral canina.

De Souza CM, Silva ED, Ano Bom AP, Bastos RC, Nascimento HJ, Da Silva Junior JG 2012. Evaluation of an ELISA for canine leishmaniasis immunodiagnostic using recombinant proteins. Parasite Immunol., 34(1), pp.1–7. PMID:21929686

Solid lipid nanoparticle suspension enhanced the therapeutic efficacy of praziquantel against tapeworm

Post de Diego Moura Santos (LIP-CPqGM/FIOCRUZ)

A doença hidática é uma causa importante de morbidade e mortalidade em muitos lugares do mundo, inclusive em países desenvolvidos. Pode-se dizer que é uma das poucas parasitoses ainda freqüente nestes países. A doença é causada pela ingestão acidental de larvas dos parasitas da espécie Echinococcus granulosus. Esta afeta os seres humanos, animais domésticos e selvagens. A doença hidática chega a ser um problema econômico, já que os animais infectados apresentam uma redução na qualidade da carne, na produção de fibras, de leite e na sobrevivência da prole. O cão é um hospedeiro importante do parasito, por isso os programas de erradicação da doença quase sempre são focados na profilaxia e terapia destes animais. A droga de escolha para o tratamento é o praziquantel (PZQ), entretanto esta “sofre” com o metabolismo no fígado (metabolismo de primeira passagem) e o seu tempo de meia vida é curto. Em suma, devido a estas características da droga, a quimioterapia é prolongada (15-20 dias) dificultando o tratamento em massa da população e/ou animais.

Com o objetivo de contornar os problemas supracitados, Xie e colaboradores (2011)[1] encapsularam o PZQ em nanopartículas solidas de lipídeos (PZQ-SLN). Primeiramente, os autores demonstram não existir diferenças fisicoquímicas nas SLN recém preparadas com outras armazenadas por 4 meses a 4°C ou na temperatura ambiente, indicando que as SLN possuem boa estabilidade. Estudos in vitro mostraram que o PZQ-SLN possui uma liberação controlada e sustentada por mais tempo, comparado com a formulação normal da droga, o que já é esperado, pois bons “deliverys” fazem este papel muito bem! Em relação à farmacocinética, a droga não encapsulada apresentou um pico plasmático de 47,82 ng/mL no tempo de 1,45 horas após a sua administração e não foi mais detectada após 72 horas. Em contrapartida, o PZQ-SLN apresentou pico plasmático de 113,70 ng/mL no tempo de 1,93 horas e não foi mais detectada após 312 horas! Com o encapsulamento da droga, os autores conseguiram contornar um problema importante, a curta meia vida desta, que passou de 34,52 ± 19,15 horas para 189,62 ± 80,72.

Após a caracterização fisicoquímica e farmacocinética do PZQ-SLN foi a vez de avaliar a eficácia terapêutica da nova formulação. Para isto, cães naturalmente infectados foram utilizados. No tratamento com PZQ-SLN (5 mg/Kg) todos os animais ficaram curados, enquanto que com a droga não encapsulada (5 mg/Kg) a eliminação do verme ocorreu em 66,7% dos animais e a taxa de redução de ovos nas fezes foi de 99,76%. Utilizando uma menor concentração do PZQ-SLN (0,5 mg/Kg) a eliminação do verme ocorreu em 66,7% dos animais e a taxa de redução de ovos nas fezes foi de 91,55%. Com relação a droga não encapsulada na menor concentração (0,5 mg/Kg) os valores foram 0% e 22,08% respectivamente.

Diante do acima exposto, fica evidente a melhora da eficácia terapêutica e a diminuição da dosagem clínica conseguida através do encapsulamento do praziquantel em nanopartículas. Para o tratamento de diversas parasitoses é muito importante trabalhar com elevada dosagem clínica da droga e que esta esteja circulando por um período relativamente longo, expondo assim, o verme ao maior contato com a droga. Tudo isso foi conseguido com esta nova formulação, pois foi observada uma liberação controlada e sustentada da droga, além de uma alta concentração desta no sangue.

Considerações finais

Quando fazemos uma busca sobre trabalhos com partículas ou “delivery”, o que chama atenção é a diversidade de fontes utilizadas para a produção das mesmas. Como exemplo, temos o trabalho acima, no qual o lipídeo usado para a formulação foi de fonte vegetal, mais precisamente o óleo de Mamona, muito falado nos últimos anos devido ao biodiesel. Produzir partículas de fonte vegetal é um processo mais barato em comparação com os de fonte animal, assunto já abordado no blog (aqui).

Xie S, Pan B, Shi B, Zhang Z, Zhang X, Wang M, & Zhou W (2011). Solid lipid nanoparticle suspension enhanced the therapeutic efficacy of praziquantel against tapeworm. International journal of nanomedicine, 6, 2367-74 PMID: 22072873

Mosquitos transgênicos com ativação do seu sistema imune inato são resistentes à infecção por Plasmodium

Publicado originalmente no SBlogI (aqui)

Post de Vitor R R de Mendonça

Vacinas eficazes contra a malária humana permanecem sob investigações científicas, sem uma perspectiva concreta de sucesso a curto prazo.  Muitas das abordagens vacinais são dirigidas para aumentar a resposta imune do hospedeiro contra o Plasmodium.  Por outro lado, alguns pesquisadores têm dado atenção especial ao controle da infecção através do vetor do plasmódio, o mosquito do gênero Anopheles.  

O grupo do Prof. Marcelo Jacobs-Lorena tem feito diversas contribuições sobre manipulação dos vetores com potencial aplicação no controle da malária:

Dinglasan, R.R. et al., 2007. Disruption of Plasmodium falciparum development by antibodies against a conserved mosquito midgut antigen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104(33), pp.13461–13466.

Yoshida, S. et al., 2007. Hemolytic C-type lectin CEL-III from sea cucumber expressed in transgenic mosquitoes impairs malaria parasite development. PLoS Pathogens, 3(12), p.e192.

Fang, W. et al., 2011. Development of transgenic fungi that kill human malaria parasites in mosquitoes. Science, 331(6020), pp.1074–1077.

Recentemente publicado na Plos Pathogens, o artigo de Dong et al. também discorre sobre Anopheles transgênicos resistentes à infecção pelo Plasmodium.

O sistema imune inato do Anopheles é capaz de produzir diversos fatores imunes anti-Plasmodium identificados como TEP1, APL1, LRPD7, e FBN9, sendo todos controlados pela via do IMD através do fator de transcrição Rel2. No estudo supracitado, pela primeira vez, pesquisadores desenvolveram mosquitos geneticamente modificados da espécie Anopheles stephensi que expressavam altos níveis da forma ativa da Rel2 através de promotores indutores suplementados na alimentação (repasto sanguíneo): carboxylpeptidase (Cp) ou vitellogenin (Vg). Gerou-se, desta forma, linhas transgênicas Cp-Rel2 e Vg-Rel2, assim como um híbrido com expressão de Rel2 tanto nos tecidos do intestino médio (Cp) quanto no tecido adiposo (Vg). As três linhagens de mosquitos demonstraram potente atividade anti-Plasmodium falciparum, além de resistência à infecção pelas bactérias gram negativas. Quando os mosquitos foram alimentados com cultura de gametócitos de P. falciparum, a intensidade da infecção por oocistos se reduziu nas 3 linhagens quando comparados com o genótipo selvagem (redução de 77,1%, 48,6% e 82,9% nos insetos Cp-Rel2, Vg-Rel2 e híbrido, respectivamente). O Cp-Rel2 e o híbrido foram mais resistentes à infecção do que a linha específica para o tecido adiposo (Vg-Rel2), sugerindo que o parasita é mais susceptível ao ataque imune através da ativação da via IMD no intestino médio pela Rel2 mediada pela carboxypeptidase. Estes dados foram confirmados visto que as linhagens Cp-Rel2 e híbrido expressando Rel2 recombinante no intestino médio diminuíram o estágio de oocito do parasita antes da invasão do epitélio intestinal, enquanto que a Vg-Rel2 apenas demonstrou uma maior capacidade de inibir os estágios do Plasmodium após a invasão. Os autores também ratificaram que o transgene Rel2 confere resistência ao plasmódio através da ativação de múltiplos genes efetores (TEP1, ALP1, LRRD7) já que o silenciamento de cada um desses genes em separado não resultou em aumento da taxa de infecção.

Estudos, sob condições laboratoriais, desses mosquitos demonstraram apenas um fraco impacto negativo da expressão transgênica na longevidade e fecundidade do inseto. Vale ressaltar que o método utilizado na produção dos transgênicos não envolve a introdução de genes recombinantes externos, mas a potencialização do sistema imune do mosquito através da expressão aumentada do fator de transcrição Rel2 através de promotores presentes na alimentação. 

Pioneiros em seu estudo, Dong et al. sugeriram uma possível alternativa para o controle da malária através do controle do sistema imune do vetor. Contudo, outros estudos serão necessários para ratificar os resultados demonstrados e verificar a biodisponibilidade e possível impacto ambiental da introdução da suplementação com promotores de Rel2 na dieta de Anopheles na natureza.

Dong Y, Das S, Cirimotich C, Souza-Neto JA, McLean KJ, & Dimopoulos G (2011). Engineered anopheles immunity to Plasmodium infection. PLoS pathogens, 7 (12) PMID: 22216006

Mais sobre fator h e avaliação científica

A avaliação do trabalho científico é sempre uma fonte de polêmica.  Há algum tempo um artigo (aqui) discutiu a própria validade da avaliação quantitativa em ciência e comparou com a arte:

“No one needs a numerical score to establish that Van Gogh painted or that Pasternak wrote at a highly creative level. Reduction of talent to a number, such as the cost of a painting or manuscript at auction, leads to new methods of manipulations.”

Apesar das críticas o desenvolvimento de abordagens quantitativas para a avaliação científica é uma área bastante ativa. O fator h, um índice proposto pelo físico Hirsh (An index to quantify an individual's scientific research output) em 2005 se tornou bastante popular, por facilitar a análise de produção e impacto ao valorizar tanto as citações quanto o número de trabalhos que recebeu citações. Posteriormente (2007) Hirsch publicou um trabalho que sugeriu que o fator h poderia ter um valor preditivo (Does the h index have predictive power?), esta utilidade do fator h, contudo, tem sido menos explorada.

Um artigo recente no Guardian (The h-index, or the academic equivalent of the stag's antlers) questiona o fator h e utiliza como exemplo o caso de Harry Kroto. O Dr. Kroto é um Prêmio Nobel de química e tem um fator h que se situa no 264o lugar entre os químicos, o que se deve ao fato de ter poucos trabalhos de grande impacto. (Nota a parte: O Dr. Kroto fez uma palestra em Salvador este ano: Criatividade sem Fronteiras).  O autor diz: “But to get a big h-index, it's not enough to write a few influential papers. You have to write a lot of them. A single paper could transform a field of science and win its author a Nobel prize, while doing little for the author's h-index if he or she doesn't write anything else of note.” e completa:

“That's one of the criticisms of the h-index – it imposes a one-size-fits-all view of scientific impact. There are many other potential faults: young scientists with few publications score lower, however brilliant they are; the value of h can be artificially boosted – slightly but significantly – by scientists repeatedly citing their own papers; it fails to distinguish the relative contributions to the work in many-author papers; and the numbers can't be compared across disciplines, because citation habits differ.”

Na mesma linha de questionar as avaliações da produção científica, foi pulbicado o post Measuring the Wrong Things — Has the Scientific Method Been Compromised By Careerism? (do blog The scholarly kitchen).  Há alguns pontos importantes e corretos no post que relacionam a pressão por publicação e fraude em ciência, porém é muito simplista atribuir isto à avaliação.  Recentemente, escrevi um post neste tema no blog da Sociedade Brasileira de Imunologia, o SBlogI: Numerologia científica - avaliação fetichista.

Já abordamos, em posts anteriores, as limitações do uso de citações como indicador de qualidade entre diferentes áreas do conhecimento e do risco do emprego deste indicador para avaliações individuais. Também vimos algumas das dificuldades do uso de citações como indicador de qualidade de artigos científicos, e outros indicadores que têm sido utilizados, inclusive um que considero interessante o SNIP, mas teve pouca utilização (aqui).

A fraude e o plágio em ciência são uma preocupação cada vez maior, e tem se refletido em comentários neste blog (aqui, aqui, aqui, aqui e aqui). Ela tem levado a um número crescente de retirada de artigos publicados, mais conhecida pelo termo em inglês retraction, e que também tem sido tratado neste blog (aqui e aqui)  inclusive mostrando que a percentagem de artigos retirados é crescente (aqui).

Ilustração. Figura do trabalho de Hirsch 2005. Fig. 1. Schematic curve of number of citations versus paper number, with papers numbered in order of decreasing citations. The intersection of the 45° line with the curve gives h. The total number of citations is the area under the curve. Assuming the second derivative is nonnegative everywhere, the minimum area is given by the distribution indicated by the dotted line, yielding a = 2 in Eq. 1.

Aplicativos científicos para IPhone, IPod e IPad

Post de Diego Moura Santos

Os aplicativos para os produtos da APPLE são milhares e cada dia surge mais. Alguns sem utilidades, outros não cumprem o que prometem. Entretanto, não é difícil encontrar algo legal. Na área de aplicativos voltados para a ciência existem vários e gostaria de indicar alguns.

Abaixo segue uma explicação rápida e o link para os meus preferidos.

1) Contador de células http://itunes.apple.com/us/app/counter-cells-stars/id449780927?mt=8

Este, apesar da simplicidade, é o mais legal e cumpre o que promete. Cada tecla possui um toque diferente, impedindo assim, erros no momento da contagem. O legal é que quando o número total de células for múltiplo de 100, o programa faz um som similar ao contador que usamos no laboratório.

2) Aplicativo da Qiagen http://itunes.apple.com/us/app/qiagen-app/id392583246?mt=8

Que tal não erra mais nos cálculos das soluções, na transformação das unidades? O aplicativo da Qiagen possui uma calculadora para conversões de unidades, cálculos de molaridade, peso molecular, centrifugação, concentração dos primers entre outros. Possui também um POP para o preparo dos principais tampões.

3) Aplicativos do biolegend http://www.biolegend.com/iphonesupport

Estes aplicativos trazem uma lista de moléculas CDs, citocinas, quimiocinas de humanos e de murinos com um resumo sobre cada molécula e com link para uma página das moléculas disponíveis para compra. O aplicativo de citometria traz um resumo sobre as principais características dos diferentes aparelhos, fluorocromos e um timer.

- CD Molecules Application

- Cytokines & Chemokines Application

- Flow Cytometry Tools

E você leitor, possui algum aplicativo que te ajuda no dia-a-dia da bancada?