Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive and fatal neurodegenerative disease which currently lacks rapid and definitive diagnostic tests. Recently identified neuron specific splice variant molecules, Per28 and NFL-60, have been shown to contain unique epitopes and to have altered levels of expression in ALS patients. It is believed that these factors make Per28 and NFL-60 excellent candidate biomarkers for the ALS disease state. In this study, we attempted to develop ELISA assays directed against Per28 and NFL-60, as well as a generalized guideline for splice variant ELISA development, which could be used in a clinical setting. Limitations in currently identified antibodies to the splice variants allowed only for the completion of a Per28 ELISA, which lacked the sensitivity for clinical relevance. This assay creation process, however, did produce a guideline for similar ELISA development, which should allow for the more expeditious creation future ELISA.

Proteins offer a prominent group of compounds which may be ubiquitously affected in disease and used as biomarkers for early diagnosis, assessing treatment or drug development. Clinical proteomics aim to screen for protein biomarkers by a comprehensive analysis of all proteins expressed in a biological matrix during a certain pathology. Characterization of thousands of proteins in a complex biological matrix is from an analytical point of view a challenging task. Hence, sophisticated methods that are sensitive, specific and robust in a high-throughput manner are required. Mass spectrometry (MS) is able to perform this to a wide extent is. A prominent source for finding protein biomarkers related to neurological diseases is the central nervous system (CNS) due to close proximity of the pathogenesis. Neuroproteomic analysis of CNS tissue samples is thus likely to reveal novel biomarkers. Cerebrospinal fluid (CSF) bathes the entire CNS and offers a good balance between clinical implementation and usefulness. Both matrices put further requirements on the methodology due to a high dynamic range, low protein concentration and limited sample amount. The central objective of this thesis was to develop, assess and utilize analytical methods to be used in combination with MS to enable protein biomarker discovery in the CNS. The use of hexapeptide ligand libraries was exemplified on CSF from patients with traumatic brain injury and demonstrated the ability to compress the dynamic range to enable protein profiling in the order of mg/mL to pg/mL. Further, a method based on cloud-point extraction was developed for simultaneous enrichment and fractionation of hydrophobic/hydrophilic proteins in brain tissue. Comparison between label and label-free MS based strategies were carried out, mimicking the true conditions with a few differentially expressed proteins and a bulk of proteins occurring in unchanged ratio. Finally, a clinical application was carried out to explore the molecular mechanism underlying the analgesic effect of spinal cord stimulation (SCS) in patients with neuropathic pain. The CSF concentration of Lynx1 was found to increase upon SCS. Lynx1, acting as a specific modulator of the cholinergic system in the CNS, may act as a potential important molecular explanation of SCS-induced analgesia.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2006. / Härtill 6 uppsatser.

Orientador: Áureo Evangelista Santana / Banca: Antonio Carlos Alessi / Banca: Marileda Bonafim Carvalho / Banca: Márcia Ferreira da Rosa Sobreira / Banca: Maria Angélica Dias / Resumo: A análise do líquido cerebrospinal demonstra ser uma ferramenta complementar viável e eficaz ao exame clínico-patológico do sistema nervoso, especialmente auxiliando no diagnóstico e prognóstico das suas inúmeras enfermidades. Porém, as variáveis apreciadas ao exame de rotina do liquor, nem sempre propiciam a detecção de anormalidades sutis frente a algumas situações neuropatológicas agudas, como por exemplo, nas viroses. Sendo assim, se faz necessário o aprofundamento do estudo do liquor com o escopo de se buscar técnicas mais sensíveis à identificação de alterações estruturais do tecido nervoso, bem como à avaliação do prognóstico do quadro clínico. E, recentemente, tem sido utilizada com sucesso em humanos a avaliação de marcadores bioquímicos, dentre os quais as atividades enzimáticas liquóricas da creatina quinase, lactato desidrogenase e aspartato aminotransferase. Sendo assim, idealizou-se o projeto de pesquisa, em tela, com o objetivo de se avaliar amostras liquóricas de cães acometidos por cinomose, com atenção especial às atividades enzimáticas, e sua correlação com achados histopatológicos do sistema nervoso central. Para tanto, foram colhidas amostras de LCR de 10 cães neurologicamente sadios e de 20 cães na fase neurológica da cinomose, as quais foram analisadas segundo a coloração, o aspecto, o pH, a densidade, a taxa de proteínas liquóricas totais e as atividades enzimáticas da lactato desidrogenase, da aspartato aminotransferase e da creatina quinase total e sua isoenzima CK-BB. Ademais fragmentos do encéfalo e medula espinhal também foram colhidos para posterior avaliação histopatológica. Os resultados obtidos foram capazes de demonstrar, principalmente a origem neurológica do aumento das atividades enzimáticas liquóricas, principalmente da CK e, ainda, a correlação entre o grau... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Evaluation of the cerebrospinal fluid is an important and efficient tool in the clinical-pathologic examination of the central nervous system, helping in the diagnosis and prognosis of several disorders. However, the variables presented in the cerebrospinal fluid not always allow the detection of acute neuropathology, such as viruses. It is necessary more studies with the purpose to obtain more sensitive techniques to identify structural changes in the nervous system, as well as the evaluation and prognosis of clinical signs. Recently, the evaluation of biochemical ma rkers , such as cerebrospinal enzyme activity, lactate dehidrogenase and aspartate aminotransferase, has been used in humans. Thus, the aim of the present study is to evaluate cerebrospinal samples of dogs with canine distemper, with focus on enzymatic activity and its correlation with histopathological finding of the central nervous system. For that purpose, samples of the CSF were collected from 10 dogs clinically healthy and 20 dos presenting neurological signs of canine distemper. The samples were evaluated for color, aspect, pH, density, total protein in CSF and enzyme activities (Iactate dehidrogenase, aspartate aminotransferase and total creatine kinase and its isoenzyme CK-BB). Moreover, fragments of the brain and spinal marrow were collected for histopathological evaluation. The results were capable to demonstrate the neurological origin of the increase in CSF enzyme activities, especially of CK and also the correlation between the degree of enzyme activities and the extent of desmielinizing injury found in the central nervous system. / Doutor

Scanning ion conductance microscopy (SICM) is a technique for non-contact topographic imaging. In this thesis, a biophysical investigation into Alzheimer's Disease (AD) was carried, with toxic oligomers dosed locally and quantitatively on to single astrocytes using SICM and simultaneously monitoring the response of the target cell. Examination of the effectiveness of antibodies that bind to Abeta or alpha-synuclein (Asyn)peptides depends on the measurement of oligomer-induced abnormal calcium homeostasis in single astrocytes. The method was shown to work at physiological concentrations of oligomers. A series of experiments measuring the reduction in calcium inux in mixtures of antibodies and cerebrospinal fluid (CSF) of AD patients suggested that the binding to co-oligomers composed of Abeta and Asyn may be crucial in the treatment of AD. Furthermore, it may be beneficial to test antibodies before the clinical trial using this assay. The mechanism of this entry of calcium is hypothesised to be the result of the formation of oligomer-induced transient pores in the cell membrane. To verify this hypothesis, a new SICM instrument was built with two nanopipettes; one for dosing and one for detection of the adenosine triphosphate (ATP) release from these pores. A variety of different ATP sensors were made. The best had a sensitivity of 10 micro molar and works as a hexokinase-cofunctioned electrolyte-gated organic field-effect-transistor. However no statistically significant results for ATP release have been obtained in the experiments performed to date. Overall this thesis describes new biophysical methods to study the effect of protein aggregates on live cells and the effectiveness of potential therapies, such as antibodies and nanobodies, to reduce these aggregate induced effects. It can be applied to synthetic aggregates of Abeta or the aggregates present in human CSF.

Base teórica: A meningite bacteriana é uma causa importante de morbidade e mortalidade na infância. Análise do líquido cefalorraquidiano (LCR) continua a ser a ferramenta de diagnóstico padrão ouro, porém novos biomarcadores para o diagnóstico e prognóstico ainda são necessários. Receptor Desencadeador Expresso nas Células Mielóides Tipo 1 (TREM-1) é um receptor transmembrana expresso em neutrófilos e monócitos, que desempenha um papel importante na modulação da resposta inflamatória. A sua fração solúvel (sTREM-1) também é aumentada na infecção, inflamação ou doenças imunológicas. Neste estudo nós avaliamos, prospectivamente, o valor do TREM-1 como um biomarcador de meningite bacteriana aguda em pacientes pediátricos e sua possível utilização como uma ferramenta de prognóstico neste cenário. Objetivos: O objetivo primário do presente estudo é caracterizar os níveis líquóricos solúveis de TREM-1 (sTREM-1) em pacientes admitidos por suspeita clínica de meningite. Analisamos também os níveis de sTREM-1 nos casos de meningite bacteriana e viral, além de medir a sensibilidade e especificidade deste biomarcador no LCR e estudar se esse biomarcador pode ser um fator associado ao prognóstico em meningite bacteriana aguda. Métodos: Sessenta e um pacientes pediátricos, de 0 a 10 anos foram avaliados quanto à meningite e foram prospectivamente incluídos neste estudo. Na admissão, após a suspeita clínica de meningite foram submetidos à análise do LCR para o diagnóstico e uma amostra do LCR inicial foi utilizado também para análise do sTREM-1. Os pacientes foram acompanhados durante a sua internação com o registro de seu tratamento e desfecho clínico para posterior análise dos dados. Resultados: Dentre os 61 pacientes, 38 (62%) foram negativos para a meningite, 7 (11%) pacientes foram diagnosticados com meningite viral e 16 (27%) pacientes foram diagnosticados com meningite bacteriana aguda e recebeu tratamento direcionado. Sexo (p = 0,15), presença de fatores de risco identificados (p = 0,17), presença de convulsões (p = 0,31), outras complicações clínicas (p = 0,11) e mortalidade (p = 0,66) não diferiram entre os grupos. Anormalidades sensoriais (p <0,0001) e presença de cefaléia (p = 0,003) foram mais prevalentes em pacientes com meningite. Como esperado, a contagem de leucócitos, glicose e proteína no LCR foram significativamente diferentes entre pacientes com meningite e pacientes sem meningite. As concentrações de sTREM-1 no LCR de pacientes com meningite bacteriana foi superior quando comparada com pacientes com meningite viral e com controles (1204,67 pg/ml, 39,34 pg/ml e 12,09 pg/ml, respectivamente; p <0,0001). Quando sTREM-1 foi usado como um determinante de diferenciação entre pacientes com ou sem meningite bacteriana, a análise da área sob a curva ROC foi de 0,95 (IC de 95% = 0,89-1,00; p <0,0001). A presença de fatores de risco para a meningite bacteriana (p = 0,04), anormalidades sensoriais (p <0,0001), contagem de leucócitos no LCR (p = 0,01), níveis de glicose no LCR (p = 0,002), níveis de proteína no LCR (p = 0,032) e os níveis de sTREM-1 no LCR (p = 0,004) foram associados com meningite bacteriana, incluindo os níveis sTREM-1 acima do ponto de corte estabelecido de 68,0 pg/ml (p <0,0001). A meningite bacteriana (p = 0,02) e os valores de sTREM-1 maior do que o ponto de corte (68,0 pg/ml) (p = 0,04) foram associados com sequelas neurológicas graves e morte neste grupo de pacientes. Conclusão: Avaliamos os níveis sTREM-1 de crianças com suspeita clínica de meningite. Os níveis de s-TREM-1 foram aumentados nos casos de meningite bacteriana e correlacionados com o prognóstico. Os nossos resultados sugerem que níveis elevados de sTREM-1 no LCR podem ser utilizados como um biomarcador para o diagnóstico de meningite bacteriana aguda em crianças e que pode ser útil na determinação do prognóstico do paciente nesse cenário. / Background: Bacterial meningitis is an important cause of morbidity and mortality in infancy. Cerebrospinal fluid (CSF) analysis remains the gold standard diagnostic tool, however new biomarkers for diagnosis and prognosis are still required. Triggering receptor expressed on myeloid cells-1 (TREM-1) is a transmembrane receptor expressed on neutrophils and monocytes that plays an important role on the immune response. Its soluble fraction (sTREM-1) is also increased in infection, inflammation or immune diseases. In this study we evaluate the value of sTREM-1 as a biomarker of acute bacterial meningitis in pediatric patients and its possible use as a prognostic tool prospectively. Methods: Sixty-one pediatric patients, from 0 to 10 years of age were evaluated for meningitis and were prospectively included in this study. At admission, following clinical hypothesis of meningitis patients were submitted to CSF analysis for diagnosis and a sample of initial CSF was also used for TREM-1 analysis. Patients were followed during hospitalization and clinical evaluation and treatment outcome were recorded for posterior analysis. Results: Thirty-eight (62%) out of 61 patients were negative for meningitis, 7 (11%) patients were diagnosed with viral meningitis and 16 (27%) patients were diagnosed with and received treatment for acute bacterial meningitis. Sex (p = 0.15), presence of identified risk factors (p = 0.17), presence of seizures (p = 0.31), other clinical complications (p = 0.11), and mortality (p = 0.66) did not differ among groups. Sensorial abnormalities (p<0.0001) and presence of headache (p= 0.003) were more prevalent in patients with meningitis. As expected, leukocyte count, glucose, and protein levels were significantly different between patients with meningitis and patients without meningitis. Concentrations of sTREM-1 in CSF from patients with bacterial meningitis was higher when compared to patients with viral meningitis and with controls (1204.67 pg/ml, 39.34 pg/ml and 12.09 pg/ml, respectively; p<0.0001). When sTREM-1 was used as a determinant to differentiate between patients with or without bacterial meningitis, the analysis of the area under the ROC curve (AUC) was 0.95 (95% CI=0.89-1.00; p<0.0001). Presence of risk factors for bacterial meningitis (p = 0.04), sensorial abnormalities (p<0.0001), CSF leukocyte count (p = 0.01), CSF glucose levels (p = 0.002), CSF protein levels (p = 0.032) and CSF sTREM-1 levels (p = 0.004) were all associated with bacterial meningitis, including sTREM-1 levels above the established cut-off point of 68.0 pg/ml (p<0.0001). Bacterial meningitis (p = 0.02) and values of sTREM-1 higher than the cut-off point (68.0 pg/ml) (p = 0.04) were associated with death and severe neurological disabilities in this patient cohort. Conclusion: We evaluated sTREM-1 levels in CSF of children with clinical hypothesis of meningitis. The sTREM-1 levels were increased in bacterial meningitis and correlated with prognosis. Our results suggest that CSF sTREM- 1 levels can be used as a biomarker for diagnosis of acute bacterial meningitis in children and it might be useful in determining patient’s prognosis in this scenario.

A tentativa de compreender as consequências do tratamento precoce crônico com metilfenidato é muito importante uma vez que este psicoestimulante tem sido amplamente utilizado em crianças de idade pré-escolar. Além disso, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos nas alterações persistentes no comportamento e no funcionamento neuronal associada à sua utilização. Neste estudo, nós inicialmente investigamos o efeito do tratamento precoce crônico com metilfenidato sobre o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano. Além disso, foram também avaliados a homeostase glutamatérgica, a Na+,K+-ATPase e o equilíbrio redox no córtex pré-frontal de ratos jovens. Ratos Wistar receberam injeções intraperitoneais de metilfenidato (2,0 mg/kg) ou um volume equivalente de solução salina 0,9% (controles), uma vez por dia, do 15º ao 45º dia de vida. Vinte e quatro horas após a última administração de metilfenidato, os animais foram decapitados e o líquido cefalorraquidiano e o córtex pré-frontal foram obtidos e processados conforme o protocolo para cada uma das análises. Os resultados mostraram que o metilfenidato alterou o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano, aumentando os níveis de glutamato. A captação de glutamato foi diminuída pelo tratamento crônico com metilfenidato, mas o conteúdo dos transportadores, GLAST e GLT-1, não foram alterados por esse tratamento. A atividade e o imunoconteúdo das subunidades catalíticas (α1, α2 e α3) da Na+,K+-ATPase foram diminuídos em córtex pré-frontal de ratos submetidos ao metilfenidato. Alterações na expressão gênica das subunidades α1 e α2 da Na+,K+-ATPase também foram observadas. O conteúdo de sulfidrilas, um marcador inversamente correlacionado com dano proteíco, foi diminuído. A atividade da CAT foi aumentada e a razão SOD/CAT foi diminuída em córtex pré-frontal de ratos. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram diferenças significativas quando comparado aos controles. Os nossos resultados, tomados em conjunto, sugerem que o tratamento precoce crônico com metilfenidato promove excitotoxicidade devido, pelo menos em parte, à inibição da captação de glutamato provavelmente causada por perturbações na função da Na+,K+-ATPase e/ou pelo dano à proteína observados no córtex pré-frontal. Esses achados podem contribuir, pelo menos em parte, para uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos nas alterações bioquímicas e comportamentais associadas ao uso crônico de metilfenidato durante o desenvolvimento do sistema nervoso central. / Understanding the consequences of chronic treatment with methylphenidate is very important since this psychostimulant is extensively in preschool age children. Additionaly to this, little is known about the mechanisms involved in persistent changes in behavior and neuronal function related with use of methylphenidate. In this study, we initially investigate the effect of chronic treatment with methylphenidate in juvenile rats on the amino acids profile in cerebrospinal fluid, as well as on glutamatergic homeostasis, Na+,K+-ATPase function and redox balance in prefrontal cortex. Wistar rats at early age received intraperitoneal injections of methylphenidate (2.0 mg/kg) or an equivalent volume of 0.9% saline solution (controls), once a day, from the 15th to the 45th day of life. Twenty-four hours after the last administration of methylphenidate, the animals were decapitated and the cerebrospinal fluid and the prefrontal cortex were obtained and processed according to the protocol for each analysis. Our results showed that methylphenidate altered amino acid profile in cerebrospinal fluid, increasing the levels of glutamate. In the prefrontal cortex, methylphenidate administration was able to decrease the glutamate uptake, with no changes in GLAST and GLT-1; and the activity and immunocontent of catalytic subunits (α1, α2 and α3) of Na+,K+-ATPase. We also observe changes in α1 and α2 gene expression of catalytic α subunits of Na+,K+-ATPase, decrease in sulfhydryl content, CAT activity and SOD/CAT ratio in juvenile rat prefrontal cortex treated with methylphenidate. Taken together, our results suggest that chronic treatment with methylphenidate at early age induces excitotoxicity, at least in part, due to inhibition of glutamate uptake probably caused by disturbances in the Na+,K+-ATPase function and/or protein damage observed in the prefrontal cortex. These findings may contribute, at least in part, to a better understanding of mechanisms involved in the biochemical and behavioral changes associated with chronic use of methylphenidate during the development of the central nervous system.

A tentativa de compreender as consequências do tratamento precoce crônico com metilfenidato é muito importante uma vez que este psicoestimulante tem sido amplamente utilizado em crianças de idade pré-escolar. Além disso, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos nas alterações persistentes no comportamento e no funcionamento neuronal associada à sua utilização. Neste estudo, nós inicialmente investigamos o efeito do tratamento precoce crônico com metilfenidato sobre o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano. Além disso, foram também avaliados a homeostase glutamatérgica, a Na+,K+-ATPase e o equilíbrio redox no córtex pré-frontal de ratos jovens. Ratos Wistar receberam injeções intraperitoneais de metilfenidato (2,0 mg/kg) ou um volume equivalente de solução salina 0,9% (controles), uma vez por dia, do 15º ao 45º dia de vida. Vinte e quatro horas após a última administração de metilfenidato, os animais foram decapitados e o líquido cefalorraquidiano e o córtex pré-frontal foram obtidos e processados conforme o protocolo para cada uma das análises. Os resultados mostraram que o metilfenidato alterou o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano, aumentando os níveis de glutamato. A captação de glutamato foi diminuída pelo tratamento crônico com metilfenidato, mas o conteúdo dos transportadores, GLAST e GLT-1, não foram alterados por esse tratamento. A atividade e o imunoconteúdo das subunidades catalíticas (α1, α2 e α3) da Na+,K+-ATPase foram diminuídos em córtex pré-frontal de ratos submetidos ao metilfenidato. Alterações na expressão gênica das subunidades α1 e α2 da Na+,K+-ATPase também foram observadas. O conteúdo de sulfidrilas, um marcador inversamente correlacionado com dano proteíco, foi diminuído. A atividade da CAT foi aumentada e a razão SOD/CAT foi diminuída em córtex pré-frontal de ratos. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram diferenças significativas quando comparado aos controles. Os nossos resultados, tomados em conjunto, sugerem que o tratamento precoce crônico com metilfenidato promove excitotoxicidade devido, pelo menos em parte, à inibição da captação de glutamato provavelmente causada por perturbações na função da Na+,K+-ATPase e/ou pelo dano à proteína observados no córtex pré-frontal. Esses achados podem contribuir, pelo menos em parte, para uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos nas alterações bioquímicas e comportamentais associadas ao uso crônico de metilfenidato durante o desenvolvimento do sistema nervoso central. / Understanding the consequences of chronic treatment with methylphenidate is very important since this psychostimulant is extensively in preschool age children. Additionaly to this, little is known about the mechanisms involved in persistent changes in behavior and neuronal function related with use of methylphenidate. In this study, we initially investigate the effect of chronic treatment with methylphenidate in juvenile rats on the amino acids profile in cerebrospinal fluid, as well as on glutamatergic homeostasis, Na+,K+-ATPase function and redox balance in prefrontal cortex. Wistar rats at early age received intraperitoneal injections of methylphenidate (2.0 mg/kg) or an equivalent volume of 0.9% saline solution (controls), once a day, from the 15th to the 45th day of life. Twenty-four hours after the last administration of methylphenidate, the animals were decapitated and the cerebrospinal fluid and the prefrontal cortex were obtained and processed according to the protocol for each analysis. Our results showed that methylphenidate altered amino acid profile in cerebrospinal fluid, increasing the levels of glutamate. In the prefrontal cortex, methylphenidate administration was able to decrease the glutamate uptake, with no changes in GLAST and GLT-1; and the activity and immunocontent of catalytic subunits (α1, α2 and α3) of Na+,K+-ATPase. We also observe changes in α1 and α2 gene expression of catalytic α subunits of Na+,K+-ATPase, decrease in sulfhydryl content, CAT activity and SOD/CAT ratio in juvenile rat prefrontal cortex treated with methylphenidate. Taken together, our results suggest that chronic treatment with methylphenidate at early age induces excitotoxicity, at least in part, due to inhibition of glutamate uptake probably caused by disturbances in the Na+,K+-ATPase function and/or protein damage observed in the prefrontal cortex. These findings may contribute, at least in part, to a better understanding of mechanisms involved in the biochemical and behavioral changes associated with chronic use of methylphenidate during the development of the central nervous system.

Base teórica: A meningite bacteriana é uma causa importante de morbidade e mortalidade na infância. Análise do líquido cefalorraquidiano (LCR) continua a ser a ferramenta de diagnóstico padrão ouro, porém novos biomarcadores para o diagnóstico e prognóstico ainda são necessários. Receptor Desencadeador Expresso nas Células Mielóides Tipo 1 (TREM-1) é um receptor transmembrana expresso em neutrófilos e monócitos, que desempenha um papel importante na modulação da resposta inflamatória. A sua fração solúvel (sTREM-1) também é aumentada na infecção, inflamação ou doenças imunológicas. Neste estudo nós avaliamos, prospectivamente, o valor do TREM-1 como um biomarcador de meningite bacteriana aguda em pacientes pediátricos e sua possível utilização como uma ferramenta de prognóstico neste cenário. Objetivos: O objetivo primário do presente estudo é caracterizar os níveis líquóricos solúveis de TREM-1 (sTREM-1) em pacientes admitidos por suspeita clínica de meningite. Analisamos também os níveis de sTREM-1 nos casos de meningite bacteriana e viral, além de medir a sensibilidade e especificidade deste biomarcador no LCR e estudar se esse biomarcador pode ser um fator associado ao prognóstico em meningite bacteriana aguda. Métodos: Sessenta e um pacientes pediátricos, de 0 a 10 anos foram avaliados quanto à meningite e foram prospectivamente incluídos neste estudo. Na admissão, após a suspeita clínica de meningite foram submetidos à análise do LCR para o diagnóstico e uma amostra do LCR inicial foi utilizado também para análise do sTREM-1. Os pacientes foram acompanhados durante a sua internação com o registro de seu tratamento e desfecho clínico para posterior análise dos dados. Resultados: Dentre os 61 pacientes, 38 (62%) foram negativos para a meningite, 7 (11%) pacientes foram diagnosticados com meningite viral e 16 (27%) pacientes foram diagnosticados com meningite bacteriana aguda e recebeu tratamento direcionado. Sexo (p = 0,15), presença de fatores de risco identificados (p = 0,17), presença de convulsões (p = 0,31), outras complicações clínicas (p = 0,11) e mortalidade (p = 0,66) não diferiram entre os grupos. Anormalidades sensoriais (p <0,0001) e presença de cefaléia (p = 0,003) foram mais prevalentes em pacientes com meningite. Como esperado, a contagem de leucócitos, glicose e proteína no LCR foram significativamente diferentes entre pacientes com meningite e pacientes sem meningite. As concentrações de sTREM-1 no LCR de pacientes com meningite bacteriana foi superior quando comparada com pacientes com meningite viral e com controles (1204,67 pg/ml, 39,34 pg/ml e 12,09 pg/ml, respectivamente; p <0,0001). Quando sTREM-1 foi usado como um determinante de diferenciação entre pacientes com ou sem meningite bacteriana, a análise da área sob a curva ROC foi de 0,95 (IC de 95% = 0,89-1,00; p <0,0001). A presença de fatores de risco para a meningite bacteriana (p = 0,04), anormalidades sensoriais (p <0,0001), contagem de leucócitos no LCR (p = 0,01), níveis de glicose no LCR (p = 0,002), níveis de proteína no LCR (p = 0,032) e os níveis de sTREM-1 no LCR (p = 0,004) foram associados com meningite bacteriana, incluindo os níveis sTREM-1 acima do ponto de corte estabelecido de 68,0 pg/ml (p <0,0001). A meningite bacteriana (p = 0,02) e os valores de sTREM-1 maior do que o ponto de corte (68,0 pg/ml) (p = 0,04) foram associados com sequelas neurológicas graves e morte neste grupo de pacientes. Conclusão: Avaliamos os níveis sTREM-1 de crianças com suspeita clínica de meningite. Os níveis de s-TREM-1 foram aumentados nos casos de meningite bacteriana e correlacionados com o prognóstico. Os nossos resultados sugerem que níveis elevados de sTREM-1 no LCR podem ser utilizados como um biomarcador para o diagnóstico de meningite bacteriana aguda em crianças e que pode ser útil na determinação do prognóstico do paciente nesse cenário. / Background: Bacterial meningitis is an important cause of morbidity and mortality in infancy. Cerebrospinal fluid (CSF) analysis remains the gold standard diagnostic tool, however new biomarkers for diagnosis and prognosis are still required. Triggering receptor expressed on myeloid cells-1 (TREM-1) is a transmembrane receptor expressed on neutrophils and monocytes that plays an important role on the immune response. Its soluble fraction (sTREM-1) is also increased in infection, inflammation or immune diseases. In this study we evaluate the value of sTREM-1 as a biomarker of acute bacterial meningitis in pediatric patients and its possible use as a prognostic tool prospectively. Methods: Sixty-one pediatric patients, from 0 to 10 years of age were evaluated for meningitis and were prospectively included in this study. At admission, following clinical hypothesis of meningitis patients were submitted to CSF analysis for diagnosis and a sample of initial CSF was also used for TREM-1 analysis. Patients were followed during hospitalization and clinical evaluation and treatment outcome were recorded for posterior analysis. Results: Thirty-eight (62%) out of 61 patients were negative for meningitis, 7 (11%) patients were diagnosed with viral meningitis and 16 (27%) patients were diagnosed with and received treatment for acute bacterial meningitis. Sex (p = 0.15), presence of identified risk factors (p = 0.17), presence of seizures (p = 0.31), other clinical complications (p = 0.11), and mortality (p = 0.66) did not differ among groups. Sensorial abnormalities (p<0.0001) and presence of headache (p= 0.003) were more prevalent in patients with meningitis. As expected, leukocyte count, glucose, and protein levels were significantly different between patients with meningitis and patients without meningitis. Concentrations of sTREM-1 in CSF from patients with bacterial meningitis was higher when compared to patients with viral meningitis and with controls (1204.67 pg/ml, 39.34 pg/ml and 12.09 pg/ml, respectively; p<0.0001). When sTREM-1 was used as a determinant to differentiate between patients with or without bacterial meningitis, the analysis of the area under the ROC curve (AUC) was 0.95 (95% CI=0.89-1.00; p<0.0001). Presence of risk factors for bacterial meningitis (p = 0.04), sensorial abnormalities (p<0.0001), CSF leukocyte count (p = 0.01), CSF glucose levels (p = 0.002), CSF protein levels (p = 0.032) and CSF sTREM-1 levels (p = 0.004) were all associated with bacterial meningitis, including sTREM-1 levels above the established cut-off point of 68.0 pg/ml (p<0.0001). Bacterial meningitis (p = 0.02) and values of sTREM-1 higher than the cut-off point (68.0 pg/ml) (p = 0.04) were associated with death and severe neurological disabilities in this patient cohort. Conclusion: We evaluated sTREM-1 levels in CSF of children with clinical hypothesis of meningitis. The sTREM-1 levels were increased in bacterial meningitis and correlated with prognosis. Our results suggest that CSF sTREM- 1 levels can be used as a biomarker for diagnosis of acute bacterial meningitis in children and it might be useful in determining patient’s prognosis in this scenario.

Infecções no sistema nervoso central (SNC) causadas por microrganismos desencadeiam sintomas de moderados a severos, dependendo da região atingida, podendo ser designadas como encefalites ou meningites. Os vírus são os agentes mais comuns nestas infecções. Os agentes virais responsáveis por essas enfermidades que apresentam maior incidência na população mundial são certos herpesvírus, flavivírus, influenza A, enterovírus e vírus da caxumba. Entretanto, essa prevalência varia de acordo com a população, estado imunológico do indivíduo, idade e região estudada. Embora existam dados bem estabelecidos da etiologia dessas doenças em alguns países, ainda há uma carência de informação no que diz respeito à etiologia dessas moléstias no Brasil. Assim, informações mais precisas em relação à prevalência desses agentes em nosso meio são necessárias para o desenvolvimento e aplicação de métodos de diagnósticos mais rápidos e eficientes. Neste trabalho, foram analisadas 120 amostras de liquido cefalorraquidiano (LCR), procedentes de dois centros da cidade de São Paulo (Irmandade Santa Casa de Misericórdia e Hospital das Clínicas da Faculdade de medicina da Universidade de São Paulo), as quais foram submetidas à reação em cadeia de polimerase para o herpesvirus simples 1 e 2 (HSV 1 e 2), vírus da varicela zoster (VZV), herpesvirus humano 6 (HHV-6), influenza A (FLUA), enterovírus, vírus da caxumba, poliomavírus vírus BK (BKV) e vírus JC (JCV) para flavivírus. Do total, 44 amostras (36,7%) apresentaram resultado positivo para algum dos vírus analisados no âmbito desta pesquisa, sendo 15 (12,5%) para poliomavírus BKV, 2 (1,7%) para poliomavírus JCV, 21 (17,5%) para HSV1 e 2, 5 (4,2%) foram positivos para BKV e HSV1 e 2 (coinfecção) e 1 (0,8%) para vírus Epstein-Barr (EBV). Uma parte das amostras negativas foi submetida a sequenciamento direto de nova geração (n=8 amostras), resultando em amostras positivas para vírus (vírus simio 40), protozoários e bactérias. Este estudo mostrou que infelizmente, menos de 50% das encefalites e meningites assépticas puderam ser relacionadas a algum agente viral. Houve uma alta prevalência de HSV no material estudado, de acordo com o esperado, mas a presença de poliomavírus no LCR destes indivíduos foi acima da observada na literatura. Esses, bem como os resultados de sequenciamento direto e sua associação a etiologia das encefalites e meningites, devem ser interpretados com cautela. / Central nervous system (CNS) infections caused by microorganism trigger moderate to severe symptoms, depending on the region affected and may be referred as encephalitis or meningitis. Viruses are the most common agents in these infections. The viral agents responsible for these diseases with highest incidence worldwide are certain herpesviruses, flaviviruses, influenza A, enteroviruses, and mumps virus. However, their prevalence vary according to the population, immunological state of the individual, age and region studied. Although there are well-established data on the etiology of these diseases in some countries, there is little information regarding the etiology of these diseases in Brazil. Thus, data regarding the prevalence of these agents in our environment is necessary for the development and application of faster and more efficient diagnostic methods. In this study, 120 cerebrospinal fluid (CSF) samples from two centers of the city of São Paulo (Hospital Santa Casa de Misericordia and Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo) were investigated by PCRs for herpes simplex virus (HSV 1 and 2), varicela zoster virus (VZV), human herpesvirus 6 (HHV6), influenza A, enterovirus, mumps virus, polyomavirus BK virus and JC virus and flaviviruses. From these, 44 samples (36.7%) presented positive result for one of the viruses analyzed, being 15 (12.5%) for polyomavirus BKV, 2 (1.7%) for polyomavirus JCV, 21 (17.5%) for HSV 1 and 2, 5 (4.2%) samples were positive for BKV and HSV1 and 2 (coinfection) and 1 (0.8%) for Epstein-Barr virus (EBV). A part of the negative samples (n=8) were submitted to next generation direct sequencing and revealed the presence of agents as viruses (simian virus 40), protozoa and bacteria. This study showed that unfortunately, less than 50% of the aseptic encephalitis and meningitis could be related to some viral agent. It was found high prevalence of HSV, as expected, but the presence of polyomavirus in the CSF of these individuals was higher than that observed in the literature. These results, as well as direct sequencing results and its relationship to the etiology of encephalitis and meningitis should be interpreted with caution.