Antibody-dependent enhancement in the immunopathogenesis of severe dengue, implications for the development and use of vaccines / Amplificación de la infección dependiente de anticuerpos en la inmunopatogénesis del dengue grave, implicaciones para el desarrollo y uso de las vacunas

RESUMEN Actualmente, la infección por el virus de dengue (DENV) es uno de los problemas más importantes de salud pública en países tropicales y endémicos como Colombia, pues en tanto puede ser producida por cuatro diferentes serotipos virales, durante las infecciones secundarias se presentan frecuentemente cuadros más severos que incluso pueden llevar a desenlaces fatales. El centro de la fisiopatología del dengue grave es el daño producido al endotelio, que se traduce en un aumento en la permeabilidad vascular que se evidencia como fuga plasmática, descontrol en la coagulación y daño de órganos. Aunque hay varias teorías que explican la enfermedad severa, el fenómeno denominado amplificación de la infección dependiente de anticuerpos (antibody dependent enhancement, ADE) es el más conocido. En este, se postula que el virus causante de una infección secundaria es reconocido, pero no neutralizado, por anticuerpos generados en la infección previa e internalizado en las células susceptibles usando receptores Fc-gamma, lo cual aumenta la replicación viral e induce modificaciones en la respuesta inmune celular que contribuyen al desarrollo de dengue grave. En este escrito, se realiza una revisión de los hallazgos sobre los mecanismos involucrados en el fenómeno de ADE y cómo pueden contribuir a la progresión hacia dengue grave, describiendo los conceptos de ADE extrínseco e intrínseco, además de como este fenómeno debe ser tenido en cuenta para el diseño, desarrollo e implementación de una vacuna para dengue, en tanto es capaz de afectar su eficacia y seguridad.

ABSTRACT Dengue virus infection is the most important vector transmitted disease in tropical countries such as Colombia, where all the four dengue virus serotypes are circulating and are involved in successive secondary infections which induce severe or even fatal cases. The central key to understanding the severe dengue cases is the endothelial function damage which appears as plasma leakage, coagulation impairment, and organ compromise. Severe dengue could be explained by different theories, among them the antibody-dependent enhancement (ADE) phenomenon is the best known. This theory postulates that the second heterotypic virus causing a secondary infection is recognized by antibodies raised during the first infection but are ineffective to neutralize the virus. Instead this virus-antibody complex is internalized by Fc-gamma receptor-bearing cells increasing the viral replication and inducing an aberrant immune response that contributes to severe dengue presentation. This manuscript is aimed to review the evidence about the ADE phenomenon and its involvement in the severe evolution of dengue cases. Here, it will be described the extrinsic and intrinsic ADE concepts and how these phenomena must be considered to the design, development, and implementation of a dengue vaccine because the evidence indicates that ADE affects both efficacy and safety of vaccine prototypes.

Aislamiento de citomegalovirus humano a partir de fluidos corporales / Isolation of the human cytomegalovirus from bodily fluids

ABSTRACT In vitro studies on the pathogenesis of the human cytomegalovirus (HCMV) are conducted regularly using laboratory adapted strains that lose some characteristics during the adaptation process. Since HCMV is excreted from bodily fluids during infection or reactivation, this work aimed to isolate and culture HCMV from the MRC-5 human cells found in the urine, bronchoalveolar lavage, saliva, and plasma samples of pediatric patients with probable or confirmed infection. The samples were inoculated on cell cultures either for 14 days or until a cytopathic effect (CPE) of 80 % was observed. The cell lysates and supernatants were used to perform successive viral passages. Besides HCMV, the herpes simplex virus was detected from all the saliva samples. Inoculation of the HCMV positive sera induced cell clustering and immediate monolayer damage that restricted their use. One sample of bronchoalveolar lavage induced a CPE after inoculation like that of the HCMV reference strains (Towne and Merlin), which was consequently propagated and titrated. A second viral isolate derived from the urine sample of a patient with congenital infection did not demonstrate a CPE, although presence of the virus had been confirmed using PCR. The viral isolates were examined and found to be negative for adenoviruses or enteroviruses. Despite the evident difficulty encountered for the isolation and harvesting of the HCMV, this work shows that it was possible to obtain a low passage viral strain using a modified shell vial method and inoculation protocol with extended follow-up and confirmation.

RESUMEN Estudios in vitro de la patogénesis del citomegalovirus humano (HCMV) se hace empleando cepas adaptadas de laboratorio que han perdido algunas de sus características durante ese proceso. En vista que el HCMV se excreta en distintos fluidos corporales, dependiendo de la condición clínica del paciente, en este trabajo se propuso aislar y propagar HCMV en fibroblastos MRC-5 usando muestras de orina, lavado broncoalveolar, saliva y plasma de pacientes pediátricos. Estas muestras fueron inoculadas sobre los cultivos celulares por 14 días o hasta alcanzar un efecto citopático en el 80 % de la monocapa. El lisado celular y el sobrenadante del aislamiento se usaron para hacer pasajes virales sucesivos. Además de HCMV, el virus de herpes simple se aisló en todas las muestras de saliva. Con el empleo de los sueros positivos para HCMV se observó la formación de agregados y daño inmediato en la monocapa que impidieron su uso. Una muestra de lavado broncoalveolar indujo ECP desde la inoculación, similar al control positivo para HCMV (cepas Towne y Merlin), por lo que fue propagada y se tituló. Un segundo aislamiento viral obtenido de la orina de un paciente con infección congénita no produjo ECP a pesar de ser confirmado por PCR. En los aislamientos llevados hasta el pasaje 1, se descartó la presencia de enterovirus y adenovirus. A pesar de la evidente dificultad para aislar y propagar el HCMV, fue posible obtener un aislamiento usando un protocolo de Shell vial e inoculación modificado, y con un seguimiento prolongado del proceso.

Pathogenesis of dental fluorosis: biochemical and cellular mechanisms / Patogénesis de la fluorosis dental: mecanismos bioquímicos y celulares

Abstract. The mechanisms involved in the development of dental fluorosis are still unknown. The development of in vivo and in vitro models using biologically relevant concentrations of fluoride for the emergence of fluorosis has allowed suggesting hypotheses that contribute to the understanding of the mechanisms that produce this defect in enamel development, with high prevalence in Colombia. This topic review presents an update on the normal mechanisms of the formation of enamel and how they are affected by exposure to high concentrations of fluoride. This is a thorough review of the deleterious effects of fluoride on the cells and the extracellular matrix, especially during the maturation stage, resulting in a delay of the removal of the protein matrix of amelogenins, as well as the appearance of mottled enamel-a characteristic of dental fluorosis. Finally, it shows the perspectives of the study of this defect in enamel development from biochemistry and cellular and molecular biology.

RESUMEN. Los mecanismos involucrados en el desarrollo de la fluorosis dental aún no se conocen a cabalidad. El desarrollo de modelos in vivo e in vitro que utilizan concentraciones de fluoruro biológicamente relevantes para la aparición de fluorosis ha permitido el planteamiento de hipótesis que aportan cada vez más al conocimiento de los mecanismos que generan este defecto del desarrollo del esmalte, de alta prevalencia en Colombia. Esta revisión presenta una actualización sobre los mecanismos normales de la formación del esmalte y cómo estos se ven afectados por la exposición a altas concentraciones de fluoruro. Se presenta una revisión en detalle de los efectos deletéreos del fluoruro sobre las células y sobre la matriz extracelular, especialmente durante la etapa de maduración, que tendrán como consecuencia el retraso de la remoción de la matriz proteica de amelogeninas y se traducirá en la apariencia de esmalte moteado, característica de la fluorosis dental. Por último, se muestran las perspectivas del estudio de este defecto del desarrollo del esmalte desde la bioquímica y la biología celular y molecular.

La infección por virus dengue induce la disminución de marcadores de diferenciación en células de neuroblastoma / Dengue virus infection down-regulates differentiation markers in neuroblastoma cells

Introducción: cerca del 5% de los pacientes con dengue hemorrágico pueden presentar manifestaciones neurológicas; sin embargo, existe poca información sobre la infección directa por el virus dengue (DENV) en neuronas. Objetivo: determinar el papel del fenotipo neuronal en la infección por DENV en células de neuroblastoma SH-SY5Y inducidas o no a la diferenciación con ácido retinoico (AR). Materiales y métodos: células SH-SY5Y fueron inducidas con AR a diferenciarse e infectadas con DENV. Posteriormente se cuantificó la expresión de antígeno viral y de dos marcadores de diferenciación (GAP43 y sinaptofisina). También se evaluó la viabilidad postinfección por la técnica de MTT. Resultados: se encontró que las células diferenciadas son más susceptibles a la infección por DENV, pues se detectó en ellas mayor cantidad de antígeno viral que en las indiferenciadas. A pesar de que el virus indujo muerte celular en ambos tipos de células, la proporción fue mayor en las indiferenciadas (40,3% frente a 21,5%). La infección por DENV en células SH-SY5Y diferenciadas indujo una disminución significativa en la expresión de GAP-43 y sinaptofisina. Conclusiones: los resultados que se presentan permiten sugerir una relación entre la infección viral y la función neuronal, que podría ser importante para esclarecer la patogénesis de las manifestaciones neurológicas durante las formas graves de dengue.

Introduction: Approximately 5% of patients suffering from dengue hemorrhagic fever may have neurological manifestations. However, little information is available about direct infection of neurones by dengue virus. Objective: To determine the role of neuronal phenotype during DENV infection in human neuroblastoma cell line SH-SY5Y, either induced or not to differentiate by treatment with retinoic acid (RA). Materials and methods: Neuroblastoma cell line SH-SY5Y was induced to differentiate with RA and infected with DENV. The expression of viral antigen and of two differentiation markers of neurones, GAP-43 and synaptophysin, was evaluated quantitatively. Postinfection viability was also evaluated by the MTT technique. Results: It was found that differentiated cells are more susceptible to infection by dengue virus since more viral antigen was found in them than in the undifferentiated ones. DENV infection caused death in both cell types, but the rate was higher in the undifferentiated ones (40.3% vs 21.5%). In addition, DENV infection in differentiated SH-SY5Y cells induced a significant decrease in GAP-43 and synaptophysin expression. Conclusions: These results allow us to suggest a relationship between DENV infection and neuronal function, which could be important to elucidate the pathogenesis of neurological manifestations occurring in severe dengue disease.