Fibroblast growth factor 17 and bone morphogenetic protein 15 enhance cumulus expansion and improve quality of in vitro-produced embryos in cattle

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Osteoblast response to porous titanium and biomimetic surface: In vitro analysis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Entwicklung und Optimierung eines Mikroarray zur Erfassung der genetischen Prädisposition von Atherosklerose

Die Entstehung der Atherosklerose ist ein komplexer Vorgang, der sich durch Ablagerung von Lipiden an der Gefäßwand sowie durch immunologische und inflammatorische Prozesse auszeichnet. Neben konventionellen Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht, Rauchen, HDL-Cholesterin, Diabetes mellitus und einer positiven Familienanamnese werden zur Bestimmung des atherosklerotischen Risikos neue Biomarker der inflammatorischen Reaktion untersucht. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode zur Diagnostik des Atheroskleroserisikos. Es wurde eine neuartige Chip-Technologie eingesetzt, um das Risiko für eine potentiell drohende atherosklerotische Erkrankung abzuschätzen. Dabei wurde ausgenutzt, dass molekulare Veränderungen in Genen bestimmte Krankheitsbilder auslösen können. rnEs wurde ein molekularbiologischer Test entwickelt, welcher die Untersuchung von genetischen Variationen aus genomischer DNA ermöglicht. Dafür fand die Entwicklung einer Multiplex-PCR statt, deren Produkt mit der Chip-Technologie untersucht werden kann. Dazu wurden auf einem Mikroarray Sonden immobilisiert, mit deren Hilfe genspezifische Mutationen nachgewiesen werden können. So wurden mehrere Gene mit einem geringen Aufwand gleichzeitig getestet. rnDie Auswahl der entsprechenden Marker erfolgte anhand einer Literaturrecherche von randomisierten und kontrollierten klinischen Studien. Der Mikroarray konnte für zwölf Variationen in den acht Genen Prostaglandinsynthase-1 (PTGS1), Endotheliale NO-Synthase (eNOS), Faktor V (F5), 5,10-Methylentetrahydrofolsäure-Reduktase (MTHFR), Cholesterinester-Transferprotein (CETP), Apolipoprotein E (ApoE), Prothrombin (F2) und Lipoproteinlipase (LPL) erfolgreich etabliert werden. Die Präzision des Biochips wurde anhand der Echtzeit-PCR und der Sequenzierung nachgewiesen. rnDer innovative Mikroarray ermöglicht eine einfache, schnelle und kosteneffektive Genotypisierung von wichtigen Allelen. Viele klinisch relevante Variationen für Atherosklerose können nun in nur einem Test überprüft werden. Zukünftige Studien müssen zeigen, ob die Methode eine Vorhersage über den Ausbruch der Erkrankung und eine gezielte Therapie ermöglicht. Dies wäre ein erster Schritt in Richtung präventive und personalisierter Medizin für Atherosklerose.rn

Inhibition of FcepsilonRI-dependent mediator release and calcium flux from human mast cells by sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin 8 engagement

BACKGROUND: Sialic acid-binding immunoglobulin-like lectins (Siglecs) are a family of glycan-binding inhibitory receptors, and among them, Siglec-8 is selectively expressed on human eosinophils, basophils, and mast cells. On eosinophils, Siglec-8 engagement induces apoptosis, but its function on mast cells is unknown. OBJECTIVE: We sought to study the effect of Siglec-8 engagement on human mast cell survival and mediator release responses. METHODS: Human mast cells were generated from CD34+ precursors. Apoptosis was studied by using flow cytometry. Mast cell mediator release or human lung airway smooth muscle contraction was initiated by FcepsilonRI cross-linking with or without preincubation with Siglec-8 or control antibodies, and release of mediators was analyzed along with Ca++ flux. RBL-2H3 cells transfected with normal and mutated forms of Siglec-8 were used to study how Siglec-8 engagement alters mediator release. RESULTS: Siglec-8 engagement failed to induce human mast cell apoptosis. However, preincubation with Siglec-8 mAbs significantly (P < .05) inhibited FcepsilonRI-dependent histamine and prostaglandin D(2) release, Ca++ flux, and anti-IgE-evoked contractions of human bronchial rings. In contrast, release of IL-8 was not inhibited. Siglec-8 ligation was also shown to inhibit beta-hexosaminidase release and Ca++ flux triggered through FcepsilonRI in RBL-2H3 cells transfected with full-length human Siglec-8 but not in cells transfected with Siglec-8 containing a tyrosine to phenylalanine point mutation in the membrane-proximal immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domain. CONCLUSION: These data represent the first reported inhibitory effects of Siglec engagement on human mast cells.

Anti-eosinophil activity and clinical efficacy of the CRTH2 antagonist OC000459 in eosinophilic esophagitis

BACKGROUND: Eosinophilic esophagitis (EoE) is a chronic, Th2-type inflammatory disease. Chemoattractant receptor-homologous molecule on Th2 cells (CRTH2) is a prostaglandin D(2) (PGD(2)) receptor, expressed by Th2 cells and other inflammatory cells, including eosinophils and basophils, that mediates chemotaxis and activation. OC000459 is a selective CRTH2 antagonist and would be expected to suppress eosinophilic tissue inflammation. The purpose of this study was to evaluate the efficacy and safety of an OC000459 monotherapy in adult patients with active, corticosteroid-dependent or corticosteroid-refractory EoE. METHODS: In this randomized, double-blind, placebo-controlled trial, 26 adult patients (m/f = 22/4; mean age 41 years, range 22-69 years) with active EoE, dependent or resistant to corticosteroids, were treated either with 100 mg OC000459 (n = 14) or placebo (n = 12) twice daily. Pre- and post-treatment disease activity was assessed clinically, endoscopically, histologically, and via biomarkers. The primary end point was the reduction in esophageal eosinophil infiltration. RESULTS: After an 8-week OC000459 treatment, the esophageal eosinophil load decreased significantly, from 114.83 to 73.26 eosinophils per high-power field [(eos/hpf), P = 0.0256], whereas no reduction was observed with placebo (102.80-99.47 eos/hpf, P = 0.870). With OC000459, the physician's global assessment of disease activity improved from 7.13 to 5.18 (P = 0.035). OC000459 likewise reduced extracellular deposits of eosinophil peroxidase and tenascin C, the effects not seen with placebo. No serious adverse events were observed. CONCLUSIONS: An 8-week treatment with the CRTH2-antagonist, OC000459, exerts modest, but significant, anti-eosinophil and beneficial clinical effects in adult patients with active, corticosteroid-dependent or corticosteroid-refractory EoE and is well tolerated.

The effects of aging on gene expression in the hypothalamus and cortex of mice

A better understanding of the molecular effects of aging in the brain may help to reveal important aspects of organismal aging, as well as processes that lead to age-related brain dysfunction. In this study, we have examined differences in gene expression in the hypothalamus and cortex of young and aged mice by using high-density oligonucleotide arrays. A number of key genes involved in neuronal structure and signaling are differentially expressed in both the aged hypothalamus and cortex, including synaptotagmin I, cAMP-dependent protein kinase C β, apolipoprotein E, protein phosphatase 2A, and prostaglandin D. Misregulation of these proteins may contribute to age-related memory deficits and neurodegenerative diseases. In addition, many proteases that play essential roles in regulating neuropeptide metabolism, amyloid precursor protein processing, and neuronal apoptosis are up-regulated in the aged brain and likely contribute significantly to brain aging. Finally, a subset of these genes whose expression is affected by aging are oppositely affected by exposure of mice to an enriched environment, suggesting that these genes may play important roles in learning and memory.

The role of Microsomal prostaglandin synthase-1 (mPGES-1) and Ephrin B2 in Scleroderma

La sclérodermie (sclérose systémique, ScS) est une maladie auto-immune du tissu conjonctif caractérisée  par  l’épaississement  de  la  peau,  l’apparition  spontanée de lésions cicatricielles, des maladies   des   vaisseaux   sanguins,   divers   degrés   d’inflammation,   en   association   avec   un   système   immunitaire hyperactif. La pathogénèse exacte de cette maladie est inconnue et aucun traitement approprié   n’est   disponible.   La fibrose est un élément distinctif de la maladie de ScS et est considérée   résulter   d’une   incapacité   à   mettre   fin   de   façon   appropriée   à   la   réponse   normale   de   réparation   des   plaies.   L’analyse   histologique   du   stade   initial   de   la   ScS   révèle   une   infiltration   périvasculaire de cellules mononucléaires dans le derme, associée à une synthèse accrue de collagène dans les fibroblastes environnants. Ainsi, la compréhension des moyens de contrôler le stade inflammatoire de la ScS pourrait être bénéfique pour contrôler la progression de la maladie peu après son apparition. La mPGES-1 est une enzyme inductible qui agit en aval de la cyclo- oxygénase (COX) pour catalyser spécifiquement la conversion de la prostaglandine (PG) H2 en PGE2. La mPGES-1  joue  un  rôle  clé  dans  l’inflammation,  la  douleur  et  l’arthrite;;  toutefois,  le   rôle de la mPGES-1 dans les mécanismes de fibrose, spécifiquement en rapport avec la ScS humaine, est inconnu. Mon laboratoire a précédemment montré que les souris à mPGES-1 nulle sont résistantes à la fibrose   cutanée   induite   par   la   bléomycine,   à   l’inflammation,   à   l’épaississement  cutané,  à  la  production  de  collagène  et  à  la  formation  de  myofibroblastes.  Sur  la   base  de  ces  résultats,  j’ai  formulé  l’hypothèse  que  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1 régulera à la baisse la production de médiateurs pro-inflammatoires et pro-fibreux au cours de la maladie   de   ScS.   Afin   d’explorer   le   rôle   de   la   mPGES-1   dans   l’inflammation   et   la   fibrose   associées  à  la  maladie  de  ScS,  j’ai  d’abord  examiné  l’expression  de  la  mPGES-1 dans la peau normale comparativement à des biopsies de peau extraites de patients atteints de ScS. Mes résultats ont montré que la mPGES-1 est nettement élevée dans la peau de patients atteints de ScS en comparaison avec la peau humaine normale. De plus, les niveaux de PGE2 dérivés de la mPGES-1 étaient également significativement plus élevés dans les fibroblastes cutanés isolés de patients  atteints  de  ScS  comparativement  aux  fibroblastes  isolés  de  témoins  sains.  J’ai  également   étudié  l’effet  de  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1  sur  l’expression  de  marqueurs  pro- fibreux.   Mes   études   ont   montré   que   l’expression   de   médiateurs   pro-fibreux clés (α-SMA, endothéline-1, collagène de type 1 et facteur de croissance du tissu conjonctif (FCTC)) est élevée dans les fibroblastes cutanés ScS en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. Un traitement avec un inhibiteur de la mPGES-1 a eu pour effet de réduire significativement l’expression  de  l’α-SMA,  de  l’endothéline-1, du collagène de type 1 mais pas du FCTC dans les fibroblastes  ScS,  sans  effet  significatif  sur  les  fibroblastes  normaux.  J’ai  en  outre  examiné  l’effet   de  l’inhibition  de  la  mPGES-1 sur des cytokines pro-inflammatoires clés impliquées dans la pathologie de la ScS, incluant IL-6, IL-8 et MCP-1.  L’inhibition  pharmacologique  de  la  mPGES- 1 a eu pour effet de réduire significativement les niveaux de production de cytokines pro- inflammatoires IL6, IL8 et MCP-1 dans les fibroblastes avec lésion ScS comparativement à des fibroblastes non traités. De plus, les patients atteints de ScS ont présenté des niveaux plus élevés de p-AKT, de p-FAK et de p-SMAD3 en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. L’inhibiteur  de  la  mPGES-1 a pu réguler à la baisse cette expression accrue de p-AKT et de p- FAK, mais pas de p-SMAD3,  dans  les  fibroblastes  ScS.  Ces  résultats  ont  suggéré  que  l’inhibition   de la mPGES-1 pourrait être une méthode viable pour réduire le développement de sclérose cutanée et constituent une cible thérapeutique potentielle pour contrôler les mécanismes fibreux et inflammatoires associés à la pathophysiologie de la maladie de ScS. L’un   des   autres   processus   critiques   reliés   à   l’évolution de la réponse fibreuse associée à la maladie de ScS est la différenciation des fibroblastes en des cellules activées spécialisées iii iv appelées myofibroblastes, responsables de déclencher une signalisation adhésive excessive et le dépôt excessif de matrice extracellulaire,   conduisant   à   la   destruction   de   l’architecture   de   l’organe.   Ainsi,   l’identification   des   facteurs   endogènes   qui   initient/   favorisent   la   différenciation   fibroblaste-myofibroblaste peut mener à des stratégies thérapeutiques prometteuses pour contrôler  l’excès  de  signalisation  adhésive  et  de  fibrose  associé  à  la  maladie  de  ScS.  Des  études   antérieures  dans  le  domaine  de  la  biologie  du  cancer  ont  suggéré  que  l’éphrine  B2,  une  protéine   transmembranaire appartenant à la famille des éphrines, est impliquée dans la signalisation adhésive   et   le   remodelage   extracellulaire.   Cependant,   son   rôle   dans   la   fibrose   n’a   jamais   été   exploré.   Dans   la   deuxième   partie   de   mon   étude,   j’ai   donc   étudié   le   rôle   de   l’éphrine   B2   dans   la   fibrose.   Mes   études   montrent   que   l’expression   de   l’éphrine   B2   est   significativement   augmentée   dans la peau humaine ScS comparativement à la peau normale. Plus important encore, le traitement in vitro de   fibroblastes   de   la   peau   humaine   normale   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante est capable de transformer des fibroblastes en cellules myofibroblastiques manifestant toutes les caractéristiques myofibroblastiques typiques, incluant la formation accrue de  fibres  de  tension,  des  adhérences  focales,  l’activation  accrue  de  la  FAK,  un  accroissement  de   l’expression  et  de  la  migration  de  fibroblastes  et  de  leur  adhérence  à  la  fibronectine  à  la  fois  chez   les   fibroblastes   cutanés   normaux   et   ScS.   En   outre,   j’ai   traité   des   souris   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante et montré que ces souris ont développé une fibrose cutanée significative associée à une épaisseur dermique et à une synthèse de collagène augmentées, une teneur en hydroxyproline (teneur en collagène) accrue et un nombre accru de myofibroblastes exprimant de   l’α-SMA, une activation augmentée de la FAK et de marqueurs pro-fibreux incluant le collagène de type 1 et le FCTC. Dans  l’ensemble,  mes  études  ont  identifié  deux  médiateurs  endogènes  cruciaux  impliqués  dans  la   propagation  de  l’inflammation  et  de  la  fibrose  associées  à  la  maladie  de  ScS.  L’inhibition  de  la   mPGES-1   pourrait   représenter   une   bonne   stratégie   alternative   pour   contrer   l’inflammation   et   la   fibrose au moins durant les stades précoces de la maladie de ScS. De plus, une signalisation excessive   de   l’éphrine B2 favorise la signalisation adhésive et fibreuse en déclenchant la différenciation   de   fibroblastes   en   myofibroblastes   par   l’activation   de   la   voie   de   signalisation   de   la  FAK.  Ainsi,  l’inhibition  d’éphrine  B2  bloquera  la  formation  de  fibroblastes-myofibroblastes et régulera à la baisse la fibrose associée à la maladie de ScS. En somme, la mPGES-1  et  l’éphrine   B2 semblent toutes deux des cibles attrayantes pour le traitement de la ScS et des troubles fibreux qui y sont reliés.

Selective inhibition of inducible nitric oxide synthase prevents lipid peroxidation in cartilage from patients with osteoarthritis.

INTRODUCTION: Emerging evidence indicates that nitric oxide (NO), which is increased in osteoarthritic (OA) cartilage, plays a role in 4-hydroxynonenal (HNE) generation through peroxynitrite formation. HNE is considered as the most reactive product of lipid peroxidation (LPO). We have previously reported that HNE levels in synovial fluids are more elevated in knees of OA patients compared to healthy individuals. We also demonstrated that HNE induces a panoply of inflammatory and catabolic mediators known for their implication in OA cartilage degradation. The aim of the present study was to investigate the ability of inducible NO synthase (iNOS) inhibitor, L-NIL (L-N6-(L-Iminoethyl)Lysine), to prevent HNE generation through NO inhibition in human OA chondrocytes. METHOD: Cells and cartilage explants were treated with or without either an NO generator (SIN or interleukin 1beta (IL-1β)) or HNE in absence or presence of L-NIL. Protein expression of both iNOS and free-radical-generating NOX subunit p47 (phox) were investigated by western blot. iNOS mRNA detection was measured by real-time RT-PCR. HNE production was analysed by ELISA, Western blot and immunohistochemistry. S-nitrosylated proteins were evaluated by Western Blot. Prostaglandin E2 (PGE2) and metalloproteinase 13 (MMP-13) levels as well as glutathione S-transferase (GST) activity were each assessed with commercial kits. NO release was determined using improved Griess method. Reactive oxygen species (ROS) generation was revealed using fluorescent microscopy with the use of commercial kits. RESULTS: L-NIL prevented IL-1β-induced NO release, iNOS expression at protein and mRNA levels, S-nitrosylated proteins and HNE in a dose dependent manner after 24h of incubation. Interestingly, we revealed that L-NIL abolished IL-1β-induced NOX component p47phox as well as ROS release. The HNE-induced PGE2 release and both cyclooxygenase-2 (COX-2) and MMP-13 expression were significantly reduced by L-NIL addition. Furthermore, L-NIL blocked the IL-1β induced inactivation of GST, an HNE-metabolizing enzyme. Also, L-NIL prevented HNE induced cell death at cytotoxic levels. CONCLUSION: Altogether, our findings support a beneficial effect of L-NIL in OA by preventing LPO process in NO-dependent and/or independent mechanisms.

Augmented nitric oxide production and up-regulation of endothelial nitric oxide synthase during cecal ligation and perforation

Nitric oxide (NO) has been pointed out as being the main mediator involved in the hypotension and tissue injury taking place during sepsis. This study aimed to investigate the cellular mechanisms implicated in the acetylcholine (ACh)-induced relaxation detected in aortic rings isolated from rats submitted to cecal ligation and perforation (CLP group), 6 h post-CLP. The mean arterial pressure was recorded, and the concentration-effect curves for ACh were constructed for endothelium-intact aortic rings in the absence (control) or after incubation with one of the following NO synthase inhibitors: L-NAME (non-selective), L-NNA (more selective for eNOS), 7-nitroindazole (more selective for nNOS), or 1400W (selective for iNOS). The NO concentration was determined by using confocal microscopy. The protein expression of the NOS isoforms was quantified by Western blot analysis. The prostacyclin concentration was indirectly analyzed on the basis of 6-keto-prostaglandin F-1 alpha (6-keto-PGF(1 alpha)) levels measured by enzyme immunoassay. There were no differences between Sham- and CLP-operated rats in terms of the relaxation induced by acetylcholine. However, the NOS inhibitors reduced this relaxation in both groups, but this effect remained more pronounced in the CLP group as compared to the Sham group. The acetylcholine-induced NO production was higher in the rat aortic endothelial cells of the CLP group than in those of the Sham group. eNOS protein expression was larger in the CLP group, but the iNOS protein was not verified in any of the groups. The basal 6-keto-PGF(1 alpha) levels were higher in the CLP group, but the acetylcholine-stimulated levels did not increase in CLP as much as they did in the Sham group. Taken together, our results show that the augmented NO production in sepsis syndrome elicited by cecal ligation and perforation is due to eNOS up-regulation and not to iNOS. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

The role of inducible nitric oxide synthase for interstitial remodeling of alveolar septa in surfactant protein D-deficient mice

Surfactant protein D (SP-D) modulates the lung's immune system. Its absence leads to NOS2-independent alveolar lipoproteinosis and NOS2-dependent chronic inflammation, which is critical for early emphysematous remodeling. With aging, SP-D knockout mice develop an additional interstitial fibrotic component. We hypothesize that this age-related interstitial septal wall remodeling is mediated by NOS2. Using invasive pulmonary function testing such as the forced oscillation technique and quasistatic pressure-volume perturbation and design-based stereology, we compared 29-wk-old SP-D knockout (Sftpd(-/-)) mice, SP-D/NOS2 double-knockout (DiNOS) mice, and wild-type mice (WT). Structural changes, including alveolar epithelial surface area, distribution of septal wall thickness, and volumes of septal wall components (alveolar epithelium, interstitial tissue, and endothelium) were quantified. Twenty-nine-week-old Sftpd(-/-) mice had preserved lung mechanics at the organ level, whereas elastance was increased in DiNOS. Airspace enlargement and loss of surface area of alveolar epithelium coexist with increased septal wall thickness in Sftpd(-/-) mice. These changes were reduced in DiNOS, and compared with Sftpd(-/-) mice a decrease in volumes of interstitial tissue and alveolar epithelium was found. To understand the effects of lung pathology on measured lung mechanics, structural data were used to inform a computational model, simulating lung mechanics as a function of airspace derecruitment, septal wall destruction (loss of surface area), and septal wall thickening. In conclusion, NOS2 mediates remodeling of septal walls, resulting in deposition of interstitial tissue in Sftpd(-/-). Forward modeling linking structure and lung mechanics describes the complex mechanical properties by parenchymatous destruction (emphysema), interstitial remodeling (septal wall thickening), and altered recruitability of acinar airspaces.

Identification of a thiamin-dependent synthase in Escherichia coli required for the formation of the 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate precursor to isoprenoids, thiamin, and pyridoxol

In Escherichia coli, 1-deoxy-d-xylulose (or its 5-phosphate, DXP) is the biosynthetic precursor to isopentenyl diphosphate [Broers, S. T. J. (1994) Dissertation (Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich)], thiamin, and pyridoxol [Himmeldirk, K., Kennedy, I. A., Hill, R. E., Sayer, B. G. & Spenser, I. D. (1996) Chem. Commun. 1187–1188]. Here we show that an open reading frame at 9 min on the chromosomal map of E. coli encodes an enzyme (deoxyxylulose-5-phosphate synthase, DXP synthase) that catalyzes a thiamin diphosphate-dependent acyloin condensation reaction between C atoms 2 and 3 of pyruvate and glyceraldehyde 3-phosphate to yield DXP. We have cloned and overexpressed the gene (dxs), and the enzyme was purified 17-fold to a specific activity of 0.85 unit/mg of protein. The reaction catalyzed by DXP synthase yielded exclusively DXP, which was characterized by 1H and 31P NMR spectroscopy. Although DXP synthase of E. coli shows sequence similarity to both transketolases and the E1 subunit of pyruvate dehydrogenase, it is a member of a distinct protein family, and putative DXP synthase sequences appear to be widespread in bacteria and plant chloroplasts.

Augmentation sélective de l'expression protéique et de l'ARNm de la synthase du monoxyde d'azote dans les régions vulnérables du cerveau chez les rats déficients en thiamine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Présence nucléaire et rôle de la monoxyde d'azote synthase endothéliale dans la régulation de la transcription génique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude des événements moléculaires impliqués dans l'activation de la synthéase endothéliale du monoxyde d'azote (eNOS) par le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF)

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Augmentation sélective de l'expression protéique et de l'ARNm de la synthase du monoxyde d'azote dans les régions vulnérables du cerveau chez les rats déficients en thiamine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.