Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Caractérisation du rôle de l’amyline (IAPP) dans le diabète de type 2 : études de dérivés peptidiques et de composés inhibiteurs de la formation d’amyloïde

L’amyloïdose, une maladie progressive et incurable, implique une vaste panoplie de pathologies et de pathogénèses, qui est expliquée par la grande variabilité biologique et structurale des protéines responsables de la formation des dépôts d’amyloïde. L’amyline (polypeptide amyloïde des îlots pancréatiques, IAPP) est une protéine très susceptible de subir des changements de conformation impliquant les feuillets bêta et conférant aussi des propriétés physicochimiques distinctes. Cette protéine prend alors une forme fibrillaire et se dépose dans les îlots de Langerhans chez les humains atteints de diabète de type 2 ou d’insulinome. Ces dépôts d’amyloïde pancréatique (AIAPP) ont été décrits chez certaines espèces animales telles que les félins domestiques, les grands félins, le raton laveur et les primates non humains. La formation de dépôts d’amyloïde contribue à la pathogénèse du diabète de type 2, mais les mécanismes qui induisent la conversion de l’amyline (IAPP) en amyloïde (AIAPP) ne sont pas complètement compris. Les hypothèses du projet sont que certaines variations présentes dans les séquences peptidiques de l’IAPP provenant de différentes espèces animales jouent un rôle critique pour la formation de fibrilles et que plusieurs composés chimiques aromatiques/phénoliques sont capables d’abroger la formation de dépôts d’amyloïde. Le projet de recherche consiste donc à caractériser la propension des différentes isoformes animales d’IAPP à former de l’amyloïde in vitro afin d’identifier les acides aminés jouant un rôle clé dans cette transformation structurale et ultimement d’inhiber la formation d’amyloïde pancréatique. Le projet se divise en deux volets principaux. Le premier consiste à identifier les différentes séquences peptidiques de l’IAPP retrouvées chez les espèces animales. L’objectif est d’identifier les acides aminés jouant un rôle clé dans la formation d’amyloïde. Le gène de l’IAPP a été séquencé chez plus d’une quarantaine d’espèces. Le potentiel d’agrégation des séquences obtenues a été simulé à l’aide d’outils bioinformatique. Une librairie de 23 peptides a été commandée afin de procéder à des analyses physicochimiques in vitro permettant d’évaluer le potentiel amyloïdogénique (test fluorimétrique à la thioflavine T, essai de liaison au rouge Congo, dichroïsme circulaire, microscopie électronique à transmission) et cytotoxique (sur une lignée cellulaire provenant d’insulinome : INS-1). Les analyses effectuées à partir de la librairie constituée de 23 peptides ont permis d’identifier trois séquences ne formant pas d’amyloïde et qui proviennent des espèces animales suivantes : le tamarin lion doré (Leontopithecus rosalia), le grand dauphin (Tursiops truncatus) et l’alpaga (Vicugna pacos). Un site potentiellement critique est le segment 8-20 présentant le motif NFLVH qui ne forme plus d’amyloïde lorsqu’il est remplacé par le motif DFLGR ou KFLIR. Les acides aminés 29P, 14K et 18R sont également impliqués dans l’inhibition de la transformation structurale en fibrille. La dernière partie du projet consiste à inhiber la formation de l’amyloïde en utilisant des composés chimiques commercialisés (hypoglycémiants, anti-inflammatoires non stéroïdiens) ou nouvellement synthétisés dans notre laboratoire (les aryles éthyles urées). Un criblage d’une soixantaine de composés chimiques a été conduit dans cette étude. Leur efficacité a été testée sur l’IAPP humaine, qui possède un fort potentiel amyloïdogénique. Les techniques utilisées sont les mêmes que celles exploitées précédemment. L’essai de liaison croisée photo-induite ("photo-induced cross-linking of unmodified proteins", PICUP) a été réalisé afin d’étudier les formes intermédiaires (monomères, oligomères). Un total de 11 composés chimiques a démontré un potentiel à inhiber l’agrégation des fibrilles. Pour la classe des hypoglycémiants, le glyburide, le répaglinide et la troglitazone ont montré l’activité thérapeutique la plus élevée pour retarder et réduire la formation de fibrilles. Les anti-inflammatoires antiamyloïdogènes actifs incluaient le diclofenac, le méloxicam, le phénylbutazone, le sulindac et le ténoxicam. Les aryles étyles urées les plus intéressantes étaient la EU-362 et la EU-418. Tous ces composés ont conféré une protection cellulaire contre l’activité cytotoxique des fibrilles. Les molécules actives possèdent des éléments structuraux communs tels des substituants donneurs d’électrons (alcool, amine, halogène) sur un noyau benzène. En conclusion, ce projet de recherche a permis de caractériser l’IAPP chez diverses espèces animales, dont plusieurs chez lesquelles elle n’avait pas encore été décrite, de déterminer les sites jouant un rôle clé dans sa transformation en amyloïde et, ultimement, de tester le potentiel thérapeutique de nouveaux agents antiamyloïdogènes dans le diabète de type 2. Nous espérons que ce projet ouvrira ainsi la porte à de nouvelles stratégies de traitement.

Interstitial and Langerhans' dendritic cells in chronic periodontitis and gingivitis

The aim of the present study was to compare quantitatively the distribution of dendritic cell subpopulations in chronic periodontitis and gingivitis. Fourteen biopsies from patients with chronic periodontitis and fifteen from patients with gingivitis were studied. An immunoperoxidase technique was used to quantify the number of Langerhans' cells (CD1a) and interstitial dendritic cells (factor XIIIa) in the oral and sulcular and junctional/pocket epithelia and in the lamina propria. A greater number of factor XIIIa+ dendritic cells in the lamina propria and CD1a+ dendritic cells in the oral epithelium were observed in gingivitis compared to the periodontitis group (p = 0.05). In the sulcular and junctional/pocket epithelia and in the lamina propria, the number of CD1a+ dendritic cells was similar in the gingivitis and periodontitis groups. In conclusion, the number of Langerhans' cells in the oral epithelium and interstitial dendritic cells in the lamina propria is increased in gingivitis compared to periodontitis, which may contribute to the different pattern of host response in these diseases.

A hybrid heuristic for the multi-plant capacitated lot sizing problem with setup carry-over

This paper addresses the capacitated lot sizing problem (CLSP) with a single stage composed of multiple plants, items and periods with setup carry-over among the periods. The CLSP is well studied and many heuristics have been proposed to solve it. Nevertheless, few researches explored the multi-plant capacitated lot sizing problem (MPCLSP), which means that few solution methods were proposed to solve it. Furthermore, to our knowledge, no study of the MPCLSP with setup carry-over was found in the literature. This paper presents a mathematical model and a GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure) with path relinking to the MPCLSP with setup carry-over. This solution method is an extension and adaptation of a previously adopted methodology without the setup carry-over. Computational tests showed that the improvement of the setup carry-over is significant in terms of the solution value with a low increase in computational time.

Immunohistochemical study of Langerhans cells in cutaneous lesions of the Jorge Lobo`s disease

Jorge Lobo`s disease is a chronic infection caused by the fungus Lacazia loboi endemic in South America. The infection is characterized by the appearance of parakeloidal, ulcerated or verrucous nodular or plaque-like cutaneous lesions. The histopathological aspect is characterized by poorly organized granulomas with histiocytes and multinucleated giant cells. Little is known about local immune response in lobomycosis skin lesions. Thirty-three skin biopsies from patients with Jorge Lobo`s disease were selected from Ambulatory of Dermatology, UFPA. The control group was constituted by ten biopsies from normal skin. Langerhans cells were identified by immunohistochemistry using anti-CD1a antibody (Serotec). The number of positive cells was statistically analyzed. Langerhans cells were visualized along the epidermis in biopsies from Jorge Lobo`s disease and the morphology and the number of Langerhans cells did not differ from normal skin (p > 0.05). In Jorge Lobo`s disease, this cell population probably presents some escape mechanism of the local immune system to evade the antigen presentation by those cells. (C) 2010 Published by Elsevier B.V.

Rare case of unifocal Langerhans cell histiocytosis in four-month-old child

Langerhans cell histiocytosis (LCH) comprises a group of disorders, the common feature of which is Langerhans cell proliferation. The clinical presentation is highly varied. The severity and prognosis of the disease are dependent on the type and extent of organ involvement. This paper reports a rare case of a four-month-old white male with unifocal LCH limited exclusively to the mandible, discussing the diagnosis, radiographic and immunohistochemical aspects, treatment and monitoring multidisciplinary of the case. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Quantitative analysis of Langerhans` cells in oral chronic graft-vs.-host disease

The Langerhans cells (LCs) are scattered throughout the epithelium of skin and mucosa and have been associated with the graft-vs.-host disease (GVHD), which is the highest cause of morbidity and mortality in patients who underwent bone marrow transplant (BMT). This study aims at quantifying the LCs in the oral chronic GVHD (cGVHD). Microscopic sections from biopsies carried out in the buccal mucosa of 40 patients who underwent allogenic BMT and developed (20) or not (20) oral cGVHD (Groups 1 and 2, respectively) were utilised. For the control group, free surgical margins of 20 biopsies of non-inflammatory lesions in the buccal mucosa (Group 3) were used. The sections were studied in routine colouration and immunostained for CD1a. Group 1 (with cGVHD) presented a greater number of Langerhans` cells/mm(2) (50.6 +/- 37.2) when compared with the other groups (Group 2, 23.11 +/- 19.7; Group 3, 16.6 +/- 17.3). Our results suggest a greater recruitment of LCs in patients transplanted with cGVHD, probably as a result of cytokines secreted by the inflammatory cells.

Lot-fed goats - the advantages of using an enriched environment

By reducing the stress associated with high stocking density in a feedlot it is likely that goats will utilise their feed more efficiently and suffer fewer health problems. One possible method of reducing stress is to enrich the feedlot environment. In a feedlot of 160 castrated goats (average weight 24.6 +/- 2.6 kg), 2 types of feedlot structures were compared; a typical feedlot and an 'environmentally enriched' feedlot, and goats stocked at 2 densities; a high stocking density (1667 goats/ha) and a relatively low stocking density (897 goats/ha). Over a 42-day period, environmental enrichment (old car/truck tyres and wooden railway sleepers to climb on and PVC piping to mouth and butt) increased weight gain by 83% (P = 0.04) and reduced the occurrence of inanition by 36%. Aggressive behaviour at the feed trough was reduced by 30% (P = 0.03) in pens of lower density when compared with pens of higher density. We conclude that lot feeding goats in environmentally enriched surroundings will increase feed conversion and reduce the number of non-eaters when compared with typically bare pen structures. Doubling in liveweight gain of goats within enriched feedlot surroundings when compared with typical structures shows promise as a cost effective, animal-welfare-orientated practice.

Células de Langerhans no epitélio da prega vocal humana: estudo imunoistoquímico

Células de Langerhans (CL) são um tipo de células dendríticas que têm funções que envolvem apresentação de antígeno e a estimulação de resposta T dependente. Elas representam aproximadamente 4% das células do epitélio laríngeo. OBJETIVO: Identificar a presença de CL no epitélio das pregas vocais, comparar suas subpopulações, bem com comparar a capacidade de quatro marcadores imunoistoquímicos. FORMA DE ESTUDO: Experimental. CASUÍSTICA E MÉTODO: Seis cadáveres, 3 homens e 3 mulheres foram estudados. Foram analisadas amostras de pele e das pregas vocais coradas e imunomarcadas para vimentina, proteína S-100, CD-68 e fascina. Após análise histológica, foi realizado o teste t de Student e análise de variância no estudo estatístico. RESULTADOS E CONCLUSÕES: Foi possível identificar a presença de CL no epitélio das pregas vocais de humanos não fumantes de ambos os sexos. A fascina, a vimentina o CD-68 mostraram-se bons marcadores das CL, enquanto a proteína S-100 teve estatisticamente menor poder de marcação tanto na prega vocal (p=0,01) como na pele (p=0,02). Foi possível identificar três diferentes subpopulações de CL presentes tanto na prega vocal como na pele destes indivíduos, contudo apenas na pele observarmos maior quantidade estatisticamente significante na camada basal do epitélio.

American tegumentary leishmaniasis: langerhans cells in montenegro skin test

This work analyzed the histopathology and epidermal Langerhans cells (LC) of Montenegro skin test (MST) in patients with American tegumentary leishmaniasis (ATL) in order to in situ characterize and compare the immunological reaction of the two major clinical forms of ATL, localized cutaneous leishmaniasis (LCL) and mucocutaneous leishmaniasis (MCL). MST histopathology of both LCL and MCL showed superficial and deep perivascular inflammatory infiltrate composed mainly of lymphocytes and histiocytes. Epidermal LC population was higher in MST biopsies taken from LCL patients when compared to MCL group, at 48 and 72 hours after antigen inoculation. Increased number of epidermal LC displayed in MST biopsies of LCL patients represents specific cellular immunity against parasites. The decrease of LC in MST biopsies of MCL patients does not necessarily indicate a worse specific cellular immunity in this clinical form of leishmaniasis.

Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry

This report describes the full research proposal for the project \Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry", to be developed as part of the master program in Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Sistemas de Planeamento Industrial of the Instituto Superior de Engenharia do Porto. The Portuguese footwear industry is undergoing a period of great development and innovation. The numbers speak for themselves, Portugal footwear exported 71 million pairs of shoes to over 130 countries in 2012. It is a diverse sector, which covers different categories of women, men and children shoes, each of them with various models. New and technologically advanced mixed-model assembly lines are being projected and installed to replace traditional mass assembly lines. Obviously there is a need to manage them conveniently and to improve their operations. This work focuses on balancing and lot-sizing stitching mixed-model lines in a real world environment. For that purpose it will be fundamental to develop and evaluate adequate effective solution methods. Different objectives may be considered, which are relevant for the companies, such as minimizing the number of workstations, and minimizing the makespan, while taking into account a lot of practical restrictions. The solution approaches will be based on approximate methods, namely by resorting to metaheuristics. To show the impact of having different lots in production the initial maximum amount for each lot is changed and a Tabu Search based procedure is used to improve the solutions. The developed approaches will be evaluated and tested. A special attention will be given to the solution of real applied problems. Future work may include the study of other neighbourhood structures related to Tabu Search and the development of ways to speed up the evaluation of neighbours, as well as improving the balancing solution method.

Models and methods for supporting lot sizing decisions in product recovery systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Wirtschaftswiss., Diss., 2011