A large-scale genetic validation study coupled with in vitro analyses reveal a role for vitamin Dsignaling in the pathogenesis and response to treatment of hepatitis C virus infection

Background and Aims: Vitamin D is an important modulatorof numerous cellular processes. Some of us recently observedan association of the 1a-hydroxylase promoter polymorphismCYP27B1-1260 rs10877012 with sustained virologic response (SVR)in a relatively small number of German patients with chronichepatitis C. In the present study, we aimed to validate thisassociation in a large and well characterized patient cohort, theSwiss Hepatitis C Cohort Study (SCCS). In addition, we examinedthe effect of vitamin D on the hepatitis C virus (HCV) life cyclein vitro.Methods: CYP27B1-1260 rs10877012 and IL28B rs12979860 singlenucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in 1049 patientswith chronic hepatitis C from the SCCS, of whom 698 were treatedwith pegylated interferon-a (PEG-IFN-a) and ribavirin. In addition,112 patients with spontaneous clearance of HCV were examined.SNPs were correlated with variables reflecting the natural courseand treatment outcome of chronic hepatitis C. The effect of1,25-(OH)2D3 (calcitriol) on HCV replication and viral particleproduction was investigated in vitro using human hepatoma celllines (Huh-7.5) harbouring subgenomic replicons and cell culturederivedHCV.Results: The CYP27B1-1260 rs10877012 genotype was notassociated with SVR in patients with the good-response IL28Brs1279860 CC genotype. However, in patients with poor-responseIL28B rs1279860 genotype CT and TT, CYP27B1-1260 rs10877012was a significant independent predictor of SVR (15% difference inSVR between rs10877012 genotype AA vs. CC, p = 0.030, OR = 1.495,95% CI = 1.038-2.152). The CYPB27-1260 rs10877012 genotype wasneither associated with spontaneous clearance of HCV, nor withliver fibrosis progression rate, inflammatory activity of chronichepatitis C, or HCV viral load. Physiological doses of 1,25-(OH)2D3did not significantly affect HCVRNA replication or infectiousparticle production in vitro.Conclusions: The results of this large-scale genetic validationstudy reveal a role of vitamin D metabolism in the responseto treatment in chronic hepatitis C, but 1,25-(OH)2D3 does notexhibit a significant direct inhibitory antiviral effect. Thus, theability of vitamin D to modulate immunity against HCV shouldbe investigated.

A critical evaluation of secondary cancer risk models applied to Monte Carlo dose distributions of 2-dimensional, 3-dimensional conformal and hybrid intensity-modulated radiation therapy for breast cancer.

The comparison of radiotherapy techniques regarding secondary cancer risk has yielded contradictory results possibly stemming from the many different approaches used to estimate risk. The purpose of this study was to make a comprehensive evaluation of different available risk models applied to detailed whole-body dose distributions computed by Monte Carlo for various breast radiotherapy techniques including conventional open tangents, 3D conformal wedged tangents and hybrid intensity modulated radiation therapy (IMRT). First, organ-specific linear risk models developed by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) and the Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR) VII committee were applied to mean doses for remote organs only and all solid organs. Then, different general non-linear risk models were applied to the whole body dose distribution. Finally, organ-specific non-linear risk models for the lung and breast were used to assess the secondary cancer risk for these two specific organs. A total of 32 different calculated absolute risks resulted in a broad range of values (between 0.1% and 48.5%) underlying the large uncertainties in absolute risk calculation. The ratio of risk between two techniques has often been proposed as a more robust assessment of risk than the absolute risk. We found that the ratio of risk between two techniques could also vary substantially considering the different approaches to risk estimation. Sometimes the ratio of risk between two techniques would range between values smaller and larger than one, which then translates into inconsistent results on the potential higher risk of one technique compared to another. We found however that the hybrid IMRT technique resulted in a systematic reduction of risk compared to the other techniques investigated even though the magnitude of this reduction varied substantially with the different approaches investigated. Based on the epidemiological data available, a reasonable approach to risk estimation would be to use organ-specific non-linear risk models applied to the dose distributions of organs within or near the treatment fields (lungs and contralateral breast in the case of breast radiotherapy) as the majority of radiation-induced secondary cancers are found in the beam-bordering regions.

Infrequent replication of parvovirus B19 and erythrovirus genotypes 2 and 3 among HIV-infected patients with chronic anemia.

We investigated the role that erythroviruses (parvovirus B19 and erythrovirus genotypes 2 and 3) play in the lives of immunosuppressed HIV-infected patients with chronic anemia. We screened the serum samples of 428 patients by specific ultrasensitive real-time polymerase chain reaction assay. Sixteen patients had circulating DNA, with no apparent clinical impact. Erythrovirus-associated anemia is an extremely rare event in HIV-infected patients.

Role of CLOCK and circadian rhythms in calcium homeostasis

Le maintien d'une concentration sanguine constante de calcium est d'une importance cruciale et trois organes participent à la balance calcique normale : les reins, les intestins et les os. La concentration plasmatique de calcium est strictement régulée par l'hormone parathyroïdienne (PTH) et par la vitamine D. Des variations circadiennes de la PTH, de la vitamine D ainsi que du calcium plasmatique ont été décrites précédemment chez l'humain ainsi que chez le rat. Ces rythmes de PTH dans le sérum sont importants pour la régulation du remodelage de l'os. En effet, il a été montré chez les souris C57BL/6J que des injections de PTH une fois par jour mènent à une augmentation de la densité minérale de l'os alors que l'infusion en continu de PTH est associée à une diminution de cette densité. La vitamine D joue également un rôle fondamental dans la physiologie osseuse, car un déficit en vitamine D peut conduire à une ostéomalacie. Cependant la fonction des oscillations de vitamine D au niveau de l'homéostasie osseuse reste inconnue. L'horloge circadienne est un système interne de contrôle biologique du temps générant des rythmes de 24 heures dans l'expression des gènes, ainsi que dans la physiologie et le comportement. Ce contrôle s'opère par des boucles rétroactives positives et négatives de l'expression de gènes circadiens tels que CLOCK, BMAL1, CRY1 et 2 ou PERI et 2. Dans ce travail, nous avons émis l'hypothèse que l'homéostasie calcique est sous le contrôle de l'horloge circadienne. Dans un premier temps, nous avons montré chez les souris C57BL/6J des variations journalières des concentrations de calcium, de PTH et de vitamine D dans le sang, ainsi que de calcium dans les urines. Nous avons également démontré des changements au niveau de l'expression rénale des gènes importants dans l'homéostasie du calcium, tant au niveau de l'ARN messager que des protéines. Ensuite, pour analyser le rôle du système de l'horloge circadienne dans l'homéostasie du calcium, nous avons étudié des souris dans lesquelles a été supprimé le gène CLOCK crucial pour la fonction de l'horloge et nous avons comparé ces souris à des souris de type sauvage de même portée. Les souris CLOCK-I- étaient hypercalciuriques à chaque moment de la journée. Cependant le rythme circadien de l'excrétion de calcium était préservé. Le taux de calcium plasmatique ne différait pas entre les génotypes, mais les souris CLOCK -/- ne montraient pas de variations journalières de ce paramètre. Une perte du rythme journalier était également observée pour les niveaux de vitamine D, perte qui pourrait être une cause de l'altération de la micro-architecture osseuse révélée chez les souris CLOCK-/-. En effet, ces souris montrent une diminution du nombre de trabécules, de leur volume ainsi que de leur surface, ce qui suggère la présence d'ostéoporose. Nous avons également trouvé que le rythme de l'expression de l'ARN messager de CYP27B1 était aboli dans les reins des souris CLOCK -/-, ce qui peut expliquer l'altération du rythme de la vitamine D. Les taux sanguins de PTH étaient comparables entre les souris CLOCK -/- et de type sauvage. Dans les reins, une augmentation de l'expression de l'ARN messager de TRPV5 et NCX1 a été constatée, ce qui suggérerait une augmentation de la réabsorption de calcium dans le tubule convoluté distal et dans le tubule connecteur. Dans les intestins, la réabsorption calcique était diminuée, chez les souris CLOCK-I-, fait confirmé par une diminution des niveaux d'ARN messager de TRPV6 et PMCAL. En résumé, la suppression du gène CLOCK chez les souris a conduit à une hypercalciurie, une altération du rythme des taux plasmatiques de calcium et de vitamine D et à une détérioration de l'architecture osseuse. Pour conclure, ces résultats montrent que l'horloge circadienne est essentielle à l'homéostasie calcique ainsi qu'à la physiologie des os. - L'ostéoporose affecte environ 22 millions de femmes et 5.5 millions d'hommes en Europe, réduisant significativement leur qualité de vie et a causé 3.5 millions de nouvelles fractures en 2010. Les dépenses totales liées à ces fractures ont atteint 37 milliards d'euro et ce coût devrait augmenter de 25% d'ici à 2025. Le nombre de nouvelles fractures dues à l'ostéoporose à travers le monde est estimé à environ 1000 par heure. Parmi les causes de l'ostéoporose, le déficit én calcium et/ou en vitamine D joue un rôle important, mais il existe également des causes génétiques ou liées à des facteurs comme les hormones sexuelles (estrogènes, testostérone), l'âge, le tabac, le poids corporel, certains médicaments,... La vie est rythmique : ceci est dû à l'alternance naturelle du jour et de la nuit et de ses effets sur le corps. La prise alimentaire, par exemple, est un processus qui a lieu pendant la phase active, qui est prévisible (il se produit toujours au même moment) et qui peut être anticipé par le corps. Pour cela, une horloge interne est présente dans chaque cellule du corps et est synchronisée par la lumière du jour, entre autres stimuli. Cette horloge indique la phase du jour et régule l'expression de gènes impliqués dans les différents processus qui nécessitent une anticipation. Pendant mon travail de thèse, je me suis demandé si des îythmes circadiens (c'est-à-dire d'une durée d'environ 24 heures et indépendants des stimuli externes) étaient observables'pour les gènes régulant les flux de calcium dans le corps et si l'interruption de ces rythmes pouvait mener à des altérations de la qualité de l'os. J'ai d'abord travaillé avec des souris normales et j'ai pu montrer la présence de rythmes au niveau du calcium sanguin et urinaire, mais également au niveau des hormones et gènes qui contrôlent le métabolisme du calcium dans le corps, comme la vitamine D et l'hormone parathyroidienne. De manière intéressante, j'ai observé que la plupart de ces gènes ont un rythme synchronisé. J'ai ensuite utilisé un modèle de souris dans lequel l'horloge interne a été génétiquement invalidée et j'ai montré que ces souris présentent une augmentation de leur excrétion urinaire de calcium et un rythme circadien altéré de la vitamine D dans le sang. Ces souris absorbent aussi moins bien le calcium intestinal et présentent une ostéoporose marquée. Ce travail montre donc que l'horloge interne est nécessaire pour établir un rythme circadiens de certains facteurs influant les flux de calcium dans l'organisme, comme la vitamine D, et que la perturbation de ces rythmes mène à une dérégulation du métabolisme osseux. Ainsi, la perturbation de l'horloge interne peut causer une ostéoporose et une hypercalciurie qui pourraient aboutir à la formation de fractures et de calculs rénaux. L'extrapolation de ces observations chez l'homme ou à des changements plus subtiles des rythmes circadiens, comme le décalage horaire, restent à montrer. Cette recherche a démontré que les rythmes circadiens des mécanismes de régulation des flux de calcium dans l'organisme sont essentiels au maintien d'un squelette normal et suggère que les perturbations des rythmes circadiens pourraient être une nouvelle cause de l'ostéoporose. - Maintaining constant calcium concentration in the plasma is of a crucial importance and three organs participate in normal calcium balance - kidney, gut and bone. Plasma calcium concentration is strictly regulated by parathyroid hormone (PTH) and vitamin D. Circadian variations of PTH, vitamin D and plasma calcium were previously described in humans, as well as in rats. Rhythms in serum PTH are important for balanced bone remodelling. Indeed in C57BL/6J mice, PTH injection once per day leads to an increase in bone mineral density (BMD), whilst continuous infusion is associated with decreased BMD. Vitamin D also plays a crucial role in bone physiology, since the deficiency in vitamin D can lead to rickets/osteomalacia. However, the role of vitamin D rhythms in bone homeostasis remains unknown. The circadian clock is an. internal time-keeping system generating rhythms in gene expression with 24h periodicity, in physiology and in behaviour. It is operated by positive- and negative-feedback loops of circadian genes, such as CLOCK, BMAL1, CRY1 and 2 or PERI and 2. In this work, we hypothesized, that calcium homeostasis is under the control of the circadian clock. First, we showed daily variations in urinary calcium and serum calcium, PTH and l,25(OH)2 vitamin D, together with renal mRNA and protein levels of genes involved in calcium homeostasis in C57BL/6J mice. Second, and to investigate the role of the circadian clock system in calcium handling, we studied mice lacking the gene CLOCK crucial for fonction of the clock system and compared them to the WT littermates. CLOCK-/- mice were hypercalciuric at all timepoints of the day. However, the circadian rhythm of calcium excretion was preserved. Serum calcium levels did not differ between the genotypes, but CLOCK-/- mice did not exhibit daily variation for this parameter. Loss of rhythm was observed also for serum l,25(OH)2 vitamin D levels, which may be one of the causes of altered bone microarchitecture that was revealed in CLOCK-/- mice. They displayed increased trabecular separation and decreased trabecular number, trabecular bone volume and trabecular bone surface, suggestive of osteoporosis. We found that the rhythm of the mRNA expression of CYP27B1 was abolished in the kidney of CLOCK-/- mice, which could induce the altered rhythm of l,25(OH)2 vitamin. Serum PTH levels were comparable between CLOCK-/- and WT mice. In the kidney, increased mRNA expression of TRPV5 and NCX1 suggests increased calcium reabsorption in the distal convoluted and connecting tubule. In the gut, intestinal calcium absorption was decreased in CLOCK¬/- mice, confirmed by decreased mRNA levels of TRPV6 and PMCA1. In summary, deletion of the CLOCK gene in mice conducts to hypercalciuria, alteration of the rhythm in serum calcium and l,25(OH)2D levels, and impainnent of their bone microarchitecture. In conclusion, these data show that the circadian clock system is essential in calcium homeostasis and bone physiology.

Clinical determinants of early parasitological response to ACTs in African patients with uncomplicated falciparum malaria: a literature review and meta-analysis of individual patient data.

BACKGROUND: Artemisinin-resistant Plasmodium falciparum has emerged in the Greater Mekong sub-region and poses a major global public health threat. Slow parasite clearance is a key clinical manifestation of reduced susceptibility to artemisinin. This study was designed to establish the baseline values for clearance in patients from Sub-Saharan African countries with uncomplicated malaria treated with artemisinin-based combination therapies (ACTs). METHODS: A literature review in PubMed was conducted in March 2013 to identify all prospective clinical trials (uncontrolled trials, controlled trials and randomized controlled trials), including ACTs conducted in Sub-Saharan Africa, between 1960 and 2012. Individual patient data from these studies were shared with the WorldWide Antimalarial Resistance Network (WWARN) and pooled using an a priori statistical analytical plan. Factors affecting early parasitological response were investigated using logistic regression with study sites fitted as a random effect. The risk of bias in included studies was evaluated based on study design, methodology and missing data. RESULTS: In total, 29,493 patients from 84 clinical trials were included in the analysis, treated with artemether-lumefantrine (n = 13,664), artesunate-amodiaquine (n = 11,337) and dihydroartemisinin-piperaquine (n = 4,492). The overall parasite clearance rate was rapid. The parasite positivity rate (PPR) decreased from 59.7 % (95 % CI: 54.5-64.9) on day 1 to 6.7 % (95 % CI: 4.8-8.7) on day 2 and 0.9 % (95 % CI: 0.5-1.2) on day 3. The 95th percentile of observed day 3 PPR was 5.3 %. Independent risk factors predictive of day 3 positivity were: high baseline parasitaemia (adjusted odds ratio (AOR) = 1.16 (95 % CI: 1.08-1.25); per 2-fold increase in parasite density, P <0.001); fever (>37.5 °C) (AOR = 1.50 (95 % CI: 1.06-2.13), P = 0.022); severe anaemia (AOR = 2.04 (95 % CI: 1.21-3.44), P = 0.008); areas of low/moderate transmission setting (AOR = 2.71 (95 % CI: 1.38-5.36), P = 0.004); and treatment with the loose formulation of artesunate-amodiaquine (AOR = 2.27 (95 % CI: 1.14-4.51), P = 0.020, compared to dihydroartemisinin-piperaquine). CONCLUSIONS: The three ACTs assessed in this analysis continue to achieve rapid early parasitological clearance across the sites assessed in Sub-Saharan Africa. A threshold of 5 % day 3 parasite positivity from a minimum sample size of 50 patients provides a more sensitive benchmark in Sub-Saharan Africa compared to the current recommended threshold of 10 % to trigger further investigation of artemisinin susceptibility.