Fast Skeletal Muscle Troponin and Tropomyosin as a Dietary Source of Antidiabetic and Antihypertensive Bioactive Peptides: An In Silico Study / Troponina y Tropomiosina de Músculo Esquelético como Fuente Alimentaria de Péptidos Bioactivos Antidiabéticos y Antihipertensivos: Estudio In Silico

Background: The nutraceutical properties of food hydrolysates rely on multiple biochemical interactions involving the modulation of enzymes and cellular receptors. Numerous bioactive peptides released from troponin and tropomyosin digestion have been identified. Their characterization has mostly been performed by hydrolysis catalyzed by proteases unrelated to the human digestive system. Objective: This study aimed to determine the bioactive profile of beef, pork, and chicken meat by analyzing the frequency and pharmacokinetics of biopeptides released from troponin and tropomyosin. Methods:In silico digestion and biopeptide release frequency were studied by three parameters; bioactive fragments release frequency (AE), frequency percentage (W), and mean occurrence (AS), all stated on the BIOPEP-UWM platform. Further on, hydrolysis end-products were screened based on gastrointestinal-absorption probability and pharmacokinetic profiling performed on SwissADME, SwissTargetPrediction, and ADME/Tlab bioinformatics web tools. Statistical analyses were performed using a one-way ANOVA test. Results: Dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) and angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibiting biopeptides exhibited the highest release frequency. Moreover, W and ASparameters showed no significant difference (p>0.05) between the myofibrillar isoforms assessed. Seven biopeptides were classified as highly absorbable and reported optimal drug-likeness compliance. Although biopeptides hold good pharmacokinetic properties, the therapeutic potency of biopeptides showed to be lower than those of DPP-IV and ACE-inhibiting drugs. Conclusions: Troponin and tropomyosin are rich dietary sources of bioactive peptides, mainly DPP-IV and ACE inhibitors. Digestion end-products are mainly dipeptides with optimal pharmacokinetic and drug-like properties, suggesting a potential therapeutic application in hypertensive and hyperglycemic disorders

Antecedentes: Las propiedades nutracéuticas de los hidrolizados de alimentos dependen de múltiples interacciones bioquímicos que involucran la modulación de enzimas y receptores celulares. Se han identificado numerosos péptidos bioactivos liberados de la digestión de troponina y tropomiosina, pero su caracterización se ha llevado a cabo principalmente por hidrólisis catalizada por proteasas ajenas al sistema digestivo humano. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar el perfil bioactivo de la carne de res, cerdo y pollo mediante el análisis de la frecuencia y farmacocinética de los biopéptidos liberados de la troponina y la tropomiosina. Métodos: Se estudió la digestión in silico y la frecuencia de liberación de biopéptidos mediante dos parámetros; frecuencia de liberación de fragmentos bioactivos (AE), frecuencia porcentual (W) y ocurrencia media (AS), ambos indicados en la plataforma BIOPEP-UWM. Más adelante, los productos finales de la hidrólisis se examinaron en función de la probabilidad de absorción gastrointestinal y el perfil farmacocinético realizado en las herramientas bioinformáticas SwissADME, SwissTargetPrediction y ADME/Tlab. El análisis estadístico se llevó a cabo mediante una prueba ANOVA de una vía. Resultados: Los biopéptidos inhibidores de la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV) y la enzima convertidora de angiotensina (ECA) exhibieron la mayor frecuencia de liberación. Además, los parámetros W y ASno mostraron diferencias significativas (p> 0.05) entre las isoformas miofibrilares evaluadas. Siete biopéptidos se clasificaron como altamente absorbibles e informaron un cumplimiento óptimo de similitud con el fármaco. Aunque los biopéptidos tienen propiedades farmacocinéticas adecuadas, su potencia terapéutica demostró ser menor que la de los fármacos inhibidores de la DPP-IV y la ACE. Conclusiones: La troponina y la tropomiosina son una fuente dietética rica en péptidos bioactivos, principalmente DPP-IV e inhibidores de la ACE. Los productos finales de la digestión son principalmente dipéptidos con propiedades farmacocinéticas óptimas y similares a la de los fármacos, lo que sugiere una aplicación terapéutica factible en trastornos hipertensivos e hiperglicémicos

Tropomyosin receptor kinase B-mediated signaling in integration of neuropathic pain and obesity in diabetic polyneuropathy / Sinalização mediada pelo receptor de tropomiosina quinase tipo B na integração de dor neuropática e obesidade na polineuropatia diabética

ABSTRACT Objective: To assess the quantitative serum levels of tropomyosin receptor kinase receptor B, and to estimate its association with serum concentration of brain-derived neurotrophic factor and obesity in patients with painful and painless forms of diabetic polyneuropathy. Methods: We examined 70 patients with diabetic polyneuropathy with confirming peripheral nerve dysfunction by electroneuromyography and measuring of serum levels tropomyosin receptor kinase receptor B and brain-derived neurotrophic factor by enzyme immunoassay. Diabetic polyneuropathy was diagnosed using the modified Toronto Consensus (2011) criteria, while neuropathic pain was assessed using an 11-point Numerical Pain Rating Scale. The patients were divided into two groups according to presence or absence of neuropathic pain. Control Group consisted of 14 healthy persons. Results: The serum levels of tropomyosin receptor kinase receptor B and brain-derived neurotrophic factor in patients with diabetic polyneuropathy are significantly higher than healthy controls (p=0.000). Hyperexpression of brain-derived neurotrophic factor in serum was associated with painful form of diabetic polyneuropathy (R=0.392, p=0.012) and obesity (R=0.412, p=0.001). On the contrary high concentration of tropomyosin receptor kinase receptor B in serum associated with painless diabetic polyneuropathy by Pain DETECT (R=-0.354, p=0.015), low body weight (R=-0.354, p=0.015) and severe demyelization of nerve fibers (R=-0.574, p=0.001), indicated "non-working" receptor detected in serum. Conclusion: Tropomyosin receptor kinase receptor B signaling is involved in the modulation of neuropathic pain and obesity in diabetic polyneuropathy.

RESUMO Objetivo: Avaliar os níveis séricos quantitativos do receptor da tropomiosina quinase B, e estimar sua associação com os níveis séricos do fator neurotrófico derivado do cérebro e a obesidade, em pacientes com formas dolorosas e indolores de polineuropatia. Métodos: Examinamos 70 pacientes com polineuropatia diabética, com disfunção de nervo periférico confirmada por eletroneuromiografia e medida de níveis séricos do receptor da tropomiosina quinase B e do fator neurotrófico derivado do cérebro, por imunoensaio enzimático. Polineuropatia diabética foi diagnosticada através dos critérios modificados do Consenso de Toronto (2011), e a dor neuropática foi avaliada pela escala Numerical Pain Rating com 11 pontos. Os pacientes foram divididos em dois grupos, conforme presença ou ausência de dor neuropática. O Grupo Controle tinha 14 indivíduos saudáveis. Resultados: Os níveis séricos do receptor da tropomiosina quinase B e do fator neurotrófico derivado do cérebro em pacientes com polineuropatia diabética são significativamente mais elevados do que controles saudáveis (p=0,000). Hiperexpresssão do fator neurotrófico derivado do cérebro no soro foi associada à forma dolorosa da polineuropatia diabética (R=0,392, p=0,012) e obesidade (R=0,412, p=0,001). Por outro lado, alta concentração sérica de receptor da tropomiosina quinase B, associada à polineuropatia diabética indolor por PainDETECT (R=-0,354, p=0,015), baixo peso corporal (R=-0,354, p=0,015) e grave desmielização de fibras nervosas (R=-0,574, p=0,001), indicaram receptor "não funcionante" detectado no soro. Conclusão: A sinalização do receptor da tropomiosina quinase B está envolvida na modulação da dor neuropática e obesidade na polineuropatia diabética.

Evaluation of the action of precipitating agents to obtain allergenic proteins from crude mite extracts / Avaliação da ação de agentes precipitantes na obtenção de proteínas alergênicas presentes em extratos brutos de ácaros

Introduction: Allergen proteins found in dust mite extracts, such as Dermatophagoides farinae (DF), Dermatophagoides pteronyssinus (DP) and Tyrophagus putrescentiae (TP), are relevant for scientific studies in the allergy and immunotherapy fields. The precipitation/concentration of protein extracts may favor the aggregation of the allergens in homogenates. Objective and method: This paper investigates the precipitation process by submitting crude mite extracts to compounds such as ammonium sulfate (NH4)2SO4, trichloroacetic acid (TCA) and acetone. Results: The best results were obtained by fractionation with (NH4)2SO4 at 80% (w/v) saturation (~0° C), observing the protein markings on the electrophoresis gel. Major allergens were identified by immunoblot at 25 kDa (cysteine protease) for Der f and Der p; and 25 kDa, 30 kDa (tropomyosin) and Try p 3, near 26 kDa. For this percentage the total protein contents were 12.83 mg mL-1 for Der f, 24.78 mg mL-1 for Der p and 27.35 mg mL-1 for Try. Conclusion: An advantage of precipitation with (NH4)2SO4 over precipitation with acetone was the possibility of gradually obtaining protein fractions, which does not happen when using the latter. The addition of 80% (v/v) acetone to the mite extracts favored total protein precipitation in the concentrations 16.42 mg mL-1, 28.47 mg mL-1 and 13.41 mg mL-1. The use of TCA in concentrations above 20% (w/v) forms peptides that are not retained in the gel under the established experimental conditions, and dilute solutions of this acid are more efficient.

Introdução: As proteínas alergênicas presentes nos extratos dos ácaros de poeira, tais como Dermatofagoides farinae (DF), Dermatofagoides pteronyssinus (DP) e Tyrophagus putrescentiae (TP) são relevantes para estudos científicos na área de alergias e aplicação em imunoterapias. A precipitação/concentração desses extratos proteicos pode favorecer a agregação de alérgenos nos homogenatos. Objetivo e método: O trabalho investiga o processo de precipitação, submetendo os extratos brutos de ácaros de poeira a compostos como sulfato de amônio (NH4)2SO4, ácido tricloroacético (ATC) e acetona. Resultados: Os melhores resultados foram obtidos por fracionamento com (NH4)2SO4 em 80% (m/v) de saturação (~ 0°C), observando as marcações proteicas no gel de eletroforese. Os alérgenos principais foram identificados por immunoblot em 25 kDa (cisteína protease) para Der f 1 e Der p 1; e 25 kDa, 33 kDa (tropomyosin), 11 kDa para Tyr. Para esse percentual, os teores de proteína total foram de 12.83 mg mL-1 para DF; 24,78 mg mL-1 para DP; e 27,35 mg mL-1 para TP. Conclusão: A vantagem da precipitação com (NH4)2SO4 frente à precipitação com acetona foi a possibilidade de gradativamente se obter frações proteicas, o que não acontece quando utilizado esse solvente. A adição de 80% (v/v) de acetona aos extratos de ácaros favoreceu a precipitação total de proteína nas concentrações 16,42 mg mL-1; 28,47 mg mL-1; e 13,41 mg mL-1. O uso de ATC em concentrações acima de 20% (m/v) forma peptídeos que não são retidos no gel nas condições experimentais estabelecidas, sendo eficiente soluções mais diluídas desse ácido.

Susceptibility weighted imaging: differentiating between calcification and hemosiderin / Imagem ponderada em suscetibilidade magnética: diferenciando calcificação de hemossiderina

Objective: To present a detailed explanation on the processing of magnetic susceptibility weighted imaging (SWI), demonstrating the effects of echo time and sensitive mask on the differentiation between calcification and hemosiderin. Materials and Methods: Computed tomography and magnetic resonance (magnitude and phase) images of six patients (age range 41– 54 years; four men) were retrospectively selected. The SWI images processing was performed using the Matlab’s own routine. Results: Four out of the six patients showed calcifications at computed tomography images and their SWI images demonstrated hyperintense signal at the calcification regions. The other patients did not show any calcifications at computed tomography, and SWI revealed the presence of hemosiderin deposits with hypointense signal. Conclusion: The selection of echo time and of the mask may change all the information on SWI images, and compromise the diagnostic reliability. Amongst the possible masks, the authors highlight that the sigmoid mask allows for contrasting calcifications and hemosiderin on a single SWI image. .

Objetivo: Expor em detalhes o processamento da imagem ponderada em suscetibilidade magnética (susceptibility weighted imaging – SWI), destacando o efeito da escolha do tempo de eco e da máscara sensível à diferenciação de calcificação e hemossiderina simultaneamente. Materiais e Métodos: Imagens de tomografia computadorizada e por ressonância magnética (magnitude e fase) foram selecionadas, retrospectivamente, de seis pacientes (idades entre 41 e 54 anos; quatro homens). O processamento das imagens SWI foi realizado em rotina própria no programa Matlab. Resultados: Dos seis pacientes estudados, quatro apresentaram calcificações nas imagens de tomografia computadorizada. Nestes, as imagens SWI mostraram sinal hiperintenso para as regiões de calcificações. Os outros dois pacientes não apresentaram calcificações nas imagens de tomografia computadorizada e apresentaram depósito de hemossiderina com sinal hipointenso na imagem SWI. Conclusão: A escolha do tempo de eco e da máscara pode alterar toda a informação da imagem SWI e comprometer a confiabilidade diagnóstica. Dentre as possíveis máscaras, destacamos que a máscara sigmoide permite contrastar calcificação e hemossiderina em uma única imagem SWI. .

Reatividade cruzada entre ácaro e camarão: qual o efeito da imunoterapia? / Cross-reactivity between dust mite and shrimp: what is the effect of immunotherapy?

Objetivo: O objetivo desse estudo foi avaliar alterações na resposta clínica e imunológica ao camarão após a imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus. Métodos: Selecionou-se 35 indivíduos alérgicos a Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), os quais foram submetidos a testes cutâneos de leitura imediata. A detecção de IgE específica in vitro foi feita para o ácaro, camarão, e para tropomiosina de camarão. Em todos, avaliou-se reatividade clínica ao camarão através de provocação oral. Dez pacientes foram alocados para o grupo controle, e 25 foram submetidos à imunoterapia alérgeno específica para o ácaro. Os testes cutâneos e a dosagem de IgE sérica específica foram repetidas após a indução da imunoterapia, e após 1 ano do início. A reatividade clínica ao camarão foi reavaliada no final do estudo pela provocação oral. Resultados: No grupo dos pacientes que foram submetidos à imunoterapia, observamos diminuição na reatividade nos testes cutâneos e dosagem de IgE específica para Der p e camarão. Dos 10 pacientes com testes cutâneos positivos para camarão, 4 foram negativos na dosagem após um ano de imunoterapia (p= 0,04). Quanto à dosagem sérica de IgE para camarão, dos 9 positivos no início, 6 ficaram negativos (p= 0,014). Nenhum paciente submetido a imunoterapia desenvolveu nova sensibilização para camarão. Não houve alteração na reatividade clínica ao camarão após imunoterapia. Conclusão: A imunoterapia para Dermatophagoides pteronyssinus foi acompanhada de diminuição da reatividade imunológica para camarão e clinicamente não houve alteração da sensibilidade a camarão.

Objective: The objective of this study was to determine changes in clinical and immunological response to shrimp after immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus. Methods: We studied 35 allergic subjects to Dermatophagoides pteronyssinus (Der p) submitted to skin tests. The detection of serum specific IgE was performed to mite, shrimp, and tropomyosin from shrimp. In all patients, the clinical reactivity to shrimp was assessed through oral challenge. Ten patients were allocated to the control group, and 25 were submitted to immunotherapy for mite. Skin tests and determination of serum specific IgE were repeated after the induction of limmnunotherapy (3-4 months) and 1 year after of beginning of the treatment. The clinical reactivity to shrimp was assessed again at the end of the study by oral challenge. Results: In the group of patients who were undergoing immunotherapy, we observed decreased reactivity in the skin tests and specific IgE levels to Der p and shrimp. Among the 10 patients with positive skin tests to shrimp, 4 were negative when assessed after one year of immunotherapy (p = 0.04). About serum specific IgE to shrimp, from the 9 positive reactors in the beginning of treatment, 6 became negative (p= 0.014). There was no change in clinical reactivity to shrimp after immunotherapy. Conclusion: The immunotherapy for Dermatophagoides shrimp. pteronyinus was accompanied by decreased immune reactivity to shrimp and c1inically there was no change in sensitivity to shrimp.

Tropomiosinas e reatividade cruzada / Crossreactivity of tropomyosin

Objetivo: Apresentar e discutir a relevância da tropomiosina como panalérgeno e implicações clínicas de sua reatividade cruzada. Métodos: Revisão da literatura que aborda aspectos bioquímicos e moleculares da tropomiosina como alérgeno presente em ácaros, baratas, camarão, lagosta, caracol e helmintos, em particular Ascaris lumbricoides e Schistossoma mansoni. Buscou-se enfatizar a relevância desta família de proteínas como panalérgenos em estudos clínicos que analisaram as implicações da hipótese de reatividade cruzada desta proteína, levando à sensibilização do paciente infectado por helminto e ao reconhecimento e apresentação da tropomiosina, tornando-o igualmente sensibilizado a ácaros, baratas e outras fontes de tropomiosina de invertebrados, aumentando a chance de desenvolvimento de atopia e doenças alérgicas, particularmente asma. Resultados: A superfamília das tropomiosinas é considerada a mais prevalente fonte de alérgenos alimentares de origem animal. Existe alta homologia de sequência quando comparamos separadamente tropomiosinas de seres vertebrados e invertebrados, porém esta homologia torna-se baixa quando comparadas as sequências de grupos vertebrados versus invertebrados. Estudos apontam que existem diferentes desfechos para indivíduos parasitados quanto ao aumento da prevalência de doenças alérgicas. O mesmo para indivíduos sob imunoterapia específica para ácaros em indivíduos com alergia alimentar a tropomiosina. Conclusões: Tropomiosinas são proteínas altamente conservadas entre invertebrados e induzem resposta IgE mediada. Quanto maior a distância evolucionária dos seres vivos, menor a homologia de sequência de suas tropomiosinas (vertebrados versus invertebrados). Existe fundamento para a reatividade cruzada das tropomiosinas. Mais estudos são necessários para avaliar se a reatividade cruzada entre tropomiosinas de invertebrados é clinicamente relevante, de forma á permitir recomendações precisas aos pacientes.

Objective: To present and discuss tropomyosin relevance as a pan allergen and the implication of its cross reactivity. Methods: Review of the literature from the biochemical and molecular aspects of tropomyosin as an allergen present in mite, cockroach, shrimp, lobster, snail and helminthes, particularly Ascaris lumbricoides and Schistossoma mansoni. Here we aimed to remark the relevance of this protein family as pan allergens in clinical trials which analyzed the implications of the cross reactivity hypothesis, where a patient infected by helminthes would be at risk to develop sensitivity to other tropomyosin sources, especially from mites and cockroaches, enhancing the odds of atopy and allergic diseases development, particularly asthma. Results: Tropomyosin superfamily is considered the most prevalent source of animal food allergen. There is a high homology sequence when tropomyosins are compared within the vertebrate group and invertebrate group, but there is a low sequence homology when vertebrate tropomyosin is compared to invertebrate tropomyosin. Clinical trials were inconsistent to confirm that helminthiasis would increase the prevalence of allergic diseases and there are different outcomes for tropomyosin food allergic patients that undergo immunotherapy. Conclusions: Tropomyosins are highly conserved proteins among invertebrates and induce IgE antibody responses. The higher tropomyosin evolutionary distance the lower the degree of sequence identity (vertebrates vs invertebrates). Tropomyosins provide support for IgE crossreactivity. Further studies are necessary to evaluate whether the immunologic crossreactivity among invertebrate tropomyosins is clinically relevant, and to allow precise recommendations to allergic patients.

Efeito da imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus na resposta clínica e imunológica ao camarão / Effect of immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus in the clinical and immunological response to shrimp

Objetivo: O objetivo desse estudo foi avaliar alterações na resposta clínica e imunológica ao camarão após a imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus. Métodos: Selecionou-se 35 indivíduos alérgicos a Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), os quais foram submetidos a testes cutâneos de leitura imediata para ácaros, baratas, camarão, tropomiosina recombinante, além de cão, gato e fungos. A detecção de IgE espcífica in vitro foi feita para o ácaro, camarão, barata americana e para suas tropomiosinas. Em todos, avaliou-se reatividade clínica ao camarão através de provocação oral. Dez pacientes foram alocados para o grupo controle, e 25 foram submetidos à imunoterapia alérgeno específica para o ácaro. Os testes cutâneos e a dosagem de IgE sérica específica foram repetidas após a indução da imunoterapia, e após 1 ano do início. A reatividade clínica ao camarão foi reavaliada no final do estudo pela provocação oral. Resultados: No grupo dos pacientes que foram submetidos à imunoterapia, observamos diminuição na reatividade nos testes cutâneos e dosagem de IgE específica para Der p, camarão e tropomiosina recombinante. Dos 10 pacientes com testes cutâneos positivos para camarão, 4 foram negativos na dosagem após um ano de imunoterapia (p= 0,04). Quanto à dosagem sérica de IgE para camarão, dos 9 positivos no início, 6 ficaram negativos (p= 0,014). Nenhum paciente submetido a imunoterapia desenvolveu nova sensibilização para camarão. Não houve alteração na reatividade clínica ao camarão após imunoterapia. Conclusão: A imunoterapia para Dermatophagoides pteronyssinus foi acompanhada de diminuição da reatividade imunológica para camarão e clinicamente não houve alteração da sensibilidade a camarão.

Objective: The objective of this study was to determine changes in clinical and immunological response to shrimp after immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus. Methods: We studied 35 allergic subjects to Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), submitted to skin tests to mites, cockroach, shrimp, recombinant tropomyosin, and dog, cat and fungi. The detection of serum specific IgE was performed to mite, shrimp, and tropomyosin from American cockroach. In all patients, the clinical reactivity to shrimp was assessed through oral challenge. Ten patients were allocated to the control group, and 25 were submitted to immunotherapy for mite. Skin tests and determination of serum specific IgE were repeated after the induction of immunotherapy (3-4 months) and 1 year after of beginning of the treatment. The clinical reactivity to shrimp was assessed again at the end of the study by oral challenge. Results: In the group of patients who were undergoing immunotherapy, we observed decreased reactivity in the skin tests and specific IgE levels to Der p, shrimp and recombinant tropomyosin. Among the 10 patients with positive skin tests to shrimp, 4 were negative when assessed after one year of immunotherapy (p = 0.04). About serum specific IgE to shrimp, from the 9 positive reactors in the beginning of treatment, 6 became negative (p= 0.014). There was no change in clinical reactivity to shrimp after immunotherapy. Conclusion: The immunotherapy for Dermatophagoides pteronyssinus was accompanied by decreased immune reactivity to shrimp and clinically there was no change in sensitivity to shrimp.

Alergia a barata: papel na asma / Cockroach allergy: role in asthma

Alergia a barata é um importante fator de risco para asma em todo o mundo, inclusive no Brasil. Evidências indicam que a combinação de sensibilização a barata e exposição a alérgenos de barata no domicílio está associada a asma mais grave. Essas observações sugerem que alérgenos de barata são particularmente potentes em induzir resposta IgE. Estratégias para diminuir a exposição ambiental a alérgenos de barata requerem limpeza extensa, educação e extermínio profissional de insetos, que podem ser difíceis de manter. Um dos principais alérgenos de barata, tropomiosina, é compartilhado com ácaros, camarão e outros crustáceos e moluscos, e com o parasitaintestinal Ascaris lumbricoides. Análise da identidade de seqüências e da estrutura tridimensional obtida por modelagem dessas moléculas permite-nos formular a hipótese de que reatividade cruzada IgE para tropomiosina poderia ter relevância clínica e ter um papel na imunomodulação de parasitas sobre o desenvolvimento de alergia e asma. Estudo futuros investigando novas estratégias para diagnóstico e tratamento de alergia a barata podem incluir o uso de alérgenos recombinantes para testes in vivo e in vitro, e imunoterapia alérgeno-especifica, que poderá beneficiar pacientes com asma e/ou rinite alérgicos a esse inseto.

Identification of immunodominant epitopes of Schistosoma mansoni vaccine candidate antigens using human T cells

Paramyosin and Sm14 are two of the six antigens selected by the World Health Organization as candidates to compose a subunit vaccine against schistosomiasis. Both antigens are recognized by individuals naturally resistant to Schistosoma mansoni infection and induced protective immunity in the murine model. Three Sm14 epitopes and eleven paramyosin epitopes were selected by their ability to bind to different HLA-DR molecules using the TEPITOPE computer program, and these peptides were synthetically produced. The cellular recognition of Sm14 and paramyosin epitopes by peripheral blood mononuclear cells of individuals living in endemic area for schistosomiasis was tested by T cell proliferation assay. Among all Sm14 and paramyosin epitopes studied, Sm14-3 was preferentially recognized by individuals naturally resistant to S. mansoni infection while Para-5 was preferentially recognized by individuals resistant to reinfection. These two peptides represent promising antigens to be used in an experimental vaccine against schistosomiasis, since their preferential recognition by resistant individuals suggest their involvement in the induction of protective immunity.

Hacia el desarrollo de una vacuna en contra de la cisticercosis porcina basada en la paramiosina de Taenia solium

La paramiosina de Taenia solium (TPmy) es un antígeno inmunodominante de la cisticercosis humana y porcina. Se trata de una proteína de 100 kDa con una estructura alfa-hélice superenrollada asociada al músculo y a estructuras tegumentarias del cisticerco. La TPmy tiene la propiedad de unirse al C1q e inhibir la cascada del complemento. La TPmy probablemente se une al C1q a través sus dominios tipo colágena y podría estar relacionada con una estrategia parasitaria para modular la respuesta inmune del huésped. En el hombre y en el ratón, la respuesta inmune humoral en contra de la TPmy está preferentemente dirigida hacia el extremo carboxilo terminal mientras que el extremo amino terminal de la TPmy induce una respuesta protectora celular de tipo Th1. Ensayos de protección en el modelo murino de cisticercosis en ratones inmunizados con fragmentos recombinantes de TPmy revelaron que el extremo amino terminal induce alrededor de 60% de protección en contra de un reto intraperitoneal con cisticercos de Taenia crassiceps. Ensayos preliminares de protección por inmunización génica revelaron que el extremo amino terminal de la TPmy clonado en un vector plasmídico con un promotor de citomegalovirus induce alrededor de 79% de protección, junto con plásmidos para la expresión de IL-12, sugiriendo que este tipo de inmunización con TPmy puede resultar en el desarrollo de una vacuna eficaz y económica en contra de la cisticercosis.

Taenia solium paramyosin (TPmy) is a prominent 100 kDa antigen in human and porcine cysticercosis. TPmy is an α-helical coiled coil protein present in muscle and tegumentary structures of T. solium cysticerci. TPmy has the property of binding C1q resulting in inhibition of the complement cascade. TPmy probably binds C1q through its collagen-like domains and could be involved in a parasite strategy to modulate host immune response. Humoral immune response against TPmy is preferentially directed against carboxyl terminal end in humans and mice, whereas amino terminal end of TPmy preferentially induces a Th1-related cellular immune response. Protection studies in murine model of cysticercosis showed that the amino terminal end fragment of TPmy induces approximately 60% protection against an i.p. challenge with Taenia crassiceps cysts when mice are immunized with recombinant fragments of TPmy. Initial protection studies using genetic immunization showed that amino terminal end fragment of TPmy cloned into a plasmid expression vector with a cytomegalovirus promoter, together with IL-12-expressing plasmids induced 79% protection, suggesting that this kind of TPmy-immunization might result in development of a cost-effective vaccine against cysticercosis.

Fragmentos de tropomiosina - estudos da estabilidade conformacional e da interação cabeça-cauda / Fragments of tropomyosin - studies of the conformational stability and of the head-tail interactions

A Tropomiosina (TM) está diretamente envolvida no processo de regulação da contração muscular, que é controlado por um mecanismo alostérico que envolve `Ca²+', troponina (Tn), actina (Ac) e miosina. A Tm é uma proteína flexível, de estrutura ®coled-coil¼, constituída de duas `alfaï- hélices com 284 aminoácidos cada uma. A molécula de Tm faz interações do tipo ®cabeça-cauda¼ com outra molécula de Tm através da sobreposição de aproximadamente 8 a 15 resíduos da extremidade N- terminal de uma molécula com 8 a 15 resíduos da extremidade C-terminal da outra molécula de Tm. Desta maneira, em baixas forças iônicas, formam-se filamentos lineares através de um processo de polimerização...

Estudos da estabilidade conformacional da tropomiosina e de suas interações com as outras proteínas do filamento fino / Studies of the conformational stability of the tropomyosin and its interactions with other proteins of the fine filament

Uma série de mutantes recombinantes da tropomiosina com a sonda fluorescente 5-hidroxitriptofano inserida em várias posições ao longo da seqüência primária vêm sendo utilizados em nosso laboratório para o estudo em nível molecular do controle do processo de contração muscular. Estes mutantes têm sido produzidos em cepas de bactéria auxotróficas para triptofano em meio mínimo ao qual adicionamos 5-hidroxitriptofano, um análogo do aminoácido triptofano. Esta sonda fluorescente apresenta a vantagem de absorver energia numa faixa de comprimidos de onda não absorvida pelo triptofano (temos usado com sucesso o comprimento de onda de 312 nm para excitar seletivamente o 5-hidroxitriptofano)...

Tropomiosinas contendo 5-hidroxitriptofano: sondas específicas para interações no filamento fino / Tropomyosin containing triptophan: specific probes for thin filament interactions

Tropomiosina (Tm) é uma proteína coiled-coil de 284 aminoácidos que interage de uma maneira cabeça-cauda para formar filamentos e liga-se a filamentos de actina. Em músculos esqueléticos Tm interage com Troponina (Tn) e participa na regulaçäo da contraçäo muscular de forma dependente de cálcio. Após a análise da seqüência de isoformas de Tm observamos que os resíduos 258-275 apresentam um padräo de polaridade específico para isoformas de músculos estriados, porém atípico para estruturas coiled-coil. Baseados nessas observações, produzimos versões recombinantes da tropomiosina polimerizável (ASTm) e näo polimerizável (nfTm) com 5-hidroxitriptofano (50HW) incorporado em posições específicas na regiäo C-terminal...

Mapeamento e caracterização do domínio ativatório da troponina T / Mapping and caracterization of the activation domain of troponin T

A regulação dependente de `Ca²+ï da atividade ATPásica da acto-miosina em concentrações fisiológicas de actina, tropomiosina e troponina ocorre exclusivamente na presença de troponina T (TnT). Nosso grupo demonstrou que um polipeptídeo correspondente aos primeiros 191 aminoácidos da TnT ativa a atividade ATPásica da acto-miosina na presença de tropomiosina e na ausência das outras duas subunidades do complexo troponina (TnI/TnC). Com o objetivo de mapear e caracterizar esse domínio ativatório da TnT, construímos fragmentos de TnT correspondentes às regiões compreendidas entre os resíduos de aminoácidos: 1-157 (TnT1-157), 1-76 (TnT1-76), 77-157 (TnT77-57), 77-191 (TnT77-191) e 158-191 (TnT158-191)...

Significado biologico de la reactividad cruzada entre el alergeno mayor de cucaracha y la tropomiosina de artropodos, nematodos y mamiferos / Biologic meanings of crossed reactivy between mayor allergen roach and tropomiosina of arthropods, nematodes and mammalians

Recientes hallazgos experimentales sugieren que existe una reactividad cruzada entre los alergenos de la Cucaracha (CR) con alergenos presentes en insectos y algunos invertebrados. Se ha demostrado que Anticuerpos (Ac) de naturaleza IgE, provenientes de pacientes con alergia a insectos, reaccionan con Ag de Lepisma Saccharina, un insecto; también lo hacen con Ag de Blatella germánica y extractos de chironomid. Este fenómeno también se ha observado entre antígenos de CR y diferentes especies crustáceas. Hay algunos hallazgos experimentales que muestran reacciones cruzadas entre Antígenos de cucarachas con Antígenos de nemátodos, tales como el Anisakis y Ascaris. No se ha demostrado reactividad cruzada entre alergenos de cucaracha y alergenos de mamíferos superiores. La proteína implicada en esta reactividad cruzada es la tropomiosina, la cual, ha sido identificada como el mayor alergeno en la CR, los ácaros, el camarón y otros crustáceos. Esta proteína muestra una homología sustancial en la secuencia aminoacídica entre estas diferentes especies. Se sugiere que este fenómeno tiene un significado y una relevancia clínica, por cuanto pudiera explicar la inducción de sensibilización hacia alergenos de invertebrados o sensibilización a Ag de crustáceos en individuos originariamente sensibilizados contra Ag de ácaros o de CR

Avaliaçäo da resposta imune de indivíduos resistentes à infecçäo por Schistossoma mansoni residentes em área endêmica de esquistossomose mansônica / Evaluation of the immune responses from subjects with natural resistence to Schistosoma mansoni infection, living in an endemic area of schistosomiasis

O presente estudo teve como objetivo avaliar a resposta imune humoral e celular a antígeno solúvel de verme adulto e aos antígenos específicos de S. mansoni Paramiosina, IrV-5, MAP-3 e MAP-4 de indivíduos residentes na área endêmica de esquistossomose, Caatinga do Moura - Bahia. Um total de 119 indivíduos foram avaliados, incluíndo 17 com exames parasitológicos negativos (3 a 6 amostras), todos com alto grau de contato com água contaminada. A resposta humoral foi avaliada através da dosagem no plasma de isotipos de imunoglogulinas, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM e IgA específicas para cada um dos antígenos. A resposta celular foi determinada através da dosagem de Interleucina-5 (IL-5), IL-10, gama-interferon (y-IFN) e fator de necrose tumoral-a (TNF-a) em sobrenadantes de células mononucleares do sangue periférico (CMSP), estimuladas com os mesmos antígenos de S. mansoni. Os níveis de infecçäo, medidos pela contagem de ovos/g de fezes pelo método de Kato-Katz, variaram de 0 - 1128 em 1995 (Média ñ DP 246 ñ 361). Correlaçöes inversas foram observadas entre idade e níveis de infecçäo em duas avaliaçöes parasitológicas realizadas em 1992 e 1995 (reinfecçäo), p < 0,01; Correlaçäo de Spearman. Uma correlaçäo direta entre os números de ovos/g de fezes em 1992 e os níveis de reinfecçäo em 1995 foi observada (p < 0,001; Correlaçäo de Spearman). A resposta imune humoral foi caracterizada por diferenças de níveis de resposta dos isotipos de imunoglobulinas específicas para os diversos antígenos, assim como diferentes percentuais de indivíduos considerados respondedores (densidade óptica acima do 'cut off') com os diferentes isotipos específicos. Níveis mais elevados de IgG1 e IgG4 específicas para SWAP e paramiosina foram detectados nos plasmas dos indivíduos avaliados. Contudo, IgG2 e IgG3 específicas para IrV-5 paramiosina também foram detectadas em níveis elevados, assim como IgA específica para SWAP e MAP-3. Correlaçöes diretas foram observadas entre o número de ovos/g de fezes em 1995 e os níveis de IgG1 e IgG4 específicas para SWAP e paramiosina (p < 0,05); Correlaçäo de Spearman), mostrando serem esses isotipos marcadores de alto níveis de infecçäo. Por outro lado, correlaçöes inversas entre o número de ovos/g de fezes e os níveis de IgG2 específicas para SWAP (p = 0,05 e IrV-5 (p < 0,01) foram também observadas (Correlaçäo de Spearman), sugerindo que esse isotipo de imunoglobulina seja um marcador de baixos níveis de infecçäo...

Aumento de sensibilidad alérgica a la ingesta de mariscos en pacientes bajo protocolos de inmunoterapia específica [SIT] para ácaros / Increase of allergic sensitization to shellfish consumption in patients treated with specific immunotherapy [SIT] for mites

Seis pacientes que consultaron por síntomas respiratorios alérgicos (RSP y ASMA) diagnosticados por Skin prick test (SPT), fueron tratados con inmunoterapia específica (SIT) para ácaros por un lapso promedio de 23,3 meses. Tres (N2, N4 y N5) referían a su ingreso, síntomas leves a la ingesta de mariscos y se hizo SPT e IgE específica por Radio Allergo Sorbent Test (RAST) para "pool" de mariscos antes de la SIT. Ante la aparición y/o intensificación de síntomas en estos 6 pacientes por ingesta de frutos de mar luego de SIT prolongada, se realizó RAST clase 1 y 2 para N4 y N2; y N1 entre clase 0 y 1 (0,35 PRU/ml). El SPT de N2 se mantuvo positivo y el de N5 negativo, tal como antes de SIT. Sólo N4 cambió a SPT positivo al "pool" de marisco. Doce controles asintomáticos con SIT similares fueron negativos a la provocación oral, al SPT y al RAST. La presencia de un antígeno común a ambos alergenos (tropomiosina) al ser administrado en SIT para ácaros, provocaría una sensibilización nueva o aumentada en estos pacientes aunque no se pudo descartar sensibilización por ingesta habitual de mariscos

Evidentiation of paramyosin (Sm-97) as a modulating antigen on granulomatous hypersensitivity to Schistosoma mansoni eggs

A Schistosoma mansoni adult worm anionic fraction (PIII) has previously been shown to protect mice against challenge infection and to reduce pulmonary and hepatic granulomatous hypersensitivity. Serum from PIII-immunized rabbit was used to screen a gt11 cDNA library from S. mansoni adult worm in order to identify antigens capable of modulating granulomatous hypersensitivity. We obtained four clones with 400 (Sm-III.11), 900 (Sm-III.16), 1100 (Sm-III.10) and 1300 (Sm-III.12) bp of length. All clone-specific antibodies were able to recognize most of the PIII components. The sequence analysis showed that these clones presented high homology with S. mansoni paramyosin (Sm-97). These findings describe a new function to this antigen with an important role in modulation of granulomatous hypersensitivity to S. mansoni eggs.