Decreased rotavirus infection of MA104 cells via probiotic extract binding to Hsc70 and ß3 integrin receptors / Disminución de la infección por rotavirus en células MA104 por la unión de proteínas de extractos probióticos a receptores celulares integrina ß3 y Hsc70 / Diminuição da infecção por rotavírus em células MA104 pela união de proteínas de extratos probióticos a receptores integrina ß3 e Hsc70

Abstract Probiotic bacteria are microorganisms beneficial to human health, useful to improving biological conditions. Thanks to probiotic bacteria the symptoms of viral infections can be alleviated. Different mechanisms whereby probiotic bacteria exert they antiviral effect have been proposed. The aim of this study was to determine whether probiotic bacteria extracts bind to receptors of host cells susceptible of rotavirus (RV) infection. To accomplish this objective, four probiotic bacterial strains of Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp. were tested. Probiotic extracts were obtained after bacterial growth, cell lysis and centrifugation. Obtained probiotic extracts were used in assays to interfere with adhesion and penetration of a RV strain in the mammal cell line MA104. Furthermore, the interaction between probiotic extracts and MA104 cell receptors was evaluated by co-immunoprecipitation assays using anti-β3-integrins and anti-Hsc70 antibodies. All four probiotic, protein-rich, extracts reduced RV infections in MA104 cells, suggesting a successful antiviral activity mediated by these probiotic extracts. All probiotic extracts significantly exerted their antiviral activity by interfering with RV adhesion on MA104 cell receptors, with proteins in probiotic extracts competitively interacting with cell surface receptors necessary to RV infection. Co-immunoprecipitation assay results showed that proteins in probiotic extracts were able to bind to β3-integrinsand Hsc70, which are two cellular receptors required to viral infection. The most significant contribution of this study is an insight into the mechanisms of probiotic antiviral activity, thus expanding current probiotics fundamental knowledge.

Resumen Las bacterias probióticas son microorganismos con efectos positivos en la salud humana, gracias a las bacterias probióticas los síntomas de infecciones virales pueden mitigarse. Al respecto, varios mecanismos antivirales de las bacterias probióticas han sido propuestos. El propósito de este estudio fue determinar, de manera experimental, si extractos de bacterias probióticas reducen la infección rotavírica al interferir con la unión entre el rotavirus y sus receptores celulares blanco. Extractos de cuatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. y Bifidobacterium spp. fueron obtenidos a partir de cultivos bacterianos lisados y centrifugados. Cada uno de los extractos fue usado en experimentos para determinar si estos interfieren con la adhesión y penetración del rotavirus en células de mamífero MA104. Además, la interacción entre extractos probióticos y receptores de las células MA104 fue evaluada con ensayos de co-inmunoprecipitación, usando anticuerpos anti-integrina β3 y anti-Hsc70. Se observó que los cuatro extractos probióticos, ricos en proteínas, redujeron significativamente la infección de rotavirus en las células MA104. También se estableció que la que la actividad antiviral de los extractos probióticos es mediada por la interacción competitiva de sus proteínas con los receptores integrina β3 y Hsc70 de las células MA104, necesarios para iniciar la infección por rotavirus. Estos hallazgos constituyen un aporte al conocimiento de los mecanismos básicos de acción antiviral de las bacterias probióticas.

Resumo Bactérias probióticas são microrganismos com efeitos positivos na saúde humana, úteis na melhora de certas condições biológicas. Gracas a bactérias probióticas os sintomas de uma infecção viral podem ser aliviados. Diferentes mecanismos pelos quais as bactérias probióticas exercem seus efeitos antivirales têm sido propostos. O objetivo de este estudo foi determinar se extratos de bactérias probióticas reduzem a infecção de rotavírus (RV) ao interferir com a união entre o RV e seus receptores celulares alvo. Quatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. foram testadas. Os extratos probióticos foram obtidos após o crescimento bacteriano, lise celular e centrifugação. Os extratos probióticos obtidos foram utilizados em ensaios para determinar se interferem com a adesão e penetração de uma cepa de RV em células de mamífero MA104. Adicionalmente, a interação entre os extratos probióticos e os receptores das células MA104 foi avaliada por ensaios de co-imunoprecipitação usando anticorpos anti-integrina β3 e anti- Hsc70. Os quatro extratos probióticos, ricos em proteínas, reduziram as infecções por RV em células MA104, sugerindo uma atividade antiviral mediada por estes extratos. Todos os extratos interferiram na adesão do RV aos receptores de células MA104, sendo que as proteínas presentes nos extratos mostraram uma interação competitiva com os receptores integrina β3 e Hsc70 das células MA104, necessários para iniciar a infecção por RV. Estes resultados contribuem para o conhecimento dos mecanismos básicos de ação antiviral de bactérias probióticas.

Producción de nanopartículas de PLGA por el método de emulsión y evaporación para encapsular N-Acetilcisteína (NAC) / PLGA nanoparticles production by emulsion and evaporation to encapsulate N-acetylcysteine (NAC) / Produção de nanopartículas de PLGA pelo método de emulsão e evaporação para encapsular N-Acetilcisteína (NAC)

Se fabricaron nanopartículas de copolímero de ácido láctico y glicólico (PLGA) de tamaños inferiores a 200 nm que atraparan y transportaran N acetilcisteína (NAC) en futuras aplicaciones como sistema de liberación de fármacos. Para esto se eligió el método de emulsión sencilla con evaporación, empleándose acetato de etilo como solvente, Pluronic F127® como tensoactivo, ultrasonido como medio para generar la emulsión y agua. Se estudió el efecto de parámetros entre la fase orgánica y acuosa, amplitud y tiempo de sonicación. Se encontraron nanopartículas de 114 nm, estables coloidalmente y que atraparon un 15% de NAC. Las condiciones encontradas fueron: relación de fase orgánica a acuosa de 1 a 5, amplitud del 60% y 60 s como tiempo de ultrasonido.

Lactic and glycolic acid (PLGA) copolymer nanoparticles of less than 200 nm were produced to trap and transport N acetylcysteine (NAC) to be used in future applications, in the field of drug delivery systems. To do this, we selected the simple emulsion and evaporation method, using ethyl acetate as a solvent, Pluronic F127® as a surfactant, water and used ultrasound to generate the emulsion. The effect of the parameters during the organic to the aqueous phase was assessed as well as the amplitude and sonication. We found nanoparticles of 114 nm that trapped colloidally stable 15% NAC; the ratio of organic to the aqueous phase was 1 to 5, the amplitude 60% and the ultrasound period was 60 s.

Fabricaram-se nanopartículas e copolímero de ácido láctico e glicólico (PLGA) de tamanhos inferiores a 200 nm que capturaram e transportaram N acetilcisteína (NAC) em futuras aplicações como sistema de libertação de fármacos. Para isto se selecionou o método de emulsão simples com evaporação, empregando-se acetato de etilo como solvente, Pluronic F127® como tensioativos, ultrasons como meio para produzir a emulsão de água. Estudou-se o efeito de parâmetros entre a fase orgânica e aquosa, amplitude e tempo de sonicação. Encontraram-se nanoparticulas de 114nm, estáveis coloidamente e que capturaram cerca de 15% de NAC. As condições encontradas foram: relação da fase orgânica a aquosa de 1 a 5, amplitude de 60% e 60s como tempo de ultrasons.

Inhibition of rotavirus ECwt infection in ICR suckling mice by N-acetylcysteine, peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonists and cyclooxygenase-2 inhibitors

Live attenuated vaccines have recently been introduced for preventing rotavirus disease in children. However, alternative strategies for prevention and treatment of rotavirus infection are needed mainly in developing countries where low vaccine coverage occurs. In the present work, N-acetylcysteine (NAC), ascorbic acid (AA), some nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) agonists were tested for their ability to interfere with rotavirus ECwt infectivity as detected by the percentage of viral antigen-positive cells of small intestinal villi isolated from ECwt-infected ICR mice. Administration of 6 mg NAC/kg every 8 h for three days following the first diarrhoeal episode reduced viral infectivity by about 90%. Administration of AA, ibuprofen, diclofenac, pioglitazone or rosiglitazone decreased viral infectivity by about 55%, 90%, 35%, 32% and 25%, respectively. ECwt infection of mice increased expression of cyclooxygenase-2, ERp57, Hsc70, NF-κB, Hsp70, protein disulphide isomerase (PDI) and PPARγ in intestinal villus cells. NAC treatment of ECwt-infected mice reduced Hsc70 and PDI expression to levels similar to those observed in villi from uninfected control mice. The present results suggest that the drugs tested in the present work could be assayed in preventing or treating rotaviral diarrhoea in children and young animals.