Genetic influences on motor learning and performance and superperforming mutants revealed by random mutational survey of the mouse genome.

Evolution depends upon genetic variations that influence physiology. As defined in a genetic screen, phenotypic performance may be enhanced or degraded by such mutations. We set out to detect mutations that influence motor function, including motor learning. Thus, we tested the motor effects of 36,444 non-synonymous coding/splicing mutations induced in the germline of C57BL/6J mice with N-ethyl-N-nitrosourea by measuring changes in the performance of repetitive rotarod trials while blinded to genotype. Automated meiotic mapping was used to implicate individual mutations in causation. In total, 32,726 mice bearing all the variant alleles were screened. This was complemented with the simultaneous testing of 1408 normal mice for reference. In total, 16.3% of autosomal genes were thus rendered detectably hypomorphic or nullified by mutations in homozygosity and motor tested in at least three mice. This approach allowed us to identify superperformance mutations in Rif1, Tk1, Fan1 and Mn1. These genes are primarily related, among other less well-characterized functions, to nucleic acid biology. We also associated distinct motor learning patterns with groups of functionally related genes. These functional sets included, preferentially, histone H3 methyltransferase activity for mice that learnt at an accelerated rate relative to the remaining mutant mice. The results allow for an estimation of the fraction of mutations that can modify a behaviour influential for evolution such as locomotion. They may also enable, once the loci are further validated and the mechanisms elucidated, the harnessing of the activity of the newly identified genes to enhance motor ability or to counterbalance disability or disease. KEY POINTS: We studied the effect of chemically induced random mutations on mouse motor performance. An array of mutations influenced the rate of motor learning. DNA regulation genes predominated among these mutant loci. Several mutations in unsuspected genes led to superperformance. Assuming little-biased mutagenicity, the results allow for an estimation of the probability for any spontaneous mutation to influence a behaviour such as motor learning and ultimate performance.

Isolation of the murine Glut1 deficient thalamocortical circuit: wavelet characterization and reverse glucose dependence of low and gamma frequency oscillations.

Glucose represents the principal brain energy source. Thus, not unexpectedly, genetic glucose transporter 1 (Glut1) deficiency (G1D) manifests with encephalopathy. G1D seizures, which constitute a prominent disease manifestation, often prove refractory to medications but may respond to therapeutic diets. These seizures are associated with aberrant thalamocortical oscillations as inferred from human electroencephalography and functional imaging. Mouse electrophysiological recordings indicate that inhibitory neuron failure in thalamus and cortex underlies these abnormalities. This provides the motivation to develop a neural circuit testbed to characterize the mechanisms of thalamocortical synchronization and the effects of known or novel interventions. To this end, we used mouse thalamocortical slices on multielectrode arrays and characterized spontaneous low frequency oscillations and less frequent 30-50 Hz or gamma oscillations under near-physiological bath glucose concentration. Using the cortical recordings from layer IV among other regions recorded, we quantified oscillation epochs via an automated wavelet-based algorithm. This method proved analytically superior to power spectral density, short-time Fourier transform or amplitude-threshold detection. As expected from human observations, increased bath glucose reduced the lower frequency oscillations while augmenting the gamma oscillations, likely reflecting strengthened inhibitory neuron activity, and thus decreasing the low:high frequency ratio (LHR). This approach provides an ex vivo method for the evaluation of mechanisms, fuels, and pharmacological agents in a crucial G1D epileptogenic circuit.

Isolation of the murine Glut1 deficient thalamocortical circuit: wavelet characterization and reverse glucose dependence of low and gamma frequency oscillations.

Glucose represents the principal brain energy source. Thus, not unexpectedly, genetic glucose transporter 1 (Glut1) deficiency (G1D) manifests with encephalopathy. G1D seizures, which constitute a prominent disease manifestation, often prove refractory to medications but may respond to therapeutic diets. These seizures are associated with aberrant thalamocortical oscillations as inferred from human electroencephalography and functional imaging. Mouse electrophysiological recordings indicate that inhibitory neuron failure in thalamus and cortex underlies these abnormalities. This provides the motivation to develop a neural circuit testbed to characterize the mechanisms of thalamocortical synchronization and the effects of known or novel interventions. To this end, we used mouse thalamocortical slices on multielectrode arrays and characterized spontaneous low frequency oscillations and less frequent 30-50 Hz or gamma oscillations under near-physiological bath glucose concentration. Using the cortical recordings from layer IV, we quantified oscillation epochs via an automated wavelet-based algorithm. This method proved analytically superior to power spectral density, short-time Fourier transform or amplitude-threshold detection. As expected from human observations, increased bath glucose reduced the lower frequency oscillations while augmenting the gamma oscillations, likely reflecting strengthened inhibitory neuron activity. This approach provides an ex vivo method for the evaluation of mechanisms, fuels, and pharmacological agents in a crucial G1D epileptogenic circuit.

Genetic influences on motor learning and superperformance mutants revealed by random mutational survey of mouse locomotion.

Evolution depends upon genetic variations that influence physiology. As defined in a genetic screen, phenotypic performance may be enhanced or degraded by such mutations. We set out to detect mutations that influence motor function, including motor learning. Thus, we tested the motor effects of 36,444 non-synonymous coding/splicing mutations induced in the germline of C57BL/6J mice with N-ethyl-N-nitrosourea by measuring changes in the performance of repetitive rotarod trials while blinded to genotype. Automated meiotic mapping was used to implicate individual mutations in causation. 32,726 mice bearing all the variant alleles were screened. This was complemented with the simultaneous testing of 1,408 normal mice for reference. 16.3% of autosomal genes were thus rendered detectably hypomorphic or nullified by mutations in homozygosity and motor tested in at least 3 mice. This approach allowed us to identify superperformance mutations in Rif1, Tk1, Fan1 and Mn1. These genes are primarily related, among other less well characterized functions, to nucleic acid biology. We also associated distinct motor learning patterns with groups of functionally related genes. These functional sets included preferentially histone H3 methyltransferase activity for mice that learnt at an accelerated rate relative to the rest of mutant mice. The results allow for an estimation of the fraction of mutations that can modify a behavior influential for evolution such as locomotion. They may also enable, once the loci are further validated and the mechanisms elucidated, the harnessing of the activity of the newly identified genes to enhance motor ability or to counterbalance disability or disease.

Identification of Glucose Transport Modulators In Vitro and Method for Their Deep Learning Neural Network Behavioral Evaluation in Glucose Transporter 1-Deficient Mice.

Metabolic flux augmentation via glucose transport activation may be desirable in glucose transporter 1 (Glut1) deficiency syndrome (G1D) and dementia, whereas suppression might prove useful in cancer. Using lung adenocarcinoma cells that predominantly express Glut1 relative to other glucose transporters, we screened 9,646 compounds for effects on the accumulation of an extracellularly applied fluorescent glucose analog. Five drugs currently prescribed for unrelated indications or preclinically characterized robustly enhanced intracellular fluorescence. Additionally identified were 37 novel activating and nine inhibitory compounds lacking previous biologic characterization. Because few glucose-related mechanistic or pharmacological studies were available for these compounds, we developed a method to quantify G1D mouse behavior to infer potential therapeutic value. To this end, we designed a five-track apparatus to record and evaluate spontaneous locomotion videos. We applied this to a G1D mouse model that replicates the ataxia and other manifestations cardinal to the human disorder. Because the first two drugs that we examined in this manner (baclofen and acetazolamide) exerted various impacts on several gait aspects, we used deep learning neural networks to more comprehensively assess drug effects. Using this method, 49 locomotor parameters differentiated G1D from control mice. Thus, we used parameter modifiability to quantify efficacy on gait. We tested this by measuring the effects of saline as control and glucose as G1D therapy. The results indicate that this in vivo approach can estimate preclinical suitability from the perspective of G1D locomotion. This justifies the use of this method to evaluate our drugs or other interventions and sort candidates for further investigation. SIGNIFICANCE STATEMENT: There are few or no activators and few clinical inhibitors of glucose transport. Using Glut1-rich cells exposed to a glucose analog, we identified, in highthroughput fashion, a series of novel modulators. Some were drugs used to modify unrelated processes and some represented large but little studied chemical compound families. To facilitate their preclinical efficacy characterization regardless of potential mechanism of action, we developed a gait testing platform for deep learning neural network analysis of drug impact on Glut1-deficient mouse locomotion.

Quantification of early learning and movement sub-structure predictive of motor performance.

Time-to-fall off an accelerating rotating rod (rotarod) is widely utilized to evaluate rodent motor performance. We reasoned that this simple outcome could be refined with additional measures explicit in the task (however inconspicuously) to examine what we call movement sub-structure. Our goal was to characterize normal variation or motor impairment more robustly than by using time-to-fall. We also hypothesized that measures (or features) early in the sub-structure could anticipate the learning expected of a mouse undergoing serial trials. Using normal untreated and baclofen-treated movement-impaired mice, we defined these features and automated their analysis using paw video-tracking in three consecutive trials, including paw location, speed, acceleration, variance and approximate entropy. Spectral arc length yielded speed and acceleration uniformity. We found that, in normal mice, paw movement smoothness inversely correlated with rotarod time-to-fall for the three trials. Greater approximate entropy in vertical movements, and opposite changes in horizontal movements, correlated with greater first-trial time-to-fall. First-trial horizontal approximate entropy in the first few seconds predicted subsequent time-to-fall. This allowed for the separation, after only one rotarod trial, of different-weight, untreated mouse groups, and for the detection of mice otherwise unimpaired after baclofen, which displayed a time-to-fall similar to control. A machine-learning support vector machine classifier corroborated these findings. In conclusion, time-to-fall off a rotarod correlated well with several measures, including some obtained during the first few seconds of a trial, and some responsive to learning over the first two trials, allowing for predictions or preemptive experimental manipulations before learning completion.

Evento cerebrovascular isquémico en el adulto joven / Ischemic stroke in a young adult

El evento cerebrovascular isquémico es un desorden multifactorial, en el que contribuyen factores genéticos y ambientales. A pesar de que se reconoce un aumento del riesgo de eventos cerebrovasculares cuando existe una historia familiar positiva (de hasta un 75 por ciento en ciertos estudios), no se conoce la contribución exacta que tiene la genética en el desarrollo de eventos cerebrales isquémicos en el paciente joven. El papel que desempeña la predisposición genética sobre la ocurrencia de estos eventos, difiere según la edad y el tipo de eventos. Los factores genéticos se conjugan con los factores de riesgo convencionales como hipertensión arterial, diabetes y niveles de homocisteína, que a su vez interactúan con el ambiente en el desarrollo de arterosclerosis. La homocisteína por sí sola, ha sido considerada un factor aterogónico en enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares. Se refiere el caso de un paciente de 49 años conocido sano, quien presenta un evento cerebrovascular isquémico de la circulación cerebral anterior, con un valor en la escala para derrame del Instituto Nacional de Salud de 7 puntos al ingreso y una mutación heterocigota del gen de la metiltetrahidrofolato reductasa (región de mutación C677T)...

[Tigecycline: in vitro antimicrobial activity in hospitalized patients in an infectology hospital]. / Tigeciclina: actividad in vitro en aislamientos de un hospital de infectología.

OBJECTIVE: TO evaluate the antimicrobial in vitro tigecycline activity at a infectious disease hospital. METHODS: Using plaque microdilution technique for 20 different antimicrobials, the antimicrobial susceptibility percentages and minimum inhibitory concentrations (MIC) were determined form 135 Gram-negative and 65 Gram-positive organisms obtained from severely infected hospitalized patients of both genders and any age. RESULTS: Tigecycline showed a good antimicrobial activity and MIC 50- and 90-fold lower of all antibiotics assessed for isolated microorganisms, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus, penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae, as well as for microorganisms in the enterobacteriaceae family and Acinetobacter baumanii. CONCLUSIONS: The extensive use of antimicrobial, disinfectants and antiseptics in the hospital setting have developed elevated antimicrobial resistance levels. Tigecycline could be an initial therapeutic alternative against Gram-positive and Gram-negative microorganisms, including multi-resistant nosocomial pathogens, such as Acinetobacter baumanii and methicillin-resistant Staphylococcus aureus, in intra-abdominal, skin and skin structure infections and in community-acquired pneumonia.

Ántrax. Microbiología epidemiología, manifestaciones clínicas, diagnóstico, prevención y tratamiento / Anthrax. Microbiology, epidemiology, clinical manifestions, diagnosis, prevention and treatment

Por siglos, el ántrax ha sido causa de enfermedad en animales y menos frecuente en humanos; la investigación del ántrax como arma biológica comenzó a realizarse hace más de 80 años. De los numerosos agentes biológicos que pueden ser utilizados como armas el ántrax es uno de los más importantes. En 1970 un Comité de Expertos de la Organización Mundial de la Salud estimó que el número de casos después de la liberación de 50 kg de esporas de ántrax por vía aérea sobre una ciudad de 500,000 habitantes sería de 125,000, de los cuales 95,000 morirían si no se les administrara tratamiento oportuno.Para responder de manera efectiva a un ataque terrorista con ántrax la comunidad médica requiere del conocimiento acerca de la genética, patogénesis, prevención y tratamiento de tal enfermedad, además del apoyo de un laboratorio clínico; si el laboratorio es alertado sobre la posibilidad de ántrax, las tinciones de gram, las pruebas bioquímicas y las características tintorales del organismo pueden proporcionar un diagnóstico preliminar 12 a 24 horas después.Un diagnóstico definitivo puede requerir de 1 o 2 días adicionales de pruebas en un laboratorio de referencia. En esta revisión se analizarán la microbiología, patogénesis, manifestaciones clínicas, epidemiología, diagnóstico prevención y tratamiento del ántrax.

Actualidades en los patrones de resistencia a los antimicrobianos en un Centro Médico Nacional / Current events in the antimicrobial resistance patterns in a National Medical Center

Se comparó la actividad in vitro de cefepime contra la de ceftazidima, cefalotina, ceftriaxona, cefuroxima, ciprofloxacina, cloranfenicol, imipenem, meropenem, oxacilina, penicilina G y vancomicina en 13 275 aislamientos bacterianos de diversos géneros grampositivos y gramnegativos, aislados del mismo número de pacientes, de sexo indistinto y de todas las edades, con infecciones bacterianas graves como sepsis, neumonías, celulitis, meningitis, etcétera. para la identificación y caracterización de los aislamientos, se utilizó equipo automatizado y la técnica de microdilución para las pruebas de susceptibilidad. La tasa total de susceptibilidad para cefepime contra todos los aislamientos fue de 93.5 por ciento; comparado con menopenem, 93.1 por ciento; imipenem, 88.5 por ciento; ciprofloxacina, 66.9 por ciento; cefepime representa una alternativa terapéutica importante en el ámbito del nosocomio.

Virus de la inmunodeficiencia tipo I: interpretación de la prueba de ®carga viral¼ / Human immunodeficiency virus type I: interpretation of ®viral load¼ assays

México ocupa el 13º lugar en número de casos de SIDA a nivel mundial y el 3º en el Continente Americano, con un número estimado de 80,000. La disponibilidad tanto de medicamentos antirretrovirales efectivos en su tratamiento como de pruebas sensibles y específicas para medir la carga viral al HIV-I ha modificado favorablemente el panorama de este padecimiento. Sin embargo, la correcta interpretación de los resultados de estas pruebas es fundamental para su adecuada utilización. En la interpretación de estas pruebas es importante considerar las numerosas variables preanalíticas, analíticas y posanalíticas que pueden afectarlas y considerar la manera más adecuada de tomar y conservar las muestras para estudio, el efecto de variaciones y numerosas patologías sobre sus valores, así como la elección de la prueba más adecuada en términos de precisión, reproductibilidad, sensibilidad, especificidad, costo, facilidad de realización y su interpretación en términos logarítmicos y no aritméticos

Sensibilidad antimicrobiana in vitro de Streptococcus pyogenes aisaldo en infecciones respiratorias / Streptococcus pyogenes isolated from respiratory infections in vitro antimicrobial sensibility

Las infecciones agudas del tracto respiratorio constituyen un importante problema de salud, ya que representan la principal causa de morbilidad y mortalidad, sobre todo en edades pediátricas. Las bacterias causales han mostrado una marcada tendencia en los últimos años de resistencia a los antimicrobianos. Una notable excepción a este fenómeno ha sido Streptococcus pyogenes.Se estudió la susceptibilidad antimicrobiana de 312 cepas de S. pyogenes aisladas de infecciones del tracto respiratorio en el lapso de cinco años en el Laboratorio Clínico del Hospital de Infectología del Centro Médico Nacional "La Raza", a 12 diferentes antimicrobianos, utilizando la técnica de dilución en placa.Ninguna de las 312 cepas mostró resistencia a los antimicrobianos estudiados; las concentraciones inhibitorias mínimas variaron de acuerdo con éstos.De los antimicrobianos estudiados se consideró a la ampicilina como el antimicrobiano de elección para el tratamiento de las infecciones respiratorias causadas por S. pyogenes, por su espectro de actividad antimicrobiana, vía de administración, bajo costo y baja frecuencia de efectos colaterales

Contaminación bacteriana extrínseca de propofol / Extrinsically bacterial contamination of propofol

La contaminación bacteriana extrínseca de propofol se ha relacionado con la aparición de infecciones postoperatorias. Se realizó un estudio prospectivo in vitro para demostrar si existen diferencias entre tres diferentes presentaciones comerciales de propofol (una de ellas con propofol + EDTA 0.005 por ciento), comparadas con un control de solución salina al 0.9 por ciento. Todas las preparaciones fueron contaminadas extrínsecamente con 10 cepas bacterianas que se han identificado como los agentes causales más frecuentes de infección postoperatoria. Las siembras se realizaron en ágar enriquecido y medio de Saboraud. Este último para Candida albicans. Los resultados se reportan considerando el crecimiento de unidades formadoras de colonias. (UFC) a las 0, 3, 6, 12 y 24 horas después de la contaminación extrínseca. Los resultados demostraron una diferencia significativa entre las cuatro preparaciones, con un menor desarrollo bacteriano en la preparación de propofol + EDTA 0.005 por ciento, en el cual se encontró un menor número de UFC, lo que puede explicarse por la acción quelante del EDTA, que retarda el crecimiento bacteriano

Citometría capilar volumétrica: Nueva alternativa en la determinación de subpoblaciones linfocitarias / Volumetric capillary cytometry: New alternative in determination of lymphocyte subpopulations

La determinación de células T CD4+ y CD8+ por citometría de flujo es uno de los métodos de laboratorio de mayor utilidad en el manejo de los pacientes infectados con los virus de la inmunodeficiencia humana; sin embargo, su complejidad técnica e instrumental y su elevado costo han limitado su empleo, lo que ha llevado a la búsqueda de tecnologías alternativas lo suficientemente precisas y costo-efectivas como para poder emplearlas en cualquier nivel de atención médica. En este trabajo, el estudio de una de estas tecnologías alternativas la citometría capilar volumétrica (Equipo IMAGN 2000, Imagin Co) comparada con la citometría de flujo (equipo Epics Profile II, Coulter Co), en la determinación de subpoblaciones linfocitarias CD4+ y CD8+ en 29 pacientes con SIDA, mostró en términos de precisión y reproducibilidad 100 por ciento de correlación en los resultados obtenidos con ambos métodos en los niveles de células CD4+ y CD8+. La citometría capilar volumétrica demostró ser una alternativa precisa, totalmente automatizada, sencilla en su manejo, sobre todo para clínicas y hospitales que habitualmente no realizan citometría de flujo

Confirmación de la infección por VIH mediante prueba cualitativa de amplificación de ácidos nucleicos / Confirmation of HIV infection with a qualitative ribonucleic acid amplification test

En el diagnóstico de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) los resultados falsos negativos o falsos positivos de ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) y la prueba de Western-Blot constituyen un problema clínico frecuente. Por tal motivo, se decidió evaluar una prueba cualitativa de amplificación del ácido nucleico del VIH-1 (NASBA MR) en 69 pacientes con resultados serológicos discordantes con los datos clínicos. Mostraron positividad a esta pruebas de Western-Blot mostraban bandas a la fracción ENV. Los pacientes con resultado negatrivo carecían de factores de riesgo y la prueba Western-Blot indicaba bandas no virales o sólo en la fracción GAG. La prueba cualitativa NASBA mostró ser un procedimiento específico de gran utilidad en el diagnóstico etiológico de la infección por VIH-1

Carga viral en el síndrome de inmunodeficiencia adquirida. Estudio comparativo de tres métodos / Viral load and lymphocyte subpopulations in HIV-1 infection

Se evaluaron simultáneamente tres diferentes pruebas cuantitativas para determinar el ARN plasmático del VIH-1 en 129 pacientes adultos y pediátricos de SIDA (b DNA I Chiron Co), Digene Hybrid Capture Test (Digene Co) y MASBA VIH-1 ARN QT (Organon Teknika). Se efectuó análisis estadístico de varianza. La prueba más sensible de las evaluadas en términos de precisión y reproducibilidad fue la de NASBA. Esta prueba fue también apropiada para pacientes pediátricos dado los pequeños volúmenes de muestra necesarios para realizar el estudio (10 microlitros)

Carga viral y subpoblaciones linfocitarias en la infección con VIH-1 / Viral load and lymphocyte subpopulations in HIV-1 infection

Se determinaron simultáneamente los niveles plasmáticos de ARN del VIH-1 y las cuentas de células t CD4(+) en 64 pacientes infectados con VIH-1, en diferentes estadios de la infección. Los niveles basales de ARN VIH-1 plasmático (NASBA VIH-1 RNA QT, OT) fueron los mejores índices de predicción de la evolución clínica. Las cuentas de células T CD4(+) consideradas aisladamente, mostraron una gran variabilidad, un limitado rango dinámico y no fueron el mejor método con el cual estratificar a los pacientes

Patrones de suceptibilidad in vitro de organismos aislados en pacientes hospitalizados / In vitro susceptibility pattems of isolated organisms in hospitalized patients

Se compara la actividad in vitro de cefepime (una nueva cefalosporina parenteral de amplio espectro) contra la de ceftazidima, cefotaxima, piperacilina, ticarcilina-ácido clavulánico, impenem, gentamicina, amikacina yciprofloxina de 4,464 aislamientos bacterianos de diversos géneros grampositivos y gramnegativos, aislados del mismo número de pacintes de uno y otro sexo y de todas las edades, con infecciones bacterianas graves, como: sepsis, neumonías, celulitis, meningitis, etc. Para la identificación y caracterización de los aislamientos se utilizó un equipo automatizado y una técnica de microdilución en caldo para las pruebas de susceptibilidad. La tasa de susceptibilidad total para cefepime, contra todos los aislamientos, fue de 95.5 por ciento, comparado con imipenem de 92.5 por ciento, cifroploxacina 86.9 por ciento, amikacina 85.8 por ciento, y tan sólo del 68.0 por ciento para ceftriaxona. Cefepime fue muy activo contra en terobactriáces, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Acinetobacter sp. y Haemophilus influenzae, incluyendo a la mayor parte de los patógenos nosocomiales resistentes a las cefalosporinas de tercera generación

Vigilancia de trabajadores expuestos al virus de inmunodeficiencia humana / Surveillance of workers exposed to VIH-1

La vigilancia de 191 trabajadores de la salud expuestos al VIH-1, durante ocho años han sido en su mayoría enfermeras con 57 por ciento, personal de intendencia 20.4 por ciento y otras categorías, como médicos, laboratoristas, etc., 22.6 por ciento. Al igual que en otros informes, la mayor proporción de accidentes son por punción con aguja hipodérmica (70.5 por ciento) y heridas por objetos punzocortantes (13.2 por ciento) contaminados con sangre de pacientes con serología positiva al VIH-1. Destaca el hecho de que 95 por ciento de los accidentes han sido por negligencia del personal y 5 por ciento por falta o deficiencia de equipo. La importancia del presente informe se debe a que a la fecha ninguno de los trabajadores expuestos al VIH-1 han desarrollado anticuerpos específicos ni tampoco el cuadro clínico atribuible a la infección retroviral