A comprehensive high-throughput FTIR spectroscopy-based method for evaluating the transfection event: estimating the transfection efficiency and extracting associated metabolic responses.

Reporter genes are routinely used in every laboratory for molecular and cellular biology for studying heterologous gene expression and general cellular biological mechanisms, such as transfection processes. Although well characterized and broadly implemented, reporter genes present serious limitations, either by involving time-consuming procedures or by presenting possible side effects on the expression of the heterologous gene or even in the general cellular metabolism. Fourier transform mid-infrared (FT-MIR) spectroscopy was evaluated to simultaneously analyze in a rapid (minutes) and high-throughput mode (using 96-wells microplates), the transfection efficiency, and the effect of the transfection process on the host cell biochemical composition and metabolism. Semi-adherent HEK and adherent AGS cell lines, transfected with the plasmid pVAX-GFP using Lipofectamine, were used as model systems. Good partial least squares (PLS) models were built to estimate the transfection efficiency, either considering each cell line independently (R (2) ≥ 0.92; RMSECV ≤ 2 %) or simultaneously considering both cell lines (R (2) = 0.90; RMSECV = 2 %). Additionally, the effect of the transfection process on the HEK cell biochemical and metabolic features could be evaluated directly from the FT-IR spectra. Due to the high sensitivity of the technique, it was also possible to discriminate the effect of the transfection process from the transfection reagent on KEK cells, e.g., by the analysis of spectral biomarkers and biochemical and metabolic features. The present results are far beyond what any reporter gene assay or other specific probe can offer for these purposes.

Metabolic profiling of recombinant Escherichia coli cultivations based on high-throughput FT-MIR spectroscopic analysis.

Escherichia coli is one of the most used host microorganism for the production of recombinant products, such as heterologous proteins and plasmids. However, genetic, physiological and environmental factors influence the plasmid replication and cloned gene expression in a highly complex way. To control and optimize the recombinant expression system performance, it is very important to understand this complexity. Therefore, the development of rapid, highly sensitive and economic analytical methodologies, which enable the simultaneous characterization of the heterologous product synthesis and physiologic cell behavior under a variety of culture conditions, is highly desirable. For that, the metabolic profile of recombinant E. coli cultures producing the pVAX-lacZ plasmid model was analyzed by rapid, economic and high-throughput Fourier Transform Mid-Infrared (FT-MIR) spectroscopy. The main goal of the present work is to show as the simultaneous multivariate data analysis by principal component analysis (PCA) and direct spectral analysis could represent a very interesting tool to monitor E. coli culture processes and acquire relevant information according to current quality regulatory guidelines. While PCA allowed capturing the energetic metabolic state of the cell, e.g. by identifying different C-sources consumption phases, direct FT-MIR spectral analysis allowed obtaining valuable biochemical and metabolic information along the cell culture, e.g. lipids, RNA, protein synthesis and turnover metabolism. The information achieved by spectral multivariate data and direct spectral analyses complement each other and may contribute to understand the complex interrelationships between the recombinant cell metabolism and the bioprocess environment towards more economic and robust processes design according to Quality by Design framework. © 2016 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 33:285-298, 2017.

Sobre um surto de envenenamento por derivado cumarínico em bovinos / About an outbreak of cumarin poisoning in cattle

Relata-se um surto de envenenamento por derivado cumarínico em bovinos confinados, ocorrido no município de Seropédica, Rio de Janeiro, no qual morreram duas vacas e um touro, de um total de 43 animais. Entre as principais manifestações clínicas observaram-se apatia, anorexia, sialorréia, diarréia sanguinolenta, incoordenação e dificuldade respiratória. A necropsia observaram-se principalmente hemorragias de intensidade e formas diversas, em vários órgãos. O exame histopatológico não evidenciou alterações, além de hemorragias. A pesquisa toxicológica em conteúdos de rúmen, retículo, omaso e abomaso, em amostras de fígado e rim, bem como da cevada coletada no cocho, resultou positiva para o grupo de derivados cumarínicos que inclui warfarina, bromadiolone e bromadifacoum. Não se pode excluir uma ação intencional ou acidental, visto que os animais que não estavam se alimentando no mesmo cocho, não adoeceram.

Sobre um surto de envenenamento por derivado cumarínico em bovinos / About an outbreak of cumarin poisoning in cattle

Relata-se um surto de envenenamento por derivado cumarínico em bovinos confinados, ocorrido no município de Seropédica, Rio de Janeiro, no qual morreram duas vacas e um touro, de um total de 43 animais. Entre as principais manifestações clínicas observaram-se apatia, anorexia, sialorréia, diarréia sanguinolenta, incoordenação e dificuldade respiratória. À necropsia observaram-se principalmente hemorragias de intensidade e formas diversas, em vários órgãos. O exame histopatológico não evidenciou alterações, além de hemorragias. A pesquisa toxicológica em conteúdos de rúmen, retículo, omaso e abomaso, em amostras de fígado e rim, bem como da cevada coletada no cocho, resultou positiva para o grupo de derivados cumarínicos que inclui warfarina, bromadiolone e bromadifacoum. Não se pode excluir uma ação intencional ou acidental, visto que os animais que não estavam se alimentando no mesmo cocho, não adoeceram.(AU)

An outbreak of cumarin poisoning which occurred in feedlot cattle in the county of Seropédica, Rio de Janeiro, is described. Three from 43 animal died. The main manifestations included bloody diarrhea, apathy, anorexia, sialorrhoe, incoordenation and dyspnoe. At post-mortem examinations there were mainly hemorrhages of varies forms and intensity in several organs, which also were seen at histopathological examination. Analysis for cumarin derivates of rumen, reticulum, omasum and abomasum contents, of liver and kidney samples, as well as of food collected from the trough, resulted positive for cumarin compounds which included warfarin, bromadiolone and brodifacoum. Feeding experiments with food stored at the property resulted negative. An intentional or accidental act could not be excluded. Animals that did not feed from the same trough did not get sick.(AU)

Intoxicaçäo experimental por Asclepias curassavica (Asclepiadaceae) em bovinos. Dados complementares / Experimental poisoning by Asclepias curassavica (Asclepiadaceae) in cattle. Complementary data

Em experimentos com bovinos, que receberam diariamente doses subletais repetidas (2,5 e 5,0 g/kg/dia durante 12 dias) até alcançar a dose letal e/ou ultrapassá-la, A. curassavica recém-coletada näo demonstrou efeito acumulativo. Em um animal houve desenvolvimento de tolerância contra a dose que anteriormente causou sintomas de intoxicaçäo (5,0 g/kg), mas näo contra uma dose maior (10 g/kg). A planta dessecada continuou tóxica até 2 meses após a coleta, mas após 6 meses tinha perdido a sua toxidez. A mistura da planta fresca picada com capim fresco picado näo foi ingerida pelos animais em quantidades que pudessem causar sintomas de intoxicaçäo, em nenhuma das proporçöes que variaram de 1:2 a 1:6, planta : capim. A planta recentemente dessecada picada em mistura com capim fenado picado, na proporçäo de 1:3, só foi consumida por um de quatro bovinos em quantidades que poderiam provocar sintomas de intoxicaçäo; mas mesmo esse bovino näo chegou a adoecer

Experimentos com a polpa cítrica em ovinos e coelhos / Experiments with citrus pulp in sheep and rabbits

Ovinos e coelhos receberam em sua alimentaçäo polpa cítrica em quantidades elevadas durante períodos prolongados, com a finalidade de estabelecer um modelo experimental. A polpa cítrica para os experimentos realizados nos ovinos era a mesma usada por criador do município de Lorena, SP, que perdeu 5 de um total de 56 vacas em lactaçäo, em um período de poucas semanas; a doença caracterizava-se histologicamente por lesöes granulomatosas. Os 4 ovinos usados nos experimentos receberam 800g/dia/animal desta polpa cítrica durante 10 a 11 meses. Nenhum dos ovinos mostrou o quadro clínico-patológico da intoxicaçäo pela polpa cítrica observado nos bovinos ou outras alteraçöes. Nos experimentos com os coelhos foi usada polpa cítrica de duas procedências. Na primeira série de experimentos com 6 coelhos foi usada a mesma polpa cítrica dos experimentos com os ovinos; na segunda série de experimentos com mais 6 coelhos utilizou-se a polpa cítrica que causou lesöes granulomatosas em cäes. Os coelhos da primeira série ingeriram em média 51,5g/dia/animal, os da segunda série em média 35,2g/dia/animal da polpa cítrica. os coelhos foram sacrificados 2,3,6 e 12 meses após o início dos experimentos. Nenhum dos coelhos mostrou o quadro clínico-patológico da intoxicaçäo pela polpa cítrica ou outras alteraçöes

Experimentos com a polpa cítrica em ovinos e coelhos / Experiments with citrus pulp in sheep and rabbits

Ovinos e coelhos receberam em sua alimentação polpa cítrica em quantidades elevadas durante períodos prolongados, com a finalidade de estabelecer um modelo experimental. A polpa cítrica para os experimentos realizados nos ovinos era a mesma usada por criador do município de Lorena, SP, que perdeu 5 de um total de 56 vacas em lactação, em um período de poucas semanas; a doença caracterizava-se histologicamente por lesões granulomatosas. Os 4 ovinos usados nos experimentos receberam 800g/dia/animal desta polpa cítrica durante 10 a 11 meses. Nenhum dos ovinos mostrou o quadro clínico-patológico da intoxicação pela polpa cítrica observado nos bovinos ou outras alterações. Nos experimentos com os coelhos foi usada polpa cítrica de duas procedências. Na primeira série de experimentos com 6 coelhos foi usada a mesma polpa cítrica dos experimentos com os ovinos; na segunda série de experimentos com mais 6 coelhos utilizou-se a polpa cítrica que causou lesões granulomatosas em cães. Os coelhos da primeira série ingeriram em média 51,5g/dia/animal, os da segunda série em média 35,2g/dia/animal da polpa cítrica. os coelhos foram sacrificados 2,3,6 e 12 meses após o início dos experimentos. Nenhum dos coelhos mostrou o quadro clínico-patológico da intoxicação pela polpa cítrica ou outras alterações (AU)

Intoxicação experimental por Asclepias curassavica (Asclepiadaceae) em bovinos. Dados complementares / Experimental poisoning by Asclepias curassavica (Asclepiadaceae) in cattle. Complementary data

Em experimentos com bovinos, que receberam diariamente doses subletais repetidas (2,5 e 5,0 g/kg/dia durante 12 dias) até alcançar a dose letal e/ou ultrapassá-la, A. curassavica recém-coletada não demonstrou efeito acumulativo. Em um animal houve desenvolvimento de tolerância contra a dose que anteriormente causou sintomas de intoxicação (5,0 g/kg), mas não contra uma dose maior (10 g/kg). A planta dessecada continuou tóxica até 2 meses após a coleta, mas após 6 meses tinha perdido a sua toxidez. A mistura da planta fresca picada com capim fresco picado não foi ingerida pelos animais em quantidades que pudessem causar sintomas de intoxicação, em nenhuma das proporções que variaram de 1:2 a 1:6, planta : capim. A planta recentemente dessecada picada em mistura com capim fenado picado, na proporção de 1:3, só foi consumida por um de quatro bovinos em quantidades que poderiam provocar sintomas de intoxicação; mas mesmo esse bovino não chegou a adoecer (AU)