Population genetics and molecular identification of Crocodylus acutus and C. moreletii (Crocodilia: Crocodylidae) in captive and wildlife populations / Genética de poblaciones e identificación molecular de Crocodylus acutus y C. moreletii (Crocodilia: Crocodylidae) en poblaciones de cautiverio y de vida libre

Abstract Introduction: There is low evidence of genetic diversity and hybridization processes within Crocodylus acutus and C. moreletii populations. Objetive: To evaluate genetic diversity and some phylogenetic relationships in wild and captive populations of C. acutus and C. moreletii using the Barcode of Life Data System (COX1, cytochrome C oxidase subunit 1 gene). Methods: 28 individuals phenotypically like C. acutus located in the state of Guerrero, Oaxaca and Quintana Roo were sampled, as well as animals belonging to C. moreletii located in the states of Tabasco, Campeche, and Quintana Roo. 641 base pairs of nucleotide sequence from COX1 were used to obtain the haplotype and nucleotide diversity per population, and a phylogenetic and network analysis was performed. Results: Evidence of hybridization was found by observing C. moreletti haplotypes in animals phenotypically determined as C. acutus, as well as C. acutus haplotypes in animals classified as C. moreletti. Low haplotypic diversity was observed for C. acutus (0.455 ± 0.123) and for C. moreletii (0.505 ± 0.158). A phylogenetic tree was obtained in which the sequences of C. acutus and C. moreletii were grouped into two well-defined clades. Organisms identified phenotypically as C. acutus but with C. moreletii genes were separated into a different clade within the clade of C. moreletii. Conclusions: There are reproductive individuals with haplotypes different from those of the species. This study provides a small but significant advance in the genetic knowledge of both crocodile species and the use of mitochondrial markers, which in this case, the COX1 gene allowed the detection of hybrid organisms in wild and captive populations. Conservation efforts for both species of crocodiles should prevent the crossing of both threatened species and should require the genetic identification of pure populations, to design effective conservation strategies considering the possibility of natural hybridization in areas of sympatry.

Resumen Introducción: Existe poca evidencia de la diversidad genética y los procesos de hibridación dentro de las poblaciones de Crocodylus acutus y C. moreletii. Objetivo: Evaluar la diversidad genética y algunas relaciones filogenéticas en poblaciones silvestres y cautivas de C. acutus y C. moreletii utilizando el Sistema de Código de Barras de la vida (COX1, subunidad I del gen del citocromo C oxidasa). Métodos: Se muestrearon 28 individuos fenotípicamente similares a C. acutus ubicados en los estados de Guerrero, Oaxaca y Quintana Roo, así como animales pertenecientes a C. moreletii ubicados en los estados de Tabasco, Campeche y Quintana Roo. Se utilizaron 641 pares de bases de la secuencia de nucleótidos de la subunidad I del gen del citocromo C oxidasa para obtener el haplotipo y la diversidad de nucleótidos por población, y se realizó un análisis filogenético y de redes. Resultados: Se encontró evidencia de hibridación al observar haplotipos de C. moreletti en animales determinados fenotípicamente como C. acutus, así como haplotipos de C. acutus en animales clasificados como C. moreletti. Se observó una baja diversidad haplotípica para C. acutus (0.455 ± 0.123) y para C. moreletii (0.505 ± 0.158). Se obtuvo un árbol filogenético en el que las secuencias propias de C. acutus y C. moreletii se agruparon en dos grandes y bien definidos clados. Los organismos identificados fenotípicamente como C. acutus pero con genes de C. moreletii se separaron en un clado diferente dentro del clado de C. moreletii. Conclusiones: Existen individuos reproductores con haplotipos diferentes a los de la especie. Este estudio aporta un pequeño pero significativo avance en el conocimiento genético tanto de las especies de cocodrilos como del uso de marcadores mitocondriales, que, en este caso, el gen COX1 permitió la detección de organismos híbridos en poblaciones silvestres y cautivas. Los esfuerzos de conservación para ambas especies de cocodrilos deben evitar el cruce de ambas especies amenazadas y deben requerir la identificación genética de poblaciones puras, para diseñar estrategias de conservación efectivas considerando la posibilidad de hibridación natural en áreas de simpatría.

Molecular characterization and genetic relationships of seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus (Characiformes: Serrasalmidae) from Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins in Brazil / Caracterização molecular e relações genéticas de sete espécies de piranhas dos gêneros Serrasalmus e Pygocentrus (Characiformes: Serrasalmidae) das bacias hidrográficas Paraná-Paraguai, São Francisco e Tocantins, no Brasil

Abstract Genetic and phylogenetic relationships among seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus from the Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins were evaluated in the present study by partial sequences of two mitochondrial genes, Cytochrome b and Cytochrome c Oxidase I. Phylogenetic analysis of Maximum-Likelihood and Bayesian inference were performed. Results indicated, in general, greater genetic similarity between the two species of Pygocentrus (P. nattereri and P. piraya), between Serrasalmus rhombeus and S. marginatus and between S. maculatus, S. brandtii and S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus and S. maculatus showed high intraspecific genetic variability. These species have each one, at least two different mitochondrial lineages that, currently, occur in sympatry (S. rhombeus) or in allopatry (P. nattereri and S. maculatus). Species delimitation analysis and the high values of genetic distances observed between populations of S. rhombeus and of S. maculatus indicated that each species may corresponds to a complex of cryptic species. The non-monophyletic condition of S. rhombeus and S. maculatus reinforces the hypothesis. The geographic distribution and the genetic differentiation pattern observed for the piranha species analyzed herein are discussed regarding the geological and hydrological events that occurred in the hydrographic basins.

Resumo Relações genéticas e filogenéticas de sete espécies de piranhas dos gêneros Serrasalmus e Pygocentrus das bacias hidrográficas Paraná-Paraguai, São Francisco e Tocantins foram avaliadas com base em sequências parciais dos genes mitocondriais Citocromo b e Citocromo c Oxidase I. Foram realizadas análises filogenéticas de Máxima Verossimilhança e de inferência Bayesiana. Os resultados indicaram, em geral, maior similaridade genética entre as duas espécies de Pygocentrus (P. nattereri e P. piraya), entre Serrasalmus rhombeus e S. marginatus e entre S. maculatus, S. brandtii e S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus e S. maculatus revelaram ter alta variabilidade genética intraespecífica. Essas espécies têm, cada uma, pelo menos duas linhagens mitocondriais que, atualmente, ocorrem em simpatria (S. rhombeus) ou alopatria (P. nattereri e S. maculatus). Análises de delimitação de espécies e os altos valores de distância genética observados entre as populações de S. rhombeus e de S. maculatus indicam que cada espécie pode, na verdade, corresponder a um complexo de espécies crípticas. A condição não-monofilética de S. rhombeus e S. maculatus reforça essa hipótese. A distribuição geográfica e o padrão de diferenciação genética observados para as espécies de piranhas analisadas são discutidos com relação aos eventos geológicos e hidrológicos que ocorreram nas bacias hidrográficas.

New species of the Corumbataia cuestae group (Siluriformes: Loricariidae) from the Rio Tocantins basin, with comments on its phylogenetic relationships

A new species of Corumbataia is described from Rio Maranhão, Rio Tocantins basin, central Brazil. The new species is distinguished from all congeners by the presence of a small, naked area on snout tip; by having the abdomen covered with small platelets forming a shield which reaches the lateral mid-ventral plates; by the anterior profile of the head rounded in dorsal view; by the lower lip not reaching the transversal line of the pectoral girdle; and by the presence of 28 or 29 vertebrae. High genetic divergence in mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) further supports the validity of this new species. Our phylogenetic analysis shows a derived subclade in Corumbataia, herein named as the Corumbataia cuestae group, composed of the new species plus C. cuestae, C. tocantinensis, C. britskii, C. liliai, and C. lucianoi. This group is defined by having a conspicuous crest of hypertrophied odontodes on head; absence of the adipose fin or a single series of platelets at adipose-fin position; and anastomosis of the infraorbital and otic sensory canals over the pterotic-supracleithrum. Here we also restrict the distribution of C. tocantinensis to the Rio Araguaia basin.(AU)

Uma nova espécie de Corumbataiaé descrita para o Rio Maranhão, na bacia do Rio Tocantins na região central do Brasil. A nova espécie é diagnosticada dos demais congêneres pela presença de uma pequena área nua na ponta do focinho; por possuir o abdômen coberto por pequenas placas formando um escudo que alcança as placas laterais mid-ventrais; perfil anterior da cabeça arredondado em vista dorsal; lábio inferior não alcançando a linha transversal da cintura peitoral; e presença de 28 ou 29 vértebras. Altos valores de divergência genética também suportam a validade dessa nova espécie. Nossa análise filogenética encontrou um subclado derivado em Corumbataia, aqui denominado grupo Corumbataia cuestae, composto pela nova espécie mais C. cuestae, C. tocantinensis, C. britskii, C. liliai e C. lucianoi. Esse grupo é definido por possuir uma crista conspícua de odontódeos hipertrofiados na cabeça; ausência de nadadeira adiposa ou série única de placas na posição da nadadeira adiposa; anastomose dos canais sensoriais infraorbital e ótico sobre o pterótico-supracleitro. Aqui, nós também restringimos a distribuição de C. tocantinensisà bacia do Rio Araguaia.(AU)

Cryptic molecular diversity in the morphologically variable rotiferan Brachionus quadridentatus (Rotifera: Monogononta)

Brachionus quadridentatus es una especie morfológicamente variable, distribuida por todo el mundo. Su taxonomía es confusa debido a las numerosas variantes infrasubespecíficas descritas en este taxón. Con la taxonomía basada en la morfología, B. quadridentatus tiene tres variantes reconocidas: B. quadridentatus quadridentatus, B. quadridentatus f. brevispinus and B. quadridentatus f. cluniorbicularis. En este estudio, exploramos la diversidad genética entre algunas poblaciones de B. quadridentatus, usando secuencias de los genes COI ADNmt y 18S ARNr. El análisis de delimitación de especies coalescente usando el gen 18S apoya la presencia de al menos tres especies putativas dentro del complejo B. quadridentatus. Estos resultados estuvieron en concordancia con los análisis filogenético y GMYC usando el gen 18S. Sin embargo, se encontró variación en morfología y secuencias del gen COI dentro de cada una de las tres especies putativas. Se encontraron siete linajes delimitados por las secuencias del gen COI usando el método de delimitación ABGD, que además están morfologicamente diferenciadas. Se encontró discordancia mitonuclear entre la filogenia del gen COI y la del gen 18S. La incongruencia entre el marcador mitocondrial y el nuclear puede ser explicada por sorteo incompleto de linaje.

Brachionus quadridentatus is a morphologically variable species of rotifer distributed worldwide. The taxonomy of this species is confused, with numerous infrasubspecific variants described in the taxon: B. quadridentatus quadridentatus, B. quadridentatus f. brevispinus and B. quadridentatus f. cluniorbicularis. In this study, we explored genetic diversity among some populations of B. quadridentatus, using sequences of mitochondrial COI and nuclear 18S genes. The coalescent species delimitation analysis with the 18S gene highly supports the presence of at least three putative species within the B. quadridentatus complex. These results were in agreement with the phylogenetic and GMYC analysis using the 18S gene. However, we also found variation within each of these three putative species in morphology and COI gene sequences. There were seven morphologically differentiated lineages that were recovered as distinct based on COI gene sequences using the ABGD delimitation method. As such, mitonuclear discordance between COI and 18S phylogenies was found. The incongruence between mitochondrial and nuclear markers could be explained by incomplete lineage sorting.

Quantitation of muscle pathology abnormalities in 18 patients with mitochondrial disorders / Quantificação das anormalidades patológicas musculares em 18 pacientes com desordens mitocondriais

ABSTRACT INTRODUCTION: Mitochondrial disorders can lead to the accumulation of mitochondria in muscle fibers, as indicated by ragged red (RRF) or ragged blue fibers when stained with modified Gomori trichrome or succinate dehydrogenase (SDH+), respectively, and, absence of activity of cytochrome c oxidase, COX negative fibers (COX-). The combined COX-SDH stain (COMBO+) can reveal even more COX-deficient fibers. OBJECTIVE: To quantify RRFs, SDH+, COX-, and COMBO+ fibers in muscle biopsies with mitochondrial findings. MATERIAL AND METHODS: We retrospectively selected 18 muscle biopsies with mitochondrial abnormalities based on the Walker criteria (percentage of RRFs/COX- fibers, and clinical picture), and/or the Sleigh criteria (percentage of RRFs, SDH+, and COX- fibers). RESULTS: Females represented 83.3%, with a mean age of 38.6 years (5 months-70 years). Patients were diagnosed with chronic progressive external ophthalmoplegia (CPEO, 66.7%), proximal myopathy (22.2%), idiopathic hyperCKemia (11.1%), Kearns-Sayre syndrome (5.6%), mitochondrial encephalomyopathy with ragged red fibers and stroke-like episodes (5.6%), and a dystrophic pattern (5.6%). Some cases of CPEO were combined with proximal myopathy. The quantitative pathologic findings were: RRFs, 3.95% ± 3.17%; SDH+, 7.55% ± 6.1%; COX-, 10.9% ± 7.2%; COMBO+, 14.22% ± 12.79%. We found a slight variation in the diameter of muscle fibers, no necrosis or proliferative connective tissue, few fibers with internal nuclei, and some cases with fiber type grouping. CONCLUSION: Pathologic events, grouped in ascending order of frequency, were RRFs, SDH+ fibers, COX- fibers, and COMBO+ fibers. These data emphasize the importance of the COMBO technique in revealing occult COX deficiency in muscle fibers.

RESUMO INTRODUÇÃO: Desordens mitocondriais são usualmente caracterizadas por: 1. acúmulo de mitocôndria nas fibras musculares que aparecem como fibras vermelhas rasgadas (FVR) ou azuis rasgadas quando coradas, respectivamente, pelo tricrômio modificado de Gomori ou pelo succinato desidrogenase (SDH+); 2. ausência de atividade da citocromo c oxidase (COX), originando fibras COX negativa (COX-). A combinação de colorações COX e SDH pode revelar ainda mais fibras COX deficiente (COMBO+). Objetivos: Quantificar FVR, SDH+, COX- e COMBO+ em biópsias musculares com anormalidades mitocondriais. MATERIAL E MÉTODOS: Foram analisadas retrospectivamente 18 biópsias com anormalidades mitocondriais com base no critério de Walker (percentagem de FVR/ COX- e quadro clínico) e/ou critério de Sleigh (percentagem de FVR, SDH+ e COX-). RESULTADOS: Sexo feminino representou 83, 3% e média de idade 38, 6 anos (5 meses a 70 anos). Oftalmoplegia externa progressiva crônica (OEPC) representou 66, 7%; miopatia proximal, 22, 2%; hiperCKemia idiopática, 11, 1%; síndrome de Kearns-Sayre, 5, 6%; encefalopatia mitocondrial com FVR e episódios semelhantes a acidente vascular cerebral, 5, 6%; e padrão distrófico, 5, 6%. Alguns casos de OEPC estavam associados à miopatia proximal. Achados patológicos quantitativos: FVR, 3, 95% ± 3, 17%; SDH+, 7, 55% ± 6, 1%; COX-, 10, 9% ± 7, 2%; COMBO+, 14, 22% ± 12, 79%. Encontramos leve variação de calibre das fibras musculares sem necrose ou proliferação de tecido conjuntivo, poucas fibras com núcleos internos e alguns casos com agrupamento de fibras. CONCLUSÃO: As anormalidades patológicas nas fibras musculares em ordem ascendente de frequência foram: FVR, SDH+, COX- e COMBO+. Nossos achados enfatizam a importância da técnica COMBO (COX + SDH) para aumento na frequência de fibras musculares COX deficiente ocultas.

Plasma Cellular Hypoxia, Mitochondrial Dysfunction, Disease Risk and Prognostic Factors in Type 2 Diabetic Patients in Saudi Arabia / Hipoxia celular plasmática, disfunción mitocondrial, riesgo de enfermedad y factores pronósticos en pacientes diabéticos tipo 2 en Arabia Saudita

ABSTRACT Objective: This cross-sectional study evaluated the association of plasma cytochrome c (CytoC) and hypoxia-inducible factor (HIF)-1α, as mitochondrial dysfunction and cellular hypoxia biomarkers, with disease risk factors and prognosis in Type 2 diabetic patients in Saudi Arabia. Methods: A total of 252 patients (94 males and 158 females) were eligible and were matched by socio-economic status, age and body mass index (BMI) with 106 healthy participants (71 males and 35 females). They were subgrouped according to BMI, disease duration and treatment. Lipid and glycaemic control indices were colorimetrically measured to calculate insulin resistance (IR) and atherogenic index of plasma (AIP). Haemoglobin A1c, C-reactive protein (CRP), CytoC and HIF-1α were measured using specific immunoassays. Results: Among the patients, 50% (38.64% of males and 52.53% of females), 40.48% (43.18% of males and 40.51% of females), 4.365% (6.82% of males and 3.80% of females), 2.381% (4.55% of males and 1.90% of females), and ~0.8% (males) suffered from peripheral neuropathy, ophthalmopathy, kidney disease, myocardial infarction and ketoacidosis, respectively. The majority of complicated cases had greater age, BMI, disease duration, plasma insulin and AIP, and were on insulin. The two investigated groups were non-significantly different considering CytoC, but highly significantly different considering lipid profile (as reflected on AIP) and glycaemic control parameters (as reflected on IR, plasma CRP and HIF-1α), with significant correlations among all of them in a group-specific pattern. Conclusion: Patients suffered a high rate of complications that correlated with age, BMI, disease duration, AIP, plasma insulin and insulin treatment due to poor disease control. Reduced HIF-1α and non-significant increased CytoC levels correlated negatively with bad prognostic indicators of the disease pointing to a pathogenetic implication.

RESUMEN Objetivo: Este estudio transversal evaluó la asociación del citocromo C del plasma (CitoC) y el factor inducible por hipoxia (HIF)-1α, como la disfunción mitocondrial y los biomarcadores de la hipoxia celular, con los factores de riesgo y pronóstico de enfermedad en pacientes diabéticos de tipo 2 en Arabia Saudita. Métodos: Un total de 252 pacientes (94 varones y 158 mujeres) fueron elegidos y apareados por estado socioeconómico, edad e índice de masa corporal (IMC) con 106 participantes sanos (71 varones y 35 hembras). Se dividieron entonces en subgrupos de acuerdo con el IMC, la duración de la enfermedad y el tratamiento. Se midieron los índices de lípidos y control glucémico para calcular la resistencia a la insulina (RI) y el índice aterogénico de plasma (IAP). la hemoglobina A1C, la proteína C-reactiva (PCR), CitoC y HIF-α fueron medidos usando inmunoensayos específicos. Resultados: Entre los pacientes, el 50% (38.64% de los varones y el 52.53% de las mujeres), 40.48% (43.18% de los varones y 40.51% de las mujeres), 4.365% (6.82% de los varones y 3.80% de las mujeres), 2.381% (4.55% de los varones y 1.90% de las mujeres), y ~ 0.8% (varones) padecían de neuropatía periférica, oftalmopatía, enfermedad renal, infarto de miocardio y cetoacidosis, respectivamente. la mayor parte de los casos complicados tenían mayor edad, IMC, duración de la enfermedad, insulina plasmática e IAP, y recibían tratamiento de insulina. Los dos grupos investigados no fueron significativamente diferentes considerando la CitoC, pero fueron muy significativamente diferentes en cuanto a su perfil lipídico (como se refleja en el IAP) y los parámetros de control glicémico (como se refleja en la RI, el plasma y el HIF-α), con importantes correlaciones entre todos ellos en un patrón específico de grupo. Conclusión: Los pacientes tuvieron un alto índice de complicaciones que se correlacionaron con la edad, el IMC, la duración de la enfermedad, el IAP, la insulina plasmática y el tratamiento de la insulina debido al pobre control de la enfermedad. La reducción del HIF-α y el aumento no significativo de los niveles de CitoC se correlacionaron negativamente con los indicadores de mal pronóstico de la enfermedad, que apuntaban a una implicación patogénica.

Hymenolepis microstoma (Cestoda: Hymenolepididae) en ratones caseros ( Mus musculus ) de Lima, Perú / Hymenolepis microstoma (Cestoda: Hymenolepididae) in house mice (Mus musculus) from Lima, Peru

Un total de 12 cestodos adultos se colectaron de los conductos biliares de ratones domésticos (Mus musculus) provenientes de Lima, Perú. Diversas características del escólex y proglotis maduros del cestodo fueron observadas para la identificación morfológica. Así mismo, se realizó un diagnóstico molecular mediante un PCR y secuenciación parcial del gen mitocondrial citocromo c oxidasa subunidad 1 (cox1). Todos los cestodos fueron identificados como Hymenolepis microstoma por morfología y métodos moleculares. El aislado de H. microstoma de Perú mostró una similitud de secuencia significativa (> 99%) con los aislados de H. microstoma previamente reportados. Nuestro informe confirma la presencia del parásito en ratones de Lima.

A total of 12 adult cestodes were collected from the bile ducts of domestic mice (Mus musculus) from Lima, Peru. Various features of the scolex and mature proglottids of the tapeworms were observed for morphological identification. A molecular diagnosis was performed by PCR-based partial sequencing of mitochondrial gene of cytochrome c oxidase subunit 1 (cox1). All cestodes were identified as Hymenolepis microstoma by morphology and molecular methods. The H. microstoma isolate from Peru showed significant sequence similarity with previously reported isolates of H. microstoma (>99%). Our report confirms the presence of the parasite in mice from Lima.

Molecular characterization and genetic relationships of seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus (Characiformes: Serrasalmidae) from Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins in Brazil

Abstract Genetic and phylogenetic relationships among seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus from the Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins were evaluated in the present study by partial sequences of two mitochondrial genes, Cytochrome b and Cytochrome c Oxidase I. Phylogenetic analysis of Maximum-Likelihood and Bayesian inference were performed. Results indicated, in general, greater genetic similarity between the two species of Pygocentrus (P. nattereri and P. piraya), between Serrasalmus rhombeus and S. marginatus and between S. maculatus, S. brandtii and S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus and S. maculatus showed high intraspecific genetic variability. These species have each one, at least two different mitochondrial lineages that, currently, occur in sympatry (S. rhombeus) or in allopatry (P. nattereri and S. maculatus). Species delimitation analysis and the high values of genetic distances observed between populations of S. rhombeus and of S. maculatus indicated that each species may corresponds to a complex of cryptic species. The non-monophyletic condition of S. rhombeus and S. maculatus reinforces the hypothesis. The geographic distribution and the genetic differentiation pattern observed for the piranha species analyzed herein are discussed regarding the geological and hydrological events that occurred in the hydrographic basins.

Resumo Relações genéticas e filogenéticas de sete espécies de piranhas dos gêneros Serrasalmus e Pygocentrus das bacias hidrográficas Paraná-Paraguai, São Francisco e Tocantins foram avaliadas com base em sequências parciais dos genes mitocondriais Citocromo b e Citocromo c Oxidase I. Foram realizadas análises filogenéticas de Máxima Verossimilhança e de inferência Bayesiana. Os resultados indicaram, em geral, maior similaridade genética entre as duas espécies de Pygocentrus (P. nattereri e P. piraya), entre Serrasalmus rhombeus e S. marginatus e entre S. maculatus, S. brandtii e S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus e S. maculatus revelaram ter alta variabilidade genética intraespecífica. Essas espécies têm, cada uma, pelo menos duas linhagens mitocondriais que, atualmente, ocorrem em simpatria (S. rhombeus) ou alopatria (P. nattereri e S. maculatus). Análises de delimitação de espécies e os altos valores de distância genética observados entre as populações de S. rhombeus e de S. maculatus indicam que cada espécie pode, na verdade, corresponder a um complexo de espécies crípticas. A condição não-monofilética de S. rhombeus e S. maculatus reforça essa hipótese. A distribuição geográfica e o padrão de diferenciação genética observados para as espécies de piranhas analisadas são discutidos com relação aos eventos geológicos e hidrológicos que ocorreram nas bacias hidrográficas.

Molecular epidemiology of cystic echinococcosis: genotypic characterization in humans and different livestock / Epidemiología molecular de la equinococosis quística: caracterización genotípica en humanos y diferentes animales

Echinococcus Granulosus (EG) is the major cause of cystic echinococcosis in humans and livestock in the world. In Chile is a zoonosis of great importance. The most frequently affected geographic areas are the Regions of Aysén, Los Rios, Los Lagos, Coquimbo and the Araucanía. Hence, it was discovered that in endemic areas of hydatidosis there could be several strains and genotypes of EG. In addition, there is evidence that some strains and genotypes are more infectious for human beings than others. This interesting phenomenon of the biology of EG has been studied using molecular biology techniques based on polymerase chain reaction (PCR) and DNA sequence analysis, which has made it possible to characterize the cestode species complex called EG sensu lato (s l) as being comprised of EG sensu stricto (s.s.) (Genotypes G1-G3), E. equinus (G4), E. ortleppi (G5) and E. canadensis (G6-G10), which present an important phenotypic variation detectable in characteristics of the biological cycle, specificity of the intermediate host, pattern of development, pathogenicity, antigenicity, transmission dynamics and, consequently, in the measures needed to control the disease. The aim of this manuscript is to describe the different genotypes of EG described in humans and different livestock host reported in the literature.

Echinococcus granulosus (EG) es la principal causa de equinococosis quística en humanos y ganado en el mundo. En Chile hay una zoonosis de gran importancia. Las zonas geográficas más afectadas son las Regiones de Aysén, Los Ríos, Los Lagos, Coquimbo y la Araucanía. Por lo tanto, se descubrió que en áreas endémicas de hidatidosis podría haber varias cepas y genotipos de EG. Además, hay pruebas de que algunas cepas y genotipos son más infecciosos para los seres humanos que otros. Este interesante fenómeno de la biología del EG ha sido estudiado utilizando técnicas de biología molecular basadas en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y análisis de secuencias de ADN, lo que ha permitido caracterizar el complejo de cestode llamado EG sensu lato (sl) EG (G3) y E. canadensis (G6-G10), que presentan una importante variación fenotípica detectable en las características del ciclo biológico, especificidad del huésped intermedio, patrón de desarrollo, patogenicidad, antigenicidad, dinámica de transmisión y, por consiguiente, en las medidas necesarias para el control de la enfermedad. El objetivo de este manuscrito fue describir los diferentes genotipos de EG descritos en humanos y diferentes animales de ganado reportados en la literatura.

Molecular and morphological evidence of Taenia omissa in pumas (Puma concolor) in the Peruvian Highlands / Evidência molecular e morfológica de Taenia omissa em onça-pardas (Puma concolor) dos Andes Peruanos

Abstract A total of 41 cestodes were collected during necropsy examination on 2 pumas (Puma concolor) that were found in 2 communities in Canchis province, Cuzco region, Peru, at 4500 meters above sea level (Peruvian Andes). The cestodes were evaluated morphologically and molecularly. A fragment of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 gene (cox1) was used as a genetic marker. All the cestodes were identified as Taenia omissa. In the present report, we give a brief description by molecular and morphological diagnosis of the cestodes and compare nucleotide sequences with previous isolates from GenBank. Upon comparison, the sequences showed a difference in the cox1 gene of 5.1 to 5.3% with other teniids sequences. This finding constitutes the first report of T. omissa in Peru and expands the geographic distribution of this parasite.

Resumo Um total de quarenta e um cestóides foram coletados durante a necropsia de duas onça-pardas (Puma concolor) encontradas em duas comunidades na província de Canchis, em Cuzco, a 4500 metros acima do nível do mar, nos Andes peruanos. Os cestóides foram avaliados morfologicamente e molecularmente. Um fragmento do gene citocromo C oxidase subunidade 1 (cox1) foi utilizado como marcador genético. Todos os cestóides foram identificados como Taenia omissa. No presente relato, dá-se uma breve descrição dos cestóides e compara-se sequências de nucleotídeos com isolados anteriores presentes no GenBank. Após a comparação, as sequências mostraram uma diferença de 5,1-5,3% entre o gene cox1 e outras sequências de tênias. Esse achado constitui o primeiro relato de T. omissa no Peru e amplia a informação sobre a distribuição geográfica deste parasita.

Efecto del aceite esencial de Eucalyptus citriodora sobre el metabolismo energético mitocondrial / Essential oil Eucalyptus citriodora effect on mitochondrial energy metabolism / Efeito do óleo essencial de Eucalyptus citriodora sobre o metabolismo energético mitocondrial

Con el fin de contribuir al conocimiento de su actividad a nivel celular, se evaluó el mecanismo de acción del aceite esencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre la bioenergética mitocondrial, su efecto sobre la velocidad de consumo de oxígeno de mitocondrias energizadas (estados 3 y 4) y su coeficiente de control respiratorio (CCR). Además, se analizó la actividad de los complejos de la cadena respiratoria usando técnicas espectrofotométricas. Los resultados obtenidos indican que el aceite esencial de E. citriodora aumenta la velocidad del consumo de oxígeno en los estados 3 y 4, disminuye el CCR, desacopla la fosforilación oxidativa, aumenta la actividad de la citocromo c oxidasa y aumenta la actividad ATPasa en mitocondrias íntegras, a partir de la concentración de 10 µg/mL. Estos resultados sugieren que el aceite esencial o sus metabolitos afectan el funcionamiento normal del transporte de electrones de la cadena respiratoria y la síntesis de ATP.

In order to contribute to the knowledge of its activity at the cellular level, the mechanism of action of the essential oil of Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) on mitochondrial bioenergetics, the rate of oxygen consumption of energized mitochondria (states was assessed 3 and 4), and respiratory control ratio (CCR) were evaluated. The activity of the respiratory chain complexes was analyzed using spectrophotometric techniques. The results indicate that the essential oil of E. citriodora increases the rate of oxygen consumption in states 3 and 4, reduces the CCR, uncouples oxidative phosphorylation, increases the activity of cytochrome c oxidase, and increases the ATPase activity in mitochondria intact at concentrations ≥ 10 mg/mL. These results suggest that the essential oil or its metabolites affect the normal operation of the electron transport in the respiratory chain and ATP synthesis.

Com o fim de contribuir ao conhecimento da sua atividade a nível celular, foi avaliado o mecanismo de ação do óleo essencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre a bioenergética mitocondrial, o efeito sobre a taxa de consumo de oxigênio de mitocôndrias energizadas (estados 3 e 4) e o coeficiente de controle respiratório (CCR). Usando técnicas espectrofotométricas, foi analisada a atividade dos complexos da cadeia respiratória. Os resultados obtidos indicam que o óleo essencial de E. citriodora aumenta a velocidade do consumo de oxigênio nos estados 3 e 4, reduz o CCR, desacopla a fosforilação oxidativa, aumenta a atividade da citocromo c oxidase e aumenta a atividade ATPase em mitocôndrias intatas, a partir da concentração de 10 µg / mL. Estes resultados sugerem que o óleo essencial ou seus metabolitos afetam o funcionamento normal do transporte de elétrons na cadeia respiratória e na síntese de ATP.

Actividad energética y hepatoprotectora de las hojas de Baccharis lanceolata (Chilca) / Energetic and hepatoprotective activity of the leaves of Baccharis lanceolata (Chilca)

Introducción: La función de la cadena respiratoria es importante para la homeostasis. Objetivos: Comprobar el efecto energético y hepatoprotector que puede producir el extracto acuoso de Baccharis lanceolata H.B.K. en la cadena respiratoria. Diseño: Experimental. Lugar: Facultades de Farmacia y Bioquímica, Medicina - Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú. Material biológico: Ratas albinas, hojas de la planta. Intervenciones: En relación al efecto energético se ha evaluado la actividad respiratoria en mitocondria de hígado de rata a través del control respiratorio, actividad de la enzima ATPasa mediante hidrólisis del ATP y actividad Citocromo oxidasa; hepatoprotección en ratas administrándoles el extracto vía oral 14 mg/Kg. Las mitocondrias de hígado fueron obtenidas por centrifugación diferencial a 4oC. Resultados: Actividad respiratoria de los controles con los tratados fueron para el 1º mes 13.31 y 19.08, 2º mes 14.55 y 21.18 y 3º mes 15.15 y 23.63 micromoles de O2/mg de proteína (p < 0.001). Actividad Citocromo oxidasa Control 0.333, tratados en el 1º mes 0.403, 2º mes 0.547 y 3º mes 0.613 micromoles/g de proteína (p< 0.001). Actividad ATPasa: Control 57.10, tratadas 1º mes 64.98, 2º mes 67.95 y 3º mes 69.50 micromoles de P/mg de proteína (p < 0.001). GPT: Control 28.33 U/l, 1º mes 25.06 U/l, 2º mes 12.0 U/l y 3º mes 30.5 U/l (p < 0.001). GOT: Control 35.83 U/l, 1º mes 25.61 U/l, 2º mes 12.50 U/l y 3º mes 37.16 U/l (p < 0.001). Principales medidas de resultados: Valores medios, Porcentajes de variación. Conclusiones: Se ha demostrado que el extracto acuoso aumenta la actividad del control respiratorio, enzima ATPasa, enzima Citocromo c oxidasa; siendo la hepatoprotección dependiente del tiempo.

AMDAR y PCR-extra-rápida para la identificación de la tottuga cabezona Caretta caretta (Testudines: Cheloniidae) utilizando el gen mitocondrial citocromo c oxidasa I (COI) / AMDAR and PCR-Extra-fast for Molecular identification of the loggerhead sea turtle Caretta caretta (Testudines: Cheloniidae) using the mitochondrial gene cytochrome c oxidase I (COI) / AMDAR e PCR extra-rápida para a identificação da Tartaruga-Comum Caretta caretta (Testudines: Cheloniidae), utilizando o gene mitocondrial citocromo c oxidase I (COI)

Para identificación molecular de tortuga cabezona Caretta caretta, se utilizó Amplificación Mitocondrial DNA y Análisis de Restricción y PCR Extra-rápida. Se obtuvo muestras de sangre de juveniles de C. caretta de playa Don Diego (Magdalena; n=4) e Islas Del Rosario (Bolívar; n=2) en el Caribe colombiano. Se aisló DNA, se estandarizó la amplificación del gen mitocondrial citocromo c oxidasa I (COI) por PCR extra-rápida, obteniendo fragmentos de 650 pares de bases, disminuyendo en un tercio el tiempo de reacción. El producto amplificado de COI se analizó con enzimas HindIII, HyCH4III y MseI generando perfil electroforético que al compararlo in silico con secuencias para otras especies de tortugas marinas; permitió identificar patrón específico para la tortuga cabezona. Las secuencias nucleótidicas se analizaron con BLAST y similaridad entre 97-99 % con C. caretta en cinco secuencias y 92 % en otra. La información de tortugas muestreadas fue integrada en base datos BOLD y se generó el código de barras. La metodología descrita para identificación de C. caretta es procedimiento rápido y bajo costo que minimiza el tiempo de PCR mejorando su especificidad.

We molecularly identified the loggerhead turtle Caretta caretta using high-speed PCR amplification and restriction analysis of mitochondrial DNA. We isolated the DNA from blood from juvenile C. caretta from Don Diego beach (Magdalena; n=4), in Islas Del Rosario (Bolívar; n=2) in the Colombian Caribbean. By using high-speed PCR amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase I (COI), we reduced reaction by one third and obtained fragments of 650 base pairs. We analyzed the amplified IOC product using enzymes HindIII, HpyCH4III and MseI and generated an electrophoretic profile, which compared in silico to other sea turtle species sequences, revealed the loggerhead's specific pattern. We found similarity between 97-99% with C. caretta in five of the BLAST analyzed nucleotide sequences and 92% in another. We generated a bar code for the sampled turtle information and sequences and stored them in the BOLD database. The methodology described for the identification of C. caretta is a fast and inexpensive procedure that minimizes time and improves PCR specificity.

Identificámos molecularmente a tartaruga-comum Caretta caretta usando PCR amplificado de alta-velocidade e análise de ADN mitocondrial restrito. Isolámos o ADN do sangue de juvenis C. carreta das praias Don Diego (Magdalena ; n=4), das Ilhas del Rosario (Bolívas; n=2) no Caribe Colombiano. Ao utilizar a amplificação por PCR de alta velocidade da citocromo c oxidase I (COI ), reduzimos a reacção a um terço, e obtivemos fragmentos de 650 pares de bases. Analisámos o produto IOC amplificado com as enzimas de restrição HindIII , HyCH4III e MseI e gerámos um perfil eletroforético, que comparado em silico com outras seqüéncias de espécies de tartarugas marinhas, revelou padrão específico à tartaruga-comum. Encontramos semelhanças entre 97-99 %, com C. caretta em cinco das seqüéncias de nucleotídeos BLAST analisados e 92% com outro. Gerámos um código de barras para a informação e seqüéncias das tartaruga amostradas e foram armazenados na base de dados BOLD. A metodologia descrita para a identificação de C. caretta é um procedimento rápido e barato, que minimiza o tempo e melhora a especificidade da PCR.

Hydrogen/rydride ion relay - a mechanism for early electron transfer in cytochrome c oxidases / El reléuónico hidrógeno-hidruro: un mecanismo de transferencia temprana de electrones en las citocromo c oxidasas

Cytochrome c oxidase (COX) employs electrons obtained from cytochrome c to bring about the reduction of oxygen to water. It is known that the electrons originate from the haem edge of cytochrome c and enters bovine COX at Trp-104. It is also known that Tyr-105, Glu-198 and Asp-158 of COX subunit II play roles in the enzyme's catalysis but how these roles are linked to electron transfer remain unclear. Recently, we proposed that electrons travel from the haem edge of cytochrome c to CuA, the first metal redox centre of COX, by a hydrogen/hydride ion relay using six residues. Now using a similar computer assisted approach, we investigate the extent to which this hydride/hydrogen ion mechanism is common amongst oxidases. The crystal structures of COX from P denitrificans, R sphaeroides and T thermophilus and quinol oxidase from E coli were downloaded and their binding domains analysed. As with bovine, all four oxidases had only nine amino acid residues in that region and both the sequences and three-dimensional structures were highly conserved. We propose that these residues function as a hydrogen/hydride ion relay, participating directly in electron transfer to CuA. We further suggest that this electron transfer mechanism might be a common feature in oxidases.

La citocromo c oxidasa (COX) emplea electrones obtenidos del citocromo c para producir la reducción del oxígeno a agua. Se sabe que los electrones originan a partir del hemo del citocromo c, y entran en la COX bovina en Trp-104. También se conoce que Tyr-105, Glu-198 y Asp-158 de la subunidad II de COX, desempeñan papeles en la catálisis de la enzima, pero no hay todavía claridad en cuanto a cómo estos papeles se hallan vinculados con la transferencia de electrones. Recientemente, sugerimos que los electrones viajan del borde del hemo del citocromo c al CuA, el primer centro metálico de reacción redox de la COX, por un relé iónico hidrógeno-hidruro, usando seis residuos. Ahora, usando un enfoque similar computarizado, investigamos hasta que punto este mecanismo de iones hidrógeno/hidruro es común entre las oxidasas. Se bajaron y analizaron los dominios de unión de las estructuras cristalinas de la COX de P denitrificans, R sphaeroides, y T thermophilus, y de la quinol oxidasa de la E coli. Como en el caso de la bovina, las cuatro oxidasas tenían sólo nueve residuos de aminoácido en esa región, y tanto las secuencias como las estructuras tridimensionales presentaban un alto grado de conservación. Proponemos que estos residuos funcionan como un relé iónico hidrógeno-hidruro, participando directamente en una transferencia de electrones al CuA. Asimismo, sugerimos que este mecanismo de transferencia de electrones podría ser un rasgo común de las oxidasas.

Infección por el virus de la Lengua azul: activación de señales celulares que inducen apoptosis / Bluetongue virus infection: signaling pathway activated during apoptosis

El virus de la Lengua azul (VLA) es un ARN virus de doble cadena que induce apoptosis tanto en cultivos celulares como en tejidos blanco. Con el fin de dilucidar el mecanismo de apoptosis en la infección por el VLA, en el presente trabajo examinamos en detalle, por la técnica de Western blot, las señales celulares de caspasas, Bax, citocromo c, Smac/DIABLO y factor nuclear kappa B (NF-kB) que se activan en la infección viral. Hemos comprobado que luego de la infección in vitro con el VLA, se detectó la activación de la caspasa 8 y con ello el mecanismo extrínseco de la apoptosis. También detectamos por primera vez no sólo la activación de miembros de la familia Bcl-2 (Bax), sino también la liberación del citocromo c y la proteína Smac/DIABLO, confirmando que en la infección por el VLA está involucrado el mecanismo secuencial intrínseco de la apoptosis. Asimismo, demostramos que la infección por el VLA activa el NF-kB y que la apoptosis es sustancialmente reducida mediante la inhibición del mismo. La activación de las señales celulares tales como Bax, citocromo c, Smac/DIABLO y NF-kB presentados en este trabajo, esclarecen los mecanismos apoptóticos durante la infección por el VLA para una mayor comprensión del papel primario que juega la apoptosis en la patogénesis del virus.

Bluetongue (BTV) is a double-stranded RNA virus that induces apoptosis both in mammalian cell cultures and in target tissues. To elucidate the apoptosis pathways in BTV infection, we have examined in detail the apoptosis mechanism by examination of caspases, Bax, cytochrome c, Smac/DIABLO and NF-kB signalling pathways. In this report, after cell infection with BTV, the activation of caspase 8 was detected, proving the extrinsic receptor binding apoptotic pathway. Apoptosis followed a sequential pathway involving the detection of activated Bcl-2 family members. Furthermore, its translocation to the mitochondria, as well as the release of cytochrome c and Smac/Diablo confirmed that BTV apoptosis involves the sequential intrinsic pathway. In addition, we demonstrated that NF-kB was activated following BTV infection and cell treatment with an inhibitor peptide before BTV infection, prevented NF-kB activation and substantially reduced cellular apoptosis. Our accumulating data concerning the activation of Bax, cytochrome c, Smac/DIABLO and NF-kB clarify the mechanism of apoptosis during BTV infection, and confer a better understanding of the primary role of apoptosis in BTV pathogenesis.