High expression of human monocyte iNOS mRNA induced by Paracoccidioides brasiliensis is not associated with increase in NO production

Updates in Paracoccidioides Biology and Genetic Advances in Fungus Manipulation

The dimorphic fungi of the Paracoccidioides genus are the causative agents of paracoccidioidomycosis (PCM). This disease is endemic in Latin America and primarily affects workers in rural areas. PCM is considered a neglected disease, despite being a disabling disease that has a notable impact on the public health system. Paracoccidioides spp. are thermally dimorphic fungi that present infective mycelia at 25 °C and differentiate into pathogenic yeast forms at 37 °C. This transition involves a series of morphological, structural, and metabolic changes which are essential for their survival inside hosts. As a pathogen, the fungus is subjected to several varieties of stress conditions, including the host immune response, which involves the production of reactive nitrogen and oxygen species, thermal stress due to temperature changes during the transition, pH alterations within phagolysosomes, and hypoxia inside granulomas. Over the years, studies focusing on understanding the establishment and development of PCM have been conducted with several limitations due to the low effectiveness of strategies for the genetic manipulation of Paracoccidioides spp. This review describes the most relevant biological features of Paracoccidioides spp., including aspects of the phylogeny, ecology, stress response, infection, and evasion mechanisms of the fungus. We also discuss the genetic aspects and difficulties of fungal manipulation, and, finally, describe the advances in molecular biology that may be employed in molecular research on this fungus in the future.

Erhöhte NF-κB- und iNOS-Expression in Keratozyten von Keratokonuspatienten – Hinweise auf eine entzündliche Komponente?

Hintergrund In den letzten Jahren mehren sich Hinweise auf eine entzündliche Komponente beim Keratokonus (KC). Ein Schlüsselgen bei entzündlichen Prozessen ist der Nuclear Factor Kappa B (NF-κB). NF-κB ist ein Transkriptionsfaktor, der unter anderem das Enzym Nitric Oxide Synthase (NOS), das mit dem konkurrierenden Enzym Arginase (Arg) bei entzündlichen Prozessen involviert ist, aktiviert. Ziel dieser Studie war es, die Isotypen von NOS und Arginase zu analysieren, die Expression NF-κB, NOS und Arginase sowie den regulativen Mechanismus von NOS und Arginase in Keratozyten von Keratokonuspatienten mithilfe des Inhibitors 1400W in vitro zu untersuchen.

Methoden Primäre humane Keratozyten wurden durch enzymatische Behandlung mit Kollagenase A aus humanen Korneoskleralscheiben (n = 8) und von Explantaten von geplanten perforierenden Keratoplastiken (KC-Patienten) isoliert (n = 8) und in DMEM/F12-Kulturmedium, versetzt mit 5% fetalem Kälberserum, kultiviert. Die Expression von NF-κB, NOS und Arginase wurden mit quantitativer PCR (qPCR) und Westernblot-Analyse (WB) untersucht. Nitrit- und Ureakonzentrationen im Zellkulturüberstand wurden nach Zugabe des NOS-Inhibitors 1400W (0 – 40 µM) analysiert.

Ergebnisse In den Keratozyten wurden ausschließlich die Isotypen iNOS (induzierbare NO-Synthase) und Arg-II nachgewiesen. Die mRNA-Expression von NF-κB und iNOS waren in KC-Keratozyten höher als in normalen Zellen (p = 0,0135 und p = 0,0001), während in der Arg-II-Expression keine Unterschiede messbar waren. Im WB war bei NF-κB eine höhere Bandenintensität messbar (p = 0,0012), bei iNOS konnten keine Unterschiede in der Bandenintensität nachgewiesen werden. Im Überstand der KC-Keratozyten wurden geringere Konzentrationen von Nitrit und Urea nach Zugabe des Inhibitors 1400W gemessen (p = ≤ 0,014), nicht jedoch bei normalen Zellen (p ≥ 0,178).

Schlussfolgerung Aufgrund der erhöhten Expression von NF-κB und iNOS muss von einer inflammatorischen Komponente beim Keratokonus ausgegangen werden. Die unterschiedliche Regulation der KC-Keratozyten durch den iNOS-Inhibitor 1400W legt eine veränderte metabolische Aktivität nahe, die durch entzündliche Prozesse hervorgerufen werden kann.

Stimulation of bovine monocyte-derived macrophages with lipopolysaccharide, interferon-ɣ, Interleukin-4 or Interleukin-13 does not induce detectable changes in nitric oxide or arginase activity

BACKGROUND

Bacterial lipopolysaccharide and interferon-γ stimulation of rodent macrophages in vitro induces up-regulation of inducible nitric oxide synthase, whereas interleukin-4 stimulation results in increased activity of arginase-1. Thus different stimulants result in differing macrophage phenotypes, appropriate for responses to a range of pathogens. The current study was conducted in order to determine whether bovine macrophages derived from monocytes and spleen respond similarly.

RESULTS

Lipopolysaccharide and interferon-γ did not induce detectable increases in nitric oxide production by bovine monocyte-derived or splenic macrophages in vitro. Similarly, interleukin-4 and interleukin-13 did not affect arginase activity. However, changes in transcription of genes coding for these products were detected.

CONCLUSION

Differences between macrophage activation patterns exist between cattle and other species and these differences may occur during the post-transcription phase.