Protein A tangential flow affinity membrane cartridge for extracorporeal immunoadsorption therapy

Tangential flow affinity membrane cartridge (TFAMC) fs a new model of immunoadsorption therapy for hemoperfusion. Recombinant Protein A was immobilized on the membrane cartridge through Schiff base formation for extracorporeal IgG and immune complex removal from blood. Flow characteristics, immunoadsorption capacity and biocompatibility of protein A TFAMC were studied. The results showed that the pressure drop increased with the increasing flow rate of water, plasma and blood, demonstrating reliable strength of membrane at high now rare. The adsorption capacities of protein A TFAMC for IgG from human plasma and blood were measured. The cartridge with 139 mg protein A immobilized on the matrix (6 mg protein A/g dry matrix) adsorbed 553 mg IgG (23.8 mg IgG/g dry matrix) from human plasma and 499.4 mg IgG (21.5 mg IgG/g dry matrix) from human blood, respectively. The circulation time had a major influence on IgG adsorption capacity, but the flow rate had little influence. Experiments in vitro and in vivo confirmed that protein A TFAMC mainly adsorbed Ige and Little of other plasma proteins, and that blood cell damage was negligible. The extracorporeal circulation system is safe and reliable. Copyright (C) 1999 John Wiley & Sons, Ltd.

Intracellular fate of bioresponsive poly(amidoamine)s in vitro and in vivo

Linear poly(amidoamine)s (PAAs) have been designed to exhibit minimal non-specific toxicity, display pH-dependent membrane lysis and deliver genes and toxins in vitro. The aim of this study was to measure PAA cellular uptake using ISA1-OG (and as a reference ISA23-OG) in B16F10 cells in vitro and, by subcellular fractionation, quantitate intracellular trafficking of (125)I-labelled ISA1-tyr in liver cells after intravenous (i.v.) administration to rats. The effect of time after administration (0.5-3h) and ISA1 dose (0.04-100mg/kg) on trafficking, and vesicle permeabilisation (N-acetyl-b-D-glucosaminidase (NAG) release from an isolated vesicular fraction) were also studied. ISA1-OG displayed approximately 60-fold greater B16F10 cell uptake than ISA23-OG. Passage of ISA1 along the liver cell endocytic pathway caused a transient decrease in vesicle buoyant density (also visible by TEM). Increasing ISA1 dose from 10mg/kg to 100mg/kg increased both radioactivity and NAG levels in the cytosolic fraction (5-10 fold) at 1h. Moreover, internalised ISA1 provoked NAG release from an isolated vesicular fraction in a dose-dependent manner. These results provide direct evidence, for the first time, of PAA permeabilisation of endocytic vesicular membranes in vivo, and they have important implications for potential efficacy/toxicity of such polymeric vectors.

Advances in our understanding of diabetic retinopathy

Diabetic retinopathy remains the most common complication of diabetes mellitus and is a leading cause of visual loss in industrialized nations. The clinicopathology of the diabetic retina has been extensively studied, although the precise pathogenesis and cellular and molecular defects that lead to retinal vascular, neural and glial cell dysfunction remain somewhat elusive. This lack of understanding has seriously limited the therapeutic options available for the ophthalmologist and there is a need to identify the definitive pathways that initiate retinal cell damage and drive progression to overt retinopathy. The present review begins by outlining the natural history of diabetic retinopathy, the clinical features and risk factors. Reviewing the histopathological data from clinical specimens and animal models, the recent paradigm that neuroretinal dysfunction may play an important role in the early development of the disease is discussed. The review then focuses on the molecular pathogenesis of diabetic retinopathy with perspective provided on new advances that have furthered our understanding of the key mechanisms underlying early changes in the diabetic retina. Studies have also emerged in the past year suggesting that defective repair of injured retinal vessels by endothelial progenitor cells may contribute to the pathogenesis of diabetic retinopathy. We assess these findings and discuss how they could eventually lead to new therapeutic options for diabetic retinopathy.

What is the best method for diagnosing glaucoma?

Glaucoma is characterized by a typical appearance of the optic disc and peripheral visual field loss. However, diagnosis may be challenging even for an experienced clinician due to wide variability among normal and glaucomatous eyes. Standard automated perimetry is routinely used to establish the diagnosis of glaucoma. However, there is evidence that substantial retinal ganglion cell damage may occur in glaucoma before visual field defects are seen. The introduction of newer imaging devices such as confocal scanning laser ophthalmoscopy, scanning laser polarimetry and optical coherence tomography for measuring structural changes in the optic nerve head and retinal nerve fiber layer seems promising for early detection of glaucoma. New functional tests may also help in the diagnosis. However, there is no evidence that a single measurement is superior to the others and a combination of tests may be needed for detecting early damage in glaucoma. © 2010 Expert Reviews Ltd.

The use of theranostic gadolinium-based nanoprobes to improve radiotherapy efficacy

A new efficient type of gadolinium-based theranostic agent (AGuIX®) has recently been developed for MRI-guided radiotherapy (RT). These new particles consist of a polysiloxane network surrounded by a number of gadolinium chelates, usually 10. Owing to their small size (<5 nm), AGuIX typically exhibit biodistributions that are almost ideal for diagnostic and therapeutic purposes. For example, although a significant proportion of these particles accumulate in tumours, the remainder is rapidly eliminated by the renal route. In addition, in the absence of irradiation, the nanoparticles are well tolerated even at very high dose (10 times more than the dose used for mouse treatment). AGuIX particles have been proven to act as efficient radiosensitizers in a large variety of experimental in vitro scenarios, including different radioresistant cell lines, irradiation energies and radiation sources (sensitizing enhancement ratio ranging from 1.1 to 2.5). Pre-clinical studies have also demonstrated the impact of these particles on different heterotopic and orthotopic tumours, with both intratumoural or intravenous injection routes. A significant therapeutical effect has been observed in all contexts. Furthermore, MRI monitoring was proven to efficiently aid in determining a RT protocol and assessing tumour evolution following treatment. The usual theoretical models, based on energy attenuation and macroscopic dose enhancement, cannot account for all the results that have been obtained. Only theoretical models, which take into account the Auger electron cascades that occur between the different atoms constituting the particle and the related high radical concentrations in the vicinity of the particle, provide an explanation for the complex cell damage and death observed.

Interventions Targeting Child Undernutrition in Developing Countries May Be Undermined by Dietary Exposure to Aflatoxin

Child undernutrition, a form of malnutrition, is a major public health burden in developing countries. Supplementation interventions targeting the major micronutrient deficiencies have only reduced the burden of child undernutrition to a certain extent, indicating that there are other underlying determinants that need addressed. Aflatoxin exposure, which is also highly prevalent in developing countries, may be considered to be an aggravating factor for child undernutrition. Increasing evidence suggests that aflatoxin exposure can occur in any stage of life including in utero through a trans-placental pathway and in early childhood (through contaminated weaning food and family food). Early life exposure to aflatoxin is associated with adverse effects on low birth weight, stunting, immune suppression and liver function damage. The mechanisms underlying impaired growth and aflatoxin exposure are still unclear but intestinal function damage, reduced immune function and alteration in the insulin-like growth factor axis caused by liver damage, are suggested hypotheses. Given the fact that both aflatoxin and child undernutrition are common in sub-Saharan Africa, effective interventions aimed at reducing undernutrition cannot be satisfactorily achieved until the interactive relationship between aflatoxin and child undernutrition is clearly understood, and an aflatoxin mitigation strategy has taken effect in those vulnerable mothers and children.

Regulatory interactions between the metabolic sensors SIRT1 and AMPK in modulating PPARα linked functions, in obesity-dependent type 2 diabetes mellitus

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Ciências Funcionais), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Role of plasmodium translationally repressed gene products in malaria transmission

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Microbiologia e Parasitologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2015

Biochemical and histological investigations of viral localisation in the hypersensitive reaction of Phaselous vulgaris L. var Pinto to tobacco mosaic virus infection

STOBBS, Lorne,W ABSTRACT Biochemical and Histological Investigations of viral localisation in the hypersensitive reaction of Phaseolus vulgaris L. var Pinto to tobacco mosaic virus infection. The infection of Phaseolus vulgaris L. var Pinto with tobacco mosaic virus (TMV) results in the production of distinct necrotic lesions confining the virus to restricted areas of the leaf surface. Biochemical and histological changes in the leaf tissue as a result of infection have been described. Trace accumulations of fluorescent metabolites, detected prior to lesion expression represent metabolites produced, by the cell in response to virus infection. These substances, are considered to undergo oxidation and in diffusing into adjacent cells, react with cellular constituents causing the death of these cells. Such cellular necrosis in advance of infection effectively limits virus spread. Chromatographic studies on extracts from TMV infected Pinto bean leaf tissue suggests that a number of extra-fluorescent metabolites produced on lesion'expression represent end products of phenolic oxidation r,eactionsoccurring earlier in these cells. Inhibition of phenolic oxidation by ascorbate infiltration or elevated temperature treatment resulted in the absence of extra-fluorescent metabolites and the continued movement of virus in the absence of necrosis. Further studies with i ascorbate infiltration indicated that irreversible necrotic events were determined as early as 12 tci 18 hrs after viral inoculation. Histochemical tests indicated that callose formation was initiated at this time, and occurred in response to necrotisation. Inhibition of necrosis by either ascorbate infiltration or elevated temp8rature treatment resulted in the absence of callose deposition. Scanning electron'micrographs of infected tissue revealed severe epidermal and palisade cell damage. Histochemical tests indicated extensive callose formation in cells bordering the lesion, and suggested the role of callose iTh the blockage of intercellular connections limiting virus movement. The significance of these cellular changes is discussed. ii

The effect of Nystatin on the inner ear : an experimental guinea pig study

Objectifs: Le Nystatin est un antibiotique efficace pour le traitement d’otomycose. Bien que sa sécurité au niveau de l’oreille externe soit bien établie, son utilisation n’est pas recommandée lorsqu’il y a une perforation tympanique. L’objectif de cette étude est d’évaluer le potentiel ototoxique du Nystatin lorsque celui-ci est appliqué directement au niveau de l’oreille moyenne. Méthodes: Nous avons fait une étude expérimentale avec 18 cochons d’Indes de souche Hartley que nous avons divisés en deux groupes. En exposant l’oreille moyenne de chaque animal au Nystatin (groupe I) ou à la néomycine (groupe II) et chaque oreille controlatérale à une solution physiologique (NaCl), la fonction auditive a été évaluée avec un test de potentiels évoqués auditif du tronc cérébral avant et après les injections. Une étude par microscopie électronique a permis une comparaison histologique de l’état des cellules ciliées cochléaires entre les 2 groupes. Résultats: Les pertes auditives moyennes du groupe « Nystatin » étaient de 13.0 dB et comparables aux pertes moyennes observées dans les oreilles ayant été injectées avec du NaCl (4.0 dB dans le groupe I et 15.1 dB dans le groupe II). Le groupe de contrôle « néomycine » a subi une perte auditive moyenne de 39.3 dB, ce qui représente une différence cliniquement et statistiquement significative (p<0.001). L’étude histologique avec une microscopie à balayage électronique a démontré une conservation de l’architecture des cellules ciliées cochléaires dans les groupe Nystatin et NaCl. La néomycine a causé une destruction marquée de ces structures. Conclusions: Le Nystatin ne provoque pas d’atteinte auditive ni de destruction des cellules ciliées externes après injection directe dans l’oreille moyenne chez le cochon d’Inde.

Étude préclinique de nouveaux médicaments inhibiteurs de PARP et Bcl-2 dans le neuroblastome

Le neuroblastome (NB) est la tumeur solide extracranienne la plus fréquente chez le jeune enfant. En dépit de plusieurs avancements thérapeutiques, seulement 60% survivront à long terme. Cette résistance aux traitements est possiblement due, en partie, à la présence des cellules souches cancéreuses (CSC). PARP-1 joue un rôle important dans la chimiorésistance de certaines tumeurs et son inhibition a montré une potentialisation des agents anticancéreux conventionnels. De plus, Bcl-2 est surexprimé dans le NB et son expression accrue contribuerait à la résistance à la chimiothérapie. Le but de notre travail était de déterminer les effets in vitro d’un PARP inhibiteur, AG-014699 (AG), et d’un inhibiteur de Bcl-2, Obatoclax (Obx), in vitro et in vivo, en monothérapie ou en combinaison avec de la Doxorubicine (Doxo) ou du Cisplatin (Cis), deux agents anticancéreux classiquement utilisés dans le traitement du NB. Afin de déterminer l’expression de PARP-1 dans les tumeurs de NB, nous avons analysé une cohorte de 132 tumeurs. Nous avons utilisé le test MTT afin d’évaluer la sensibilité de 6 lignées cellulaires de NB et des CSC à un traitement avec AG seul ou en combinaison avec de la Doxo ou du Cis. Nous avons déterminé l’étendue de la mort cellulaire par Annexin-V et caractérisé les dommages à l’ADN à l’aide d’un marquage γH2aX. De plus, les modulations des voies de signalisation intracellulaire ont été analysées par Western Blot. La sensibilité des cellules à l’Obx a été analysée par MTT sur 6 lignées cellulaires de NB et sa combinaison avec le Cis a également été déterminée dans 2 lignées cellulaires. Le marquage Annexin-V et des combinaisons avec ZVAD-FMK ont aussi été utilisés pour caractériser les effets d’Obx sur l’apoptose. Des expériences in vivo ont également été faites. Nos résultats démontrent que l’expression de PARP-1 est associée aux tumeurs moins agressives. AG n’a peu ou pas effet sur la croissance tumorale et ne potentialise pas significativement les effets de la Doxo ou de Cis. AG combiné à la Doxo semble sensibiliser les CSC dans une lignée cellulaire. L’Annexin-V et le marquage γH2aX ne révèlent pas d’effets synergiques de cette combinaison et les dommages à l’ADN et la mort cellulaire observés sont attribués à la Doxo. Cependant, on observe une augmentation d’apoptose et de bris d’ADN dans une lignée cellulaire (SK-N-FI) lorsqu’AG est utilisé en monothérapie. On observe une surexpression de pAKT et pERK suite à la combinaison Doxo et AG. Les cellules de NB sont sensibles à l’Obx à des concentrations à l’échelle nanomolaire. De plus, Obx active la mort cellulaire par apoptose. Aussi, Obx a un effet synergique avec le Cis in vitro. In vivo, l’Obx diminue significativement la taille tumorale. Nous concluons que l’Obx présente une avenue thérapeutique prometteuse dans le traitement du NB alors que l’utilisation d’AG ne semble pas être aussi encourageante.

Role of the ASPP Family in the Regulation of p53-Mediated Apoptotic Death of Retinal Ganglion Cells after Optic Nerve Injury

Le glaucome est la première cause de cécité irréversible à travers le monde. À présent il n’existe aucun remède au glaucome, et les thérapies adoptées sont souvent inadéquates. La perte de vision causée par le glaucome est due à la mort sélective des cellules rétiniennes ganglionnaires, les neurones qui envoient de l’information visuelle de la rétine au cerveau. Le mécanisme principal menant au dommage des cellules rétiniennes ganglionnaires lors du glaucome n’est pas bien compris, mais quelques responsables putatifs ont été proposés tels que l’excitotoxicité, le manque de neurotrophines, la compression mécanique, l’ischémie, les astrocytes réactifs et le stress oxidatif, parmis d’autres. Indépendamment de la cause, il est bien établi que la perte des cellules rétiniennes ganglionnaires lors du glaucome est causée par la mort cellulaire programmée apoptotique. Cependant, les mécanismes moléculaires précis qui déclenchent l’apoptose dans les cellules rétiniennes ganglionnaires adultes sont mal définis. Pour aborder ce point, j’ai avancé l’hypothèse centrale que l’identification de voies de signalisations moléculaires impliquées dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires offrirait des avenues thérapeutiques pour ralentir ou même prévenir la mort de celles-ci lors de neuropathies oculaires telles que le glaucome. Dans la première partie de ma thèse, j’ai caractérisé le rôle de la famille de protéines stimulatrices d’apoptose de p53 (ASPP), protéines régulatrices de la famille p53, dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires. p53 est un facteur de transcription nucléaire impliqué dans des fonctions cellulaires variant de la transcription à l’apoptose. Les membres de la famille ASPP, soit ASPP1, ASPP2 et iASPP, sont des protéines de liaison de p53 qui régulent l’apoptose. Pourtant, le rôle de la famille des ASPP dans la mort des cellules rétiniennes ganglionnaires est inconnu. ASPP1 et ASPP2 étant pro-apoptotiques, l’hypothèse de cette première étude est que la baisse ciblée de ASPP1 et ASPP2 promouvrait la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires après une blessure du nerf optique. Nous avons utilisé un modèle expérimental bien caractérisé de mort apoptotique neuronale induite par axotomie du nerf optique chez le rat de type Sprague Dawley. Les résultats de cette étude (Wilson et al. Journal of Neuroscience, 2013) ont démontré que p53 est impliqué dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires, et qu’une baisse ciblée de ASPP1 et ASPP2 par acide ribonucléique d’interference promeut la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai caractérisé le rôle d’iASPP, le membre anti-apoptotique de la famille des ASPP, dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires. L’hypothèse de cette seconde étude est que la surexpression d’iASPP promouvrait la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires après axotomie. Mes résultats (Wilson et al. PLoS ONE, 2014) démontrent que le knockdown ciblé de iASPP exacerbe la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires, et que la surexpression de iASPP par virus adéno-associé promeut la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes régulateurs sous-jacents la perte de cellules rétiniennes ganglionnaires par apoptose et pourraient fournir des pistes pour la conception de nouvelles stratégies neuroprotectrices pour le traitement de maladies neurodégénératives telles que le glaucome.

Coexistence cirrhose biliaire primitive et sclérodermie systémique : étude avec capillaroscopie et immunologie

Objectif : Déterminer la prévalence de la Sclérose systémique (SSc) chez les patients atteints de cirrhose biliaire primitive (CBP) et décrire les caractéristiques cliniques, pronostiques, immunologiques et capillaroscopiques chez les patients avec et sans SSc. Méthode : Étude descriptive de 100 patients avec CBP naïfs de SSc référés par les gastroentérologues. Un examen physique ainsi qu’un prélèvement sanguin et une capillaroscopie ont été réalisés. Résultats : Parmi les 22 patients diagnostiqués avec SSc, 13 n’avaient pas d’atteinte cutanée. Trente-neuf patients présentaient un phénomène de Raynaud. Dix-neuf étaient anticentromères (ACAs) positifs dont 18 avaient une SSc. Le groupe de CBP avec SSc avait un score Mayo meilleur et une atteinte histologique moins sévère. Une capillaroscopie anormale était retrouvée chez 29/100 patients. Les patients sans ACAs avaient une hypertension portale légèrement plus fréquente 14/81 (17,28%, p= 0,876) et une atteinte histologique hépatique plus sévère (89,5%, p=0,125). Le score Mayo était globalement meilleur dans le groupe des ACAs positifs. La sensibilité et la spécificité du test immunologique sont 95,45% et 93,59% respectivement. La capillaroscopie a une sensibilité de 78% et une spécificité de 94% pour le diagnostic de la SSc dans la population de CBP.   Conclusion : La SSc est fréquente dans la CBP, d’où l’intérêt de rechercher systématiquement les signes cliniques subtiles de la SSc, notamment le phénomène de Raynaud, et de demander une sérologie spécifique et une capillaroscopie pour identifier une SSc débutante.

5-HT1A AND 5-HT2C RECEPTOR GENE EXPRESSION AND FUNCTIONAL REGULATION DURING RAT HEPATOCYTE PROLIFERATION AND APOPTOSIS

The work is an attempt to understand the role of 5-HT, 5-HT1A and 5-HT2C receptors in the regulation of liver cell proliferation using in vivo and in vitro models. The work also focuses on the brain serotonergic changes associated with hapatocyte proliferation and apoptosis to delineate its regulatory function. The investigation of mechanisms involving different models of hepatocyte proliferation contributes to our knowledge about serotonergic regulation of cell growth, apoptosis and carcinogenesis of liver. The study reveals that the alteration of the 5-HT1A and 5-HT2C receptor function and gene expression in the brain stem, cerebral cortex and hypothalamus play an important role in the sympathetic regulation of cell proliferation, neoplastic transformation and apoptosis. The functional balance between 5-HT1A and 5-HT2C receptor plays an important role in regulating hepatocyte proliferation, neoplastic transformation and hepatic apoptosis. The regulatory role of 5-HT1A and 5-HT2C receptor during neoplastic transformation and apoptosis could lead to possible therapeutic intervention in the treatment of cancers and have immense clinical importance.

A facile and single pot strategy for the synthesis of novel naphthyridine derivatives under microwave irradiation conditions using ZnCl2 as catalyst, evaluation of AChE inhibitory activity, and molecular modeling studies

A series of novel naphthyridine derivatives 3 and 4 was prepared from substituted pyridine 2 and ketones using ZnCl2 as catalyst under microwave irradiation conditions. All the compounds were evaluated for AChE inhibitory activity and promising compounds 3d, 3e, 4b, and 4g was identified. Representative compounds 3d and 3e were found to show insignificant THLE-2 liver cell viability/toxicity. The binding mode between X-ray crystal structure of human AChE and compounds was studied using molecular docking method and fitness scores were found to be in good correlation with the activity data.