Desarrollo de un producto anti-toxina shiga para la prevención del síndrome urémico hemolítico / Development of a product anti-Shiga toxin for prevention of the hemolytic uremic syndrome

El síndrome urémico hemolítico (SUH) típico es una enfermedad huérfana causada por cepas de Escherichia coli productoras de toxina Shiga (Stx) y caracterizada por daño renal agudo, anemia hemolítica microangiopática y plaquetopenia. Es endémico en Argentina, el país con mayor incidencia de SUH en el mundo. Debido al rol fundamental de la Stx en su patogenia, se puede considerar que, como otras toxemias conocidas, el SUH podría ser tratado con anticuerpos. Este trabajo describe el desarrollo de un nuevo tratamiento capaz de neutralizar el efecto tóxico de distintas variantes de la Stx. El tratamiento consiste en fragmentos F(ab')2 provenientes de un antisuero equino cuya eficacia y potencia contra Stx1 y Stx2 se comprobó en diferentes modelos preclínicos. El producto mostró ser seguro en animales, presentó la farmacocinética descripta para compuestos similares y se pudo establecer una posible ventana terapéutica para su adecuada administración. En conjunto, los resultados preclínicos obtenidos validan la realización de un estudio clínico de primer uso en humanos. En dicho estudio, que se realizará en el Hospital Italiano de Buenos Aires, se analizará la seguridad y la farmacocinética del producto en voluntarios adultos sanos. Estos resultados sentarán las bases para la realización del estudio clínico fase II en pacientes pediátricos con infección por cepas de E. coli productoras de Stx.

The typical hemolytic uremic syndrome (HUS) is an orphan disease caused by Shiga toxin(Stx) -producing Escherichia coli strains and characterized by acute kidney damage, microangiopathic hemolytic anemia and low platelet count. It is endemic in Argentina, the country with the highest incidence of HUS in the world. Stx is essential for its development and therefore, HUS is considered a toxemic non-bacteremic disorder, which could be treated with antibodies. Herein we describe the development of a new treatment capable of neutralizing the toxic effect of Stx and its variants. The treatment consists of F(ab')2 fragments from an equine antiserum whose efficacy and potency against Stx1 and Stx2 were proved in different preclinical models. The product was shown to be safe in animals. Furthermore, the anti-Stx F(ab')2 pharmacokinetic was shown to be similar to that of analogous compounds and a therapeutic window for its administration was determined. Altogether, these preclinical results warrant testing in humans. The phase I clinical trial will be performed at the Hospital Italiano in Buenos Aires to evaluate the safety and pharmacokinetics of the product in healthy adult volunteers. Based on the results of this study, a phase II clinical trial will be planned in pediatric patients diagnosed with infection by Stx-producing E. coli strains.

Síndrome Hemolítico-Urêmica na infância / Hemolytic-Uremic Syndrome in childhood

O grupo de doenças que podem manifestar-se com MAT podem apresentar superposição clínica, dificultando o diagnóstico diferencial. Entre estas ressaltamos a PTT e SHU, sendo que esta última pode ocorrer pela ação de toxinas, doenças sistêmicas, hiperativação da via alterantiva descontrolada por alterações nas proteínas reguladoras desta via (SHUa) e por fim, idiopática. Deve-se proceder a uma série de exames para diferenciá-las. Ressaltando que SHUa é um diagnóstico de exclusão de outras causas de MAT. O tratamento da SHUa com infusão de plasma ou plasmaferese, resulta na maior parte dos casos com boa resposta, especialmente hematológica a curto-prazo, porém é uma doença grave e devastadora e, pode levar a óbito e doença renal crônica terminal. Tratamento com plasma apresenta grande recorrência da doença a longo-prazo e evolução renal desfavorável. Eculizumab, um anticorpo monoclonal anti-C5, tem surgido como uma esperança no prognóstico a curto e a longo-prazo nestes pacientes.

There is a group of diseases that may manifest with thrombotic microangiopathy and present clinical overlap. Among these we emphasize the thrombotic thrombocytopenic purpura and Hemolytic Uremic Syndrome, and the latter can occur by the action of toxins, systemic diseases, overactivation of the alternative complement system pathway, which can occur due to changes in regulatory proteins (atypical HUS) and finally, idiopathic. You must carry out a series of tests to differentiate them. aHUS is a diagnosis of exclusion of other causes of MAT. The treatment of aHUS with plasma therapy, results in most cases with good shortterm response, especially hematological; however, it is a progressive and devastating disease and can lead to death and terminal chronic renal disease. Treatment with plasma displays great recurrence of long-term disease and renal insufficiency. Eculizumab, a monoclonal antibody anti-C5, has been associated with hematological remission, benefits on renal function and no need of plasma therapy.

Activación de la respuesta inmune innata y específica en los pacientes con sindrome urémico hemolítico: papel dual a traves de la paticipacion en los mecanismos pagogenicos y protectores / Activation of innate and specific immune responses in hemolytic uremic syndrome (HUS)-patients

The central role of the immune system is the preservation of the health against several pathogenic microbes and injury agents. However, on special conditions defensive mechanisms triggered towards the foreign agent can damage the host. Clinical and experimental evidence indicate that inflammatory reaction triggered by the main components of Shiga toxin (Stx)-producing Escherichia coil (STEC), participate in the evolution to the complete form of HUS. When children are diagnosed of HUS, they present evidence that have suffered a very strong and early inflammatory response. These features include: the presence of a marked neutrophilia, the polymorfonuclear leucocytes (PMN) are "deactivated or exhausted" and the monocytes are differentiated towards an inflammatory phenotype (CD14-reduced and CD16-enhanced membrane expression). In addition, HUS-patients show a marked reduction in the absolute and relative number of leucocytes carrying the receptor (CX3CR1) for the chemokine "Fractalkine" (FKN, CX3CL1), which are the classic monocytes and Natural Killer cells (NK). All these cells express a high cytotoxic potencial. The chemokine FKN is expressed in endothelial and epithelial renal cells, and is involved in the pathogenic mechanism of different nephropathies. Noteworthy, we found a significant correlation between the severity of the renal damage (as days of anuria) and the alterations described above. Finally, the protective role of specific immune response, mainly through the antibody production with Stx-neutralizing capacity, is discussed.

Control de Escherichia coli enterohemorrágico (EHEC) en el ganado bovino / Control of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) in cattle

Cattle are recognized as the major reservoir of STEC and the source of infection for human beings. Until recently, intervention strategies to decrease the contamination of meat products have been focused on the slaughter plant with the application of practices to reduce the contamination and proliferation of STEC. This has now changed following the development of intervention strategies in the farm. This could be one of the most important points of intervention to lower the incidence of human infection. Vaccines, probiotics, bacteriophages, and changes in production practices may be useful as strategies to control EHEC in the cattle. The application of such intervention measures could be difficult due to the fact that this zoonotic agent rarely causes disease in bovines. The HUS is endemic in Argentina, and the factors leading to this epidemiological situation remain unknown. However, intervention strategies undoubtedly will contribute to reduce the incidence of this zoonosis.

Differential kinetic patterns for Shiga toxin production by Escherichia coli

El objetivo de este trabajo fue estudiar la cinetica de produccion de los distintos tipos de toxinas Shiga (Stx1; Stx2c) asociadas a Escherichia coli, en cepas de referencia y aisladas de pacientes con Sindrome Uremico Hemolitico (SUH). Las cepas fueron cultivadas en caldo Penassay e incubadas a 37§ con agitacion (200 rpm), tomandose muestras a distintos tiempos (1,5; 3; 9 y 24 horas) para determinar el crecimiento bacteriano y la citotoxicidad libre y asociada a celulas. Para Stx1, a las 3 horas de incubacion, la relacion entre la concentracion intracelular y la extracelular (ic/ec), estuvo comprendida entre 32 y 200 veces. A las 24 horas, ambas concentraciones se igualaron o (ec) resulto 2 veces mayor, dependiendo de la cepa estudiada. Sin embargo, tanto la actividad citotoxica libre como la asociada a celulas presentaron titulos muy bajos. Esto indico una perdida de actividad durante la fase estacionaria que podria deberse al cese de la sintesis de Stx1 o la accion de enzimas proteoliticas. Para Stx2, a las 3 horas (ic) fue igual o 2 veces superior a (ec), a las 34 horas (ec) fue 16 a 32 veces superior a (ic). Para Stx2c, (ec) aumento logaritmicamente con un rendimiento maximo a las 5 horas, permaneciendo luego constante hasta las 24 horas. En ese tiempo (ic) fue dos veces superior a (ec). El estudio de la cinetica de produccion de Stx por cepas de E. coli aisladas de pacientes con SUH demostro que correspondian al tipo Stx2. Estos resultados fueron confirmados por ensayos de citotoxicidad especifica en celulas Vero y por hibridacion con sondas geneticas. El tipo de Stx es considerado uno de los mayores factores de riesgo en la evolucion a SUH en pacientes infectados con E. coli enterohemorragicos. Por lo tanto, la disminucion de la citotoxicidad de Stx1, durante la fase estacionaria de crecimiento, podria explicar la mayor frecuencia de accion entre SUH y cepas de E. coli productoras de Stx2 en distintos paises, incluyendo Argentina

Linfocitos T, B y células NK en el síndrome urémico hemolítico / T and B lymphocytes and NK cells in hemolytic uremic syndrome

Se presenta una evaluación de las células T, B y NK caracterizadas por sus respectivos marcadores de membrana, en sangre periférica de 24 niños afectados de síndrome urémico hemolítico (SUH) durante la fase aguda y la convalescencia. Los resultados muestran que durante los primeros días de evolución del síndrome, se produjo una disminución significativa del porcentaje de linfocitos T circulantes y un aumento en el número relativo de linfocitos B. Durane la convalescencia dichos valores se normalizaron completamente. El grupo de niños con compromiso neurológixo severo, (convulsiones o coma), al cual pertenecieron los tres pacientes fallecidos, presentó una disminución aún más marcada en el porcentaje de linfocitos T circulantes. Las causas de estas anomalías transitorias en lso números relativos de células T y B ciruclantes durante la fase aguda del síndrome se desconocen, pero su existencia sugiere que el estudiod e la inmunidad celular puede resultar de utilidad para la comprensión de la patogenia del síndrome