Estrogenic activity assessment of environmental chemicals using in vitro assays: identification of two new estrogenic compounds.

Environmental chemicals with estrogenic activities have been suggested to be associated with deleterious effects in animals and humans. To characterize estrogenic chemicals and their mechanisms of action, we established in vitro and cell culture assays that detect human estrogen receptor [alpha] (hER[alpha])-mediated estrogenicity. First, we assayed chemicals to determine their ability to modulate direct interaction between the hER[alpha] and the steroid receptor coactivator-1 (SRC-1) and in a competition binding assay to displace 17ss-estradiol (E(2)). Second, we tested the chemicals for estrogen-associated transcriptional activity in the yeast estrogen screen and in the estrogen-responsive MCF-7 human breast cancer cell line. The chemicals investigated in this study were o,p'-DDT (racemic mixture and enantiomers), nonylphenol mixture (NPm), and two poorly analyzed compounds in the environment, namely, tris-4-(chlorophenyl)methane (Tris-H) and tris-4-(chlorophenyl)methanol (Tris-OH). In both yeast and MCF-7 cells, we determined estrogenic activity via the estrogen receptor (ER) for o,p'-DDT, NPm, and for the very first time, Tris-H and Tris-OH. However, unlike estrogens, none of these xenobiotics seemed to be able to induce ER/SRC-1 interactions, most likely because the conformation of the activated receptor would not allow direct contacts with this coactivator. However, these compounds were able to inhibit [(3)H]-E(2) binding to hER, which reveals a direct interaction with the receptor. In conclusion, the test compounds are estrogen mimics, but their molecular mechanism of action appears to be different from that of the natural hormone as revealed by the receptor/coactivator interaction analysis.

Cyclic AMP induces differentiation in vitro of human melanoma cells.

Treating human melanoma lines with dibutyryl adenosine 3':5'-cyclic monophosphate (dbc AMP) resulted in morphologic changes associated with the altered expression of cell surface antigens. After treatment, cells developed long cellular projections characteristic of mature melanocytes and showed the presence of an increased number of Stage II premelanosomes. In addition, induction of melanin synthesis, detected as brown perinuclear pigmentation, was observed. The AMP further drastically reduced the growth rate of the five melanoma cell lines that were tested. The influence of dbc AMP was completely reversible 3 days after the agent was removed from the culture medium. The antigenic phenotype of the melanoma lines was compared before and after dbc AMP treatment. This was done with four monoclonal antibodies directed against major histocompatibility complex (MHC) Class I and II antigens and 11 monoclonal antibodies defining eight different melanoma-associated antigenic systems. Treatment with dbc AMP reduced the expression of human leukocyte antigen (HLA)-ABC antigens and beta-2-microglobulin in five of five melanoma lines. In the two HLA-DR-positive cell lines dbc AMP reduced the expression of this antigen in one line and enhanced it in the other. No induction of HLA-DR or HLA-DC antigens was observed in the Class II negative cell lines. Furthermore, dbc-AMP modulated the expression of the majority of the melanoma antigenic systems tested. The expression of a 90-kilodalton (KD) antigen, which has been found to be upregulated by interferon-gamma, was markedly decreased in all the five cell lines. A similar decrease in the expression of the high molecular weight proteoglycan-associated antigen (220-240 KD) was observed. The reduced expression of Class I and II MHC antigens as well as the altered expression of the melanoma-associated antigens studied were shown to be reversible after dbc AMP was removed. Our results collectively show that the monoclonal antibody-defined melanoma-associated molecules are linked to differentiation. They could provide useful tools for monitoring the maturation of melanomas in vivo induced by chemical agents or natural components favoring differentiation.

Immunoscintigraphic localization of inflammatory lesions: concept, radiolabelling and in vitro testing of a granulocyte specific antibody.

Current nuclear medicine techniques for the localization of inflammatory processes are based on injection of 111In labelled autologous granulocytes which need to be isolated and radiolabelled in vitro before reinjection. A new technique is presented here that obviates the need for cell isolation by the direct intravenous injection of a granulocyte specific 123I labelled monoclonal antibody. In this publication the basic parameters of the antibody granulocyte interaction are described. Antibody binding does not inhibit vital functions of the granulocytes, such as chemotaxis and superoxide generation. Scatchard analysis of binding data reveals an apparent affinity of the antibody for granulocytes of 6.8 X 10(9) l/mol and approximately 7.1 X 10(4) binding sites per cell. Due to the high specificity of the antibody, the only expected interference is from CEA producing tumors.

An adult thymic stromal-cell suspension model for in vitro positive selection.

Presented here is a cell-suspension model for positive selection using thymocytes from alphabeta-TCR (H-2Db-restricted) transgenic mice specific to the lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) on a nonselecting MHC background (H-2d or TAP-1 -/-), cocultured with freshly isolated adult thymus stromal cells of the selecting MHC type. The thymic stromal cells alone induced positive selection of functional CD4- CD8+ cells whose kinetics and efficiency were enhanced by nominal peptide. Fibroblasts expressing the selecting MHC alone did not induce positive selection; however, together with nonselecting stroma and nominal peptide, there was inefficient positive. These results suggest multiple signaling in positive selection with selection events able to occur on multiple-cell types. The ease with which this model can be manipulated should greatly facilitate the resolution of the mechanisms of positive selection in normal and pathological states.

A liver protein fraction regulating hormone-dependent in vitro transcription from the vitellogenin genes induces their expression in Xenopus oocytes.

Xenopus laevis oocytes were used to assay for trans-acting factors shown previously to be involved in the liver-specific regulation of the vitellogenin genes in vitro. To this end, crude liver nuclear extracts obtained from adult estrogen-induced Xenopus females were fractionated by heparin-Sepharose chromatography using successive elutions with 0.1, 0.35, 0.6, and 1.0 M KCl. When these four fractions were injected into oocytes, only the 0.6-M KCl protein fraction significantly stimulated mRNA synthesis from the endogenous B class vitellogenin genes. This same fraction induced estrogen-dependent in vitro transcription from the vitellogenin B1 promoter, suggesting that it contains at least a minimal set of basal transcription factors as well as two positive factors essential for vitellogenin in vitro transcription, i.e. the NF-I-like liver factor B and the estrogen receptor (ER). The presence of these two latter factors was determined by footprinting and gel retardation assays, respectively. In contrast, injection of an expression vector carrying the sequence encoding the ER was unable to activate transcription from the oocyte chromosomal vitellogenin genes. This suggests that the ER alone cannot overcome tissue-specific barriers and that one or several additional liver components participate in mediating tissue-specific expression of the vitellogenin genes. In this respect, we present evidence that the oocyte germinal vesicles contain an NF-I-like activity different from that found in hepatocytes of adult frogs. This observation might explain the lack of vitellogenin gene activation in oocytes injected with the ER cDNA only.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

In vitro activity of gentamicin-loaded bioabsorbable beads against different microorganisms

Grâce à la prophylaxie antibiotique per-opératoire, à l'amélioration des techniques chirurgicales et au flux laminaire dans les blocs opératoires le taux d'infections postopératoires a pu être diminué dans les interventions chirurgicales orthopédiques. Il stagne néanmoins à environ 0,5- 2% dans les fractures fermées ainsi que dans les interventions orthopédiques électives, et peut monter jusqu'à 30% dans les fractures ouvertes stade III. L'ostéomyelite et la pseudarthrose infectée, qui peuvent en découler, sont responsables de séjours hospitaliers prolongés, engendrent des coûts de traitement élevés, et conduisent souvent à une morbidité substantielle. Le traitement de l'ostéomyelite combine le débridement chirurgical et l'administration d'antibiotiques. Cependant l'administration systémique d'antibiotiques à hautes doses est problématique en raison de leur toxicité systémique et de leur faible pénétration dans les tissus ischémiques et nécrotiques, souvent présents dans l'ostéomyelite. Pour ces raisons, le traitement standard actuel consiste, après débridement chirurgical, en la mise en place de billes de Polyrnéthylmétacrylate (PMMA) imprégnées d'antibiotique, qui fournissent des concentrations locales élevées mais systémiques basses. Malheureusement, ces billes doivent être enlevées une fois l'infection guérie, ce qui nécessite une nouvelle intervention chirurgicale. Des systèmes de libération antibiotique alternatifs devraient non seulement guérir l'infection osseuse, mais également encourager activement la consolidation osseuse et ne pas nécessiter de nouvelle chirurgie pour leur ablation. Nous avons investigué l'activité de billes résorbables chargées en gentamicine contre différents microorganismes (Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Candida albicans), des germes communément responsables d'infections osseuses, par microcalorimétrie, une méthode novice basée sur la mesure de la chaleur produite par des microorganismes qui se répliquent dans une culture. Des billes composées essentiellement de sulfate de calcium et chargées en gentamicine ont été incubées dans des ampoules microcalorimétriques contenant différentes concentrations du germe correspondant. Les bouillons de culture avec chaque germe et billes non-chargées ont été utilisés comme contrôle positif, le bouillon de culture avec bille chargée mais sans germe comme contrôle négatif. La production de chaleur provenant de la croissance bactérienne à 37°C a été mesurée pendant 24 heures. Les cultures ne contenant pas de billes chargées en gentamicine ont. produit des pics de chaleur équivalents à la croissance exponentielle du microorganisme correspondant en milieu riche. Par contre, les germes susceptibles à la gentamicine incubés avec les billes chargées ont complètement supprimé leur production de chaleur pendant 24 heures, démontrant ainsi l'activité antibiotique des billes chargées en gentamicine contre ces germes. Les billes résorbables chargées en gentamicine inhibent donc de façon effective la croissance des germes susceptibles sous les conditions in vitro décrites. Des études sur animaux sont maintenant nécessaires pour déterminer la cinétique d'élution et l'effet antimicrobien de la gentamicine sous conditions in vivo. Finalement des études cliniques devront démontrer que l'utilisation de ces billes est effectivement une bonne option thérapeutique dans le traitement des infections osseuses.

Sunitinib-eluting beads for chemoembolization: methods for in vitro evaluation of drug release.

Drug-eluting microspheres are used for embolization of hypervascular tumors and allow for local controlled drug release. Although the drug release from the microspheres relies on fast ion-exchange, so far only slow-releasing in vitro dissolution methods have been correlated to in vivo data. Three in vitro release methods are assessed in this study for their potential to predict slow in vivo release of sunitinib from chemoembolization spheres to the plasma, and fast local in vivo release obtained in an earlier study in rabbits. Release in an orbital shaker was slow (t50%=4.5h, 84% release) compared to fast release in USP 4 flow-through implant cells (t50%=1h, 100% release). Sunitinib release in saline from microspheres enclosed in dialysis inserts was prolonged and incomplete (t50%=9 days, 68% release) due to low drug diffusion through the dialysis membrane. The slow-release profile fitted best to low sunitinib plasma AUC following injection of sunitinib-eluting spheres. Although limited by lack of standardization, release in the orbital shaker fitted best to local in vivo sunitinib concentrations. Drug release in USP flow-through implant cells was too fast to correlate with local concentrations, although this method is preferred to discriminate between different sphere types.

Effects of neuroinflammation on demyelination and remyelination: an in vitro study in aggregating brain cell cultures

La neuroinflammation joue un rôle important dans de nombreuses maladies neurodégéneratives dont la sclérose en plaques. Les microglies et les astrocytes sont les cellules effectrices de la réponse inflammatoire dans le cerveau et sont impliquées dans les processus de démyélinisation et de remyélinisation. Dans ce travail, nous avons étudié les réactions inflammatoires accompagnant la démyélinisation et leurs conséquences sur la remyélinisation. Dans ce but, trois différents traitements démyélinisants ont été appliqués sur des cultures en agrégats de télencéphales de rats, à savoir (i) la lysophosphatidylcholine, (ii) l'interféron-γ (IFN-γ) combiné avec du lipopolysaccharide (LPS), et (iii) des anticorps dirigés contre la MOG (myelin oligodendrocyte glycoprotein) en présence de complément. Nous avons montré que ces traitements induisent différents types de démyélinisation, de réponses inflammatoires et d'effets secondaires sur les neurones. Nous avons ensuite examiné les effets de l'atténuation de la réponse inflammatoire sur la démyélinisation et la remyélinisation, en utilisant la minocycline, un antibiotique bloquant la réactivité microgiale, et le GW 5501516, un agoniste de PPAR-β (peroxisome proliferator-activated receptor-β). Nous avons montré que la minocycline prévient l'activation microgliale induite par le traitement avec l'IFN-γ et le LPS, mais qu'elle ne protège pas de la démyélinisation. Néanmoins, elle induit une remyélinisation, probablement en favorisant la maturation d'oligodendrocytes immatures. Le GW 501516 diminue l'expression de l'IFN-γ après une démyélinisation induite par les anticorps anti-MOG, mais il ne prévient pas la démyélinisation et ne favorise pas la remyélinisation. Ces résultats indiquent que la démyélinisation induite par le traitement avec l'IFN-γ et le LPS n'est pas une conséquence directe de l'activation microgliale, et que l'augmentation de l'expression de l'IFN-γ ne participe pas à la démyélinisation induite par les anticorps anti-MOG. Ces résultats suggèrent que l'atténuation de l'activation microgliale est bénéfique pour la remyélinisation.

Transcriptional potentiation of the vitellogenin B1 promoter by a combination of both nucleosome assembly and transcription factors: an in vitro dissection.

The Xenopus laevis vitellogenin B1 promoter was assembled into nucleosomes in an oocyte extract. Subsequent RNA polymerase II-dependent transcription from these DNA templates fully reconstituted in chromatin in a HeLa nuclear extract was increased 50-fold compared with naked DNA. Remarkably, under specific conditions, production of a high level of transcripts occurred at very low DNA (1 ng/microliter) and HeLa nuclear protein (1.6 micrograms/microliters) concentrations. When partially reconstituted templates were used, transcription efficiency was intermediate between that of fully reconstituted and naked DNA. These results implicate chromatin in the process of the transcriptional activation observed. Depletion from the oocyte assembly extract of an NF-I-like factor which binds in the promoter region upstream of the TATA box (-114 to -101) or deletion from the promoter of the region interacting with this factor reduced the transcriptional efficiency of the assembled templates by a factor of 5, but transcription of these templates was still 10 times higher than that of naked DNA. Together, these results indicate that the NF-I-like factor participates in the very efficient transcriptional potentiation of the vitellogenin B1 promoter which occurs during nucleosome assembly.

Direct in vitro comparison of six three-dimensional positive contrast methods for susceptibility marker imaging.

PURPOSE: To compare different techniques for positive contrast imaging of susceptibility markers with MRI for three-dimensional visualization. As several different techniques have been reported, the choice of the suitable method depends on its properties with regard to the amount of positive contrast and the desired background suppression, as well as other imaging constraints needed for a specific application. MATERIALS AND METHODS: Six different positive contrast techniques are investigated for their ability to image at 3 Tesla a single susceptibility marker in vitro. The white marker method (WM), susceptibility gradient mapping (SGM), inversion recovery with on-resonant water suppression (IRON), frequency selective excitation (FSX), fast low flip-angle positive contrast SSFP (FLAPS), and iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation (IDEAL) were implemented and investigated. RESULTS: The different methods were compared with respect to the volume of positive contrast, the product of volume and signal intensity, imaging time, and the level of background suppression. Quantitative results are provided, and strengths and weaknesses of the different approaches are discussed. CONCLUSION: The appropriate choice of positive contrast imaging technique depends on the desired level of background suppression, acquisition speed, and robustness against artifacts, for which in vitro comparative data are now available.

The long-term survival of in vitro engineered nervous tissue derived from the specific neural differentiation of mouse embryonic stem cells.

Embryonic stem cells (ESCs) offer attractive prospective as potential source of neurons for cell replacement therapy in human neurodegenerative diseases. Besides, ESCs neural differentiation enables in vitro tissue engineering for fundamental research and drug discovery aimed at the nervous system. We have established stable and long-term three-dimensional (3D) culture conditions which can be used to model long latency and complex neurodegenerative diseases. Mouse ESCs-derived neural progenitor cells generated by MS5 stromal cells induction, result in strictly neural 3D cultures of about 120-mum thick, whose cells expressed mature neuronal, astrocytes and myelin markers. Neurons were from the glutamatergic and gabaergic lineages. This nervous tissue was spatially organized in specific layers resembling brain sub-ependymal (SE) nervous tissue, and was maintained in vitro for at least 3.5 months with great stability. Electron microscopy showed the presence of mature synapses and myelinated axons, suggesting functional maturation. Electrophysiological activity revealed biological signals involving action potential propagation along neuronal fibres and synaptic-like release of neurotransmitters. The rapid development and stabilization of this 3D cultures model result in an abundant and long-lasting production that is compatible with multiple and productive investigations for neurodegenerative diseases modeling, drug and toxicology screening, stress and aging research.

Differential expression of 240 kDa ConA-binding glycoprotein in vitro and in vivo detected by immunochemical methods.

The expression of the 240 ConA-binding glycoprotein (240 kDa), a marker of synaptic junctions isolated from the rat cerebellum, was studied by immunocytochemical techniques in forebrain and cerebellum from rat and chicken, and in chick dorsal root ganglia. Parallel studies were carried out either on tissue sections or in dissociated cell cultures. In all cases non neuronal cells were not immunostained. The tissue sections of cerebellum from rat and chick exhibited 240 kDa glycoprotein immunoreactivity, especially in the molecular layer, while the forebrain sections from rat and chick did not show any significant immunostaining. In contrast, in dissociated forebrain cell cultures, all neuronal cells expressed 240 kDa glycoprotein immunoreactivity, while glial cells remained totally unlabelled. In tissue sections of dorsal root ganglion (DRG), sensory neurons expressed the 240 kDa only after the embryonic day (E 10). A large number of small neurons in the dorsomedial part of DRG were immunostained with 240 kDa glycoprotein antiserum, whereas only a small number of neurons in the ventrolateral part of the ganglia displayed 240 kDa immunoreactivity. In dissociated DRG cells cultures (mixed or neuron-enriched DRG cell cultures) all the neuronal perikarya but not their processes were stained. These studies indicate that 240 kDa glycoprotein expression is completely modified in cultures of neurons of CNS or PNS since the antigen becomes synthetized in high amount by all cells independent of synapse formation. This demonstrates that the expression of 240 kDa is controlled by the cell environment.

Role of dendritic cells in the lung: in vitro models, animal models and human studies

Dendritic cells (DCs) are the most potent antigen-presenting cells in the human lung and are now recognized as crucial initiators of immune responses in general. They are arranged as sentinels in a dense surveillance network inside and below the epithelium of the airways and alveoli, where thet are ideally situated to sample inhaled antigen. DCs are known to play a pivotal role in maintaining the balance between tolerance and active immune response in the respiratory system. It is no surprise that the lungs became a main focus of DC-related investigations as this organ provides a large interface for interactions of inhaled antigens with the human body. During recent years there has been a constantly growing body of lung DC-related publications that draw their data from in vitro models, animal models and human studies. This review focuses on the biology and functions of different DC populations in the lung and highlights the advantages and drawbacks of different models with which to study the role of lung DCs. Furthermore, we present a number of up-to-date visualization techniques to characterize DC-related cell interactions in vitro and/or in vivo.

Seal properties of TachoSil: in vitro hemodynamic measurements.

Fibrin glue products and collagen patches are frequently used as a sealing product, preventing surgical side bleedings. This is especially true in the field of cardiovascular surgery, where increasing numbers of patients are being operated with antiplatelet and anticoagulation therapy. The aim of this report was, in an in vitro hemodynamic setting, to examine the sealant properties of the TachoSil (Nycomed Pharma, Linz, Austria) patch. Burst pressure and normal force of 15 TachoSil sealed defects were measured. This was determined in a closed hydraulic system. Mean burst pressure load for a 5-mm defect was 69+/-11.4 mmHg; for a 7-mm defect was 63+/-16 mmHg; and, 62+/-16 mmHg for the defect with a diameter of 10 mm (P>0.05). The mean calculated normal force was as follows: 0.91+/-0.15 N for the 5 mm defect, 6.5+/-1.6 N for the 7 mm, and 8.1+/-0.75 N for the 10 mm defect. The TachoSil patch has the capability to seal small defects. However, at the larger defects the seal character was significantly reduced. These results suggest that the device may be a good alternative for hemostasis for small defects. The capacity to curtail or stop hemorrhage at the larger defects is unlikely.