Trasplante de células madre mesenquimales derivadas de médula ósea en el tratamiento de la fibrosis pulmonar experimental inducida por paracoccidioides brasiliensis

RESUMEN: La paracoccidioidomicosis (PCM) es una micosis sistémica endémica producida por el hongo del género Paracoccidioides. Esta enfermedad tiene una progresión generalmente crónica y el órgano blanco es el pulmón, en el que se genera fibrosis pulmonar (FP) en más del 50% de los pacientes. Esta micosis es de gran importancia en América Latina, principalmente en Brasil, Colombia y Venezuela, en donde se estima que hay aproximadamente 10 millones de personas infectadas. El tratamiento de la FP en la PCM está basado en el uso de agentes anti-inflamatorios pero sin ningún éxito. Recientemente, terapias celulares basadas en células madre mesenquimales derivadas de médula ósea (BMMSCs), a nivel experimental, han sido efectivas en el tratamiento de la FP inducida por agentes químicos, gracias a su capacidad inmunomoduladora y regenerativa. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del trasplante de BMMSCs en el desarrollo de la FP en un modelo experimental de PCM pulmonar. En este modelo se utilizaron ratones BALB/c machos de 8 semanas de edad inoculados con 1.5x106 levaduras de P. brasiliensis vía intranasal; luego en la octava semana post-infección los ratones se trasplantaron vía intravenosa con 1x106 BMMSCs, las cuales se aislaron de fémur y tibias de ratones BALB/c hembras de 3 semanas de edad. Un grupo adicional de ratones se trató con itraconazol (ITC) dos semanas antes de la administración de las BMMSCs. En cada uno de los grupos experimentales los animales fueron sacrificados en la semana 12 pos-infección, y se obtuvieron los pulmones para evaluar los siguientes parámetros: subpoblaciones leucocitarias, carga fúngica, citoquinas y quimioquinas, número de fibrocitos, expresión de genes relacionados con la fibrosis, colágeno soluble y análisis histopatológico. Adicionalmente, cultivos de 5 fibroblastos humanos se trataron con sobrenadantes de homogeneizados de pulmón (SHP) de los ratones infectados y/o trasplantados para determinar la expresión de colágeno. Se observó que los ratones infectados con P. brasiliensis y trasplantados con BMMSCs tuvieron un aumento significativo en: i) carga fúngica; ii) recuento de neutrófilos, eosinófilos, macrófagos M2 y fibrocitos; iii) niveles de IL-6, IL-9, GM-CSF, CXCL1, CXCL9 y CCL5; iv) colágeno soluble; v) expresión de colágeno-3α1, TGF-ß 3, MMP-8 y MMP-15; y vi) respuesta inflamatoria in situ y fibrosis en comparación con los animales infectados y no trasplantados. Así mismo, en los animales infectados con el hongo y trasplantados con BMMSCs se observó disminución de i) macrófagos M1, linfocitos Th9, linfocitos Th17 y células Treg; ii) M-CSF y LIF; y iii) expresión aumentada de MMP-13 en comparación con los animales infectados y no trasplantados. Adicionalmente, luego del tratamiento con Itraconazol, se evidenció una disminución no solo de la carga fúngica sino también una disminución significativa de la respuesta inflamatoria exacerbada inducida por la administración de las BMMSCs, y una reducción de la expresión de los genes TIMP-1 y MMP-13. Finalmente, los fibroblastos humanos estimulados con SHP de ratones infectados y trasplantados con las BMMSCs mostraron una mayor expresión del gen que codifica para el colágeno 1. Los resultados de este trabajo, contrario a reportes previos en modelos de FP inducida por agentes no infecciosos, mostraron que el trasplante de BMMSCs exacerba el proceso fibrótico en los animales infectados con P. brasiliensis. Este fenómeno podría deberse al constante estímulo inflamatorio inducido por el hongo, que generaría una polarización de las BMMSCs hacia un perfil de células madre 6 mesenquimales tipo 1 (MSC1), caracterizadas por ejercer un patrón inflamatorio, a la amplificación de la inflamación local por el incremento de las citoquinas, quimioquinas y células inflamatorias, y finalmente a una posible interacción directa de las BMMSCs con el hongo. Este es el primer estudio enfocado en evaluar el efecto de una terapia celular basada en el uso de BMMSCs en una micosis de tipo crónico como la PCM. En el modelo experimental empleado, las BMMSCs no generaron un efecto inmunomodulador de tipo benéfico; sin embargo, es interesante indicar que la terapia combinada ITC/BMMSCs mostró resultados prometedores. Por lo tanto, el uso de BMMSCs bajo diferentes condiciones o en combinación con otros tratamientos (por ejemplo, ITC) abre la posibilidad de nuevos enfoques en la terapia de la FP en la PCM

Eosinophil extracellular DNA traps in allergies

ABSTRACT: Allergy is a hypersensitivity reaction initiated by specific immunologic mechanisms. It can be mediated by antibodies or cells, developed in individuals previously sensitized by an allergen. In most cases, the antibody responsible for the allergic reaction is immunoglobulin E (IgE). Depending on the nature and mechanism of entry of the allergen, it will bring about the production of specific IgE affecting certain organs and tissues with specific symptoms. Eosinophil extracellular DNA traps or EETs are one of the mechanisms used by eosinophils during the response phase of allergy; they have not been well studied in terms of their induction, regulation and function. EETs have been detected in inflammatory intestinal processes, autoimmune diseases and multiple infectious diseases, but few investigations have been made about their involvement in allergic diseases. This is a review about the structure of EETs, the molecules involved in their formation, and their possible role in the pathogenesis of allergies. Furthermore, the main aspects of cellular and molecular processes involved in the immunopathogenesis of allergies, and the central aspects of the structure, composition and functioning of eosinophils are reviewed.RESUMEN: La alergia es una reacción de hipersensibilidad iniciada por mecanismos inmunológicos y mediada por anticuerpos o células; se desencadena en individuos previamente sensibilizados a un alérgeno. En la mayoría de los casos, el anticuerpo responsable de la reacción alérgica es la inmunoglobulina E (IgE). Según la naturaleza y el mecanismo de entrada del alérgeno se producirá la IgE específica; en las alergias se afectan determinados órganos y tejidos con producción de sintomatologías específicas. Uno de los mecanismos que los eosinófilos utilizan durante la fase de respuesta de las alergias son sus trampas extracelulares (EET), que han sido poco estudiadas en cuanto a su inducción, regulación y función. Hasta el momento se conoce la presencia de dichas trampas en procesos inflamatorios intestinales, enfermedades autoinmunes y múltiples procesos infecciosos, pero se han hecho pocas investigaciones sobre su implicación en las enfermedades alérgicas. Este es un artículo de revisión sobre la estructura de las EET, las moléculas involucradas en su formación y la posible función que desempeñan en la patogénesis de las alergias. Además, se revisan los principales aspectos de los procesos celulares y moleculares involucrados en la inmunopatogénesis de las alergias y los aspectos centrales de la estructura, composición y funcionamiento de los eosinófilos

Closing yield gaps in Colombian direct seeding rice systems: a stochastic frontier analysis

Rice is one of the most important crops in terms of harvested area and food security both globally and for Colombia. Improvement of technical efficiency levels in rice production in order to close yield gaps in a context in which rice demand increases, natural resources are depleted, and where there are growing expectations about both climate changes and trade agreements is likely the most important challenge that farmers confront. This research assessed the main management factors that limit both rice crop productivity and the likely drivers of non-optimal technical efficiency levels (a proxy for yield gaps). This study focused on both upland and irrigated direct seeding systems across a variety of environments in Colombia. Stochastic frontier models were used to integrate microeconomic theory and empirical regression analysis in conjunction with a large commercial rice production database developed by the Colombian rice growers’ federation (Fedearroz). A large variation was found in technical efficiency (from 40 to 95%) levels for both upland and irrigated systems, and major differences were obtained in the limiting factors of the two systems (e.g. seed availability, variety type, market accessibility, fertilizer type, and use rate). This suggests both substantial and varied opportunities for improvements in current technical efficiency levels. Across systems, the correct choice of variety was identified as a common key factor for maximizing yield for a particular environment. For upland systems optimal choices were F174 and F2000, whereas for irrigated rice F473 was found to produce the highest yield. Additionally, numerical analysis suggests a yield impact of ca. 0.18% for each 1% increase in the nitrogen application rate for upland systems. For irrigated rice, phosphorous rather than nitrogen application rates were found to be more important. Since our analysis is based on farm-scale commercial production data, we argue that once our results are brought to consensus with local extension agents, technicians and agronomists, then management recommendations for closing yield gaps can be used to improve rice productivity

Nonpsychoactive cannabinoids in cancer : in vivo studies

RESUMEN: El cannabis alberga gran cantidad de compuestos con características de importancia en diversos procesos que incluyen los industriales, recreativos y medicinales. Los compuestos más abundantes en estas plantas son los cannabinoides, siendo los más importantes y estudiados el tetrahidrocannabinol (THC), un compuesto que a pesar de que se le han descrito múltiples propiedades medicinales y potencial terapéutico, su uso se ha visto limitado debido a sus efectos psicoactivos; y el cannabidiol (CBD) que se diferencia del anterior porque no presenta esta propiedad. Este último ha cobrado importancia por sus propiedades para tratar algunas enfermedades como el cáncer gracias a su efecto pro-apotótico, anti-proliferativo y anti-angiogénico. Esta revisión tiene como objetivo describir los mecanismos inmunomoduladores asociados a los cannabinoides no psicoactivos en modelos in vivo de diferentes tipos de cáncer como: glioblastoma, cáncer de seno, cáncer de pulmón, cáncer colorrectal y melanoma. Entre los hallazgos obtenidos en diferentes trabajos se destaca la capacidad de este compuesto, en combinación con otros fármacos antineoplásicos, de inducir apoptosis e inhibir la metástasis mediante la regulación de ciertas moléculas como CD31, Id-1, caspasas 3 y 9, y metaloproteinasas, entre otras. A pesar de que estos compuestos son vistos como prometedores fármacos, hacen falta más estudios que evalúen los mecanismos inmunomoduladores de los cannabinoides no psicoactivos, debido a que evidencias previas solo han descrito sus propiedades in vitro, por lo tanto, hace falta ahondar un poco más en el estudio de modelos in vivo, para un posible uso posterior en ensayos clínicos, y de esta forma ser considerados como verdaderos agentes terapéuticos.ABSTRACT: Cannabis harbors many compounds with important characteristics in various processes, including industrial, recreational, and medicinal. The most abundant compounds in these plants are cannabinoids. Tetrahydrocannabinol (THC) is the most important and most studied of these, but despite its multiple medicinal properties and the therapeutic potential described so far, it has been seen as of limited use due to its being characterized as psychoactive. Cannabidiol (CBD), however, does not present psychoactive properties. The latter has gained importance as its properties may treat some diseases, including cancer, due to its pro-apototic, antiproliferative, and anti-angiogenic effects. This review aims to describe the immunomodulatory mechanisms associated with non-psychoactive cannabinoids in in vivo models of different types of cancer such as glioblastoma, breast, lung and colorectal cancer, and melanoma. Among the findings obtained in different studies is the ability of this compound, in combination with other antineoplastic drugs, to induce apoptosis and inhibit metastasis through the regulation of CD31, Id-1, caspases 3 and 9, and metalloproteinases, among others molecules. Although these compounds are seen as promising drugs, more studies are needed to evaluate the immunomodulatory mechanisms of nonpsychoactive cannabinoids, since previous evidence has only described their in vitro properties; therefore, it is necessary to delve more into in vivo model studies and evaluate their possible uses in clinical trials. In this way, they can be considered as true therapeutic agents

Eosinophil extracellular DNA traps in allergies = Trampas extracelulares de DNA de eosinófilos en alergias

Allergy is a hypersensitivity reaction initiated by specific immunologic mechanisms. It can be mediated by antibodies or cells, developed in individuals previously sensitized by an allergen. In most cases, the antibody responsible for the allergic reaction is immunoglobulin E (IgE). Depending on the nature and mechanism of entry of the allergen, it will bring about the production of specific IgE affecting certain organs and tissues with specific symptoms. Eosinophil extracellular DNA traps or EETs are one of the mechanisms used by eosinophils during the response phase of allergy; they have not been well studied in terms of their induction, regulation and function. EETs have been detected in inflammatory intestinal processes, autoimmune diseases and multiple infectious diseases, but few investigations have been made about their involvement in allergic diseases. This is a review about the structure of EETs, the molecules involved in their formation, and their possible role in the pathogenesis of allergies. Furthermore, the main aspects of cellular and molecular processes involved in the immunopathogenesis of allergies, and the central aspects of the structure, composition and functioning of eosinophils are reviewed

Importancia de los ratones knock-out en el estudio del sistema NADPH oxidasa Importance of the knock out mice in the study of the nadph oxidase system

El anión superóxido producido por el sistema NADPH oxidasa de las células fagocíticas es parte de las especies reactivas del oxígeno (ROS) involucradas en la defensa contra microorganismos patógenos. Su importancia se evidencia en la enfermedad granulomatosa crónica (EGC), una inmunodeficiencia primaria ocasionada por mutaciones en los genes que codifican las proteínas del sistema NADPH oxidasa. Los ratones knock-out para algunas de las proteínas del sistema NADPH oxidasa han permitido comprender la función de las ROS en la destrucción de microorganismos patógenos, la regulación del proceso inflamatorio y la fisiología del sistema NADPH oxidasa. Se espera que esta clase de modelos animales proporcionen avances en la comprensión de los eventos comprendidos en la terapia génica para la EGC, de los nuevos paradigmas acerca del papel de las ROS en la defensa del hospedero y en la descripción de las vías de señalización comprometidas con la activación de este sistema<br>The superoxide anion produced by the NADPH oxidase system of the phagocytic cells is part of the reactive oxygen species involved in the defense against pathogenic microorganisms. Its importance is evidenced in the chronic granulomatous disease (CGD), a primary immunodeficiency caused by mutations in the genes that code the proteins of the NADPH oxidase system. The knock-out mice for some of the proteins of the NADPH oxidase system have allowed to understand the function of the ROS in the destruction of pathogenic microorganisms, the regulation of the inflammatory process, and the physiology of the NADPH oxidase system, It is expected that this class of animal models makes possible to attain advances in the understanding of the events included in the genic therapy for the CGD, of the paradigms about the role of the ROS in the defense of the host, and in the description of the signaling pathways involved in the activation of this syste

Evaluación de técnicas inmunológicas in vitro para el diagnóstico de alergias: metanálisis 2000-2012

Background: Allergies have high prevalence, affecting all age groups, generate negative impacts on health, educational and economic systems, and they are unknown the diagnostic utility of screening tests. The objective of the study was to evaluate the validity, performance, safety and diagnostic efficiency of in vitro immunological techniques for allergies, 2000-2012 Methods: Systematic review with meta-analysis. We applied a search strategy studies in PubMed, Sciencedirect and Wiley, with search terms activation basophil test, lymphocyte transformation test, especific IgE immunoassay. We determined the reproducibility of the selection, extraction and quality assessment of articles. We calculated sensitivity, specificity, likelihood ratios, predictive values, proportion of false, accuracy, odds ratio, Youden index J and ROC curve in Meta-DiSc(es) and Epidat 3.0. software Results: We included 18 studies with 3520 individuals, 58% patients and 42% healthy. Activation of basophils showed sensitivity of 78% (95% CI :74-81), specificity 95% (95% CI: 83-100), positive likelihood ratio 9.9 (95% CI: 6.8 to 14.4) and negative of 0.20 (95% CI = 0.13 to 0.30) a diagnostic OR 70.8 (IC95: 40.2 to 124.8) and area under the curve of 0.97. In specific immunoglobulin E sensitivity was 72% (95% CI: 69-75), specificity 90% (95% CI : 88-92), positive likelihood ratio 12.9 (95% CI = 4.0 to 41.6) negative 0.32 (95% CI:0.23-0.43), diagnostic OR 41.6 (95% CI :11.6 to 148.9) and area under the curve 0.87 Conclusion: We showed that activation of basophils and specific IgE are useful tests for diagnosing allergies.Fundamentos: Las alergias presentan elevada prevalencia, afectan a todos los grupos etarios, generan impactos negativos sobre los sistemas de salud, educativo y económico. Se desconoce la utilidad diagnóstica de las pruebas de tamización. El objetivo del estudio fue evaluar la validez, el desempeño, la seguridad y la efectividad diagnóstica de las técnicas inmunológicas in vitro para alergias Métodos: Revisión sistemática con metaanálisis. Se aplicó una estrategia de búsqueda de estudios en Pubmed, Sciencedirect y Wiley con los términos de búsqueda activation basophil test, lymphocyte transformation test, especific IgE immunoassay. Período estudiado: 2000-2012. Se determinó la reproducibilidad de la selección, extracción y evaluación de la calidad de los artículos. Se calculó sensibilidad, especificidad, cocientes de probabilidad, valores predictivos, proporción de resultados falsos, exactitud, razón de odds, índice J de Youden y curva ROC con los software Meta-DiSc(es) y Epidat 3.0 Resultados: Se incluyeron 18 estudios con 3.520 individuos, 58% enfermos y 42% sanos. La activación de basófilos presentó sensibilidad del 78% (IC95%:74-81), especificidad 95% (IC95%:83-100), cociente de probabilidad positivo 9,9 (IC95%:6,8-14,4) y negativo de 0,20 (IC95%:0,13-0,30), OR diagnóstica de 70,8 (IC95:40,2-124,8) y un área bajo la curva de 0,97. En la inmunoglobulina E específica la sensibilidad fue 72% (IC95%:69-75), especificidad 90% (IC95%:88-92), cociente de probabilidad positivo 12,9 (IC95%:4,0-41,6) negativo 0,32 (IC95%:0,23-0,43), OR diagnóstica 41,6 (IC95%:11,6-148,9) y área bajo la curva 0,87 Conclusión: Se evidenció que la activación de basófilos y la IgE específica son pruebas útiles en el diagnóstico de alergias

Sistema NADPH oxidasa: nuevos retos y perspectivas = NADPH oxidase system: new challenges and perspectives

El sistema NADPH oxidasa es un complejo multiproteico encargado de producir especies reactivas del oxígeno (ROS, por reactive oxygen species) en diferentes células y tejidos. Es de gran importancia en las células fagocíticas (principalmente neutrófilos y macrófagos) porque participa en la destrucción de microorganismos patógenos, mediante la fagocitosis y la formación de las trampas extracelulares de neutrófilos (NET, por neutrophils extracelular traps), así como en la activación de procesos inflamatorios. Las alteraciones en la producción de ROS por parte de las células fagocíticas a causa de defectos genéticos en los componentes del sistema generan la inmunodeficiencia primaria denominada enfermedad granulomatosa crónica (EGC). Este es un artículo de revisión sobre los componentes del sistema NADPH oxidasa, su distribución celular, mecanismo de activación y acción, así como de las funciones que desempeña en otros tejidos. Además, se revisan los defectos moleculares que llevan a la EGC y el tratamiento de esta, incluyendo la terapia con IFNγ, y finalmente las perspectivas para el estudio del sistema

Depletion of Neutrophils Promotes the Resolution of Pulmonary Inflammation and Fibrosis in Mice Infected with Paracoccidioides brasiliensis.

Chronic stages of paracoccidioidomycosis (PCM) are characterized by granulomatous lesions which promote the development of pulmonary fibrosis leading to the loss of respiratory function in 50% of patients; in addition, it has been observed that neutrophils predominate during these chronic stages of P. brasiliensis infection. The goal of this study was to evaluate the role of the neutrophil during the chronic stages of experimental pulmonary PCM and during the fibrosis development and tissue repair using a monoclonal specific to this phagocytic cell. Male BALB/c mice were inoculated intranasally with 1.5x106 P. brasiliensis yeast cells. A monoclonal antibody specific to neutrophils was administered at 4 weeks post-inoculation followed by doses every 48h during two weeks. Mice were sacrificed at 8 and 12 weeks post-inoculation to assess cellularity, fungal load, cytokine/chemokine levels, histopathological analysis, collagen and expression of genes related to fibrosis development. Depletion of neutrophils was associated with a significant decrease in the number of eosinophils, dendritic cells, B cells, CD4-T cells, MDSCs and Treg cells, fungal load and levels of most of the pro-inflammatory cytokines/chemokines evaluated, including IL-17, TNF-α and TGF-β1. Recovery of lung architecture was also associated with reduced levels of collagen, high expression of TGF-β3, matrix metalloproteinase (MMP)-12 and -14, and decreased expression of tissue inhibitor metalloproteinase (TIMP)-2, and MMP-8. Depletion of neutrophils might attenuate lung fibrosis and inflammation through down-regulating TGF-β1, TNF-α, IL-17, MMP-8 and TIMP-2. These results suggest that neutrophil could be considered as a therapeutic target in pulmonary fibrosis induced by P. brasiliensis