Fast Skeletal Muscle Troponin and Tropomyosin as a Dietary Source of Antidiabetic and Antihypertensive Bioactive Peptides: An In Silico Study / Troponina y Tropomiosina de Músculo Esquelético como Fuente Alimentaria de Péptidos Bioactivos Antidiabéticos y Antihipertensivos: Estudio In Silico

Background: The nutraceutical properties of food hydrolysates rely on multiple biochemical interactions involving the modulation of enzymes and cellular receptors. Numerous bioactive peptides released from troponin and tropomyosin digestion have been identified. Their characterization has mostly been performed by hydrolysis catalyzed by proteases unrelated to the human digestive system. Objective: This study aimed to determine the bioactive profile of beef, pork, and chicken meat by analyzing the frequency and pharmacokinetics of biopeptides released from troponin and tropomyosin. Methods:In silico digestion and biopeptide release frequency were studied by three parameters; bioactive fragments release frequency (AE), frequency percentage (W), and mean occurrence (AS), all stated on the BIOPEP-UWM platform. Further on, hydrolysis end-products were screened based on gastrointestinal-absorption probability and pharmacokinetic profiling performed on SwissADME, SwissTargetPrediction, and ADME/Tlab bioinformatics web tools. Statistical analyses were performed using a one-way ANOVA test. Results: Dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) and angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibiting biopeptides exhibited the highest release frequency. Moreover, W and ASparameters showed no significant difference (p>0.05) between the myofibrillar isoforms assessed. Seven biopeptides were classified as highly absorbable and reported optimal drug-likeness compliance. Although biopeptides hold good pharmacokinetic properties, the therapeutic potency of biopeptides showed to be lower than those of DPP-IV and ACE-inhibiting drugs. Conclusions: Troponin and tropomyosin are rich dietary sources of bioactive peptides, mainly DPP-IV and ACE inhibitors. Digestion end-products are mainly dipeptides with optimal pharmacokinetic and drug-like properties, suggesting a potential therapeutic application in hypertensive and hyperglycemic disorders

Antecedentes: Las propiedades nutracéuticas de los hidrolizados de alimentos dependen de múltiples interacciones bioquímicos que involucran la modulación de enzimas y receptores celulares. Se han identificado numerosos péptidos bioactivos liberados de la digestión de troponina y tropomiosina, pero su caracterización se ha llevado a cabo principalmente por hidrólisis catalizada por proteasas ajenas al sistema digestivo humano. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar el perfil bioactivo de la carne de res, cerdo y pollo mediante el análisis de la frecuencia y farmacocinética de los biopéptidos liberados de la troponina y la tropomiosina. Métodos: Se estudió la digestión in silico y la frecuencia de liberación de biopéptidos mediante dos parámetros; frecuencia de liberación de fragmentos bioactivos (AE), frecuencia porcentual (W) y ocurrencia media (AS), ambos indicados en la plataforma BIOPEP-UWM. Más adelante, los productos finales de la hidrólisis se examinaron en función de la probabilidad de absorción gastrointestinal y el perfil farmacocinético realizado en las herramientas bioinformáticas SwissADME, SwissTargetPrediction y ADME/Tlab. El análisis estadístico se llevó a cabo mediante una prueba ANOVA de una vía. Resultados: Los biopéptidos inhibidores de la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV) y la enzima convertidora de angiotensina (ECA) exhibieron la mayor frecuencia de liberación. Además, los parámetros W y ASno mostraron diferencias significativas (p> 0.05) entre las isoformas miofibrilares evaluadas. Siete biopéptidos se clasificaron como altamente absorbibles e informaron un cumplimiento óptimo de similitud con el fármaco. Aunque los biopéptidos tienen propiedades farmacocinéticas adecuadas, su potencia terapéutica demostró ser menor que la de los fármacos inhibidores de la DPP-IV y la ACE. Conclusiones: La troponina y la tropomiosina son una fuente dietética rica en péptidos bioactivos, principalmente DPP-IV e inhibidores de la ACE. Los productos finales de la digestión son principalmente dipéptidos con propiedades farmacocinéticas óptimas y similares a la de los fármacos, lo que sugiere una aplicación terapéutica factible en trastornos hipertensivos e hiperglicémicos

Anticuerpos IgG4 específicos anti Aedes aegypti como factor protector en niños con dengue grave / Aedes aegypti-specifc IgG4 Antibodies as a Protection Factor in Children with Severe Dengue / Anticorpos IgG4 específicos anti-aedes aegypti como fator de proteção em crianças com dengue grave

Resumen: Introducción: La infección por el virus del dengue es un problema de salud pública mundial. El virus es transmitido por la picadura de mosquitos del género Aedes. Las proteínas de la saliva del vector Aedes aegypti inducen anticuerpos IgE e IgG4 específicos, cuya relación con la gravedad del dengue aún es desconocida. Objetivo: Evaluar la asociación entre anticuerpos IgE e IgG4 específicos anti A. aegypti con la gravedad de la infección por dengue. Método: Se realizó un estudio transversal en el que se incluyeron 16 niños con dengue grave (DG), 15 niños con dengue con signos de alarma (DCSA) y 26 niños sanos, todos menores de 15 años. Se determinaron niveles séricos de IgE e IgG4 específicas de A. aegypti; también se cuantificó VEGF, SST2 y VEGFRI por ELISA. Para las variables cualitativas se calcularon proporciones y odds ratio (OR); en las variables cuantitativas se hallaron medianas, rango intercuartílico y se utilizó la prueba U Mann Whitney. Resultados: La oportunidad de los niños de tener dg con niveles séricos de IgG4 específica mayores de 0,5 OD es 78 % menor [OR=0,22] (IC de 95 % de 0,06-0,77), comparado con la oportunidad de tener dg con niveles séricos de IgG4 específica menores de 0,5 OD. Plaquetas (p=0,0002) y VEFG (p=0,003) más elevado en los pacientes con DCSA y SST2 fue más alto en el DG (p=0,004). Conclusión: Niveles de anticuerpos de IgG4 anti A. aegypti se relacionan con menor gravedad clínica del dengue.

Abstract: Introduction: Dengue virus infection is a global public health problem. The bite of Aedes mosquitoes transmits the virus. The proteins in the saliva of the Aedes aegypti vector induce specific IgE and IgG4 antibodies, whose relationship with the severity of dengue is still unknown. Aim: To evaluate the association between A. aegypti-specific IgE and IgG4 antibodies and the severity of dengue infection. Method: A cross-sectional study was carried out involving 16 children with severe dengue (DG), 15 children with dengue and warning signs (DCSA), and 26 healthy children, all of them under 15 years of age. Serum levels of A. aegypti-specific IgE and IgG4 were determined; VEGF, SST2, and VEGFRI were also quantified by ELISA. For the qualitative variables, proportions and odds ratios (OR) were calculated; as to the quantitative variables, medians and interquartile range were found and the U Mann Whitney test was used. Results: Children's chance of having DG with specific IgG4 serum levels greater than 0.5 DO is 78 % lower [OR = 0.22] (95% CI, 0.06-0.77), compared to the possibility of having dg with specific IgG4 serum levels less than 0.5 DO. Platelets (p = 0.0002) and VEFG (p = 0.003) that are higher in patients with DCSA and SST2 were higher in DG (p = 0.004). Conclusion: A. aegypti-specific IgG4 antibody levels are related to lower clinical severity of dengue.

Resumo: Introdução: A infecção pelo vírus da dengue é um problema mundial de saúde pública. O vírus é transmitido pela picada de mosquitos do gênero Aedes. As proteínas na saliva do vetor Aedes aegypti induzem anticorpos IgE e IgG4 específicos, cuja relação com a gravidade da dengue ainda é desconhecida. Objetivo: Avaliar a associação entre anticorpos IgE e IgG4 específicos Anti-Aedes ae-gypti com a gravidade da infecção por dengue. Método: Foi realizado um estudo transversal no qual foram incluídas 16 crianças com dengue grave (DG), 15 crianças com dengue com sinais de alarme (DCSA) e 26 crianças saudáveis, todas com menos de 15 anos de idade. Os níveis séricos de IgE e IgG4 específicos para Aedes aegypti foram determinados. VEGF, SST2 e VEGFR1 também foram quantificados por ELISA. Para as variáveis qualitativas, foram calculadas proporções e odds ratio (OR). Nas variáveis quantitativas foram encontradas medianas, intervalo interquartil e utilizado o teste U de Mann Whitney. Resultados: A chance de as crianças terem dg com níveis séricos de IgG4 específica maiores que 0,5 od é 78% menor [OR=0,22] (IC 95% 0,06-0,77), em comparação com a chance delas terem dg com níveis séricos de IgG4 específica menor que 0,5 od. As plaquetas (p=0,0002) e VEFG (p=0,003) foram maiores nos pacientes com DCSA e o SST2 foi maior no DG (p=0,004). Conclusão: Os níveis de anticorpos IgG4 Anti-Aedes aegypti estão relacionados à menor gravidade clínica da dengue.

Reatividade cruzada entre ácaro e camarão: qual o efeito da imunoterapia? / Cross-reactivity between dust mite and shrimp: what is the effect of immunotherapy?

Objetivo: O objetivo desse estudo foi avaliar alterações na resposta clínica e imunológica ao camarão após a imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus. Métodos: Selecionou-se 35 indivíduos alérgicos a Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), os quais foram submetidos a testes cutâneos de leitura imediata. A detecção de IgE específica in vitro foi feita para o ácaro, camarão, e para tropomiosina de camarão. Em todos, avaliou-se reatividade clínica ao camarão através de provocação oral. Dez pacientes foram alocados para o grupo controle, e 25 foram submetidos à imunoterapia alérgeno específica para o ácaro. Os testes cutâneos e a dosagem de IgE sérica específica foram repetidas após a indução da imunoterapia, e após 1 ano do início. A reatividade clínica ao camarão foi reavaliada no final do estudo pela provocação oral. Resultados: No grupo dos pacientes que foram submetidos à imunoterapia, observamos diminuição na reatividade nos testes cutâneos e dosagem de IgE específica para Der p e camarão. Dos 10 pacientes com testes cutâneos positivos para camarão, 4 foram negativos na dosagem após um ano de imunoterapia (p= 0,04). Quanto à dosagem sérica de IgE para camarão, dos 9 positivos no início, 6 ficaram negativos (p= 0,014). Nenhum paciente submetido a imunoterapia desenvolveu nova sensibilização para camarão. Não houve alteração na reatividade clínica ao camarão após imunoterapia. Conclusão: A imunoterapia para Dermatophagoides pteronyssinus foi acompanhada de diminuição da reatividade imunológica para camarão e clinicamente não houve alteração da sensibilidade a camarão.

Objective: The objective of this study was to determine changes in clinical and immunological response to shrimp after immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus. Methods: We studied 35 allergic subjects to Dermatophagoides pteronyssinus (Der p) submitted to skin tests. The detection of serum specific IgE was performed to mite, shrimp, and tropomyosin from shrimp. In all patients, the clinical reactivity to shrimp was assessed through oral challenge. Ten patients were allocated to the control group, and 25 were submitted to immunotherapy for mite. Skin tests and determination of serum specific IgE were repeated after the induction of limmnunotherapy (3-4 months) and 1 year after of beginning of the treatment. The clinical reactivity to shrimp was assessed again at the end of the study by oral challenge. Results: In the group of patients who were undergoing immunotherapy, we observed decreased reactivity in the skin tests and specific IgE levels to Der p and shrimp. Among the 10 patients with positive skin tests to shrimp, 4 were negative when assessed after one year of immunotherapy (p = 0.04). About serum specific IgE to shrimp, from the 9 positive reactors in the beginning of treatment, 6 became negative (p= 0.014). There was no change in clinical reactivity to shrimp after immunotherapy. Conclusion: The immunotherapy for Dermatophagoides shrimp. pteronyinus was accompanied by decreased immune reactivity to shrimp and c1inically there was no change in sensitivity to shrimp.

Tropomiosinas e reatividade cruzada / Crossreactivity of tropomyosin

Objetivo: Apresentar e discutir a relevância da tropomiosina como panalérgeno e implicações clínicas de sua reatividade cruzada. Métodos: Revisão da literatura que aborda aspectos bioquímicos e moleculares da tropomiosina como alérgeno presente em ácaros, baratas, camarão, lagosta, caracol e helmintos, em particular Ascaris lumbricoides e Schistossoma mansoni. Buscou-se enfatizar a relevância desta família de proteínas como panalérgenos em estudos clínicos que analisaram as implicações da hipótese de reatividade cruzada desta proteína, levando à sensibilização do paciente infectado por helminto e ao reconhecimento e apresentação da tropomiosina, tornando-o igualmente sensibilizado a ácaros, baratas e outras fontes de tropomiosina de invertebrados, aumentando a chance de desenvolvimento de atopia e doenças alérgicas, particularmente asma. Resultados: A superfamília das tropomiosinas é considerada a mais prevalente fonte de alérgenos alimentares de origem animal. Existe alta homologia de sequência quando comparamos separadamente tropomiosinas de seres vertebrados e invertebrados, porém esta homologia torna-se baixa quando comparadas as sequências de grupos vertebrados versus invertebrados. Estudos apontam que existem diferentes desfechos para indivíduos parasitados quanto ao aumento da prevalência de doenças alérgicas. O mesmo para indivíduos sob imunoterapia específica para ácaros em indivíduos com alergia alimentar a tropomiosina. Conclusões: Tropomiosinas são proteínas altamente conservadas entre invertebrados e induzem resposta IgE mediada. Quanto maior a distância evolucionária dos seres vivos, menor a homologia de sequência de suas tropomiosinas (vertebrados versus invertebrados). Existe fundamento para a reatividade cruzada das tropomiosinas. Mais estudos são necessários para avaliar se a reatividade cruzada entre tropomiosinas de invertebrados é clinicamente relevante, de forma á permitir recomendações precisas aos pacientes.

Objective: To present and discuss tropomyosin relevance as a pan allergen and the implication of its cross reactivity. Methods: Review of the literature from the biochemical and molecular aspects of tropomyosin as an allergen present in mite, cockroach, shrimp, lobster, snail and helminthes, particularly Ascaris lumbricoides and Schistossoma mansoni. Here we aimed to remark the relevance of this protein family as pan allergens in clinical trials which analyzed the implications of the cross reactivity hypothesis, where a patient infected by helminthes would be at risk to develop sensitivity to other tropomyosin sources, especially from mites and cockroaches, enhancing the odds of atopy and allergic diseases development, particularly asthma. Results: Tropomyosin superfamily is considered the most prevalent source of animal food allergen. There is a high homology sequence when tropomyosins are compared within the vertebrate group and invertebrate group, but there is a low sequence homology when vertebrate tropomyosin is compared to invertebrate tropomyosin. Clinical trials were inconsistent to confirm that helminthiasis would increase the prevalence of allergic diseases and there are different outcomes for tropomyosin food allergic patients that undergo immunotherapy. Conclusions: Tropomyosins are highly conserved proteins among invertebrates and induce IgE antibody responses. The higher tropomyosin evolutionary distance the lower the degree of sequence identity (vertebrates vs invertebrates). Tropomyosins provide support for IgE crossreactivity. Further studies are necessary to evaluate whether the immunologic crossreactivity among invertebrate tropomyosins is clinically relevant, and to allow precise recommendations to allergic patients.

Efeito da imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus na resposta clínica e imunológica ao camarão / Effect of immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus in the clinical and immunological response to shrimp

Objetivo: O objetivo desse estudo foi avaliar alterações na resposta clínica e imunológica ao camarão após a imunoterapia com Dermatophagoides pteronyssinus. Métodos: Selecionou-se 35 indivíduos alérgicos a Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), os quais foram submetidos a testes cutâneos de leitura imediata para ácaros, baratas, camarão, tropomiosina recombinante, além de cão, gato e fungos. A detecção de IgE espcífica in vitro foi feita para o ácaro, camarão, barata americana e para suas tropomiosinas. Em todos, avaliou-se reatividade clínica ao camarão através de provocação oral. Dez pacientes foram alocados para o grupo controle, e 25 foram submetidos à imunoterapia alérgeno específica para o ácaro. Os testes cutâneos e a dosagem de IgE sérica específica foram repetidas após a indução da imunoterapia, e após 1 ano do início. A reatividade clínica ao camarão foi reavaliada no final do estudo pela provocação oral. Resultados: No grupo dos pacientes que foram submetidos à imunoterapia, observamos diminuição na reatividade nos testes cutâneos e dosagem de IgE específica para Der p, camarão e tropomiosina recombinante. Dos 10 pacientes com testes cutâneos positivos para camarão, 4 foram negativos na dosagem após um ano de imunoterapia (p= 0,04). Quanto à dosagem sérica de IgE para camarão, dos 9 positivos no início, 6 ficaram negativos (p= 0,014). Nenhum paciente submetido a imunoterapia desenvolveu nova sensibilização para camarão. Não houve alteração na reatividade clínica ao camarão após imunoterapia. Conclusão: A imunoterapia para Dermatophagoides pteronyssinus foi acompanhada de diminuição da reatividade imunológica para camarão e clinicamente não houve alteração da sensibilidade a camarão.

Objective: The objective of this study was to determine changes in clinical and immunological response to shrimp after immunotherapy with Dermatophagoides pteronyssinus. Methods: We studied 35 allergic subjects to Dermatophagoides pteronyssinus (Der p), submitted to skin tests to mites, cockroach, shrimp, recombinant tropomyosin, and dog, cat and fungi. The detection of serum specific IgE was performed to mite, shrimp, and tropomyosin from American cockroach. In all patients, the clinical reactivity to shrimp was assessed through oral challenge. Ten patients were allocated to the control group, and 25 were submitted to immunotherapy for mite. Skin tests and determination of serum specific IgE were repeated after the induction of immunotherapy (3-4 months) and 1 year after of beginning of the treatment. The clinical reactivity to shrimp was assessed again at the end of the study by oral challenge. Results: In the group of patients who were undergoing immunotherapy, we observed decreased reactivity in the skin tests and specific IgE levels to Der p, shrimp and recombinant tropomyosin. Among the 10 patients with positive skin tests to shrimp, 4 were negative when assessed after one year of immunotherapy (p = 0.04). About serum specific IgE to shrimp, from the 9 positive reactors in the beginning of treatment, 6 became negative (p= 0.014). There was no change in clinical reactivity to shrimp after immunotherapy. Conclusion: The immunotherapy for Dermatophagoides pteronyssinus was accompanied by decreased immune reactivity to shrimp and clinically there was no change in sensitivity to shrimp.