Acid-sensing ion channels : modulation by serine-proteases and involvement in acid-induced action potential generation in hippocampal neurons

SUMMARY Acid-sensing ion channels (ASICs) are non-voltage gated sodium channels. They are activated by rapid extracellular acidification and generate an inactivating inward current. Four ASIC genes have been cloned: ASIC1, 2, 3 and 4, with variants a and b for ASIC1and AS1C2. ASICs are expressed in neurons of the central (CNS) and peripheral nervous system (PNS). In the CNS, ASICs have a role in learning, memory, as well as in neuronal death in ischemia. In the PNS, ASICs are involved in the perception of acid-induced pain, as well as in mechanoperception. In one part of my thesis project, we addressed the question of the mechanism of regulation of ASIC1 a by the serine protease trypsin at the molecular level. Trypsin modifies the function of ASIC1 a but not of ASIC1b. In order to identify the channel region responsible for this effect, we created chimeras between ASIC1 a and 1b. Subsequently, to identify the exact trypsin target(s), we mutated predicted trypsin sites in the region identified by the chimera. In the second part of a project, we investigated the role of ASICs at the cellular level, in neuronal signaling. Using the whole-cell patch clamp in hippocampal neuronal culture, we studied the potential involvement of ASICs in action potential (AP) generation. In the first part of the thesis work, we showed that trypsin modifies ASIC1a function: it shifts the pH activation and the steady-state inactivation curve towards more acidic values and accelerates the time course of the channel recovery from inactivation. We also showed that trypsin cleaves ASIC1a and that the functional effect and a channel cleavage correlate. In the inactivated state, channels cannot be modified by trypsin. Cleavage occurs in a channel region that is also important for inactivation of all ASICs; a part of this region is critical for the inhibition of ASIC1 a by the spider toxin Psalmotoxin1. In the second part of the thesis work, we showed that ASIC activity can modulate AP generation. ASIC activity by itself can induce trains of APs. In situations in which this activity by itself is not sufficient to induce APs, it can contribute to AP generation. During high neuronal activity, ASIC activity can block already existing trains of APs. In conclusion, depending on the activity of neuron in a particular moment, ASICs can differently modulate AP generation; they can induce, facilitate or inhibit APs. We also showed that trypsin changes the capability of ASICs to modulate AP generation by shifting the pH dependence to more acidic values, which adapts channel gating to pH conditions which may occur in pathological conditions such as ischemia. Our finding that trypsin modifies ASIC1 a function identifies a novel pharmacological tool, and proposes a mechanism of ASIC1a regulation that may have a physiological importance. The identification of the exact site of trypsin action gives insight to the molecular mechanisms of ASIC regulation. This work proposes a role in modulation of AP generation for ASICs in the CNS. RESUME Les canaux ASIC sont les canaux ioniques activés par l'acidification rapide extracellulaire. Activés, ils génèrent un courant entrant qui inactive en présence de stimulus acide. Quatre gènes ASIC ont été clonés, ASIC1, 2, 3 et 4, avec les variants a et b pour ASIC1 et 2. Les ASICs sont exprimés dans les neurones du système nerveux central (SNC) et périphérique (SNP). Dans le SNC, les ASIC ont un rôle dans le mémoire, apprentissage et la mort neuronale dans t'ischémie. Dans le SNP, ils ont un rôle dans la perception de la douleur et méchanosensation. Dans une partie de mon projet de thèse, nous avons étudié les mécanismes de la régulation d'ASIC1a par la sérine-protéase trypsine au niveau moléculaire. La trypsine modifie la fonction d'ASIC1a et pas ASIC1b. Nous avons créé les chimères entre ASIC1 a et 1 b, afin d'identifier la région du canal responsable pour l'effet. Pour identifier le(s) site(s) exactes de l'action de la trypsine, nous avons muté les sites potentiels de la trypsine dans la région identifiée par les chimères. Dans la deuxième partie du projet, nous avons étudié le rôle des ASICs au niveau cellulaire. En utilisant la technique du patch clamp dans les cultures des neurones de l'hippocampe, nous avons étudié l'implication des ASICs dans la génération des potentiels d'action (PA). Nous avons montré que la trypsine agit sur le canal ASIC1a ; elle décale l'activation et « steady-state » inactivation vers les valeurs plus acides, et elle raccourcit le temps du « recovery » du canal. La trypsine coupe ASIC1a sur le résidu K145 et l'effet fonctionnel et la coupure corrèlent. Nous avons identifié la région du canal responsable pour l'inactivation de tous les ASICs ; une partie de cette région est responsable pour ['inhibition d'ASIC1 a par la Psalmotoxinel . Nous avons montré que les ASICs peuvent moduler la génération des PAs. L'activité des ASICs peut induire les trains des PAs. Quand l'activité des ASICs n'est pas suffisante pour induire le PA, elle peut contribuer à sa génération. Pendant l'activité neuronale forte, l'activité des ASICs peut bloquer les trains des PAs qui existent déjà. En conclusion, dépendant de l'activité neuronale, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs différemment ; ils peuvent induire, faciliter ou inhiber les PAs. La trypsine change la capacité des ASICs de moduler les PAs. Après l'action de la trypsine, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs dans les conditions légèrement acides, suivies par les fluctuations du pH acide, qui peuvent exister dans l'ischémie. Le fait que la trypsine agit sur ASIC1a définit l'outil pharmacologique et propose le mécanisme de la régulation d'ASICI a qui pourrait avoir l'importance physiologique. L'identification du site de l'action de la trypsine éclaircit les mécanismes moléculaires de la régulation des ASICs. Cette étude propose un rôle des ASICs dans la modulation de la génération des PAs. Résumé pour le public large Les neurones sont les cellules de système nerveux dont la fonction est la signalisation. Comme toutes les autres cellules, les neurones ont une membrane qui sépare l'intérieur du milieu extérieur. Cette membrane est imperméable pour des particules chargées (ions). Dans cette membrane existent les protéines spécifiques, « canaux », qui permettent le transport des ions d'un côté de la membrane à l'autre, comme réponse aux stimuli différents. Ce transport des ions à travers la membrane génère un courant, qu'on peut mesurer. Ce courant est la base de la communication entre les neurones, ou, ce qu'on appelle la signalisation neuronale. Quand ce courant est suffisamment grand, il permet la génération du potentiel d'action, qui est le message principal de communication neuronale. Les canaux ASIC (acid-sensing ion channel), que nous étudions dans le laboratoire, sont activés par les acides. Les acides sont relâchés dans beaucoup de situations dans le système nerveux. Les ASIC ont été découverts récemment (en 1996), et nous ne connaissons pas encore très bien toutes les fonctions de ces canaux. Nous savons qu'ils ont un rôle dans le mémoire, apprentissage, la sensation de la douleur et l'infarctus cérébral. Dans la première partie de ce projet de thèse, nous avons voulu mieux comprendre comment fonctionnent ces canaux. Pour faire ça, nous avons étudié la régulation des ASICs par une protéine, trypsine, qui coupe le canal ASIC. Nous avons étudié ou exactement la trypsine coupe le canal et quels effets ça produit sur la fonction du canal. Dans la deuxième partie du projet de thèse, nous avons voulu mieux connaître comment le canal fonctionne au niveau de la cellule, comment il interagit avec les autres canaux et si il a un rôle dans la génération des potentiels d'action. Nous avons pu montrer que la trypsine change la fonction du canal, ce qui lui permet de fonctionner différemment. Nous avons aussi déterminé ou exactement ta trypsine coupe le canal. Au niveau de la cellule, nous avons montré que les ASIC peuvent moduler la génération des potentiels d'action, étant, dépendant de l'activité du neurone, soit activateurs, soit inhibiteurs. La trypsine est une molécule qui peut être libérée dans le système nerveux pendant certaines conditions, comme l'infarctus cérébral. A cause de ça, les connaissances que la trypsine agit sur le anal ASIC pourraient être important physiologiquement. La connaissance de l'endroit exacte ou la trypsine coupe le canal nous aide à mieux comprendre la relation structure-fonction du canal. La modulation de la génération des potentiels d'actions par les ASIC indique que ces canaux peuvent avoir un rôle important dans la signalisation neuronale.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

zyg-11and cul-2 promote the metaphase to anaphase transition and M phase exit of meiosis II and prevent polarity establishment in C.elegans

Résumé Les mécanismes qui coordonnent la progression du cycle cellulaire lors de la méiose avec les événements du développement embryonnaire précoce, y compris la formation des axes de polarité embryonnaire, sont peu compris. Dans le zygote du vers Caenorhabditis elegans, les premiers signes de polarité Antéro-Postérieur (A-P) embryonnaire apparaissent après que la méiose soit terminée. La nature des protéines et des mécanismes moléculaires qui cassent la symétrie du zygote n'est pas connue. Nous démontrons que zyg-11 et cul-2 promeuvent la transition métaphase - anaphase et la sortie de la phase M lors de la seconde division méiotique. Nos résultats indiquent que ZYG-11 agit comme unité recrutant le substrat d'une ligase E3 comprennant CUL-2. Nos résultats montrent aussi que le délai de sortie de la phase M dépend de l'accumulation de la Cyclin B, CYB-3. Nous démontrons que dans des embryons zyg-11(RNAi) ou cul-2(RNAi), une polarité inversée est établie lors du délai de méiosis II. Enfin nous montrons que les défauts de cycle cellulaire et ceux de polarité peuvent être séparés. De plus, nous faisons apparaitre que l'établissement d'une polarité inversée pendant le délai de méiose II des embryons zyg-11(RNAi), comme l'établissement de la A-P polarité des embryons sauvage ne semblent pas requérir les microtubules. Nous montrons également les premiers résultats d'un crible deux hybrides ainsi qu'un crible génomique qui vise à identifier des gènes dont l'inactivation augmente ou supprime les défauts de mutants pour le gène zyg-11, afin d'identifier les gènes qui intéragissent avec ZYG-11 pour assumer ses deux fonctions séparables. Par conséquent, nos trouvailles suggèrent un modèle selon lequel ZYG-11 est une sous-unité qui recrute les substrats d'une ligase E3 basée sur CUL-2 qui promeut la progression du cycle cellulaire et empêche l'établissement de la polarité pendant la méiose II, et où le centrosome agit comme la clé qui polarise l'embryon à la fin de la méiose. Summary The mechanisms that couple meiotic cell cycle progression to subsequent developmental events, including specification of embryonic axes, are poorly understood. In the one cell stage embryos of Caenorhabditis elegans, the first signs of Antero-Posterior (A-P) polarity appear after meiosis completion. A centrosome ¬derived component breaks symmetry of the embryo, but the molecular nature of this polarity signal is not known. We established that zyg-11 and cul-2 promote the metaphase to anaphase transition and M phase exit at meiosis II. Our results indicate that ZYG-11 acts as a substrate recruitment subunit of a CUL-2-based E3 ligase. Moreover, we find that the delayed meiosis II exit of embryos lacking zyg-11 is caused by accumulation of the B-type cyclin, CYB-3. We demonstrate that inverted A-P polarity is established during the meiosis II delay in zyg-11(RNAi) and cul¬2(RNAi) embryos. Importantly, we demonstrate that the polarity defects following zyg-11 or cul-2 inactivation can be uncoupled from the cell cycle defects. Furthermore, we found that microtubules appear dispensable for inverted polarity during the meiosis II delay in zyg-11(RNAi) embryos, as well as for A-P polarity during the first mitotic cell cycle in wild-type embryos. We also show the initial results from a comprehensive yeast two hybrid, as well as an RNAi-based functional genomic enhancer and suppressor screen, that may lead to identification of proteins that interact with zyg-11 to ensure the two functions. Our findings suggest a model in which ZYG-11 is a substrate recruitment subunit of an CUL-2-based E3 ligase that promotes cell cycle progression and prevents polarity establishment during meiosis II, and in which the centrosome acts as a cue to polarize the embryo along the AP axis after exit from the meiotic cell cycle.

Boerhaave Syndrom: an unusual complication of acute vomiting in a child

Introduction: Boerhaave syndrome (BS) is a spontaneous esophageal perforation, described in aged, alcoholic males, secondary to forceful vomiting. BS has rarely been described in children. Case presentation: The patient is a 7-year-old Nigerian girl. She has a past history of clinical gastro-esophageal reflux (treated conservatively with prokinetics and good evolution), malaria at the age of 3 months and an episode of acute pancreatitis at 5 years. One week prior admission, she had stopped atovaquone-proguanil (AP) prophylaxis after a trip in an endemic area. Two days prior admission, she presented several bouts of isolated acute vomiting, without fever or diarrhea. On admission, she complained of chest pain. Cardiac auscultation revealed crepitus. No subcutaneous emphysema nor respiratory distress was present. Chest radiography and CT-scan confirmed a pneumomediastinum extending to the neck. Esophageal perforation was suspected. An upper gastrointestinal endoscopy was performed and showed a small esophageal tear, grade II-III esophagitis and a single gastric ulcer without any sign of H. Pylori infection. Enteral feeds were stopped and a nasogastric sucking tube inserted. The patient made a full recovery on intravenous antibiotics and conservative treatment. Of note a second episode of subclinical acute pancreatitis, treated conservatively, probably drug-induced. Discussion: BS is a complete rupture of all layers of the esophagus, secondary to an increased intra-abdominal pressure due to incomplete opening of the cricophayngeal sphincter occurring during vomiting or cough. Rarer causes include eosinophilic or Barrett's esophagitis, HIV and caustic ingestion. Esophageal perforation in children is rare, most of time secondary to necrotizing esophagitis in the newborn, medical intervention (endoscopy, sucking, or intubation) or trauma in the older child. Our patient had none of those risk factors and it is still unclear what predisposed her to this complication. However, we believe that preceding forceful vomiting with increased abdominal pressure acting on a weakened oesophagus due to esophagitis might be responsible. We could not find any association in the literature between AP and BS nor between BS and acute pancreatitis. The origin of her recurrent pancreatitis remains unclear, reason for which genetic testing for mutations in the trypsinogen, trypsin inhibitor and CFTR genes will be performed in case of a third episode.

Genomic acute myeloid leukemia-associated inv(16)(p13q22) breakpoints are tightly clustered.

The inv(16) and related t(16;16) are found in 10% of all cases with de novo acute myeloid leukemia. In these rearrangements the core binding factor beta (CBFB) gene on 16q22 is fused to the smooth muscle myosin heavy chain gene (MYH11) on 16p13. To gain insight into the mechanisms causing the inv(16) we have analysed 24 genomic CBFB-MYH11 breakpoints. All breakpoints in CBFB are located in a 15-Kb intron. More than 50% of the sequenced 6.2 Kb of this intron consists of human repetitive elements. Twenty-one of the 24 breakpoints in MYH11 are located in a 370-bp intron. The remaining three breakpoints in MYH11 are located more upstream. The localization of three breakpoints adjacent to a V(D)J recombinase signal sequence in MYH11 suggests a V(D)J recombinase-mediated rearrangement in these cases. V(D)J recombinase-associated characteristics (small nucleotide deletions and insertions of random nucleotides) were detected in six other cases. CBFB and MYH11 duplications were detected in four of six cases tested.

Bedeutung der Spitalentschädigung nach Patientengruppen für Managed Care

Das Patientenklassifikationssystem AP-DRG wurde im Juli 2001 in einem Zürcher Spital und im Jahr 2002 in den Waadtländer Spitälern und in einem zweiten Zürcher Spital eingeführt. Die AP-DRGs (All Patients Diagnosis Related Groups) sind in erster Linie ein nützliches Messinstrument für die Finanzierung, die Planung und das Management der Spitäler, aber sie können sich auch als ernorm hilfreich erweisen für die Risikoeinschätzung sowie für Managed-Care-Programme.<Managed Care> [Article original en français] AP-DRG, quel intérêt pour le Managed Care? / L. Schenker. Introduits depuis juillet 2001 dans un hôpital zurichois et en 2002 dans les hôpitaux vaudois et dans un deuxième hôpital zurichois, les APDRG (All Patient Diagnosis Related Groups) sont avant tout un instrument de mesure utile pour le financement, la planification et la gestion des hôpitaux mais ils peuvent se révéler extrêmement utiles pour l évaluation des risques ainsi que pour les programmes de Managed Care. <ManagedCareInfo.net>

Impact of Balanced or Unbalanced Karyotype At Diagnosis On Prognosis of CML: Long-Term Observation From 1346 Patients of the Randomized CML Study IV

Introduction: Acquired genetic instability in chronic myeloid leukemia (CML) as a consequence of the translocation t(9;22)(q34;q11) and the resulting BCR-ABL fusion causes the continuous acquisition of additional chromosomal aberrations and mutations and thereby progression to accelerated phase (AP) and blast crisis (BC). At least 10% of patients in chronic phase (CP) CML show additional alterations at diagnosis. This proportion rises during the course of the disease up to 80% in BC. Acquisition of chromosomal changes during treatment is considered as a poor prognostic indicator, whereas the impact of chromosomal aberrations at diagnosis depends on their type. Patients with major route additional chromosomal alterations (major ACA: +8, i(17)(q10), +19, +der(22)t(9;22)(q34;q11) have a worse outcome whereas patients with minor route ACA show no difference in overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) compared to patients with the standard translocation, a variant translocation or the loss of the Y chromosome (Fabarius et al., Blood 2011). However, the impact of balanced vs. unbalanced (gains or losses of chromosomes or chromosomal material) karyotypes at diagnosis on prognosis of CML is not clear yet. Patients and methods: Clinical and cytogenetic data of 1346 evaluable out of 1544 patients with Philadelphia and BCR-ABL positive CP CML randomized until December 2011 to the German CML-Study IV, a randomized 5-arm trial to optimize imatinib therapy by combination, or dose escalation and stem cell transplantation were investigated. There were 540 females (40%) and 806 males (60%). Median age was 53 years (range, 16-88). The impact of additional cytogenetic aberrations in combination with an unbalanced or balanced karyotype at diagnosis on time to complete cytogenetic and major molecular remission (CCR, MMR), PFS and OS was investigated. Results: At diagnosis 1174/1346 patients (87%) had the standard t(9;22)(q34;q11) only and 75 patients (6%) had a variant t(v;22). In 64 of 75 patients with t(v;22), only one further chromosome was involved in the translocation; In 8 patients two, in 2 patients three, and in one patient four further chromosomes were involved. Ninety seven patients (7%) had additional cytogenetic aberrations. Of these, 44 patients (3%) lacked the Y chromosome (-Y) and 53 patients (4%) had major or minor ACA. Thirty six of the 53 patients (2.7%) had an unbalanced karyotype (including all patients with major route ACA and patients with other unbalanced alterations like -X, del(1)(q21), del(5)(q11q14), +10, t(15;17)(p10;p10), -21), and 17 (1.3%) a balanced karyotype with reciprocal translocations [e.g. t(1;21); t(2;16); t(3;12); t(4;6); t(5;8); t(15;20)]. After a median observation time of 5.6 years for patients with t(9;22), t(v;22), -Y, balanced and unbalanced karyotype with ACA median times to CCR were 1.05, 1.05, 1.03, 2.58 and 1.51 years, to MMR 1.31, 1.51, 1.65, 2.97 and 2.07 years. Time to CCR and MMR was longer in patients with balanced karyotypes (data statistically not significant). 5-year PFS was 89%, 78%, 87%, 94% and 69% and 5-year OS 91%, 87%, 89%, 100% and 73%, respectively. In CML patients with unbalanced karyotype PFS (p<0.001) and OS (p<0.001) were shorter than in patients with standard translocation (or balanced karyotype; p<0.04 and p<0.07, respectively). Conclusion: We conclude that the prognostic impact of additional cytogenetic alterations at diagnosis of CML is heterogeneous and consideration of their types may be important. Not only patients with major route ACA at diagnosis of CML but also patients with unbalanced karyotypes identify a group of patients with shorter PFS and OS as compared to all other patients. Therefore, different therapeutic options such as intensive therapy with the most potent tyrosine kinase inhibitors or stem cell transplantation are required.

IVA in addition to BMD can change the osteoporosis management in 25% of clinical routine patients

Introduction Vertebral fracture is one of the major osteoporoticfractures which are unfortunately very often undetected. In addition,it is well known that prevalent vertebral fracture increases dramaticallythe risk of future additional fracture. Instant Vertebral Assessment(IVA) has been introduced in DXA device a couple of years ago toease the detection of such fracture when routine DXA are performed.To correctly use such tool, ISCD provided clinical recommendationon when and how to use it. The aim of our study was to evaluate theISCD guidelines in clinical routine patients and see how often itmay change of patient management.Methods During two months (March and April 2010), a medicalquestionnaire was systematically given to our clinical routine patientto check the validity of ISCD IVA recommendations in our population.In addition, all women had BMD measurement at AP spine,femur and 1/3 radius using a Discovery A System (Hologic, Waltham,USA). When appropriate, IVA measurement had been performedon the same DXA system and had been centrally evaluated by twotrained doctors for fracture status according to the semi-quantitativemethod of Genant. The reading had been performed when possiblebetween L5 and T4.Results Out of 210 women seen in the consultation, 109 (52 %)of them (mean age 68.2 ± 11.5 years) fulfilled the necessary criteriato have an IVA measurement. Out of these 109 women, 43 (incidence39.4 %) had osteoporosis at one of the three skeletal sitesand 31 (incidence 28.4 %) had at least one vertebral fracture. 14.7 %of women had both osteoporosis and at least one vertebral fractureclassifying them as "severe osteoporosis" while 46.8 % did not haveosteoporosis and no vertebral fracture. 24.8 % of the women hadosteoporosis but no vertebral fracture while 13.8 % of women didhave osteoporosis but vertebral fracture (clinical osteoporosis).Conclusions In 52 % of our patients, IVA was needed accordingto ISCD criteria. In half of them the IVA test influenced of patientmanagement either may changing the type of treatment of simplyby classifying patient as "clinical osteoporosis". IVA appears to bean important tool in clinical routine but unfortunately is not yetvery often use in most of the centers.

Biliverdin inhibits Toll-like receptor-4 (TLR4) expression through nitric oxide-dependent nuclear translocation of biliverdin reductase.

The cellular response to an inflammatory stressor requires a proinflammatory cellular activation followed by a controlled resolution of the response to restore homeostasis. We hypothesized that biliverdin reductase (BVR) by binding biliverdin (BV) quells the cellular response to endotoxin-induced inflammation through phosphorylation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS). The generated NO, in turn, nitrosylates BVR, leading to nuclear translocation where BVR binds to the Toll-like receptor-4 (TLR4) promoter at the Ap-1 sites to block transcription. We show in macrophages that BV-induced eNOS phosphorylation (Ser-1177) and NO production are mediated in part by Ca(2+)/calmodulin-dependent kinase kinase. Furthermore, we show that BVR is S-nitrosylated on one of three cysteines and that this posttranslational modification is required for BVR-mediated signaling. BV-induced nuclear translocation of BVR and inhibition of TLR4 expression is lost in macrophages derived from Enos(-/-) mice. In vivo in mice, BV provides protection from acute liver damage and is dependent on the availability of NO. Collectively, we elucidate a mechanism for BVR in regulating the inflammatory response to endotoxin that requires eNOS-derived NO and TLR4 signaling in macrophages.

Detection of millimetric deformation using a terrestrial laser scanner: experiment and application to a rockfall event

Abstract. Terrestrial laser scanning (TLS) is one of the most promising surveying techniques for rockslope characteriza- tion and monitoring. Landslide and rockfall movements can be detected by means of comparison of sequential scans. One of the most pressing challenges of natural hazards is com- bined temporal and spatial prediction of rockfall. An outdoor experiment was performed to ascertain whether the TLS in- strumental error is small enough to enable detection of pre- cursory displacements of millimetric magnitude. This con- sists of a known displacement of three objects relative to a stable surface. Results show that millimetric changes cannot be detected by the analysis of the unprocessed datasets. Dis- placement measurement are improved considerably by ap- plying Nearest Neighbour (NN) averaging, which reduces the error (1σ ) up to a factor of 6. This technique was ap- plied to displacements prior to the April 2007 rockfall event at Castellfollit de la Roca, Spain. The maximum precursory displacement measured was 45 mm, approximately 2.5 times the standard deviation of the model comparison, hampering the distinction between actual displacement and instrumen- tal error using conventional methodologies. Encouragingly, the precursory displacement was clearly detected by apply- ing the NN averaging method. These results show that mil- limetric displacements prior to failure can be detected using TLS.

Ossäre Metastasen beim Prostatakarzinom

Zur Behandlung Prostatakarzinom-bedingter Knochenmetastasen stehen viele Therapieoptionen zur Verfügung - abhängig von der klinischen Situation der Patienten und von vorangegangenen Behandlungen. Die tumorspezifischen Therapieoptionen sollten dabei voll ausgeschöpft und mit knochenschützenden Mitteln ergänzt werden.

The gene for the ligand binding chain of the human interferon gamma receptor.

In order to characterize the gene encoding the ligand binding (1(st); alpha) chain of the human IFN-gamma receptor, two overlapping cosmid clones were analyzed. The gene spans over 25 kilobases (kb) of the genomic DNA and has seven exons. The extracellular domain is encoded by exons 1 to 5 and by part of exon 6. The transmembrane region is also encoded by exon 6. Exon 7 encodes the intracellular domain and the 3' untranslated portion. The gene was located on chromosome 6q23.1, as determined by in situ hybridization. The 4 kb region upstream (5') of the gene was sequenced and analyzed for promoter activity. No consensus-matching TATA or CAAT boxes in the 5' region were found. Potential binding sites for Sp1, AP-1, AP-2, and CREB nuclear factors were identified. Compatible with the presence of the Sp1/AP-2 sites and the lack of TATA box, S1-nuclease mapping experiments showed multiple transcription initiation sites. Promoter activity of the 5' flanking region was analyzed with two different reporter genes: the Escherichia coli chloramphenicol acetyltransferase and human growth hormone. The smallest 5' region of the gene that still had full promoter activity was 692 base pairs in length. In addition, we found sequences belonging to the oldest family of Alu repeats, 2 - 3 kb upstream of the gene, which could be useful for genetic studies.

Folate intake and the risk of oral cavity and pharyngeal cancer: A pooled analysis within the International Head and Neck Cancer Epidemiology Consortium.

There are suggestions of an inverse association between folate intake and serum folate levels and the risk of oral cavity and pharyngeal cancers (OPCs), but most studies are limited in sample size, with only few reporting information on the source of dietary folate. Our study aims to investigate the association between folate intake and the risk of OPC within the International Head and Neck Cancer Epidemiology (INHANCE) Consortium. We analyzed pooled individual-level data from ten case-control studies participating in the INHANCE consortium, including 5,127 cases and 13,249 controls. Odds ratios (ORs) and the corresponding 95% confidence intervals (CIs) were estimated for the associations between total folate intake (natural, fortification and supplementation) and natural folate only, and OPC risk. We found an inverse association between total folate intake and overall OPC risk (the adjusted OR for the highest vs. the lowest quintile was 0.65, 95% CI: 0.43-0.99), with a stronger association for oral cavity (OR = 0.57, 95% CI: 0.43-0.75). A similar inverse association, though somewhat weaker, was observed for folate intake from natural sources only in oral cavity cancer (OR = 0.64, 95% CI: 0.45-0.91). The highest OPC risk was observed in heavy alcohol drinkers with low folate intake as compared to never/light drinkers with high folate (OR = 4.05, 95% CI: 3.43-4.79); the attributable proportion (AP) owing to interaction was 11.1% (95% CI: 1.4-20.8%). Lastly, we reported an OR of 2.73 (95% CI:2.34-3.19) for those ever tobacco users with low folate intake, compared with nevere tobacco users and high folate intake (AP of interaction =10.6%, 95% CI: 0.41-20.8%). Our project of a large pool of case-control studies supports a protective effect of total folate intake on OPC risk.

The scaffold protein IB1/JIP-1 controls the activation of JNK in rat stressed urothelium.

The c-Jun N-terminal kinase (JNK) is critical for cell survival, differentiation, apoptosis and tumorigenesis. This signalling pathway requires the presence of the scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun N-terminal kinase interacting protein-1 (IB1/JIP-1). Immunolabeling and in situ hybridisation of bladder sections showed that IB1/JIP-1 is expressed in urothelial cells. The functional role of IB1/JIP-1 in the urothelium was therefore studied in vivo in a model of complete rat bladder outlet obstruction. This parietal stress, which is due to urine retention, reduced the content of IB1/JIP-1 in urothelial cells and consequently induced a drastic increase in JNK activity and AP-1 binding activity. Using a viral gene transfer approach, the stress-induced activation of JNK was prevented by overexpressing IB1/JIP-1. Conversely, the JNK activity was increased in urothelial cells where the IB1/JIP-1 content was experimentally reduced using an antisense RNA strategy. Furthermore, JNK activation was found to be increased in non-stressed urothelial cells of heterozygous mice carrying a selective disruption of the IB1/JIP-1 gene. These data established that mechanical stress in urothelial cells in vivo induces a robust JNK activation as a consequence of regulated expression of the scaffold protein IB1/JIP-1. This result highlights a critical role for that scaffold protein in the homeostasis of the urothelium and unravels a new potential target to regulate the JNK pathway in this tissue.

Introducing a new MRI classification of lumbar spinal stenosis based on cross-sectional morphology of the dural sac : 37

Introduction: Measures of the degree of lumbar spinal stenosis (LSS) such as antero-posterior diameter of the canal, and dural sac cross sectional area vary, and do not correlate with symptoms or results of surgery. We created a grading system, comprised of seven categories, based on the morphology of the dural sac and its contents as seen on T2 axial images. The categories take into account the ratio of rootlet/ CSF content. Grade A indicates no significant compression, grade D is equivalent to a total myelograhic block. We compared this classification with commonly used criteria of severity of stenosis. Methods: Fifty T2 axial MRI images taken at disc level from 27 symptomatic LSS patients undergoing decompressive surgery were classified twice by two radiologists and three spinal surgeons working at different institutions and countries. Dural sac cross-sectional surface area and AP diameter of the canal were measured both at disc and pedicle level from DICOM images using OsiriX software. Intraand inter-observer reliability were assessed using Cohen's, Fleiss' kappa statistics, and t test. Results: For the morphological grading the average intra-and inter observer kappas were 0.76 and 0.69+, respectively, for physicians working in the study originating country. Combining all observers the kappa values were 0.57 ± 0.19. and 0.44 ± 0.19, respectively. AP diameter and dural sac cross-sectional area measurements showed no statistically significant differences between observers. No correlation between morphological grading and AP diameter or dural sac crosssectional areawas observed in 13 (26%) and 8 cases (16%), respectively. Discussion: The proposed morphological grading relies on the identification of the dural sac and CSF better seen on full MRI series. This was not available to the external observers, which might explain the lower overall kappa values. Since no specific measurement tools are needed the grading suits everyday clinical practice and favours communication of degree of stenosis between practising physicians. The absence of a strict correlation with the dural sac surface suggests that measuring the surface alone might be insufficient in defining LSS as it is essentially a mismatch between the spinal canal and its contents. This grading is now adopted in our unit and further studies concentrating on relation between morphology, clinical symptoms and surgical results are underway.