On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

A safety run-in and randomized phase 2 study of cilengitide combined with chemoradiation for newly diagnosed glioblastoma (NABTT 0306).

BACKGROUND: Cilengitide is a selective integrin inhibitor that is well tolerated and has demonstrated biologic activity in patients with recurrent malignant glioma. The primary objectives of this randomized phase 2 trial were to determine the safety and efficacy of cilengitide when combined with radiation and temozolomide for patients with newly diagnosed glioblastoma multiforme and to select a dose for comparative clinical testing. METHODS: In total, 112 patients were accrued. Eighteen patients received standard radiation and temozolomide with cilengitide in a safety run-in phase followed by a randomized phase 2 trial with 94 patients assigned to either a 500 mg dose group or 2000 mg dose group. The trial was designed to estimate overall survival benefit compared with a New Approaches to Brain Tumor Therapy (NABTT) Consortium internal historic control and data from the published European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) trial EORTC 26981. RESULTS: Cilengitide at all doses studied was well tolerated with radiation and temozolomide. The median survival was 19.7 months for all patients, 17.4 months for the patients in the 500 mg dose group, 20.8 months for patients in the 2000 mg dose group, 30 months for patients who had methylated O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) status, and 17.4 months for patients who had unmethylated MGMT status. For patients aged ≤70 years, the median survival and survival at 24 months was superior to what was observed in the EORTC trial (20.7 months vs 14.6 months and 41% vs 27%, respectively; P = .008). CONCLUSIONS: Cilengitide was well tolerated when combined with standard chemoradiation and may improve survival for patients newly diagnosed with glioblastoma multiforme regardless of MGMT methylation status. The authors concluded that, from an efficacy and safety standpoint, future trials of this agent in this population should use the 2000 mg dose. Cancer 2012. © 2012 American Cancer Society.

Impaired skin wound healing in peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)alpha and PPARbeta mutant mice.

We show here that the alpha, beta, and gamma isotypes of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) are expressed in the mouse epidermis during fetal development and that they disappear progressively from the interfollicular epithelium after birth. Interestingly, PPARalpha and beta expression is reactivated in the adult epidermis after various stimuli, resulting in keratinocyte proliferation and differentiation such as tetradecanoylphorbol acetate topical application, hair plucking, or skin wound healing. Using PPARalpha, beta, and gamma mutant mice, we demonstrate that PPARalpha and beta are important for the rapid epithelialization of a skin wound and that each of them plays a specific role in this process. PPARalpha is mainly involved in the early inflammation phase of the healing, whereas PPARbeta is implicated in the control of keratinocyte proliferation. In addition and very interestingly, PPARbeta mutant primary keratinocytes show impaired adhesion and migration properties. Thus, the findings presented here reveal unpredicted roles for PPARalpha and beta in adult mouse epidermal repair.

Suicidal expression among school-attending adolescents in a middle-income sub-Saharan country.

We investigated correlates for suicidal expression among adolescents in the Seychelles. Data on 1,432 students (52% females) were derived from the Global School-based Health Survey. Participants were divided into three groups: those with no suicidal behavior (N = 1,199); those with suicide ideation/SI (N = 89); and those reporting SI with a plan to carry out a suicide attempt/SISP (N = 139), each within a 12-month recall period. Using multinomial logistic regression, we examined the strength of associations with social, behavioral and economic indicators while adjusting for covariates. Sixteen percent of school-attending adolescents reported a suicidal expression (10% with a plan/6.2% without). Those reporting SI were younger (relative risk ratio RRR = 0.81; CI = 0.68-0.96), indicated signs of depression (RRR = 1.69; CI = 1.05-2.72) and loneliness (RRR=3.36; CI =1.93-5.84). Tobacco use (RRR = 2.34; CI = 1.32-4.12) and not having close friends (RRR = 3.32; CI = 1.54-7.15) were significantly associated with SI. Those with SISP were more likely to be female (RRR = 0.47; 0.30-0.74), anxious (RRR = 3.04; CI = 1.89-4.88) and lonely (RRR = 1.74; CI = 1.07-2.84). Having no close friends (RRR = 2.98; 1.56-5.69) and using tobacco (RRR = 2.41; 1.48-3.91) were also strongly associated. Having parents who were understanding was protective (RRR = 0.50; CI = 0.31-0.82). Our results suggest that school health promotion programs may benefit from targeting multiple factors associated with suicidal expression. More research, particularly multilevel designs are needed to identify peer and family influences which may modify associations with suicidality.

Motion compensation strategies in magnetic resonance imaging.

Image quality in magnetic resonance imaging (MRI) is considerably affected by motion. Therefore, motion is one of the most common sources of artifacts in contemporary cardiovascular MRI. Such artifacts in turn may easily lead to misinterpretations in the images and a subsequent loss in diagnostic quality. Hence, there is considerable research interest in strategies that help to overcome these limitations at minimal cost in time, spatial resolution, temporal resolution, and signal-to-noise ratio. This review summarizes and discusses the three principal sources of motion: the beating heart, the breathing lungs, and bulk patient movement. This is followed by a comprehensive overview of commonly used compensation strategies for these different types of motion. Finally, a summary and an outlook are provided.

The GTPase Rab37 Participates in the Control of Insulin Exocytosis.

Rab37 belongs to a subclass of Rab GTPases regulating exocytosis, including also Rab3a and Rab27a. Proteomic studies indicate that Rab37 is associated with insulin-containing large dense core granules of pancreatic β-cells. In agreement with these observations, we detected Rab37 in extracts of β-cell lines and human pancreatic islets and confirmed by confocal microscopy the localization of the GTPase on insulin-containing secretory granules. We found that, as is the case for Rab3a and Rab27a, reduction of Rab37 levels by RNA interference leads to impairment in glucose-induced insulin secretion and to a decrease in the number of granules in close apposition to the plasma membrane. Pull-down experiments revealed that, despite similar functional effects, Rab37 does not interact with known Rab3a or Rab27a effectors and is likely to operate through a different mechanism. Exposure of insulin-secreting cells to proinflammatory cytokines, fatty acids or oxidized low-density lipoproteins, mimicking physiopathological conditions that favor the development of diabetes, resulted in a decrease in Rab37 expression. Our data identify Rab37 as an additional component of the machinery governing exocytosis of β-cells and suggest that impaired expression of this GTPase may contribute to defective insulin release in pre-diabetic and diabetic conditions.

Identification of MAGI1 as a tumor-suppressor protein induced by cyclooxygenase-2 inhibitors in colorectal cancer cells.

Cyclooxyganase-2 (COX-2), a rate-limiting enzyme in the prostaglandin synthesis pathway, is overexpressed in many cancers and contributes to cancer progression through tumor cell-autonomous and paracrine effects. Regular use of non-steroidal anti-inflammatory drugs or selective COX-2 inhibitors (COXIBs) reduces the risk of cancer development and progression, in particular of the colon. The COXIB celecoxib is approved for adjunct therapy in patients with Familial adenomatous polyposis at high risk for colorectal cancer (CRC) formation. Long-term use of COXIBs, however, is associated with potentially severe cardiovascular complications, which hampers their broader use as preventive anticancer agents. In an effort to better understand the tumor-suppressive mechanisms of COXIBs, we identified MAGUK with Inverted domain structure-1 (MAGI1), a scaffolding protein implicated in the stabilization of adherens junctions, as a gene upregulated by COXIB in CRC cells and acting as tumor suppressor. Overexpression of MAGI1 in CRC cell lines SW480 and HCT116 induced an epithelial-like morphology; stabilized E-cadherin and β-catenin localization at cell-cell junctions; enhanced actin stress fiber and focal adhesion formation; increased cell adhesion to matrix proteins and suppressed Wnt signaling, anchorage-independent growth, migration and invasion in vitro. Conversely, MAGI1 silencing decreased E-cadherin and β-catenin localization at cell-cell junctions; disrupted actin stress fiber and focal adhesion formation; and enhanced Wnt signaling, anchorage-independent growth, migration and invasion in vitro. MAGI1 overexpression suppressed SW480 and HCT116 subcutaneous primary tumor growth, attenuated primary tumor growth and spontaneous lung metastasis in an orthotopic model of CRC, and decreased the number and size of metastatic nodules in an experimental model of lung metastasis. Collectively, these results identify MAG1 as a COXIB-induced inhibitor of the Wnt/β-catenin signaling pathway, with tumor-suppressive and anti-metastatic activity in experimental colon cancer.

Superinfection with drug-resistant HIV is rare and does not contribute substantially to therapy failure in a large European cohort.

BACKGROUND: Superinfection with drug resistant HIV strains could potentially contribute to compromised therapy in patients initially infected with drug-sensitive virus and receiving antiretroviral therapy. To investigate the importance of this potential route to drug resistance, we developed a bioinformatics pipeline to detect superinfection from routinely collected genotyping data, and assessed whether superinfection contributed to increased drug resistance in a large European cohort of viremic, drug treated patients. METHODS: We used sequence data from routine genotypic tests spanning the protease and partial reverse transcriptase regions in the Virolab and EuResist databases that collated data from five European countries. Superinfection was indicated when sequences of a patient failed to cluster together in phylogenetic trees constructed with selected sets of control sequences. A subset of the indicated cases was validated by re-sequencing pol and env regions from the original samples. RESULTS: 4425 patients had at least two sequences in the database, with a total of 13816 distinct sequence entries (of which 86% belonged to subtype B). We identified 107 patients with phylogenetic evidence for superinfection. In 14 of these cases, we analyzed newly amplified sequences from the original samples for validation purposes: only 2 cases were verified as superinfections in the repeated analyses, the other 12 cases turned out to involve sample or sequence misidentification. Resistance to drugs used at the time of strain replacement did not change in these two patients. A third case could not be validated by re-sequencing, but was supported as superinfection by an intermediate sequence with high degenerate base pair count within the time frame of strain switching. Drug resistance increased in this single patient. CONCLUSIONS: Routine genotyping data are informative for the detection of HIV superinfection; however, most cases of non-monophyletic clustering in patient phylogenies arise from sample or sequence mix-up rather than from superinfection, which emphasizes the importance of validation. Non-transient superinfection was rare in our mainly treatment experienced cohort, and we found a single case of possible transmitted drug resistance by this route. We therefore conclude that in our large cohort, superinfection with drug resistant HIV did not compromise the efficiency of antiretroviral treatment.

Withdrawal, "serosorting" and "strategic positioning": use of risk reduction strategies with casual sex partners in men who have sex with men (MSM) in Switzerland, 2007

Introduction: 1) Withdrawal before ejaculation, "serosorting" (to choose a partner of same serostatus) and "strategic positioning" (only insertive vs. only receptive role in anal sex according to serostatus) are known to be used by MSM as alternatives to condom use. 2) Despite their questionable levels of effectiveness they are collectively labelled as "risk reduction strategies" (RRS). Objectives: The aim of this study is to estimate the prevalence and factors related to RRS in men who report unprotected anal intercourse (UAI) with occasional partners in the last 12 months. Methods: 1) In 2007, a module on RRS was included in a repeated national survey conducted among readers of gay newspapers, members of gay organizations and visitors of gay websites (N=2953). 2) Using an anonymous self-completed questionnaire, participants were asked whether, with the aim of avoiding HIV infection, RRS were used with occasional partners. Analysis: 1) Prevalences were calculated in participants who reported UAI with occasional partners in the last 12 months (n=416). 2) A logistic regression was performed, using "at least one RRS" as dependent variable. Number of partners in the last 12 months, HIV-status and usual socio-demographic characteristics were used as independent factors. Result : 1) 70% (292/416) of the participants reporting UAI used at least one RRS when they had unprotected sex with casual partners in the last 12 months (Table 1). 2) Withrawal before ejaculation was the most frequently reported strategy, followed by serosorting and strategic positioning (Table 1). 3) Participants who reported at least one RRS were more likely to be over 30 years and to belong to a gay organisation. HIV-positive and non-tested participants were less likely to report RRS than HIV-negative participants (Table 2). Conclusions: 1) The majority of MSM who reported UAI in the last 12 months tried to reduce risk of HIV transmission by using specific strategies (withdrawal, serosorting, strategic positioning). It is not known, however, to what extent the use of these strategies was systematic. 2) It is necessary to provide MSM with balanced information on these strategies and their respective level of effectiveness. 3) It is important to monitor the use of RRS in HIV behavioural surveillance surveys in MSM.

Significant correction of disease after postnatal administration of recombinant ectodysplasin A in canine X-linked ectodermal dysplasia.

Patients with defective ectodysplasin A (EDA) are affected by X-linked hypohidrotic ectodermal dysplasia (XLHED), a condition characterized by sparse hair, inability to sweat, decreased lacrimation, frequent pulmonary infections, and missing and malformed teeth. The canine model of XLHED was used to study the developmental impact of EDA on secondary dentition, since dogs have an entirely brachyodont, diphyodont dentition similar to that in humans, as opposed to mice, which have only permanent teeth (monophyodont dentition), some of which are very different (aradicular hypsodont) than brachyodont human teeth. Also, clinical signs in humans and dogs with XLHED are virtually identical, whereas several are missing in the murine equivalent. In our model, the genetically missing EDA was compensated for by postnatal intravenous administration of soluble recombinant EDA. Untreated XLHED dogs have an incomplete set of conically shaped teeth similar to those seen in human patients with XLHED. After treatment with EDA, significant normalization of adult teeth was achieved in four of five XLHED dogs. Moreover, treatment restored normal lacrimation and resistance to eye and airway infections and improved sweating ability. These results not only provide proof of concept for a potential treatment of this orphan disease but also demonstrate an essential role of EDA in the development of secondary dentition.

Worker policing in the german wasp Vespula germanica

In some ants, bees, and wasps, workers kill or "police" male eggs laid by other workers in order to maintain the reproductive primacy of the queen. Kin selection theory predicts that multiple mating by the queen is one factor that can selectively favor worker policing. This is because when the queen is mated to multiple males, workers are more closely related to the queen's sons than to the sons of other workers. Earlier work has suggested that reproductive patterns in the German wasp Vespula germanica may contradict this theory, because in some colonies a large fraction of the adult males were inferred to be the workers' sons, despite the effective queen mating frequency being greater than 2 (2.4). In the present study, we reexamine the V. germanica case and show that it does support the theory. First, genetic analysis confirms that the effective queen mating frequency is high, 2.9, resulting in workers being more related to the queen's sons than to other workers' sons. Second, behavioral assays show that worker-laid eggs are effectively killed by other workers, despite worker-laid eggs having the same intrinsic viability as queen-laid ones. Finally, we estimate that approximately 58.4% of the male eggs but only 0.44% of the adult males are worker derived in queenright colonies, consistent with worker reproduction being effectively policed.

Low doses of ionizing radiation promote tumor growth and metastasis by enhancing angiogenesis.

Radiotherapy is a widely used treatment option in cancer. However, recent evidence suggests that doses of ionizing radiation (IR) delivered inside the tumor target volume, during fractionated radiotherapy, can promote tumor invasion and metastasis. Furthermore, the tissues that surround the tumor area are also exposed to low doses of IR that are lower than those delivered inside the tumor mass, because external radiotherapy is delivered to the tumor through multiple radiation beams, in order to prevent damage of organs at risk. The biological effects of these low doses of IR on the healthy tissue surrounding the tumor area, and in particular on the vasculature remain largely to be determined. We found that doses of IR lower or equal to 0.8 Gy enhance endothelial cell migration without impinging on cell proliferation or survival. Moreover, we show that low-dose IR induces a rapid phosphorylation of several endothelial cell proteins, including the Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) Receptor-2 and induces VEGF production in hypoxia mimicking conditions. By activating the VEGF Receptor-2, low-dose IR enhances endothelial cell migration and prevents endothelial cell death promoted by an anti-angiogenic drug, bevacizumab. In addition, we observed that low-dose IR accelerates embryonic angiogenic sprouting during zebrafish development and promotes adult angiogenesis during zebrafish fin regeneration and in the murine Matrigel assay. Using murine experimental models of leukemia and orthotopic breast cancer, we show that low-dose IR promotes tumor growth and metastasis and that these effects were prevented by the administration of a VEGF receptor-tyrosine kinase inhibitor immediately before IR exposure. These findings demonstrate a new mechanism to the understanding of the potential pro-metastatic effect of IR and may provide a new rationale basis to the improvement of current radiotherapy protocols.