Identification des gènes responsables des hyperplasies surrénaliennes macronodulaires bilatérales familiales avec récepteurs aberrants

La majorité des hyperplasies macronodulaires bilatérales des surrénales avec syndrome de Cushing ACTH-indépendant (AIMAH) est due à l’expression aberrante de divers récepteurs hormonaux au niveau du cortex surrénalien. Les gènes responsables des AIMAH familiales avec récepteurs aberrants n’ont pas été identifiés. Le but de ce projet est de les identifier. Une étude de liaison, visant à identifier la ou les régions du génome comprenant le ou les gènes pouvant être en cause dans les AIMAH familiales, a été réalisée en utilisant l’ADN des membres d’une famille (10 malades et 7 sains) originaire du Québec, atteinte d’AIMAH et syndrome de Cushing et caractérisée par l’expression des récepteurs β-adrénergique et V1-vasopressine. Diverses régions chromosomiques entre les personnes atteintes et non-atteintes de la famille ont été soulignées. Un total de 707453 SNPs a été obtenu, et après analyse statistique, 159 SNPs significatifs, pouvant être associés au phénotype, ont été mis en évidence entre les deux groupes. Il a été constaté que la majorité de ces SNPs se situaient sur les régions chromosomiques 1q32.1 et 16q12.2. Une étude du transcriptome a aussi été réalisée en utilisant l’ADN des tumeurs de deux patients de la famille, ainsi que l’ADN d'autres tumeurs surrénaliennes. Les analyses statistiques ont permis d’identifier 15 gènes susceptibles d’être reliés à la maladie (11 surexprimés et 4 sous-exprimés). En utilisant les données de ces deux études, nous avons ciblé six gènes du chromosome 1 (ATP2B4, PPP1R12B, SOX13, CACNA1S, ADORA1et PHLDA3), un du chromosome 16 (CHD9) et un du chromosome 13 (SPRY2), afin de rechercher la présence de mutations. Le séquençage n’a révélé aucun changement de nucléotide dans les gènes PPP1R12B et SOX13. Dans les gènes ATP2B4, CACNA1S, ADORA1et PHLDA3, le séquençage a révélé des changements de nucléotides n’entrainant soit pas de changement d’acide aminé soit un changement d’acide aminé jugé « non pertinent », du fait qu’il ne permettait pas de différencier les sujets sains des sujets atteints. Pour ce qui est de CHD9 et SPRY2, le séquençage a permis d’identifier des changements de nucléotides entrainant des changements d’acides aminés de façon plus fréquente chez les sujets atteints par rapport aux sujets sains. En conclusion, nos travaux nous ont donc permis d’identifier, par étude de liaison et par analyse du transcriptome, des gènes candidats qui pourraient être responsables de cette pathologie. Le séquençage de ces gènes candidats a révélé des mutations de CHD9 et SPRY2. Ces résultats s’avèrent prometteurs puisque ces deux gènes produisent des protéines impliquées dans le remodelage de la chromatine et dans la régulation de la signalisation des protéines kinases. Le phénotypage et le génotypage des patients atteints doivent être poursuivis pour vérification.

Étude sur la reconnaissance de l'ubiquitine par les domaines de transactivation acides des activateurs de transcription

Les domaines de transactivation (TAD) acides sont présents dans plusieurs protéines oncogéniques, virales et dans des facteurs de différenciation de cellules souches. Ces domaines acides contrôlent la transcription à travers une myriade d’interactions avec divers partenaires ce qui provoque l’activation de la transcription ou leur propre élimination. Cependant, dans la dernière décennie, de plus en plus de recherches ont démontré que les TAD possédaient un sous-domaine activation/dégradation (DAD) responsable pour une fonction d'activation de la transcription dépendante de la dégradation de la protéine. Un tel phénomène peut être accompli par plusieurs moyens tels que des modifications post-traductionnelles, l’association à des cofacteurs ou la formation d’un réseau d’interaction complexe en chaînes. Or, aucune preuve concrète n’a pu clairement démontrer le fonctionnement de la dépendance paradoxale entre ces deux fonctions sur un activateur de transcription. Le DAD, a été observé dans plusieurs facteurs de transcription incluant la protéine suppresseur de tumeur p53 et le facteur de différenciation érythrocyte EKLF. Un aspect particulier des DAD est que la composition de leur séquence d’acide aminé est fortement similaire à celle des domaines de liaison à l’ubiquitine (UBD) qui jouent un rôle clé dans le contrôle de la transcription à travers leur interaction non-covalente avec l’ubiquitine. Ainsi, dans ce mémoire, nous avons étudié la possibilité que les TAD acides soient capables d’agir comme UBD pour réguler leur fonction paradoxale à travers des interactions non-covalentes avec l’ubiquitine. L’analyse est faite en utilisant la résonnance magnétique nucléaire (RMN) ainsi qu’avec des essais fonctionnels de dégradation. En somme, cette étude amène une plus grande compréhension des protéines impliquées dans le contrôle des TAD et caractérise le tout premier exemple de TAD capable d’interagir avec l’ubiquitine.

Déterminants moléculaires de la scoliose idiopathique de l'adolescent

La scoliose est la déformation de la colonne vertébrale la plus répandue. Elle atteint 3 à 4% de la population pédiatrique et dans 85% des cas, aucune cause n’a été identifiée. Ces cas sont appelés idiopathiques et les symptômes apparaissent durant la puberté; d’où le terme de ‘scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA). Cette pathologie atteint le plus souvent les jeunes filles, en nombre et en sévérité. Ces dernières années, plusieurs hypothèses ont été proposées afin d’élucider l’étiologie de cette pathologie. Celles-ci ont mis de l’avant différents facteurs génétiques, biochimiques, mécaniques, neurologiques, musculaires ou hormonaux. Plusieurs études ont rapporté des formes familiales de scoliose, soutenant la thèse d’une prédisposition génétique. Nous avons démontré que les patients souffrant de SIA présentent un défaut de signalisation cellulaire médiée par les protéines Gi et un taux élevé d’ostéopontine (OPN) circulante. En utilisant une approche de type ‘gène candidat’, nous avons montré que la protéine tyrosine phosphatase μ (PTPμ) régule l’activité du complexe d’intégrines α5/β1 (récepteur de l’OPN) via la protéine kinase PIPKIγ. Dans ce but, nous avons utilisé des cultures primaires d’ostéoblastes issues de biopsies de patients et de cas traumatiques comme sujets contrôles. Les biopsies osseuses de patients ont été obtenues lors de l’intervention chirurgicale à partir des vertèbres T3 à L4, selon les différentes procédures. Les biopsies issues de cas traumatiques proviennent d’autres types d’os (tibia, crête iliaque, fémur). Les profils d’expression du gène PTPRM (codant pour la protéine PTPμ) ont été étudiés par PCR quantitative (qPCR). Les taux de protéines PTPμ ont été analysés par immunoprécipitation suivi d’un western blot. Pour évaluer le rôle de cette protéine, nous avons bénéficié d’un modèle murin. Machida et al. ont démontré qu’il existe un taux plus élevé de scoliose parmi les souris C57Bl/6 bipèdes obtenues suite à l’amputation des membres supérieurs, sous anesthésie, cinq semaines après la naissance. Nous avons utilisé des cultures primaires d’ostéoblastes issues de la colonne ii vertébrale de souris C57Bl/6 bipèdes, délétées du gène PTPRM (souris dites ‘KO’), afin d’évaluer le niveau de signalisation cellulaire spécifique des protéines Gi par un test fonctionnel: la technique de spectroscopie cellulaire di-électrique (SCD). Selon nos données, 85% des souris bipédales ‘KO’ pour le géne PTPRM développent une scoliose (modérée à sévère) contre 55% des souris contrôles C57Bl6 bipèdes. De plus, les niveaux de PTPμ exprimée par les ostéoblastes de 34 patients SIA se trouvent diminués par comparaison à 17 sujets contrôles. Nos études de souris bipèdes ont montré que l’inactivation du gène PTPRM augmente l’incidence et la sévérité de la scoliose, sans pour autant affecter les taux circulant d’OPN ou l’expression de ses récepteurs. Par ailleurs, dans ce même contexte, nous avons remarqué une augmentation de l’interaction entre l’OPN et l’intégrine β1 en l’absence du gène PTPRM. Les cellules issues de ces souris bipèdes KO montrent une réduction dans leurs niveaux de signalisation cellulaire médiée par les protéines Gi après stimulation par l’OPN. Cette diminution est en grande partie récupérée après traitement des cellules par un siRNA spécifique de la protéine PIPK1γ, substrat de PTPμ qui favorise la fixation de ligands aux intégrines. Ces études apportent les premières indications que la perte d’expression de PTPμ est impliquée dans le développement de la SIA, en amplifiant probablement l’effet inhibiteur de l’OPN sur la signalisation cellulaire médiée par les protéines Gi. Ces études permettent une meilleure compréhension de l’étiologie de la SIA. Elles pourraient avoir une contribution importante dans le développement futur de méthodes diagnostique et thérapeuthique dans le but d'arrete l’apparition et l’évolution de la maladie chez les enfants atteints.

Rôles des protéines d’échafaudage Gab dans la signalisation et l’angiogenèse médiées par le VEGF

La protéine d’échafaudage Gab1 amplifie la signalisation de plusieurs récepteurs à fonction tyrosine kinase (RTK). Entre autres, elle promeut la signalisation du VEGFR2, un RTK essentiel à la médiation de l’angiogenèse via le VEGF dans les cellules endothéliales. En réponse au VEGF, Gab1 est phosphorylé sur tyrosine, ce qui résulte en la formation d’un complexe de protéines de signalisation impliqué dans le remodelage du cytosquelette d’actine et la migration des cellules endothéliales. Gab1 est un modulateur essentiel de l’angiogenèse in vitro et in vivo. Toutefois, malgré l’importance de Gab1 dans les cellules endothéliales, les mécanismes moléculaires impliqués dans la médiation de ses fonctions, demeurent mal définis et la participation du second membre de la famille, Gab2, reste inconnue. Dans un premier temps, nous avons démontré que tout comme Gab1, Gab2 est phosphorylé sur tyrosine, qu’il s’associe de façon similaire avec des protéines de signalisation et qu’il médie la migration des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Cependant, contrairement à Gab1, Gab2 n’interagit pas avec le VEGFR2 et n’est pas essentiel pour l’activation d’Akt et la promotion de la survie cellulaire. En fait, nous avons constaté que l’expression de Gab2 atténue l’expression de Gab1 et l’activation de la signalisation médiée par le VEGF. Ainsi, Gab2 semble agir plutôt comme un régulateur négatif des signaux pro-angiogéniques induits par Gab1. La migration cellulaire est une des étapes cruciales de l’angiogenèse. Nous avons démontré que Gab1 médie l’activation de la GTPase Rac1 via la formation et la localisation d’un complexe protéique incluant la GEF VAV2, la p120Caténine et la Cortactine aux lamellipodes des cellules endothéliales en réponse au VEGF. De plus, nous montrons que l’assemblage de ce complexe corrèle avec la capacité du VEGF à induire l’invasion des cellules endothéliales et le bourgeonnement de capillaires, deux phénomènes essentiels au processus angiogénique. La régulation des RhoGTPases est également régulée par des inactivateurs spécifiques les « Rho GTPases activating proteins », ou GAPs. Nous décrivons ici pour la première fois le rôle de la GAP CdGAP dans les cellules endothéliales et démontrons son importance dans la médiation de la signalisation du VEGF via la phosphorylation sur tyrosine de Gab1 et l’activation des RhoGTPases Rac1 et Cdc42. Ainsi, dù à son importance sur l’activation de voies de signalisation du VEGF, CdGAP représente un régulateur crucial de la promotion de diverses activités biologiques essentielles à l’angiogenèse telles que la migration cellulaire, et le bourgeonnement de capillaires in vitro et d’aortes de souris ex vivo. De plus, les embryons de souris CdGAP KO présentent des hémorragies et de l’œdème, et ces défauts vasculaires pourraient être responsables de la mortalité de 44% des souris CdGAP knock-out attendues. Nos études amènent donc une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires induits par le VEGF et démontrent l’implication centrale de Gab1 et des régulateurs des RhoGTPases dans la promotion de l’angiogenèse. Cette meilleure compréhension pourrait mener à l’identification de nouvelles cibles ou approches thérapeutiques afin d’améliorer le traitement des patients souffrant de maladies associées à une néovascularisation incontrôlée telles que le cancer.

Microbial Recognition Via Toll-Like Receptor-Dependent and -Independent Pathways Determines the Cytokine Response of Murine Dendritic Cell Subsets to CD40 Triggering

Dendritic cells (DC) can produce Th-polarizing cytokines and direct the class of the adaptive immune response. Microbial stimuli, cytokines, chemokines, and T cell-derived signals all have been shown to trigger cytokine synthesis by DC, but it remains unclear whether these signals are functionally equivalent and whether they determine the nature of the cytokine produced or simply initiate a preprogrammed pattern of cytokine production, which may be DC subtype specific. Here, we demonstrate that microbial and T cell-derived stimuli can synergize to induce production of high levels of IL-12 p70 or IL-10 by individual murine DC subsets but that the choice of cytokine is dictated by the microbial pattern recognition receptor engaged. We show that bacterial components such as CpG-containing DNA or extracts from Mycobacterium tuberculosis predispose CD8alpha(+) and CD8alpha(-)CD4(-) DC to make IL-12 p70. In contrast, exposure of CD8alpha(+), CD4(+) and CD8alpha(-)CD4(-) DC to heat-killed yeasts leads to production of IL-10. In both cases, secretion of high levels of cytokine requires a second signal from T cells, which can be replaced by CD40 ligand. Consistent with their differential effects on cytokine production, extracts from M. tuberculosis promote IL-12 production primarily via Toll-like receptor 2 and an MyD88-dependent pathway, whereas heat-killed yeasts activate DC via a Toll-like receptor 2-, MyD88-, and Toll/IL-1R domain containing protein-independent pathway. These results show that T cell feedback amplifies innate signals for cytokine production by DC and suggest that pattern recognition rather than ontogeny determines the production of cytokines by individual DC subsets.

Differential kinase requirement for enhancement of Fc gamma R-mediated phagocytosis in alveolar macrophages by leukotriene B(4) vs. D(4)

In alveolar macrophages, leukotriene (IT) B(4) and cysteinyl LTs (LTC(4), LTD(4) and LTE(4)) both enhance Fc gamma receptor (Fc gamma R)-mediated phagocytosis. In the present study we investigated the role of specific PKC isoforms (PKC-alpha and -delta), the MAP kinases p38 and ERK 1/2, and PI3K in mediating the potentiation of Fc gamma R-mediated phagocytosis induced by addition of leukotrienes to the AMs. It was found that exogenously added LTB(4) and LTD(4) both enhanced PKC-delta and -alpha phosphorylation during Fc gamma R engagement. Studies with isoform-selective inhibitors indicated that exogenous LTB(4) effects were dependent on both PKC-alpha and -delta, while LTD(4) effects were exclusively due to PKC-delta activation. Although both exogenous LTB(4) and LTD(4) enhanced p38 and ERK 1/2 activation, LTB(4) required only ERK 1/2, while LTD(4) required only p38 activation. Activation by both LTs was dependent on PI3K activation. Effects of endogenous LTs on kinase activation were also investigated using selective LT receptor antagonists. Endogenous LTB(4) contributed to Fc gamma R-mediated activation of PKC-alpha, ERK 1/2 and PI3K, while endogenous cysLTs contributes to activation of PKC-delta, p38 and PI3K. Taken together, our data show that the capacities of LTB(4) and LTD(4) to enhance Fc gamma R-mediated phagocytosis reflect their differential activation of specific kinase programs. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Inferring Contagion in Regulatory Networks

Several gene regulatory network models containing concepts of directionality at the edges have been proposed. However, only a few reports have an interpretable definition of directionality. Here, differently from the standard causality concept defined by Pearl, we introduce the concept of contagion in order to infer directionality at the edges, i.e., asymmetries in gene expression dependences of regulatory networks. Moreover, we present a bootstrap algorithm in order to test the contagion concept. This technique was applied in simulated data and, also, in an actual large sample of biological data. Literature review has confirmed some genes identified by contagion as actually belonging to the TP53 pathway.

Diferenciação hepatocítica de células-tronco mesenquimais da medula óssea humana

Some recent articles have reported that mesenchymal stem cells (MSCs) can be induced to express hepatocyte markers by transplanting them into animal models of liver damage, or by in vitro culture with growth factors and cytokines. In this study, the aim is to evaluate the behavior of MSCs subjected to induction of hepatocyte differentiation. The MSCs were isolated from the bone marrow of 4 normal donors, characterized and subjected to both in vitro and in vivo induction of hepatocyte differentiation. The in vitro induced cells showed morphological changes, acquiring hepatocyte-like features. However, the immunophenotype of these cells was not modified. The induced cells exhibited no increase in albumin, cytokeratin 18 or cytokeratin 19 transcripts, when analyzed by real-time RT-PCR. The expression of albumin, cytokeratin 18 and alpha fetoprotein was also unchanged, according to immunofluorescence tests. In vivo, the MSC demonstrated a potential to migrate to damaged liver tissue in immunodeficient mice. Taken together, the results suggest that bone marrow MSCs are incapable of in vitro differentiation into hepatocytes by the approach used here, but are capable of homing to damaged hepatic tissue in vivo, suggesting a role for them in the repair of the liver. This contribution to tissue repair could be associated with a paracrine effect exerted by these cells.

Epigenetic mechanisms in penile carcinoma

Penile carcinoma (PeCa) represents an important public health problem in poor and developing countries. Despite its unpredictable behavior and aggressive treatment, there have only been a few reports regarding its molecular data, especially epigenetic mechanisms. The functional diversity in different cell types is acquired by chromatin modifications, which are established by epigenetic regulatory mechanisms involving DNA methylation, histone acetylation, and miRNAs. Recent evidence indicates that the dysregulation in these processes can result in the development of several diseases, including cancer. Epigenetic alterations, such as the methylation of CpGs islands, may reveal candidates for the development of specific markers for cancer detection, diagnosis and prognosis. There are a few reports on the epigenetic alterations in PeCa, and most of these studies have only focused on alterations in specific genes in a limited number of cases. This review aims to provide an overview of the current knowledge of the epigenetic alterations in PeCa and the promising results in this field. The identification of epigenetically altered genes in PeCa is an important step in understanding the mechanisms involved in this unexplored disease. © 2013 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Stimulation of MMP-1 and CCL2 by NAMPT in PDL cells

Periodontitis is an inflammatory disease caused by pathogenic microorganisms and characterized by the destruction of the periodontium. Obese individuals have an increased risk of periodontitis, and elevated circulating levels of adipokines, such as nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT), may be a pathomechanistic link between both diseases. The aim of this in vitro study was to examine the regulation of periodontal ligament (PDL) cells by NAMPT and its production under inflammatory and infectious conditions. NAMPT caused a significant upregulation of 9 genes and downregulation of 3 genes, as analyzed by microarray analysis. Eight of these genes could be confirmed by real-time PCR: NAMPT induced a significant upregulation of EGR1, MMP-1, SYT7, ITPKA, CCL2, NTM, IGF2BP3, and NRP1. NAMPT also increased significantly the MMP-1 and CCL2 protein synthesis. NAMPT was significantly induced by interleukin-1β and the periodontal microorganism P. gingivalis. NAMPT may contribute to periodontitis through upregulation of MMP-1 and CCL2 in PDL cells. Increased NAMPT levels, as found in obesity, may therefore represent a mechanism whereby obesity could confer an increased risk of periodontitis. Furthermore, microbial and inflammatory signals may enhance the NAMPT synthesis in PDL cells and thereby contribute to the increased gingival and serum levels of this adipokine, as found in periodontitis. © 2013 Marjan Nokhbehsaim et al.

Caracterização de uma região genômica relacionada a uma anomalia de viveiro em Eucalyptus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Associação genômica ampla para características reprodutivas em bovinos da raça Nelore

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Mercury fractionation in dourada (Brachyplatystoma rousseauxii) of the Madeira River in Brazil using metalloproteomic strategies

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Four-gene expression model predictive of lymph node metastases in oral squamous cell carcinoma

Background. Previous knowledge of cervical lymph node compromise may be crucial to choose the best treatment strategy in oral squamous cell carcinoma (OSCC). Here we propose a set four genes, whose mRNA expression in the primary tumor predicts nodal status in OSCC, excluding tongue. Material and methods. We identified differentially expressed genes in OSCC with and without compromised lymph nodes using Differential Display RT-PCR. Known genes were chosen to be validated by means of Northern blotting or real time RT-PCR (qRT-PCR). Thereafter we constructed a Nodal Index (NI) using discriminant analysis in a learning set of 35 patients, which was further validated in a second independent group of 20 patients. Results. Of the 63 differentially expressed known genes identified comparing three lymph node positive (pN+) and three negative (pN0) primary tumors, 23 were analyzed by Northern analysis or RT-PCR in 49 primary tumors. Six genes confirmed as differentially expressed were used to construct a NI, as the best set predictive of lymph nodal status, with the final result including four genes. The NI was able to correctly classify 32 of 35 patients comprising the learning group (88.6%; p = 0.009). Casein kinase 1alpha1 and scavenger receptor class B, member 2 were found to be up regulated in pN + group in contrast to small proline-rich protein 2B and Ras-GTPase activating protein SH3 domain-binding protein 2 which were upregulated in the pN0 group. We validated further our NI in an independent set of 20 primary tumors, 11 of them pN0 and nine pN+ with an accuracy of 80.0% (p = 0.012). Conclusions. The NI was an independent predictor of compromised lymph nodes, taking into the consideration tumor size and histological grade. The genes identified here that integrate our "Nodal Index" model are predictive of lymph node metastasis in OSCC.

Structure of the haptoglobin-haemoglobin complex

Red cell haemoglobin is the fundamental oxygen-transporting molecule in blood, but also a potentially tissue-damaging compound owing to its highly reactive haem groups. During intravascular haemolysis, such as in malaria and haemoglobinopathies(1), haemoglobin is released into the plasma, where it is captured by the protective acute-phase protein haptoglobin. This leads to formation of the haptoglobin-haemoglobin complex, which represents a virtually irreversible non-covalent protein-protein interaction(2). Here we present the crystal structure of the dimeric porcine haptoglobin-haemoglobin complex determined at 2.9 angstrom resolution. This structure reveals that haptoglobin molecules dimerize through an unexpected beta-strand swap between two complement control protein (CCP) domains, defining a new fusion CCP domain structure. The haptoglobin serine protease domain forms extensive interactions with both the alpha- and beta-subunits of haemoglobin, explaining the tight binding between haptoglobin and haemoglobin. The haemoglobin-interacting region in the alpha beta dimer is highly overlapping with the interface between the two alpha beta dimers that constitute the native haemoglobin tetramer. Several haemoglobin residues prone to oxidative modification after exposure to haem-induced reactive oxygen species are buried in the haptoglobin-haemoglobin interface, thus showing a direct protective role of haptoglobin. The haptoglobin loop previously shown to be essential for binding of haptoglobin-haemoglobin to the macrophage scavenger receptor CD163 (ref. 3) protrudes from the surface of the distal end of the complex, adjacent to the associated haemoglobin alpha-subunit. Small-angle X-ray scattering measurements of human haptoglobin-haemoglobin bound to the ligand-binding fragment of CD163 confirm receptor binding in this area, and show that the rigid dimeric complex can bind two receptors. Such receptor cross-linkage may facilitate scavenging and explain the increased functional affinity of multimeric haptoglobin-haemoglobin for CD163 (ref. 4).