Expression of inducible nitric oxide synthase in bovine corneal endothelial cells and keratocytes in vitro after lipopolysaccharide and cytokines stimulation.

PURPOSE: To determine whether bovine corneal endothelial (BCE) cells and keratocytes express the inducible form of nitric oxide synthase (NOS) after exposure to cytokines and lipopolysaccharide (LPS), and to study the regulation of NOS by growth factors. METHODS: Cultures of bovine corneal endothelial cells and keratocytes were exposed to increasing concentrations of LPS, interferon-gamma (IFN-gamma), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha). At selected intervals after exposure, nitrite levels in the supernatants were evaluated by the Griess reaction. Total RNA was extracted from the cell cultures, and messenger RNA levels for inducible NOS (NOS-2) were measured by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). RESULTS: Exposure of BCE cells and keratocytes to LPS and IFN-gamma resulted in an increase of nitrite levels that was potentiate by the addition of TNF-alpha. Analysis by RT-PCR demonstrated that nitrite release was correlated to the expression of NOS-2 messenger RNA in BCE cells and keratocytes. Stereoselective inhibitors of NOS and cycloheximide inhibited LPS-IFN-gamma-induced nitrite release in both cells, whereas transforming growth factor-beta (TGF-beta) slightly potentiated it. Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) inhibited LPS-IFN-gamma-induced nitrite release and NOS-2 messenger RNA accumulation in keratocytes but not in BCE cells. CONCLUSIONS: The results demonstrate that in vitro activation of keratocytes and BCE cells by LPS and cytokines induces NOS-2 expression and release of large amounts of NO. The high amounts of NO could be involved in inflammatory corneal diseases in vivo.

Cerebellar transcranial direct current stimulation modulates verbal working memory.

BACKGROUND: Neuroimaging studies show cerebellar activations in a wide range of cognitive tasks and patients with cerebellar lesions often present cognitive deficits suggesting a cerebellar role in higher-order cognition. OBJECTIVE: We used cathodal transcranial direct current stimulation (tDCS), known to inhibit neuronal excitability, over the cerebellum to investigate if cathodal tDCS impairs verbal working memory, an important higher-order cognitive faculty. METHOD: We tested verbal working memory as measured by forward and backward digit spans in 40 healthy young participants before and after applying cathodal tDCS (2 mA, stimulation duration 25 min) to the right cerebellum using a randomized, sham-controlled, double-blind, cross-over design. In addition, we tested the effect of cerebellar tDCS on word reading, finger tapping and a visually cued sensorimotor task. RESULTS: In line with lower digit spans in patients with cerebellar lesions, cerebellar tDCS reduced forward digit spans and blocked the practice dependent increase in backward digit spans. No effects of tDCS on word reading, finger tapping or the visually cued sensorimotor task were found. CONCLUSION: Our results support the view that the cerebellum contributes to verbal working memory as measured by forward and backward digit spans. Moreover, the induction of reversible "virtual cerebellar lesions" in healthy individuals by means of tDCS may improve our understanding of the mechanistic basis of verbal working memory deficits in patients with cerebellar lesions.

Gonadotropin-releasing hormone secretion from hypothalamic neurons: stimulation by insulin and potentiation by leptin.

Insulin and leptin are peripheral metabolic factors signaling the body needs in energy to the central nervous system. Because energy homeostasis and reproductive function are closely related phenomena, we investigated the respective roles played by insulin and leptin in the hypothalamic control of GnRH secretion. We observed that increasing circulating insulin levels, by performing hyperinsulinemic clamp studies in male mice, was associated with a significant rise in LH secretion. This effect of insulin is likely mediated at the hypothalamic level, because it was also found to stimulate the secretion and the expression of GnRH by hypothalamic neurons in culture. Leptin was found to potentiate the effect of insulin on GnRH secretion in vitro but was devoid of any effect on its own. These data represent the first evidence of direct insulin sensing by hypothalamic neurons involved in activating the neuroendocrine gonadotrope axis. They also demonstrate that these neurons can integrate different hormonal signals to modulate net hypothalamic GnRH output. We propose that such integration is an essential mechanism for the adaptation of reproductive function to changes in the metabolic status of an individual.

L'apport d'une approche criminalistique pour lutter contre la contrefaçon de médicaments

Dans le domaine de l'analyse et la détection de produits pharmaceutiques contrefaits, différentes techniques analytiques ont été appliquées afin de discriminer les produits authentiques des contrefaçons. Parmi celles-ci, les spectroscopies proche infrarouge (NIR) et Raman ont fourni des résultats prometteurs. L'objectif de cette étude était de développer une méthodologie, basée sur l'établissement de liens chimiques entre les saisies de produits contrefaits, permettant de fournir des informations utiles pour les acteurs impliqués dans la lutte à la prolifération de ces produits. Une banque de données de spectres NIR et Raman a été créée et différents algorithmes de classification non-supervisée (i.e., analyse en composantes principales (ACP) et analyse factorielle discriminante (AFD) - elus ter onolysis) ont été utilisées afin d'identifier les différents groupes de produits présents. Ces classes ont été comparées aux profils chimiques mis en évidence par la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) et par la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC -MS). La stratégie de classification proposée, fondée sur les classes identifiées par spectroscopie NIR et Raman, utilise un algorithme de classification basé sur des mesures de distance et des courbes Receiver Operating Characteristics (ROC). Le modèle est capable de comparer le spectre d'une nouvelle contrefaçon à ceux des saisies précédemment analysées afin de déterminer si le nouveau spécimen appartient à l'une des classes existantes, permettant ainsi de le lier à d'autres saisies dans la base de données.

Late outcome of spinal cord stimulation for unreconstructable and limb-threatening lower limb ischemia.

OBJECTIVES: To determine whether the initial benefits of spinal cord stimulation (SCS) treatment for critical limb ischemia (CLI) persist over years. DESIGN: Analysis of data prospectively collected for every CLI patient receiving permanent SCS. Follow-up range 12 to 98 months (mean 46+/-23, median 50 months). POPULATION: 87 patients (28% stage III, 72%stage IV) with unreconstructable CLI due (83%) or not (17%) to atherosclerosis and with an initial sitting/supine transcutaneous pO2 gradient >15 mmHg. METHODS: Assessment of actuarial patient survival (PS), limb salvage (LS) and amputation-free patient survival (AFPS). Analysis of the impact of 15 risk factors on long-term outcomes using the Fischer's exact test for categorical variables and the t test for continuous variables. RESULTS: Follow-up was complete for patient and limb survival. A single non-atherosclerotic patient died during follow-up. Among atherosclerotic patients PS decreased from 88% at 1y, to 76% at 3y, 64% at 5y and 57% at 7y. LS reached 84% at 1y, 78% at 2y, 75% at 3y and remained stable thereafter. Diabetes was found to affect LS (p<0.05) and heart disease to reduce PS (p<0.01). AFPS was reduced in heart patients (p<0.01), diabetics (p<0.05) and in patients with previous stroke (p<0.05). CONCLUSIONS: In CLI patients the beneficial effects of SCS persist far beyond the first year of treatment and major amputation becomes infrequent after the second year.

Characterization of tumor antigen specific CD8+ T cells and semi-invariant Vα24/Vβ11 NKT cells in tumor invaded liver

Summary: Detailed knowledge on tumor antigen expression and specific immune cells is required for a rational design of immunotherapy for patients with tumor invaded liver. In this study, we confirmed that Cancer/Testis (CT) tumor-associated antigens are frequently expressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and searched for the presence of CD8+ T cells specific for these antigens. In 2/10 HLA-A2+ patients with HCC, we found that MAGE-A10 and/or SSX-2 specific CD8+ T cells naturally responded to the disease, since they were enriched in tumor lesions but not in non-tumoral liver. Isolated T cells specifically and strongly killed tumor cells in vitro, suggesting that these CTL were selected in vivo for high avidity antigen recognition, providing the rational for specific immunotherapy of HCC, based on immunization with CT antigens such as MAGE-Al 0 and SSX-2. Type 1 NKT cells express an invariant TCR α chain (Vα24.1α18, paired with Vβ11 in human) and share a specific reactivity to αGalactosylceramide (αGC) presented by CD1d. These cells can display paradoxical immuno-regulatory properties including strong anti-tumor effects upon αGC administration in murine models. To understand why NKT cells were not sufficiently protective against tumor development in patients with tumor invaded liver, we characterized the diversity of Vα24/Vβ11 NKT cells in healthy donors (HD) and cancer patients: NKT cells from HD and patients were generally diverse in terms of TCR β chain (Vβ11) variability and NKT cells from HD showed a variable recognition of αGC loaded CD 1 d multimers. Vα24/ Vβ11 NKT cells can be divided in 3 populations, the CD4, DN (CD4-/CD8-) and CD8 NKT cell subsets that show distinct ability of cytokine production. In addition, our functional analysis revealed that DN and CD8 subsets displayed a higher cytolytic potential and a weaker IFNγ release than the CD4 NKT cell subset. NKT cell subsets were variably represented in the blood of HD and cancer patients. However, HD with high NKT cell frequencies displayed an enrichment of the DN and CD8 subsets, and few of them were suggestive of an oligoclonal expansion in vivo. Comparable NKT cell frequencies were found between blood, non-tumoral liver and tumor of patients. In contrast, we identified a gradual enrichment of CD4 NKT cells from blood to the liver and to the tumor, together with a decrease of DN and CD8 NKT cell subsets. Most patient derived NKT cells were unresponsive upon αGalactosylceramide stimulation ex vivo; NKT cells from few patients displayed a weak responsiveness with different cytokine polarization. The NKT cell repertoire was thus different in tumor tissue, suggesting that CD4 NKT cells infiltrating tumors may be detrimental for protection against tumors and instead may favour the tumor growth/recurrence as recently reported in mice. Résumé en français scientifique : Afin de développer le traitement des patients porteurs d'une tumeur dans le foie par immunothérapie, de nouvelles connaissances sont requises concernant l'expression d'antigènes par les tumeurs et les cellules immunitaires spécifiques de ces antigènes. Nous avons vérifié que des antigènes associés aux tumeurs, tels que les antigènes « Cancer-Testis » (CT), sont fréquemment exprimés par le carcinome hepatocéllulaire (CHC). La recherche de lymphocytes T CD8+ spécifiques (CTL) de ces antigènes a révélé que des CTL spécifiques de MAGE-A10 et/ou SSX-2 ont répondu naturellement à la tumeur chez 2/10 patients étudiés. Ces cellules étaient présentes dans les lésions tumorales mais pas dans le foie adjacent. De plus, ces CTL ont démontré une activité cytolytique forte et spécifique contre les cellules tumorales in vitro, ce qui suggère que ces CTL ont été sélectionnés pour une haute avidité de reconnaissance de l'antigène in vivo. Ces données fournissent une base pour l'immunothérapie spécifique du CHC, en proposant de cibler les antigènes CT tels que MAGE-A10 ou SSX-2. Les cellules NKT de type 1 ont une chaîne α de TCR qui est invariante (chez l'homme, Vα24Jα18, apparié avec Vβ11) et reconnaissent spécifiquement l'αGalactosylceramide (αGC) présenté par CD1d. Ces cellules ont des propriétés immuno¬régulatrices qui peuvent être parfois contradictoires et leur activation par l'αGC induit une forte protection anti-tumorale chez la souris: Afin de comprendre pourquoi ces cellules ne sont pas assez protectrices contre le développement des tumeurs dans le foie chez l'homme, nous avons étudié la diversité des cellules NKT Vα24/Vβ11 d'individus sains (IS) et de patients cancéreux. Les cellules NKT peuvent être sous-divisées en 3 populations : Les CD4, DN (CD4- /CD8-) ou CDS, qui ont la capacité de produire des cytokines différentes. Nos analyses fonctionnelles ont aussi révélé que les sous-populations DN et CD8 ont un potentiel cytolytique plus élevé et une production d'IFNγ plus faible que la sous-population CD4. Ces sous-populations sont représentées de manière variable dans le sang des IS ou des patients. Cependant, les IS avec un taux élevé de cellules NKT ont un enrichissement des sous- populations DN ou CDS, et certains suggèrent qu'il s'agit d'une expansion oligo-clonale in vivo. Les patients avaient des fréquences comparables de cellules NKT entre le sang, le foie et la tumeur. Par contre, la sous-population CD4 était progressivement enrichie du sang vers le foie et la tumeur, tandis que les sous-populations DN ou CD8 était perdues. La plupart des cellules NKT des patients ne réagissaient pas lors de stimulation avec l'αGC ex vivo et les cellules NKT de quelques patients répondaient faiblement et avec des polarisations de cytokines différentes. Ces données suggèrent que les cellules NKT CD4, prédominantes dans les tumeurs, sont inefficaces pour la lutte anti-tumorale et pourraient même favoriser la croissance ou la récurrence tumorale. Donc, une mobilisation spécifique des cellules NKT CD4 négatives par immunothérapie pourrait favoriser l'immunité contre des tumeurs chez l'homme. Résumé en français pour un large public Au sein des globules blancs, les lymphocytes T expriment un récepteur (le TCR), qui est propre à chacun d'entre eux et leur permet d'accrocher de manière très spécifique une molécule appelée antigène. Ce TCR est employé par les lymphocytes pour inspecter les antigènes associés avec des molécules présentatrices à la surface des autres cellules. Les lymphocytes T CD8 reconnaissent un fragment de protéine (ou peptide), qui est présenté par une des molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité de classe I et tuent la cellule qui présente ce peptide. Ils sont ainsi bien adaptés pour éliminer les cellules qui présentent un peptide issu d'un virus quand la cellule est infectée. D'autres cellules T CD8 reconnaissent des peptides comme les antigènes CT, qui sont produits anormalement par les cellules cancéreuses. Nous avons confirmé que les antigènes CT sont fréquemment exprimés par le cancer du foie. Nous avons également identifié des cellules T CD8 spécifiques d'antigènes CT dans la tumeur, mais pas dans le foie normal de 2 patients sur 10. Cela signifie que ces lymphocytes peuvent être naturellement activés contre la tumeur et sont capables de la trouver. De plus les lymphocytes issus d'un patient ont démontré une forte sensibilité pour reconnaître l'antigène et tuent spécifiquement les cellules tumorales. Les antigènes CT représentent donc des cibles intéressantes qui pourront être intégrés dans des vaccins thérapeutiques du cancer du foie. De cette manière, les cellules T CD8 du patient lui-même pourront être induites à détruire de manière spécifique les cellules cancéreuses. Un nouveau type de lymphocytes T a été récemment découvert: les lymphocytes NKT. Quand ils reconnaissent un glycolipide présenté par la molécule CD1d, ils sont capables, de manière encore incomprise, d'initier, d'augmenter, ou à l'inverse d'inhiber la défense immunitaire. Ces cellules NKT ont démontré qu'elles jouent un rôle important dans la défense contre les tumeurs et particulièrement dans le foie des souris. Nous avons étudié les cellules NKT de patients atteints d'une tumeur dans le foie, afin de comprendre pourquoi elles ne sont pas assez protectrice chez l'homme. Les lymphocytes NKT peuvent être sous-divisés en 3 populations: Les CD4, les DN (CD4-/CD8-) et les CD8. Ces 3 classes de NKT peuvent produire différents signaux chimiques appelés cytokines. Contrairement aux cellules NKT DN ou CDS, seules les cellules NKT CD4 sont capables de produire des cytokines qui sont défavorables pour la défense anti-tumorale. Par ailleurs nous avons trouvé que les cellules NKT CD4 tuent moins bien les cellules cancéreuses que les cellules NKT DN ou CD8. L'analyse des cellules NKT, fraîchement extraites du sang, du foie et de la tumeur de patients a révélé que les cellules NKT CD4 sont progressivement enrichies du sang vers le foie et la tumeur. La large prédominance des NKT CD4 à l'intérieur des tumeurs suggère que, chez l'homme, ces cellules sont inappropriées pour la lutte anti-tumorale. Par ailleurs, la plupart des cellules NKT de patients n'étaient pas capables de produire des cytokines après stimulation avec un antigène. Cela explique également pourquoi ces cellules ne protègent pas contre les tumeurs dans le foie.

Evaluation of the early changes occurring in the draining lymph node upon subcutaneous stimulation

Adjuvants have been shown since many years to have an important role in enhancing the immune responses against the co-administered antigens used as vaccines. The continuous study of the mechanism of action of adjuvants is necessary to develop further safe and efficacious vaccines. Complete Freund's adjuvant (CFA) is currently in use as adjuvant to induce some autoimmune diseases in murine models, therefore the study of the mechanisms involved in the generation of the related immune responses could be instrumental for the understanding of the induction of inflammatory Thl7 responses. In the present work, we showed in C57B1/6 mice that CFA peripheral administration induces very early, at 6 h, a potent influx of CDllb+ cells, mainly neutrophils (CD11b+Ly6GhighLy6Cint) and monocytes (CD11b+Ly6GlowLy6Chigh), in the draining lymph node. By investigating the route by which neutrophils reach the lymph node we observed that, around 20% of them arrive from the afferent lymph and the majority stains positive for Mycobacterium tuberculosis. We also observed a correlation between the influx of neutrophils and an increase in IL-23 and IL-Ιβ, together with several inflammatory chemokines, in the draining lymph node. Concomitantly, we detected the expression of the IL-23 receptor on CDllc+ DCs. Moreover, we confirmed the ability of murine neutrophils to express IL-23 both, in vitro by stimulating bone-marrow extracted PMNs with Mycobacterium tuberculosis, and on total cells from draining lymph node by immunohistochemistry. We also observed by in vivo priming a reduction in the percentage of IFN-γ and CXCR3 expressing Τ cells upon depletion of neutrophils. Altogether, we show that upon stimulation from the periphery, the draining lymph node undergo changes in cytokine/chemokine production leading to the recruitment of different leukocytes subpopulations. Here we show that CFA induces a rapid influx of neutrophils which are responsible for the production of IL-23 that in turn influences the generation of Τ helper cells.

cAMP prevents the glucose-mediated stimulation of GLUT2 gene transcription in hepatocytes.

Glucose homoeostasis necessitates the presence in the liver of the high Km glucose transporter GLUT2. In hepatocytes, we and others have demonstrated that glucose stimulates GLUT2 gene expression in vivo and in vitro. This effect is transcriptionally regulated and requires glucose metabolism within the hepatocytes. In this report, we further characterized the cis-elements of the murine GLUT2 promoter, which confers glucose responsiveness on a reporter gene coding the chloramphenicol acetyl transferase (CAT) gene. 5'-Deletions of the murine GLUT2 promoter linked to the CAT reporter gene were transfected into a GLUT2 expressing hepatoma cell line (mhAT3F) and into primary cultured rat hepatocytes, and subsequently incubated at low and high glucose concentrations. Glucose stimulates gene transcription in a manner similar to that observed for the endogenous GLUT2 mRNA in both cell types; the -1308 to -212 bp region of the promoter contains the glucose-responsive elements. Furthermore, the -1308 to -338 bp region of the promoter contains repressor elements when tested in an heterologous thymidine kinase promoter. The glucose-induced GLUT2 mRNA accumulation was decreased by dibutyryl-cAMP both in mhAT3F cells and in primary hepatocytes. A putative cAMP-responsive element (CRE) is localized at the -1074/-1068 bp region of the promoter. The inhibitory effect of cAMP on GLUT2 gene expression was observed in hepatocytes transfected with constructs containing this CRE (-1308/+49 bp fragment), as well as with constructs not containing the consensus CRE (-312/+49 bp fragment). This suggests that the inhibitory effect of cAMP is not mediated by the putative binding site located in the repressor fragment of the GLUT2 promoter. Taken together, these data demonstrate that the elements conferring glucose and cAMP responsiveness on the GLUT2 gene are located within the -312/+49 region of the promoter.

BOLD responses to trigeminal nerve stimulation.

The current study investigates a new model of barrel cortex activation using stimulation of the infraorbital branch of the trigeminal nerve. A robust and reproducible activation of the rat barrel cortex was obtained following trigeminal nerve stimulation. Blood oxygen level-dependent (BOLD) effects were obtained in the primary somatosensory barrel cortex (S1BF), the secondary somatosensory cortex (S2) and the motor cortex. These cortical areas were reached from afferent pathways from the trigeminal ganglion, the trigeminal nuclei and thalamic nuclei from which neurons project their axons upon whisker stimulation. The maximum BOLD responses were obtained for a stimulus frequency of 1 Hz, a stimulus pulse width of 100 μs and for current intensities between 1.5 and 3 mA. The BOLD response was nonlinear as a function of frequency and current intensity. Additionally, modeling BOLD responses in the rat barrel cortex from separate cerebral blood flow (CBF) and cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO(2)) measurements showed good agreement with the shape and amplitude of measured BOLD responses as a function of stimulus frequency and will potentially allow to identify the sources of BOLD nonlinearities. Activation of the rat barrel cortex using trigeminal nerve stimulation will contribute to the interpretation of the BOLD signals from functional magnetic resonance imaging studies.