Melittin-induced metabolic changes on the Madin-Darby Bovine Kidney cell line / [Mudanças metabólicas induzidas por melitina em células da linhagem Madin-Darby Bovine Kidney]

In this study, the toxic effects of melittin on Madin-Darby Bovine Kidney cells (MDBK) were analyzed with respect to mitochondrial functionality by reduction of MTT and flow cytometry, apoptosis potential, necrosis, oxygen reactive species (ROS) production, lipid peroxidation, and DNA fragmentation using flow cytometry and cell membrane destabilization by confocal microscopy. The toxicity presented dose-dependent characteristics and mitochondrial activity was inhibited by up to 78.24 ±3.59% (P<0.01, n = 6) in MDBK cells exposed to melittin (10µg/mL). Flow cytometry analysis revealed that melittin at 2µg/mL had the highest necrosis rate (P<0.05) for the cells. The lipoperoxidation of the membranes was also higher at 2µg/mL of melittin (P<0.05), which was further confirmed by the microphotographs obtained by confocal microscopy. The highest ROS production occurred when the cells were exposed to 2.5µg/mL melittin (P<0.05), and this concentration also increased DNA fragmentation (P<0.05). There was a significative and positive correlation between the lipoperoxidation of membranes with ROS (R=0.4158), mitochondrial functionality (R=0.4149), and apoptosis (R=0.4978). Thus, the oxidative stress generated by melittin culminates in the elevation of intracellular ROS that initiates a cascade of toxic events in MDBK cells.(AU)

Neste estudo, os efeitos tóxicos da melitina em células Madin-Darby Bovine Kidney (MDBK) foram analisados quanto à funcionalidade mitocondrial, por redução de MTT e citometria de fluxo, potencial de apoptose, necrose, produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), peroxidação lipídica e fragmentação de DNA, utilizando-se citometria de fluxo e desestabilização da membrana celular, por microscopia confocal. A toxicidade apresentou características dose-dependentes e a atividade mitocondrial foi inibida até 78,24±3,59% (P<0,01, n = 6) em células MDBK expostas à melitina (10µg/mL). Análises por citometria de fluxo revelaram que a melitina a 2µg/mL apresentou o maior índice necrótico celular (P<0,05). A maior lipoperoxidação de membranas também foi na concentração de 2µg/mL de melitina (P<0,05), o que foi posteriormente confirmado por microscopia confocal. A maior produção de ROS aconteceu quando as células foram expostas a 2,5µg/mL de melitina (P<0,05), e essa concentração também aumentou a fragmentação de DNA (P<0,05). Houve uma significativa correlação positiva entre a lipoperoxidação de membranas e a produção de ROS (R=0,4158), funcionalidade mitocondrial (R=0,4149) e apoptose (R=0,4978). Portanto, o estresse oxidativo gerado pela melitina culminou na elevação de ROS intracelular, que inicia uma cascata de eventos tóxicos nas células MDBK.(AU)

Antioxidant, genotoxic, antigenotoxic, and antineoplastic activities of apitoxin produced by Apis mellifera in Northeast, Brazil / Atividades antioxidantes, genotóxicas, antigenotóxicas e antineoplásicas da apitoxina produzida por Apis mellifera no Nordeste do Brasil

ABSTRACT: The objective was to evaluate the in vitro antioxidant, genotoxic, antigenotoxic, and antineoplastic activities of apitoxin produced by the bee Apis mellifera. The antioxidant activity of the apitoxin solution was evaluated using the DPPH (2,2-diphenyl-1-picrilhydrazyl) method. Genotoxic potential of apitoxin was analyzed by comparing the mean DNA damage indices (idDNA) of L929 strain fibroblasts exposed to hydrogen peroxide (H2O2 - genotoxic substance), distilled water, or apitoxin. The antigenotoxic effect of apitoxin was analyzed by assessing the percentage decrease in H2O2-induced genotoxicity in L929 fibroblasts co-treated with three concentrations of the aqueous apitoxin solution and subjected to comet assay. In vitro antineoplastic activity in human tumor cell lines of prostate adenocarcinoma (PC3), hepatocellular carcinoma (HEPGE2), melanoma (MAD-MB435), and astrocytoma (SNB19), were verified by MTT [3- (4) bromide colorimetric method, 5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium]. Apitoxin had no genotoxic effect on L929 cells at concentrations of 30, 10, and 5 µg/mL after 24 hours of exposure. This effect was only evident at 50 µg/mL. Apitoxin promoted a significant reduction in DNA damage index (idDNA) at all concentrations tested. At 30 µg/mL, apitoxin attenuated the genotoxic effects induced by H2O2. Apitoxin also demonstrated in vitro antineoplastic potential, since the cytotoxic effect was observed at concentrations of 50 µg/mL and 25 µg/mL, with significant reduction in viability percentage of PC3 tumor cell lines, HEPGE2, MAD-MB435, and SNB19. The high antioxidant activity associated with the absence of genotoxic effect and the genoprotective and antineoplastic effect demonstrated by apitoxin here provide indications of apitoxin's therapeutic potential.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar as atividades antioxidantes, genotóxicas, antigenotóxicas e antineoplásicas in vitro da apitoxina produzida pela abelha Apis mellifera. A atividade antioxidante da solução da apitoxina foi avaliada pelo método DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil). O potencial genotóxico da apitoxina foi analisado através dos índices médios de dano ao DNA (idDNA) dos fibroblastos da linhagem L929 expostos à peróxido de hidrogênio (H2O2 - substância genotóxica), água destilada ou apitoxina. O efeito antigenotóxico da apitoxina foi analisado através da avaliação da diminuição percentual na genotoxicidade induzida por H2O2 nos fibroblastos L929 co-tratados com três concentrações da solução aquosa de apitoxina e submetidos ao ensaio cometa. A atividade antineoplásica in vitro em linhagens celulares tumorais humanas de adenocarcinoma da próstata (PC3), carcinoma hepatocelular (HEPGE2), melanoma (MAD-MB435) e astrocitoma (SNB19), foram verificadas pelo método colorimétrico do brometo de MTT [3- (4), 5-dimetiltiazol -2-il) -2,5-difeniltetrazólio]. A apitoxina não teve efeito genotóxico nas células L929 nas concentrações de 30, 10 e 5 µg / mL após 24 horas de exposição. Este efeito foi apenas evidente a 50 µg / mL. A apitoxina promoveu uma redução significativa no índice de danos ao DNA (idDNA) em todas as concentrações testadas. A 30 µg / mL, a apitoxina atenuou os efeitos genotóxicos induzidos por H2O2. A apitoxina também demonstrou potencial antineoplásico in vitro, uma vez que o efeito citotóxico foi observado em concentrações de 50 µg / mL e 25 µg / mL, com redução significativa na porcentagem de viabilidade das linhagens celulares de PC3, HEPGE2, MAD-MB435 e SNB19. A alta atividade antioxidante associada à ausência de efeito genotóxico e o efeito genoprotetor e antineoplásico demonstrado pela apitoxina aqui fornecem indicações do potencial terapêutico da apitoxina.

Characterization of the sensitization profile of bee venom allergic patients ­ Association with the severity of reaction? / Caracterização do perfil de sensibilização molecular de doentes alérgicos à picada de abelha - Associação com a gravidade da reação?

Introduction: Bee venom (BV) allergy, a common cause of anaphylaxis in adults, is often associated with severe reactions. The use of component-resolved diagnostics (CRD) increases diagnostic accuracy. Objectives: To characterize the sensitization profile of BV allergic patients and a possible correlation with the severity of reaction. Materials and methods: We selected patients with a clinical history of BV allergy, positive skin tests, and specific IgE (sIgE) for BV. The allergenic profile was analyzed by both CRD and Western blot using a well-defined and properly characterized BV extract. Results: Forty-four patients were included, 30 (68.2%) were men. Mean age was 48.9 (SD 17.9) years. Eleven (25%) had large local reactions (LLRs) and 33 (75%) had systemic sting reactions (SSRs). One patient with negative sIgE for BV had positive sIgE for Api m 1, Api m 5, and Api m 10. The sensitization frequency for BV, Api m 1, Api m 2, Api m 3, Api m 5, and Api m 10 was 97.7%, 75%, 47.7%, 20.5%, 40.9%, and 61.4%, respectively. Five patients (11.4%) were sensitized to all BV components. CRD association showed that 5 patients (11.4%) were sensitized only to Api m 1, 8 (18.2%) to Api m 1/Api m 3/Api m 10, and 16 (36.6%) to Api m 1/ Api m 10. Twenty-eight patients (84.8%) with SSRs were sensitized to Api m 1, and concomitant sensitization to Api m 1/Api m 10 was detected in 20 (60.6%). There was a significant difference in Api m 1 between patients with LLRs and SSRs (p = 0.0104). Similar profiles were identified by Western blot analysis, with relevance for the detection of Api m 6 in 28 (64%) and Api m 4 in 16 (36%) patients. Conclusion: The analysis of the sensitization profile using CRD and the association of several of these components can increase diagnostic accuracy in BV allergy. Our data showed that concomitant sensitization to Api m 1 and Api m 10, detected by both CRD and electrophoretic profile, may be associated with SSRs. We emphasize the identification of sensitization to Api m 6 in > 50% of patients, which may be considered a major allergen, and to Api m 4, which may be related to reactions during BV immunotherapy.

Introdução: A alergia ao veneno de abelha (VA) é uma causa frequente de anafilaxia em adultos e está muitas vezes associada a reações graves. O diagnóstico por componentes moleculares (CRD) contribui para uma melhor caracterização desta alergia. Objetivos: Caracterização do perfil de sensibilização molecular de doentes alérgicos ao veneno de abelha e possível correlação com a gravidade da reação. Material e métodos: Selecionaram-se doentes com história de alergia a VA, testes cutâneos e IgE específica (sIgE) positivos para VA. Avaliou-se o perfil alergênico por CRD e por Western Blot, utilizando extrato de VA bem caracterizado. Resultados: 44 doentes, 30 (68,2%) sexo masculino. Média de idades 48,9 ± 17,9 anos, 11 (25%) com reacções locais exuberantes e 33 (75%) com reações sistêmicas à picada (SSR). Um doente tinha sIgE negativa para VA, mas Api m 1, Api m 5 e Api m 10 positivas. A frequência de sensibilização para VA, Api m 1, Api m 2, Api m 3, Api m 5 e Api m 10 foi 97,7%; 75%; 47,7%; 20,5%; 40,9% e 61,4%, respectivamente. Cinco (11,4%) doentes estavam sensibilizados a todos os componentes. Por associação de CRD, detectaram-se 5 (11,4%) doentes sensibilizados apenas a Api m 1, 8 (18,2%) a Api m 1/Api m 3/Api m 10, e 16 (36,6%) a Api m 1/Api m 10. Vinte e oito (84,8%) doentes com SSR tinham Api m 1 positiva e 20 (60,6%) tinham Api m 1/Api m 10 simultaneamente positivas. Observou-se uma diferença estatisticamente significativa para a Api m 1 entre doentes com reações locais exuberantes e sistêmicas (p = 0,0104). Os perfis detectados por Western Blot foram semelhantes, de referir, à detecção de Api m 6 em 28 (64%) e Api m 4 em 16 (36%) dos doentes. Conclusão: A análise do perfil de sensibilização através de CRD e a sua associação aumentam a precisão do diagnóstico de alergia a VA. Sensibilização simultânea a Api m 1 e Api m 10 identificados tanto por CRD como por perfil eletroforético, pode estar associada à ocorrência de SSR. Destaca-se a sensibilização a Api m 6 em > 50% dos doentes, podendo ser considerado um alergênio major, e a Api m 4, possivelmente associado a reações durante a imunoterapia com VA.

Contribution of molecular diagnosis to bee venom allergic patients with systemic reactions during the build-up phase of bee venom immunotherapy / Contribuição do diagnóstico molecular em doentes alérgicos ao veneno de abelha com reações sistêmicas durante o ultra-rush

Introduction: Bee venom (BV) allergy is one of the most common causes of severe anaphylaxis. Venom immunotherapy (VIT) is considered the most effective treatment, but systemic reactions may occur. This study aimed to characterize the sensitization profile by molecular components of patients with BV anaphylaxis under VIT and to evaluate whether systemic reactions during the build-up phase of VIT protocol are related to different sensitization patterns. Methods: A retrospective study of 30 patients under VIT for 1 year. The group of patients who reacted during the build-up phase (group A) was compared with the group with no reactions (group B). Specific IgE (sIgE) and IgG4 (sIgG4) for BV and recombinants (rApi m1, rApi m2, rApi m3, rApi m5, and rApi m10) were evaluated before and 1 year after VIT. Statistical analysis was performed using GraphPad Prism v5.01. Results: Men accounted for 80% of the sample, and mean age was 47 years (14-74 years). Group A consisted of 10 patients, and group B of 20 patients. Before VIT, sIgE to rApi m1 was detected in 86.7% of patients, rApi m2 in 46.7%, rApi m3 in 16.7%, rApi m5 in 43.3%, and rApi m10 in 70%. Positive results to at least 1 BV allergen were detected in 100%; 73% of patients were sensitized to >1 allergen, and 13.3% to all allergens. The profile of the two groups did not differ significantly before VIT, but group B showed a significant decrease in whole BV extract (p=0.045), rApi m 3 (p=0.017), and rApi m 10 (p=0.021) 1 year after VIT. Regarding sIgG4, there was a significant increase in rApi m1, which was not observed in other allergens, such as rApi m3 and rApi m10. Conclusion: The analysis of a panel of BV recombinants can improve diagnostic sensitivity, when compared to rApi m1 alone. There was no association between systemic reactions during the build-up phase of VIT and molecular sensitization profile. Nevertheless, it is important to study a greater number of patients.

Introdução: A alergia ao veneno de abelha (VA) é uma das causas mais comuns de anafilaxia grave. A imunoterapia com veneno de abelha (VIT) é considerada o tratamento mais eficaz, mas reações sistêmicas podem ocorrer. O objetivo deste estudo foi caracterizar o perfil de sensibilização por componentes moleculares de doentes com anafilaxia a VA e avaliar se reações sistêmicas durante o ultrarush estão relacionadas com diferentes padrões de sensibilização. Métodos: Estudo retrospectivo incluindo 30 doentes submetidos a VIT durante 1 ano. Considerou-se dois grupos: grupo de doentes que reagiu durante o ultra-rush (Grupo A), que foi comparado com o grupo sem reação (Grupo B). Foram avaliadas as IgE (sIgE) e IgG4 (sIgG4) específicas para VA(i1) e componentes moleculares: rApi m1, rApi m2, rApi m3, rApi m5 e rApi m10 antes e 1 ano após VIT. Os testes estatísticos foram realizados com Graph-PadPrism v5.01. Resultados: 80% sexo masculino, média de idade 47 anos (14-74). Grupo A com 10 doentes, Grupo B com 20 doentes. Previamente à VIT, sIgE para rApi m1 foi detectada em 86,7%; rApi m2 em 46,7%; rApi m3 em 16,7%; rApi m5 em 43,3%; e rApi m10 em 70%. Resultados positivos para pelo menos um alergênio de VA foram detectados em 100%. 73% dos doentes eram sensibilizados a mais de um alergênio, e 13,3% a todos os alergênios. Não houve diferenças estatisticamente significativas no perfil dos dois grupos antes da VIT, porém verificouse uma diminuição significativa: p = 0,045; p = 0,017 e p = 0,021 de i1, rApi m3 e rApi m10, respectivamente, no grupo B um ano após VIT. Relativamente à sIgG4, observou-se um aumento significativo de rApi m1, não observado nos restantes alergênios como rApi m3 e rApi m10. Conclusão: A análise de um painel de recombinantes de VA pode melhorar a sensibilidade diagnóstica, quando comparado com rApi m1 isolado. Não se verificou associação entre a ocorrência de reações sistêmicas durante o ultra-rush e o perfil de sensibilização molecular. No entanto, é importante para estudar um maior número de doentes.

Potencial antiviral e virucida da melitina e apamina contra herpesvírus bovino tipo 1 e vírus da diarreia viral bovina / Antiviral and virucidal potential of melittin and apamin against bovine herpesvirus type 1 and bovine viral diarrhea virus

A busca por alternativa aos fármacos sintéticos têm revelado descobertas no campo da farmacologia e, nesse sentido, melitina e apamina, dois constituintes do veneno de abelhas, foram descritas com várias ações farmacológicas. Este estudo objetivou avaliar in vitro as capacidades antiviral e virucida destes componentes. Para tanto, células MDBK (Madin Darby Bovine Kidney), após verificação das respectivas doses tóxicas por ensaio MTT ((3-(4,5 dimetiltiazol-2yl)-2-5-difenil-2H tetrazolato de bromo), foram cultivadas em microplacas e tratadas com diferentes concentrações de apamina, melitina e sua associação. Esse tratamento ocorreu antes e após a infecção com 0,1 MOI (multiplicidade de infecção) de cepas citopatogênicas de herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) cepa Los Angeles e vírus da diarreia viral bovina (BVDV) cepa NADL. Após incubação por 72 horas, 37oC, as células foram submetidas ao ensaio MTT para estimativa da viabilidade celular. Em experimento paralelo, placas que foram submetidas ao mesmo procedimento sofreram ciclo de congelamento e descongelamento das células, para rompimento das mesmas e mensuração dos títulos virais. O ensaio virucida foi realizado incubando-se suspensões de BoHV-1 e BVDV com as soluções de apamina, melitina e associação por 24 horas a 37oC e 22oC. O título viral foi avaliado às 0 horas, 1, 2, 4, 8 e 24 horas de incubação. A concentração citotóxica para 50% das células (CC50) de melitina foi 2,32 μg/ml e apamina não demonstrou toxicidade à maior concentração testada (100μg/ml). Houve efeito antiviral da melitina sobre BoHV-1, especialmente na concentração de 2μg/ml, onde observou-se 85,96% de viabilidade celular quando o tratamento foi realizado antes da infecção e 86,78% de viabilidade quando o tratamento foi realizado após a infecção. Houve ainda redução de 90% das partículas virais de BoHV-1. Em menores concentrações (1 e 1,5μg/ml) de melitina não houve atividade antiviral, pois a viabilidade celular foi baixa, demonstrando efeito citopático do vírus. Na associação das duas substâncias houve queda no título de BVDV e observou-se maior viabilidade celular quando comparados à ação isolada dos composto sobre este vírus. Isso se confirma na atividade virucida, uma vez que houve decréscimo de 90% das partículas virais de BVDV com a associação dos dois compostos do veneno de abelhas. Atuando individualmente, melitina apresentou efeito antiviral e virucida frente ao BoHV-1, zerando seu título em apenas 2 horas a 37oC. Conclui-se que melitina tem ação antiviral e virucida frente ao BoHV-1 e sua associação com apamina potencializou seus efeitos frente ao BVDV.(AU)

The search for an alternative to synthetic drugs have revealed discoveries in the field of pharmacology and, according to melittin and apamin, two components of bee venom which have been described were with various pharmacological actions.This study aimed to evaluate the in vitro antiviral and virucidal capabilities of these components. Therefore, after verification of their toxic doses by MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay, MDBK cells (Madin Darby Bovine Kidney) have been cultivated in microplates and treated with different concentrations of apamin, melittin and its association. This treatment occurred before and after infection with MOI (multiplicity of infection) 0.1 of cytopathogenic strains of bovine herpesvirus type 1 (BoHV-1) strain Los Angeles and bovine viral diarrhea virus (BVDV) strain NADL. After incubation for 72 hours, 37°C, the cells were submitted to MTT assay to estimate cell viability. In parallel experiments, plates were subjected to the same procedure suffered freezing and thawing cycle the cells to rupture the same and measurement of viral titers. The virucidal assay was performed by incubating suspension of bovine herpesvirus type-1 and BVDV with apamin solutions, melittin and association for 24 hours at 37°C and 22°C. The viral titer was evaluated at 0 hours, 1, 2, 4, 8 and 24 hours of incubation. The cytotoxic concentration to 50% of the cells (CC50) of melittin was 2.32g/mL and apamin did not show toxicity at the greater concentration tested (100μg/mL). There was antiviral effect of melittin on bovine herpesvirus type-1, especially at a concentration of 2μg/mL, where was observed 85.96% cell viability when treatment was performed before the infection and 86.78% viability when the treatment was carried out after infection. There was also a 90% reduction of viral particles of bovine herpesvirus type-1. In lower concentrations (1 and 1.5μg/mL) melittin no antiviral activity because cell viability was low, showing cytopathic effect of the virus. At the association two substances there were a decrease in the title of BVDV and there was higher cell viability when compared to the isolated action of the compounds of this virus. This is confirmed in the virucidal activity, since there was a decrease of 90% of the viral particles of BVDV with the combination of the two compounds of bee venom. Acting individually, melittin showed antiviral effect and virucidal against for BoHV-1, zeroing its title in just 2 hours at 37°C. It is concluded that melittin has antiviral and virucidal action against the BoHV-1 and its association with apamin potentiate its effects against BVDV.(AU)

Alergia a veneno de himenópteros na criança / Hymenoptera venom allergy in children

Objetivos: A alergia a veneno de himenópteros pode condicionar a vida da criança de forma significativa. Pretende-se, com a exposição de dois casos clínicos e uma breve revisão do tema, salientar a importância da referenciação dessas crianças a consultas especializadas, para início de dessensibilização.Descrição dos casos: Duas crianças, aos três e aos seis anos, tiveram anafilaxia a picada de vespa e abelha, respectivamente. Em ambas, após a determinação de IgE específica e confirmação alergológica, iniciou-se dessen-sibilização com veneno de himenópteros em esquema ultra-rush, sem intercorrências relevantes, apenas edema no local da injeção. Após doze meses de injeções a cada quatro semanas, recebem agora manutenção com injeções a cada seis semanas. No primeiro caso, a criança foi picada por vespa aos dez meses de imunoterapia, desencadeando apenas reação local diminuta.Conclusões: Em ambos os casos, a imunoterapia específica subcutânea com veneno em esquema ultra-rush foisegura e eficaz, oferecendo o conforto de um menor número de injeções e de deslocamentos ao hospital na fasede indução. A manutenção da terapêutica já demonstrou efeito protetor na reexposição ao veneno em uma dascrianças.

clinical cases and a brief review on the topic, emphasizing the importance of referral of these children to specialized care for early desensitization.Cases description: Two children, at three and six years, had anaphylactic reaction to wasp and bee stings, respectively. In both cases, after the determination of specific IgE and allergologic confirmation, desensitization with hymenoptera venom in ultra-rush regimen was done, without relevant side effect apart from swelling at the injection site. After twelve months of injections every four weeks, the children are now receiving maintenance injections every six weeks. In the first case, the child was stung by wasp at ten months of immunotherapy, triggering only small localreaction.Conclusions: In both cases, the subcutaneous venom immunotherapy with ultra-rush regimen was safe and effective, providing the comfort of a smaller number of injections and hospital visits during the induction phase. Maintenance therapy has demonstrated a protective effect on re-exposure to the poison in one child.