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14.2: Visão Geral das Interações Micróbio-Hospedeiro - Biologia

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14.2: Visão geral das interações micróbio-hospedeiro

14.2: Visão Geral das Interações Micróbio-Hospedeiro - Biologia

Microbiota normal são os microrganismos que residem nos corpos de todos os humanos.

Objetivos de aprendizado

Explique a relação entre a microbiota normal e o hospedeiro após a infecção de um patógeno

Principais vantagens

Pontos chave

  • A frase & # 8220 microbiota normal & # 8221 refere-se aos microrganismos que residem na superfície e nas camadas profundas da pele, na saliva e na mucosa oral, na conjuntiva e no trato gastrointestinal de cada ser humano.
  • Essas microbiotas não são prejudiciais aos humanos, algumas até são benéficas e a maioria ajuda a manter nossa saúde.
  • Nossa microbiota normal consiste em várias bactérias, fungos e arqueas.
  • Enquanto nossos corpos ficam felizes em hospedar a gama de microbiota que é considerada & # 8220 normal & # 8221, o corpo humano não fica em segundo plano quando a infecção tenta usá-lo como hospedeiro.
  • A resistência e a recuperação das infecções virais dependem das interações que ocorrem entre o vírus e o hospedeiro. O hospedeiro tem uma variedade de barreiras que usa para prevenir a infecção. Uma das primeiras linhas de defesa é o muco, que possui uma gama de microbiota normal.
  • Existem vários outros componentes humorais do sistema imunológico inespecífico.

Termos chave

  • hospedeiro: Uma célula ou organismo que abriga outro organismo ou entidade biológica, geralmente um parasita.
  • microrganismo: Um organismo que é muito pequeno para ser visto a olho nu, especialmente um organismo unicelular, como uma bactéria.
  • interferon: Qualquer um de um grupo de glicoproteínas, produzidas pelo sistema imunológico, que impedem a replicação viral nas células infectadas.

Microbiota normal

A frase & # 8220 microbiota normal & # 8221 refere-se aos microrganismos que residem na superfície e nas camadas profundas da pele, na saliva e na mucosa oral, na conjuntiva e no trato gastrointestinal de cada ser humano. Esses microrganismos não são prejudiciais ao homem, na verdade, alguns são até benéficos e todos ajudam a manter a nossa saúde. Nossa microbiota normal consiste em várias bactérias, fungos e arqueas. Um exemplo de nossa microbiota bacteriana é E. coli . Muitas pessoas pensam em E. coli como a bactéria que o deixa doente, no entanto, embora tenha essa capacidade, ela também pode permanecer inativa e benigna no trato gastrointestinal por toda a vida. Todos os humanos realmente adquirem E. coli logo após o nascimento com a ingestão de comida ou água. Outras formas de bactérias presentes no intestino humano são necessárias para a digestão adequada dos carboidratos.

Escherichia coli: Esta é uma visão ampliada de Escherichia coli (ou E. coli).

Relacionamentos de Hospedagem

Enquanto nossos corpos ficam felizes em hospedar a gama de microbiota que é considerada & # 8220 normal & # 8221, o corpo humano não fica em segundo plano quando a infecção tenta usá-lo como hospedeiro. Curiosamente, a microbiota normal pode ser um elemento-chave para ajudar o corpo a combater infecções. A resistência e a recuperação das infecções virais dependem das interações que ocorrem entre o vírus e seu hospedeiro. O hospedeiro tem uma variedade de defesas que usa para prevenir infecções. Uma das primeiras linhas de defesa é o muco, que tem uma gama de microbiota normal que compete com as bactérias invasoras e pode até atacá-las.

Depois que um vírus ou bactéria passa pela pele e mucosa, podem ocorrer alterações no hospedeiro para diminuir a eficácia do invasor. Um exemplo de tal mudança é a febre. Existem vários outros componentes humorais do sistema imunológico inespecífico. Respostas imunes específicas são produzidas por anticorpos. Diferentes interferons (IgA, IgG, IgM, etc.) desempenham papéis na derrota dos vírus localizados em nossas membranas. O corpo não se torna facilmente um hospedeiro para infecções, ele tem uma linha de defesas para tentar protegê-lo de perigos.


Os sistemas duplos permitem o estudo da colonização de raízes por patógenos filamentosos e simbiontes

Os sistemas duplos são plantas cultivadas cujas raízes são colonizadas por micróbios simbióticos filamentosos (por exemplo, o fungo AM amplamente utilizado Glomus irregularis), mas, além disso, também podem ser infectados por outros patógenos biotróficos. As espécies de leguminosas Medicago truncátula e Lotus japonicus serviram como plantas modelo genético para pesquisa de simbiose [4, 8] e um enorme recurso genético foi estabelecido pela comunidade, tornando essas plantas candidatas principais para sistemas de estudo de semelhanças e diferenças entre simbiose e patogenicidade. Outro sistema de monocotiledônea estabelecido para pesquisa de simbiose é o arroz [15]. É surpreendente, no entanto, que não existam muitos sistemas de infecção de patógenos de raiz com estágios biotróficos claramente distinguíveis para essas espécies de plantas.

Em raízes colonizadas por fungos AM, o parceiro patógeno microbiano ideal para comparação é um organismo filamentoso colonizador de raízes naturalmente com uma ampla gama de hospedeiros. Outro que não seja G. irregularis deve ser cultivável, transformável e rastreável com eficiência em tecidos vivos - por exemplo, por proteínas fluorescentes. Vários micróbios filamentosos foram empregados para desvendar os mecanismos envolvidos na colonização da raiz (Tabela 1). Historicamente, a maioria das pesquisas foi realizada usando Aphanomyces euteiches [16], Colletotrichum trifolii [17] e Verticillium espécies [18], e em grande medida usando Magnaporthe oryzae [19]. Piriformospora indica a colonização de raízes e seus efeitos promotores de crescimento também foram estudados na cevada economicamente relevante [20], uma planta monocotiledônea que também estabelece interações com fungos AM [21].

Notavelmente, C. trifolii e M. oryzae são os principais colonizadores de folhas na natureza, entretanto, eles podem ser empregados para infecções radiculares em condições de laboratório [17, 22]. C. trifolii experimentos ajudaram a estender o papel do cálcio / calmodulina quinase DMI3 (NÃO FAZ INFECÇÕES 3), um elemento sinalizador de simbiose clássico, de interações simbióticas a patogênicas [17]. Infecções com C. trifolii mostraram respostas diferenciais entre plantas que carregavam um alelo DMI3 de tipo selvagem ou mutado.

Enquanto C. trifolii e M. oryzae foram relatados para estabelecer estágios biotróficos dentro da raiz, outros como colonização de apoplasto A. euteiches [16] e Verticillium albo-atrum [18] não têm o potencial de formar estruturas intracelulares, como as estruturas arbusculares de alimentação dos fungos AM, complicando assim a delimitação de seus estágios biotróficos. No entanto, A. euteiches foi empregado com sucesso para identificar elementos de sinalização que são compartilhados entre mecanismos de percepção simbióticos e de patógenos. Um exemplo é o NFP (NOD FACTOR PERCEPTION), uma quinase semelhante ao receptor do motivo da lisina (LysM-RLK) que é parte integrante da percepção dos fatores de simbiose lipocitooligossacarídicos dos fungos AM pela planta. Recentemente, foi demonstrado que o NFP também afeta a colonização pelo patógeno A. euteiches [16]. Conjuntos maiores de variantes do receptor LysM-RLK podem ser encontrados em nódulos de raiz e leguminosas formadoras de AM [23, 24] e arroz não nodulante, mas formador de AM [25] em comparação com não micorrizado e não nodulado Arabidopsis. Este repertório de receptor ampliado pode se correlacionar com a necessidade de discriminação de sinal de resolução mais alta entre patógenos, fungos micorrízicos e bactérias simbióticas. Mais pesquisas são necessárias para esclarecer como a especificidade na percepção do sinal é alcançada.


Uma visão geral das interações SNP em estudos de associação do genoma

Com a recente explosão da tecnologia de genotipagem de alto rendimento, a quantidade e a qualidade dos dados de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) aumentaram exponencialmente. Portanto, a identificação de interações SNP que estão associadas a doenças comuns está desempenhando um papel cada vez mais importante na interpretação da base genética da suscetibilidade à doença e no desenvolvimento de novos testes diagnósticos e tratamentos. No entanto, como esses conjuntos de dados são grandes, embora normalmente tenham tamanhos de amostra pequenos e baixas razões sinal-ruído, não houve grande avanço, apesar de muitos esforços, tornando este um grande foco no campo da bioinformática. Neste artigo, revisamos os dois principais aspectos dos estudos de interação SNP nos últimos anos - a simulação e identificação de interações SNP - e, em seguida, discutimos os princípios, a eficiência e as diferenças entre esses métodos.

Palavras-chave: Métodos de detecção de simulação de dados de interações SNP estudos de associação em todo o genoma.


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4. Interações entre o hospedeiro e a microbiota intestinal em C. elegans

Tanto quanto sabemos, todas as investigações sobre micróbio hospedeiro em C. elegans lidou com apenas uma ou poucas espécies bacterianas até o presente ano. Em 2013, o grupo de pesquisa de Shapira caracterizou pela primeira vez o C. elegans comunidades microbianas intestinais naturais por meio do cultivo de vermes livres de germes em um ambiente que imita o solo e frutas em decomposição, com 18 espécies identificadas. Essas espécies incluem Bacilo sp., Bacillus megaterium / Bacillus sp./ Bacillus aryabhattai / Bacillus thuringiensis, Bacillus foraminis / Bacillus asahii, Bacillus nealsonii / Bacillus circulans, Bacillus subtilis, Paenibacillus sp./ Paenibacillus lautus / Paenibacillus odorifer, Lysinibacillus fusiformis / Lysinibacillus xylanilyticus / Lysinibacillus sphaericus, Staphylococcus warneri / Staphylococcus pasteuri, Bacilo sp./ Bacillus pumilus, Pseudomonas sp./ Pseudomonas oleovorans / Pseudomonas stutzeri / P. mendocina / Pseudomonas pseudoalcaligenes, P. aeruginosa / P. mendocina / Pseudomonas alcaligenes, P. oleovorans / P. mendocina / P. pseudoalcaligenes, Pseudomonas trivialis / Pseudomonas poae, Pseudomonas fluorescens / Pseudomonas moraviensis / Pseudomonas koreensis / Pseudomonas putida, Arthrobacter sp., Enterobacter sp./ Pasteurella aerogenes, Rahnella aquatilis, e Buttiauxella agrestis / Buttiauxella noackiae. Eles descobriram que os membros da C. elegans a microbiota pode aumentar a resistência patogênica do hospedeiro, embora componentes díspares possam empregar mecanismos de resistência distintos. Para as duas espécies primárias da bactéria identificada, Bacillus megaterium (BM) e Pseudomonas mendocina (PM), o aumento da resistência à infecção do hospedeiro fornecida por BM está relacionado à reprodução comprometida, enquanto a proteção fornecida por PM é independente da reprodução, ativando a via dependente de p38 para preparar o sistema imunológico do verme. Considerando que a via p38 é uma das vias de sinalização funcionalmente conservadas em todo o reino animal, esta divulgação pode indicar que interações semelhantes também podem estar presentes em mamíferos [66].


Explorando as interações hospedeiro-microbioma humano na saúde e na doença - como não se perder na tradução

Um relatório da reunião sobre a 7ª conferência Wellcome Trust sobre Explorando Interações Humano Host-Microbiome em Saúde e Doença, realizada em Hinxton, Reino Unido, 5-7 de dezembro de 2018.

A reunião intitulada Explorando as interações hospedeiro-microbioma na saúde e na doença foi realizado em dezembro de 2018 pela sétima vez em Hinxton, Cambridge, Reino Unido. O Comitê do Programa Científico mais uma vez fez um excelente trabalho na seleção de excelentes palestrantes, convidados e abstratos. A reunião começou com uma palestra de John Cryan (University College Cork, Irlanda) sobre a ligação entre o microbioma intestinal, o estresse e o desenvolvimento do cérebro. As várias vias de comunicação entre o intestino e o cérebro incluem o nervo vago, o sistema imunológico, o metabolismo do triptofano, o sistema nervoso entérico e os metabólitos microbianos, como os ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs). Esses mecanismos também interferem na função neuroendócrina em vários níveis. Os modos multifatoriais de interação entre o microbioma e as funções fisiológicas humanas foram um aspecto-chave abordado nesta reunião para diferentes locais do corpo humano. Este é um fator crucial a ser considerado ao traduzir o maior conhecimento sobre o microbioma humano em aplicações tangíveis à saúde humana. Também representa uma diferença fundamental em comparação com as abordagens clássicas da medicina, onde moléculas ou compostos únicos são normalmente selecionados para direcionar caminhos únicos nas tentativas de tratar doenças ou aliviar os sintomas.

A maioria dos estudos em humanos ainda se concentra nas comparações do microbioma (intestino) de condições saudáveis ​​e doentes ou desequilibradas. Essas comparações (geralmente por sequenciamento de amplicon 16S) sugeriram que a microbiota intestinal está alterada em uma variedade de condições, como obesidade, esquizofrenia, autismo e doença de Parkinson, mas essas relações são - até agora - principalmente associações, sem comprovação de causalidade real. Os estudos em modelos animais têm o poder de revelar relações causais. Eles foram, portanto, fundamentais para delinear que o neurodesenvolvimento e a programação de uma resposta apropriada ao estresse dependem da microbiota. Por exemplo, Cryan apresentou dados de um modelo animal de que ratos com parto cesáreo se comportaram de maneira diferente em situações de estresse agudo em comparação com controles de parto vaginal. Isso abre possibilidades para estudar o impacto de prebióticos e probióticos e outras intervenções no microbioma. Uma situação mais extrema é quando todos os micróbios são eliminados, como em camundongos livres de germes, e esse modelo está sendo cada vez mais aplicado para estudar ligações causais entre o microbioma e o comportamento social. No entanto, também para ratos mantidos em condições convencionais não estéreis, ligações causais interessantes podem ser estabelecidas. Por exemplo, Cryan apresentou novos dados mostrando que a suplementação oral de uma mistura dos três principais metabólitos do microbioma SCFA (acetato, propionato e butirato) aliviou o comportamento induzido pelo estresse psicossocial. Além disso, os SCFAs exibiram efeitos antidepressivos e ansiolíticos específicos para testes comportamentais, que não estavam presentes quando os camundongos haviam sofrido estresse psicossocial sem impactar o microbioma.

No entanto, os ratos não são homens. Um exemplo primordial é Lactobacillus rhamnosus (JB-1), que demonstrou reduzir o comportamento relacionado ao estresse e a liberação de corticosterona e alterar a expressão central dos receptores GABA em modelos de camundongos ansiosos. Com base nessas experiências com ratos, este L. rhamnosus A cepa foi uma das primeiras cepas que se mostrou altamente promissora como psicobiótica - ou seja, um microorganismo vivo com um potencial benefício à saúde mental. Em humanos, no entanto, esta cepa falhou em modular o estresse ou o desempenho cognitivo em indivíduos saudáveis ​​do sexo masculino. Assim, traduzir dados de animais relacionados a psicobióticos e microbiota para uma população humana saudável permanece um desafio, devido às diferenças fisiológicas, microbiológicas, imunológicas e sociais entre humanos e os modelos de camundongos suscetíveis ao estresse.

A tradução eficaz da bancada para a cabeceira pode ser facilitada por uma melhor compreensão do microbioma e dos mecanismos de ação probióticos e prebióticos responsáveis ​​pelos benefícios de saúde observados. Em sua palestra, Jack Gilbert (Universidade da Califórnia em San Diego, EUA) encorajou o campo a passar da identificação de correlações para uma compreensão mais mecanicista das relações entre o microbioma humano e a doença por meio de testes de intervenção. Desenvolvimentos recentes em sequenciamento, metabolômica, proteômica e bioinformática em combinação com amostragem longitudinal e múltiplas perspectivas moleculares abriram caminho para estudos de associação de todo o microbioma (MWASs). Tais MWASs, embora de natureza altamente complexa (Fig. 1), nos permitem vincular todo o microbioma como um sistema complexo e dinâmico, com vários aspectos da saúde e da doença, bem como eficácia do tratamento, e identificar alvos para novas intervenções clínicas . Isso também foi bem ilustrado por Paul Wilmes (Universidade de Luxemburgo, Luxemburgo) em sua palestra sobre ecologia de sistemas e multimídia integrada de interações humano-microbioma para identificar transações moleculares importantes. No entanto, provar a causa e suficiência permanece um desafio que requer evidências de estudos de intervenção humana mediada por micróbios em doenças clássicas. Um exemplo bem conhecido de tais estudos inclui relatórios de tratamento bem-sucedido de Clostridium difficile infecções por meio de transplantes de microbiota fecal, para os quais agora vários ensaios de acompanhamento estão em andamento com misturas ou formulações de cepas microbianas fecais mais definidas. Mais recentemente, Gilbert descreveu como o ajuste da dieta de um paciente antes da cirurgia intestinal pode levar a uma resposta microbiana mais saudável e robusta aos fatores de estresse relacionados à cirurgia e melhores resultados da cirurgia por meio da presença reduzida de micróbios degradadores de colágeno. Atualmente, de acordo com ClinicalTrials.gov, mais de 650 ensaios clínicos em andamento globalmente envolvem o microbioma como um biomarcador ou opção de tratamento.

Impulsionado por grandes avanços em sequenciamento, metabolômica, proteômica e bioinformática, um número crescente de estudos de associação de todo o microbioma (MWAS) visa fazer análises de conjuntos de dados complexos e grandes do microbioma com amostragem longitudinal e múltiplas perspectivas moleculares, e associá-los a marcadores para saúde e doença. Conforme discutido no debate principal liderado por Jack Gilbert e moderado por Colin Hill, é hora de parar de simplesmente medir. É crucial que o campo do microbioma avance para estudos funcionais e mecanísticos mais detalhados. Vários exemplos apresentados na reunião do Wellcome Trust mostraram que o campo está pronto para os próximos passos na tradução do conhecimento do microbioma. De fato, pode-se afirmar que a pesquisa do microbioma é tão bela (e tão complexa) quanto a arte moderna. (uma) e (b) mostram análises de componentes principais (PCAs) típicas, que costumam ser usadas para visualizar dados complexos e multidimensionais de microbiomas. (c) representa uma forma típica baseada em mapa de calor de visualizar dados de correlação de microbioma complexos, com cores diferentes representando coeficientes de correlação, unidades taxonômicas operacionais de microbioma (OTUs) e grupos de indivíduos. Mais detalhes podem ser encontrados no artigo original (figura retirada da Fig. 1, Claesson et al., Natureza 488, 178-184)

A tradução do potencial dos estudos de microbioma também é apoiada pela evidência emergente de que os membros da microbiota podem ter um impacto profundo na eficácia da terapia e na farmacodinâmica de vários medicamentos. Laurence Zitvogel (Gustave Roussy, França) deu uma palestra convincente sobre as vias pelas quais a microbiota gastrointestinal e os fatores microbianos podem impactar a imunoterapia e a imunovigilância do câncer de cólon. Dados acumulados mostram que a administração de antibióticos pode alterar negativamente o curso da imunoterapia contra o câncer, ao passo que microrganismos específicos podem promover resultados positivos da terapia. Zitvogel descreveu como os indutores de morte celular e os membros da microbiota intestinal desempenham um papel na facilitação da morte celular imunogênica no íleo, que promove respostas imunológicas contra o câncer de cólon proximal. É importante ressaltar que os adjuvantes naturais dos microrganismos comensais do intestino são cruciais para estimular as respostas anticâncer do sistema imunológico. Em particular, dados não publicados recentes do grupo Zitvogel mostram que padrões moleculares associados a micróbios (MAMPs) e padrões moleculares associados a danos (DAMPs) presentes no íleo são altamente relevantes durante a morte induzida por oxaliplatina de células epiteliais intestinais ileais.

Embora certa microbiota possa influenciar a eficácia do tratamento farmacológico, há um entendimento crescente de que drogas administradas regularmente podem, por sua vez, alterar a composição da microbiota. Nassos Typas (Laboratório Europeu de Biologia Molecular, Alemanha) descreveu um sistema microbiômico de alto rendimento que foi desenvolvido como um esforço colaborativo de vários Laboratórios Europeus de Biologia Molecular para rastrear as interações entre bactérias intestinais representativas e compostos farmacológicos e xenobióticos. Mais de 1000 drogas não antibióticas disponíveis comercialmente foram testadas, e 24% dos compostos farmacológicos com alvos humanos demonstraram ter um efeito inibidor em pelo menos uma das 40 cepas bacterianas testadas. Pesquisas futuras devem se concentrar nos mecanismos pelos quais medicamentos não antibióticos podem promover a resistência aos antibióticos e em determinar como as bactérias intestinais podem influenciar a biodisponibilidade de medicamentos administrados regularmente.

Além do impacto da microbiota intestinal nos compostos administrados exogenamente, os microrganismos residentes também desempenham um papel importante no metabolismo das moléculas de sinalização do hospedeiro endógeno. Em sua palestra, Susan Joyce (University College Cork, Irlanda) enfatizou a importância das enzimas microbianas intestinais para gerar a gama e variedade de ácidos e sais biliares. Essas porções biliares se envolvem em uma interlocução local e sistêmica com os processos do hospedeiro ligados à saúde ou à doença. Consequentemente, marcadores metabólicos (por exemplo, frações biliares, hormônios e citocinas) e microbianos podem servir como leituras para o estado de saúde do hospedeiro. Susan Joyce apresentou dados de uma coorte de pacientes com doenças inflamatórias intestinais (DIIs), em que os ácidos biliares secundários gerados pela microbiota do hospedeiro estavam ligados à diarreia do ácido biliar e à incidência da doença de Crohn. Esses resultados demonstram correlações de marcadores e uma compreensão mecanicista de como a atividade microbiana pode influenciar o estado de saúde do hospedeiro por meio da alteração das moléculas de sinalização do hospedeiro.

Na parte final da reunião, Julie Segre (Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, EUA) mais uma vez enfatizou que os humanos são ecossistemas que estão constantemente passando por interações micróbio-hospedeiro benéficas e potencialmente prejudiciais. Ela usou a complexidade do microbioma da pele humana como um exemplo das várias interações funcionais multi-reinos que envolvem não apenas bactérias, mas também fungos e vírus. Curiosamente, os dados longitudinais apresentados demonstraram que as comunidades microbianas da pele eram específicas para indivíduos e amplamente estáveis ​​ao longo de meses e até anos de amostragem. Esses achados são altamente relevantes para estudos nos quais as alterações do microbioma na doença são exploradas e sugerem que tanto o desenvolvimento da doença quanto os resultados terapêuticos podem ser altamente individualizados da perspectiva do microbioma. Além disso, Julie Segre apresentou dados sobre como a genética do hospedeiro pode definir as comunidades microbianas da pele, o que adiciona outra camada à complexidade das interações micróbio-hospedeiro. Por exemplo, a colonização viral eucariótica drasticamente aumentada foi detectada em pacientes com o dedicador de citocinese-8 (DOCK8), deficiência imunológica primária. Centenas de genomas de papilomavírus humano não descritos anteriormente foram detectados nesses pacientes por meio de sequenciamento metagenômico profundo, lançando luz sobre a "matéria escura microbiana" do microbioma humano.

No futuro, os dados de sequenciamento e cultura devem ser combinados com abordagens de microbioma translacional para uma caracterização completa de como a microbiota pode moldar a saúde e a doença do hospedeiro. O conhecimento detalhado das ligações causais entre a composição e funcionalidade da microbiota e a fisiologia e genética do hospedeiro abrirá o caminho para a medicina personalizada e de precisão.


2014-2017 NSF BCS Socialidade Feminina, Dispersão e Composição da Comunidade Microbiana Comparativa em chimpanzés selvagens (Pan troglodytes). (PI) K. Langergraber (co-PI)
2009-2017 National Science Foundation Human Origins Moving in New Directions (HOMINID). “Micróbios, dieta e evolução dos hominídeos: abordagens comparativas e metagenômicas.” PI: S Leigh Co-PIs: RM Stumpf, B White, K Nelson, A Salyers
2011-2014 Instituto Nacional de Saúde. Wilson, BA, Stumpf, RM, Yildirim, S., "Dynamics of Normal Pigtailed Macaque Vaginal and Intestinal Microbiota," University of Washington subaward.
2012-2014 Departamento de Pesca e Vida Selvagem dos EUA. “Doenças sexualmente transmissíveis e conservação do macaco africano.” PIs: J. Rushmore, S. Altizer e R.M. Stumpf.
Fundação Leakey de 2009-2011. “Social and Sexual Development in Adolescent Chimpanzees of Kanyawara.” PI
2013-2014 Conselho de Pesquisa da Universidade de Illinois. PI. RM Stumpf “Conflito sexual em chimpanzés selvagens”
2008-2013 National Science Foundation. "Comparative Primate Microbial Ecology". PI: RM Stumpf, Co-PIs: A Salyers, S Leigh, B Wilson
2010-2011 Departamento de Pesca e Vida Selvagem dos EUA. “Patógenos de contato próximo, doenças sexualmente transmissíveis e conservação do macaco africano.” PIs: J Rushmore, S Altizer e RM Stumpf
2008-2011 Fundação Wenner Gren para Pesquisa Antropológica. "Female Social and Sexual Development in Wild Chimpanzees." PI
Bolsa de Aperfeiçoamento de Dissertação de Doutorado da National Science Foundation 2008-2011. “Os efeitos do desmatamento na aptidão reprodutiva em fêmeas de colobo vermelho (Piliocolobus tephrosceles) no Parque Nacional de Kibale, Uganda.” K Milich, RM Stumpf
2008-2009 University of Illinois, Inclusive Illinois. “Study of classroom climate in relation to issues of diversity.” J Keller, RM Stumpf and B Farnell
2008-2009 Center for Advanced Study Fellowship
2006-2007 Critical Research Initiatives Grant. "Evolutionary Medicine and Women’s Sexual Health." Co-PI
1998-2001 National Science Foundation Doctoral Dissertation Improvement Grant. "Reproductive Strategies of Female West African Chimpanzees."

2011 Excellence in Undergraduate Teaching, Department of Anthropology
2016 Promoted to Full Professor with Distinction
2016 University Scholar
2016-2017 Guggenheim Fellow
2010-2011 Irwin C. Gunsalus Scholar
2008-2009 Center for Advanced Study Fellowship
2004 Harvard University Certificate of Distinction in Teaching
2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 Teachers Ranked as Excellent by their Students, Center for Teaching Excellence, University of Illinois
2005 Arnold O. Beckman Research Award
2004 President's Award for Outstanding Dissertation, SUNY - Stony Brook


Helicobacter

Helicobacter pylori colonizes the surface of gastric epithelial cells and is generally considered a non-invasive bacterium, but em vitro observations have demonstrated that it can enter host epithelial and immune cells (Weir et al., 2010). The bacterium infects over 50% of the population worldwide and a relationship with MS has been reported (Jaruvongvanich et al., 2016) however, its potential role in the disease is unclear and controversial.

In agreement with the hygiene hypothesis, which assumes that infections during childhood are essential for preventing autoimmune conditions later in life, immunity to Helicobacter pylori seems to protect against the development of MS. Indeed, meta-analyses have shown that the bacterial presence and MS are negatively correlated in western countries (Jaruvongvanich et al., 2016 Yao et al., 2016). Concerning Asian countries, antibodies against Helicobacter pylori antigens were more prevalent in aquaporin 4 antibody-positive NMOSD patients, but negative in MS patients (Yoshimura et al., 2013). Além disso, Helicobacter pylori infection seems to exert some protective role against EAE, inhibiting both Th1 and Th17 responses and reducing the severity of the disease (Cook et al., 2015).

Helicobacter pylori can evade pathogen recognition by the innate immune system by manipulating PRRs (such as TLR4, which recognizes LPS), thereby using the immune system to induce an anti-inflammatory response (Efthymiou et al., 2017). Além disso, Helicobacter antigens can also inhibit activation of the adaptive immune system by suppressing Th1/Th17 cell responses by FoxP3(+) regulatory T cells (Salama et al., 2013). These findings support a protective role of this gram-positive bacterium in autoimmune diseases such as MS.

While these data do not suggest any link between the bacteria and MS susceptibility, a previous report showed a high frequency of acute Helicobacter pylori infection in 44 relapsing–remitting MS patients in stable phase (Gavalas et al., 2015). Instead, we showed a lack of humoral responses against the Helicobacter pylori HP986 protein, previously associated with peptic ulcer and gastric carcinoma, in a cohort of 119 MS patients from Sardinia (80.5% relapsing–remitting in acute phase) (Cossu et al., 2012).

In a recent seroprevalence study performed in Greece, antibodies against to the vacuolating cytotoxin A antigen of Helicobacter pylori, a virulence factor involved in gastric injury, were detected more frequently in secondary progressive MS patients compare to healthy controls, suggesting that antigen recognition by serum antibodies differed not only between patients and controls, but also amongst patients with relapsing–remitting and secondary progressive MS (Efthymiou et al., 2017).

Persistent bacterial infection may cause a loss of self-tolerance due to the constant release of bacterial antigens able to stimulate the release of pro-inflammatory cytokines from immune cells. Helicobacter pylori can exert these effects not only locally, but also directly via the CNS with modulation of the brain–gut axis (Kountouras et al., 2015).


Resumo

Em ambientes naturais, as plantas são expostas a diversos tipos de microbiota com os quais interagem de maneiras complexas. Embora as interações planta-patógeno tenham sido intensamente estudadas para compreender os mecanismos de defesa nas plantas, muitos micróbios e comunidades microbianas podem ter efeitos benéficos substanciais em seu hospedeiro da planta. Esses efeitos benéficos incluem aquisição aprimorada de nutrientes, crescimento acelerado, resiliência contra patógenos e resistência aprimorada contra condições de estresse abiótico, como calor, seca e salinidade. No entanto, os efeitos benéficos de cepas ou consórcios bacterianos em seu hospedeiro são frequentemente específicos de cultivares e espécies, o que representa um obstáculo para sua aplicação geral. Notavelmente, muitos dos sinais que desencadeiam as respostas imunes das plantas são molecularmente muito semelhantes e frequentemente idênticos em micróbios patogênicos e benéficos. Assim, não está claro o que determina o resultado de uma determinada interação micróbio-hospedeiro e quais fatores permitem que as plantas distingam os benéficos dos patógenos. Para desvendar a complexa rede de interações genéticas, microbianas e metabólicas, incluindo os eventos de sinalização que medeiam as interações micróbio-hospedeiro, abordagens de biologia de sistemas quantitativos abrangentes serão necessárias.