Proteolytic activity of excretory/secretory products of Cochliomyia hominivorax larvae (Diptera: Calliphoridae) / Atividade proteolítica de produtos de excreção/secreção de Cochliomyia hominivorax (Diptera: Calliphoridae)

The protein profiles and proteolytic activity of the excretory secretory products (E/SP) of the first (L1), second (L2) and third (L3) larval stages of Cochliomyia hominivorax were studied in the laboratory. Analysis on the E/SP protein profile was carried out using polyacrylamide gel containing sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE). The E/SP of each larval stage (L1, L2 and L3) treated with protease inhibitors, containing 30µg, 40µg and 50µg of protein, was applied to the 10% polyacrylamide gel. The proteolytic activity of the crude E/SP was analyzed in gels copolymerized with gelatin and by colorimetric assays using azocasein as a substrate, with the characterization of the proteases using synthetic inhibitors. Different protein profiles were observed for the larval instars, with L1 presenting the most complex profile. Nevertheless, various protein bands were observed that were common to all the larval instars. The E/SP of all the instars showed proteolytic activity on gelatin, evidenced by proteolysis zones, predominantly with apparently higher molecular masses in L1, while for L2 and L3 the proteolysis zones could also be observed in regions with lower masses. Tests with protease inhibitors using gelatin as substrate showed that the E/SP of larvae were mainly composed of serine proteases. Additionally, inhibition was observed in L2 E/SP treated previously with EDTA, an inhibitor of metalloproteases. The assays with azocasein revealed a gradual increase of proteolytic activity on this substrate with larval development progress, with the strongest inhibitions being observed after treatments with 3,4-dichloroisocoumarin (DCI) for E/SP of L1, L2 and L3. These results suggest that C. hominivorax larvae produce different proteases, a fact that can be related to the parasite's vital processes for survival, such as penetration into the host's tissues and nutrition during the larval stage.(AU)

Os perfis protéicos e a atividade proteolítica dos produtos de excreção/secreção (PE/S) das larvas de primeiro (L1), segundo (L2) e terceiro (L3) estágios de Cochliomyia hominivorax foram estudados em laboratório. Os perfis protéicos foram obtidos por eletroforese em géis de poliacrilamida (SDS-PAGE). Os PE/S de cada fase larval (L1, L2 e L3), tratados com inibidores de proteases, contendo 30µg, 40µg e 50µg de proteína, foram aplicados em géis de poliacrilamida a 10%. A atividade proteolítica dos PE/S na sua forma nativa, foi analisada em géis co-polimerizados com gelatina e por testes colorimétricos usando a azocaseína como substrato, com a caracterização das proteases feita por meio de inibidores sintéticos. Diferentes perfis protéicos foram observados para os instares larvais, com L1 apresentando o perfil mais complexo. Apesar disso, foram observadas várias bandas protéicas comuns a todos os estágios larvais. Os PE/S de todos os instares mostraram atividade proteolítica sobre a gelatina, evidenciada por zonas de proteólise, com predominância de massas moleculares aparentes mais altas em L1, enquanto que para L2 e L3 as zonas de proteólise puderam ser observadas também em regiões de menores massas. Os testes com inibidores de proteases usando a gelatina como substrato mostraram que os PE/S de L1, L2 e L3 eram compostos principalmente de serina-proteases. Adicionalmente, inibição foi observada nos PE/S de L2 tratada previamente com EDTA, um inibidor de metalo-proteases. Os ensaios com a zocaseína revelaram um aumento gradual da atividade proteolítica sobre este substrato com o progresso do desenvolvimento larval, com a mais forte inibição sendo observada após o tratamento com 3,4 dicloroisocumarina (DCI) para os PE/S de L1, L2 e L3. Estes resultados sugerem que as larvas de C. hominivorax produzem diferentes proteases, fato que pode estar relacionado a processos vitais para a sobrevivência do parasita, tais como a penetração nos tecidos dos hospedeiros e nutrição durante os estágios larvais.(AU)

EFFECT OF Bifidobacterium animalis ON MICE INFECTED WITH Strongyloides venezuelensis / Efeito da administração de Bifidobacterium animalis sobre a infecção por Stongyloides venezuelensis em camundongos

The administration of viable Bifidobacterium animalis was tested to induce resistance against Strongyloides venezuelensis infection in mice. Effects on parasite burden, worm length, egg output, and intestinal mucosal histology were evaluated. The oral administration of B. animalis, strain 04450B, starting 14 days before the inoculation of nematode larvae significantly decreased the worm burden and egg output. In probiotic treated animals, the percent reduction of adult worms in the intestine was of 33% and the reduction of egg production was of 21%, compared with those of the control group. The duodenum villous height and villous/crypt ratio were significantly higher in probiotic-treated mice, indicating that this group could be experiencing less intestinal damage. The present findings revealed that the administration of B. animalis for the amelioration of host response to nematode infections is biologically plausible and could have some potential for impacting public health. Meanwhile, further study is needed to delineate the nature and identity of the factor(s) involved in these beneficial effects.

Os efeitos da administração de Bifidobacterium animalis viáveis sobre a infecção por Strongyloides venezuelensis foram avaliados em camundongos experimentalmente infectados. Os parâmetros analisados incluíram a carga parasitária, o comprimento dos vermes, a quantidade de ovos eliminados e a histologia da mucosa intestinal. A administração oral da cepa 04450B de B. animalis, iniciada 14 dias antes da inoculação de larvas do nematódeo, foi acompanhada de uma redução significativa do número de vermes que se estabeleceu no intestino e do número de ovos eliminados nas fezes. Nos animais tratados com o probiótico, o percentual de redução de vermes adultos no intestino foi de 33% e da produção de ovos foi de 21%, em comparação com os do grupo controle. O comprimento das vilosidades do duodeno e a relação vilus/cripta foram significativamente maiores nos animais tratados, indicando que nestes animais as lesões intestinais foram mais leves. Os resultados do presente trabalho revelaram que a administração de B. animalis com o propósito de modular a resposta do hospedeiro contra infecções por nematódeos é uma possibilidade biologicamente plausível com impacto potencial em saúde pública. No entanto, são ainda necessários mais estudos para esclarecer os mecanismos de ação destes microrganismos e identificar os fatores envolvidos na produção dos efeitos benéficos.

In vitro ANTIGIARDIAL ACTIVITY OF THE CYSTEINE PROTEASE INHIBITOR E-64 / Atividade in vitro do inibidor de cisteína-proteases E-64 sobre trofozoítos de Giardia

The quest for new antiparasitic alternatives has led researchers to base their studies on insights into biology, host-parasite interactions and pathogenesis. In this context, proteases and their inhibitors are focused, respectively, as druggable targets and new therapy alternatives. Herein, we proposed to evaluate the in vitro effect of the cysteine protease inhibitor E-64 on Giardia trophozoites growth, adherence and viability. Trophozoites (105) were exposed to E-64 at different final concentrations, for 24, 48 and 72 h at 37 °C. In the growth and adherence assays, the number of trophozoites was estimated microscopically in a haemocytometer, whereas cell viability was evaluated by a dye-reduction assay using MTT. The E-64 inhibitor showed effect on growth, adherence and viability of trophozoites, however, its better performance was detected in the 100 µM-treated cultures. Although metronidazole was more effective, the E-64 was shown to be able to inhibit growth, adherence and viability rates by ≥ 50%. These results reveal that E-64 can interfere in some crucial processes to the parasite survival and they open perspectives for future investigations in order to confirm the real antigiardial potential of the protease inhibitors.

As cisteína-proteases estão entre os alvos mais promissores para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos, visto que participam de eventos fundamentais do ciclo de vida de muitos microorganismos, inclusive Giardia. Como a atividade das proteases pode ser controlada por inibidores específicos, essas substâncias têm sido avaliadas quanto ao potencial antiparasitário. Diante disso, o presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito in vitro do inibidor de cisteína-proteases E-64 sobre o crescimento, a aderência e a viabilidade de trofozoítos de cepa de Giardia isolada em Botucatu. Nos ensaios de crescimento e aderência, o número de trofozoítos foi estimado microscopicamente em hemocitômetro, enquanto que a viabilidade celular foi avaliada pelo método do MTT. No presente estudo, embora o metronidazol tenha se apresentado bastante efetivo, o E-64 mostrou ser capaz de inibir o crescimento, a aderência e a viabilidade em taxas superiores a 50%, especialmente nos cultivos expostos à concentração de 100 µM. A despeito de preliminares, esses resultados demonstram que o inibidor E-64 pode interferir em processos primordiais para a sobrevivência do parasita, além do que, abrem novas perspectivas para investigações futuras a fim de se avaliar o real potencial giardicida dos inibidores de proteases.

MOLECULAR TYPING OF Giardia duodenalis ISOLATES FROM NONHUMAN PRIMATES HOUSED IN A BRAZILIAN ZOO / Genotipagem de isolados de Giardia duodenalis de primatas não humanos mantidos em zoológico do Brasil

Giardia infections in captive nonhuman primates (NHP) housed at a Brazilian zoo were investigated in order to address their zoonotic potential. Fresh fecal samples were collected from the floors of 22 enclosures where 47 primates of 18 different species were housed. The diagnosis of intestinal parasites after concentration by sedimentation and flotation methods revealed the following parasites and their frequencies: Giardia (18%); Entamoeba spp. (18%); Endolimax nana (4.5%); Iodamoeba spp. (4.5%); Oxyurid (4.5%) and Strongylid (4.5%). Genomic DNA extracted from all samples was processed by PCR methods in order to amplify fragments of gdh and tpi genes of Giardia. Amplicons were obtained from samples of Ateles belzebuth, Alouatta caraya, Alouatta fusca and Alouatta seniculus. Clear sequences were only obtained for the isolates from Ateles belzebuth (BA1), Alouatta fusca (BA2) and Alouatta caraya (BA3). According to the phenetic analyses of these sequences, all were classified as assemblage A. For the tpi gene, all three isolates were grouped into sub-assemblage AII (BA1, BA2 and BA3) whereas for the gdh gene, only BA3 was sub-assemblage AII, and the BA1 and BA2 were sub-assemblage AI. Considering the zoonotic potential of the assemblage A, and that the animals of the present study show no clinical signs of infection, the data obtained here stresses that regular coproparasitological surveys are necessary to implement preventive measures and safeguard the health of the captive animals, of their caretakers and of people visiting the zoological gardens.

A pesquisa de infecções por Giardia e a caracterização genotípica deste protozoário foi realizada em primatas não humanos (PNH) mantidos em Zoológico a fim de avaliar o seu potencial zoonótico. As amostras dos animais consistiram de fezes colhidas do piso de 22 baias onde eram mantidos 47 primatas de 18 diferentes espécies. Exames coproparasitológicos foram realizados pelos métodos de concentração por sedimentação e centrífugo-flutuação e revelaram a presença dos seguintes parasitas e suas respectivas frequências: Giardia (18%); Entamoeba spp. (18%); Endolimax nana (4.5%); Iodamoeba spp. (4.5%); oxiurídeos (4.5%) e estrongilídeos (4.5%). O DNA extraído de todas as amostras fecais foi submetido à técnica de PCR para a amplificação dos genes gdh e tpi de Giardia, porém, só foram obtidos amplicons das quatro amostras positivas provenientes de Ateles belzebuth, Alouatta caraya, Alouatta fusca and Alouatta seniculus. O seqüenciamento dos fragmentos amplificados foi possível apenas para as amostras oriundas de Ateles belzebuth (BA1), Alouatta fusca (BA2) e Alouatta caraya (BA3), cuja análise fenética de ambos os genes revelou pertencerem ao genótipo A. As análises das sequências de tpi revelaram que todas as amostras pertencem ao subgenótipo AII. No que se refere ao gene gdh as análises revelaram uma amostra pertencente ao subgenótipo AII (BA3) e duas ao subgenótipo A1 (BA1 e BA2). Considerando o potencial zoonótico do genótipo A e o fato de que os animais não apresentavam sintomas de infecção, os dados do presente trabalho salientam a importância de se realizar, periodicamente, exames coproparasitológicos dos animais de zoológico, para implementação de medidas preventivas para resguardar a saúde dos animais em cativeiro, a de seus tratadores e dos visitantes de parques zoológicos.

Partial characterization of proteolytic activity in Giardia duodenalis purified proteins

This report describes a preliminary characterization of proteolytic activity of proteins isolated from lysate of Giardia trophozoites of an axenic Brazilian strain. Fractions obtained by high-performance liquid chromatography (FPLC) were tested in SDS-polyacrylamide gel for the protein profiles, and the proteases activity was analyzed using gelatin impregnated SDS-PAGE. The proteases characterization was based on inhibition assays employing synthetic inhibitors for cysteine (E-64, IAA), serine (PMSF, TPCK, TLCK, and elastatinal), metalo (EDTA) and aspartic (pepstatin) proteases. Among thirty eluted fractions, polypeptide bands were observed in eight of them, however, proteolytic activity was detected in four ones (F23, F24, F25 and F26). Protein profiles of these fractions showed a banding pattern composed by few bands distributed in the migration region of 45 to < 18 kDa. The zymograms revealed proteolytic activity in all the four fractions assayed, mainly distributed in the migration region of 62 to 35 kDa. Among the profiles, the main pronounced zones of proteolysis were distinguished at 62, 55, 53, 50, 46 and 40 kDa. In inhibition assays, the protease activities were significantly inhibited by cysteine (E-64) and serine proteases (TPCK, TLCK and elastatinal) inhibitors. Gels incubated with other cysteine and serine protease inhibitors, IAA and PMSF, respectively, showed a decrease in the intensity of hydrolysis zones. Indeed, in the assays with the inhibitors EDTA for metalloproteases and pepstatin for aspartic proteases, none inhibition was detected against the substrate. These observations are relevants, especially if we consider that to define the real role of the proteases in host-parasite interaction, the purification of these enzymes for detailed studies may be warranted.

O presente estudo consiste em uma caracterização preliminar da atividade proteolítica de frações de proteínas purificadas a partir de lisados de trofozoítos de cepa isolada e axenizada no Brasil. Frações obtidas por cromatografia líquida (FPLC) foram analisadas quanto ao perfil eletroforético em géis de poliacrilamida (SDS-PAGE) e a atividade proteolítica foi avaliada em géis contendo gelatina como substrato. A caracterização das enzimas foi realizada a partir da análise do efeito de inibidores sintéticos de cisteína-proteases (E-64, IAA), serina-proteases (PMSF), serina e cisteína-proteases (TPCK, TLCK, elastatinal), metalo-proteases (EDTA) e aspartil proteases (pepstatina) sobre a degradação do substrato. Entre 30 frações eluídas, bandas de proteínas foram observadas em oito delas, entretanto, atividade proteolítica foi detectada apenas nas frações 23, 24, 25 e 26. O perfil eletroforético das proteínas revelou poucas bandas distribuídas na faixa de 45 a 18 kDa. Os zimogramas revelaram zonas de proteólise na faixa de aproximadamente 62 a 35 kDa, entretanto destacaram-se as bandas de hidrólise de 62, 55, 53, 50, 46 e 40 kDa. Nos ensaios de inibição, a proteólise foi marcantemente inibida por E-64, TPCK, TLCK e elastatinal. Redução discreta da proteólise foi observada com IAA e PMSF, enquanto que EDTA e pepstatina não promoveram alteração dos perfis de hidrólise. Estas observações são relevantes, especialmente se considerarmos que para elucidar o envolvimento das proteases na relação parasita-hospedeiro, a purificação dessas moléculas é um requisito importante.

Protease activity in Giardia duodenalis trophozoites of axenic strains isolated from symptomatic and asymptomatic patients

We have examined by gelatin-SDS-PAGE the protease activity in cell lysates of Giardia duodenalis trophozoites of two axenic strains isolated in Brazil from a symptomatic patient (BTU-11) and an asymptomatic carrier (BTU-10), and the reference strain Portland 1 (P1). The proteolysis band patterns showed differences among strains isolated from asymptomatic and symptomatic individuals. The lysate of the strain BTU-10, showed only five hydrolysis bands, while a greater number of bands (10-11 bands) was seen in strains BTU-11 and P1. The protease activity in all lysates was inhibited by cysteine (E-64 and iodoacetamide) and serine proteases (TPCK and TLCK) inhibitors, but not by PMSF and EDTA. In general, the results revealed protease activities in G. duodenalis trophozoites of Brazilian axenic strains and the predominance of cysteine proteinases. It should be stressed the inter-strain difference in hydrolysis band patterns observed between strains isolated from symptomatic patients and the strain obtained from an asymptomatic carrier

Analysis of proteins from membrane and soluble fractions of Giardia duodenalis trophozoites of two Brazilian axenic strains

In the present study, we have analyzed by sodium docecyl sulphate - polyacrilamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), immunoblotting and Concanavalin A blotting (Con A blotting) proteins of membrane fractions and soluble fractions obtained from Giardia duodenalis trophozoites of two axenic strains isolated in Brazil from a symptomatic (BTU-11) and an asymptomatic patient (BTU-10), as compared to the reference strain Portland 1. Both Brazilian strains showed a complex and homogeneous electrophoretic pattern of proteins, but some differences could be observed. Several glycoproteins were detected, particularly the proteins of 81, 72, 59 kDa and the protein of 62 kDa in the membrane proteins and cytosol, respectively. Many antigenic components were revealed by anti-Giardia rabbit IgG antibodies in the immunoblotting analysis. Among these components, the membrane protein of 32 kDa and the cytosol protein of 30 kDa could be related to giardin, as previously demonstrated

Detection of anti-Giardia lamblia serum antibody among children of day care centers

OBJETIVOS: Detectar anticorpos séricos anti-Giardia lamblia entre crianças atendidas em creches e estimar a freqüência de infecçäo por Giardia lamblia em área endêmica. MÉTODOS: Foram coletadas três amostras de fezes de cada uma das 147 crianças de três creches da rede municipal de Botucatu, SP, com idade variando de 0 a 6 anos, e as amostras foram processadas pelos métodos de sedimentaçäo espontânea e flutuaçäo pelo sulfato de zinco. Amostras de sangue foram obtidas da polpa digital, coletadas em papel de filtro e testadas pelos métodos de imunofluorescência indireta (IFI) e de reaçäo imunoenzimática (Elisa) para pesquisa de IgG anti-Giardia. RESULTADOS E CONCLUSOES: De um total de 147 crianças, 93 (63,3por cento) apresentaram cistos de Giardia nas fezes. Dos 147 eluatos testados, 93 (63,3 por cento) e 100 (68por cento) foram positivos para Giardia em IFI e em Elisa, respectivamente. A sensibilidade de IFI foi de 82por cento e de Elisa, 72 por cento. Contudo, Elisa foi menos específica (39 por cento) do que IFI (70 por cento). A imunofluorescência indireta apresentou maior concordância com o exame de fezes do que Elisa

Giardia duodenalis: inter-strain variability of proteins, antigens, proteases, isoenzymes and nucleic acids

Os isolados de Giardia duodenalis de individuos assintomaticos, de pacientes e de animais apresentam diferencas e semelhancas em sua composicao proteica, expressao de antigenos, proteases e isoenzimas, assim como na constituicao dos acidos nucleicos. A presente revisao analisa estas diferencas com enfase na interacao parasita e hospedeiro, e nos possiveis mecanismos de virulencia do protozoario

Ocurrence of Giardia lamblia in children of municipal day-care centers from Botucatu, Sao Paulo state, Brazil

Foi realizado um levantamento parasitologico em tres creches da rede municipal: duas na area urbana, uma no centro da cidade e a outra na periferia, e a terceira na zona rural. Tres amostras de fezes, coletadas com intervalo de 7 dias, foram obtidas de 147 criancas com idade variando de 0 a 6 anos e de 20 funcionarios. Cada amostra foi processada pelos metodos de sedimentacao espontanea e centrifugo - flutuacao com sulfato de zinco. Os resultados demonstraram que das 147 criancas examinadas, 93 (63,3 por cento) apresentaram cistos de G. lamblia. O uso de 3 amostras de fezes aumentou a positividade do exame para o diagnostico deste parasita, uma vez que dos 93 casos positivos, 24 (25,5 por cento) e 8 (8,5 por cento) foram diagnosticados somente apos o exame da segunda e terceira amostra, respectivamente. Outros parasitas e comensais intestinais como Ascaris lumbricoides (20,4 por cento), Trichuris trichiura (19,0 porcento), Hymenolepis nana (8,8 por cento), Entamoeba coli (22,4 por cento) e Blastocystis hominis (32,0 por cento) foram diagnosticados...

Blastocystis hominis: occurrence in children and staff members of municipal day-care centers from Botucatu, Säo Paulo State, Brazil

To study the frequency of Blastocystis hominis among healthy individuals, feces were collected from 153 children and 20 staff members of some municipal day-care centers. Three separate stool specimens of each individual were processed by Lutz and Faust methods. From 173 studied individuals, 60 (34.7 per cent ) showed B. hominis, frequently in association with other intestinal parasites and/or commensals. B. hominis was found mainly in adults and children between 36 and 72 months old. All positive cases were detected only by Lutz method and the use of three stool specimens increased the positivity of the parasitological diagnostic

Antibodies against Entamoeba histolytica in individuals with intestinal amoebiasis presenting cysts and/or trophozoites in the feces

Amostras de soros foram obtidas de 154 individuos comprovadamente parasitados pela Entamoeba histolytica (78 sintomaticos e 76 assintomaticos). Doze apresentavam trofozoitas nas fezes, enquanto 142 tinham apenas cistos. Os soros foram utilizados para testar a ocorrencia de anticorpos anti-Entamoeba histolytica, empregando-se para tal, Reacao de Hemaglutinacao Indireta (HAI), Reacao de Imunofluorescencia Indireta (RIFI), Reacao de Fixacao de Complemento (RFC) e Contraimunoeletroforese (CIEP). Entre os soros dos individuos com trofozoitas em suas fezes, 75,0 por cento foram positivos para HAI e RIFI, 83,3 por cento por RFC, e 41,7 por cento por CIEP. Nos individuos que tinham apenas cistos, resultados positivos pelos mesmos testes foram respectivamente, 5,6 por cento; 12,0 por cento; 19,0 por cento e 5,6 por cento. A diferenca em relacao aos titulos de anticorpos detectados atraves de HAI, RIFI, RFC e CIEP e em relacao a presenca de trofozoitas ou cistos nas fezes foi significativa para as quatro reacoes imunologicas, quando 'X IND. 2' foi empregado (P<0,05).