The NOTCH signaling pathway in normal and malignant blood cell production

The NOTCH pathway is an evolutionarily conserved signalling network, which is fundamental in regulating developmental processes in invertebrates and vertebrates (Gazave et al. in BMC Evol Biol 9:249, 2009). It regulates self-renewal (Butler et al. in Cell Stem Cell 6:251–264, 2010), differentiation (Auderset et al. in Curr Top Microbiol Immunol 360:115–134, 2012), proliferation (VanDussen et al. in Development 139:488–497, 2012) and apoptosis (Cao et al. in APMIS 120:441–450, 2012) of diverse cell types at various stages of their development. NOTCH signalling governs cell-cell interactions and the outcome of such responses is highly context specific. This makes it impossible to generalize about NOTCH functions as it stimulates survival and differentiation of certain cell types, whereas inhibiting these processes in others (Meier-Stiegen et al. in PLoS One 5:e11481, 2010). NOTCH was first identified in 1914 in Drosophila and was named after the indentations (notches) present in the wings of the mutant flies (Bigas et al. in Int J Dev Biol 54:1175–1188, 2010). Homologs of NOTCH in vertebrates were initially identified in Xenopus (Coffman et al. in Science 249:1438–1441, 1990) and in humans NOTCH was first identified in T-Acute Lymphoblastic Leukaemia (T-ALL) (Ellisen et al. in Cell 66:649–61, 1991). NOTCH signalling is integral in neurogenesis (Mead and Yutzey in Dev Dyn 241:376–389, 2012), myogenesis (Schuster-Gossler et al. in Proc Natl Acad Sci U S A 104:537–542, 2007), haematopoiesis (Bigas et al. in Int J Dev Biol 54:1175–1188, 2010), oogenesis (Xu and Gridley in Genet Res Int 2012:648207, 2012), differentiation of intestinal cells (Okamoto et al. in Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 296:G23–35, 2009) and pancreatic cells (Apelqvist et al. in Nature 400:877–881, 1999). The current review will focus on NOTCH signalling in normal and malignant blood cell production or haematopoiesis.

Low-grade malignant Triton tumor of the oral cavity:a case report

Malignant Triton tumor (MTT) is a malignant peripheral nerve sheath tumor showing rhabdomyoblastic differentiation. It is considered a high-grade neoplasm with poor outcome. This report describes an MTT appearing in the oral cavity. On histologic examination the encapsulated lesion was composed of interlacing fascicles of spindle cells and scattered, large, strap-like pleomorphic cells with abundant eosinophilic cytoplasm. No cross striations were seen. Examination of levels through the tissue showed a total of only 4 normal mitoses and no necrosis. Immunohistochemistry demonstrated diffuse S100 positivity in the spindle cells. The large pleomorphic cells were weakly positive for alpha-sarcomeric actin and myoglobin, although variably but strongly positive for desmin. Management involved a small en bloc resection of the maxilla. After 33 months there was no sign of recurrence or distant metastasis. It was concluded that low-grade variants of MTT occur that do not have an aggressive clinical course.

Phacoemulsification combined with posterior capsulorhexis and anterior vitrectomy in the management of malignant glaucoma in phakic eyes

Purpose: To describe sequential phacoemulsification-intraocular lens (IOL) implantation-posterior capsulorhexis-anterior vitrectomy in the management of phakic malignant glaucoma. Methods: Twenty consecutive patients (25 eyes) with phakic malignant glaucoma were enrolled at the Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University. All patients underwent phacoemulsification, IOL implantation and posterior capsulorhexis together with anterior vitrectomy via a clear corneal paracentesis. Visual acuity, intraocular pressure (IOP), anterior chamber depth (ACD), surgical complications and medications required after the surgery were recorded. Results: After surgery, the mean LogMAR visual acuity and ACD increased significantly (visual acuity from -1.56 ± 1.17 to -0.54 ± 0.81, p < 0.001; ACD from 0.367 ± 0.397 mm to 2.390 ± 0.575 mm, p < 0.001), and mean IOP decreased significantly (from 39.6 ± 10.6 mm Hg to 14.5 ± 4.1 mmHg, p < 0.001). No serious perioperative complications occurred, and only five eyes required topical glaucoma medications after surgery. Conclusion: Combined phacoemulsification-IOL implantation-posterior capsulorhexis-anterior vitrectomy surgery is a safe and effective method for treating patients with phakic malignant glaucoma. © 2012 The Authors. Acta Ophthalmologica © 2012 Acta Ophthalmologica Scandinavica Foundation.

Post-Transcriptional Regulation of BCL2 mRNA by the RNA-Binding Protein ZFP36L1 in Malignant B Cells

The human ZFP36 zinc finger protein family consists of ZFP36, ZFP36L1, and ZFP36L2. These proteins regulate various cellular processes, including cell apoptosis, by binding to adenine uridine rich elements in the 3′ untranslated regions of sets of target mRNAs to promote their degradation. The pro-apoptotic and other functions of ZFP36 family members have been implicated in the pathogenesis of lymphoid malignancies. To identify candidate mRNAs that are targeted in the pro-apoptotic response by ZFP36L1, we reverse-engineered a gene regulatory network for all three ZFP36 family members using the ‘maximum information coefficient’ (MIC) for target gene inference on a large microarray gene expression dataset representing cells of diverse histological origin. Of the three inferred ZFP36L1 mRNA targets that were identified, we focussed on experimental validation of mRNA for the pro-survival protein, BCL2, as a target for ZFP36L1. RNA electrophoretic mobility shift assay experiments revealed that ZFP36L1 interacted with the BCL2 adenine uridine rich element. In murine BCL1 leukemia cells stably transduced with a ZFP36L1 ShRNA lentiviral construct, BCL2 mRNA degradation was significantly delayed compared to control lentiviral expressing cells and ZFP36L1 knockdown in different cell types (BCL1, ACHN, Ramos), resulted in increased levels of BCL2 mRNA levels compared to control cells. 3′ untranslated region luciferase reporter assays in HEK293T cells showed that wild type but not zinc finger mutant ZFP36L1 protein was able to downregulate a BCL2 construct containing the BCL2 adenine uridine rich element and removal of the adenine uridine rich core from the BCL2 3′ untranslated region in the reporter construct significantly reduced the ability of ZFP36L1 to mediate this effect. Taken together, our data are consistent with ZFP36L1 interacting with and mediating degradation of BCL2 mRNA as an important target through which ZFP36L1 mediates its pro-apoptotic effects in malignant B-cells.

Photodynamic therapy with mTHPC and polyethylene glycol-derived mTHPC: a comparative study on human tumour xenografts.

The photosensitizing properties of m-tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC) and polyethylene glycol-derivatized mTHPC (pegylated mTHPC) were compared in nude mice bearing human malignant mesothelioma, squamous cell carcinoma and adenocarcinoma xenografts. Laser light (20 J/cm2) at 652 nm was delivered to the tumour (surface irradiance) and to an equal-sized area of the hind leg of the animals after i.p. administration of 0.1 mg/kg body weight mTHPC and an equimolar dose of pegylated mTHPC, respectively. The extent of tumour necrosis and normal tissue injury was assessed by histology. Both mTHPC and pegylated mTHPC catalyse photosensitized necrosis in mesothelioma xenografts at drug-light intervals of 1-4 days. The onset of action of pegylated mTHPC seemed slower but significantly exceeds that of mTHPC by days 3 and 4 with the greatest difference being noted at day 4. Pegylated mTHPC also induced significantly larger photonecrosis than mTHPC in squamous cell xenografts but not in adenocarcinoma at day 4, where mTHPC showed greatest activity. The degree of necrosis induced by pegylated mTHPC was the same for all three xenografts. mTHPC led to necrosis of skin and underlying muscle at a drug-light interval of 1 day but minor histological changes only at drug-light intervals from 2-4 days. In contrast, pegylated mTHPC did not result in histologically detectable changes in normal tissues under the same treatment conditions at any drug-light interval assessed. In this study, pegylated mTHPC had advantages as a photosensitizer compared to mTHPC. Tissue concentrations of mTHPC and pegylated mTHPC were measured by high-performance liquid chromatography in non-irradiated animals 4 days after administration. There was no significant difference in tumour uptake between the two sensitizers in mesothelioma, adenocarcinoma and squamous cell carcinoma xenografts. Tissue concentration measurements were of limited use for predicting photosensitization in this model.

Estudio comparativo de las técnicas de PCR y ADA en derrame pleural de pacientes presuntivos de tuberculosis.

Tesis (Maestría en Ciencias con Acentuación en Microbiología) UANL, 2012.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Synthesis and evaluation of novel boron-containing complexes of potential use for the selective treatment of malignant melanoma

Boron-containing complexes that have the potential to irreversibly accumulate in melanoma cells have been prepared by reaction of amino acids with 9-methoxy-9-borabicyclo[3.3.1]nonane. The ability of each complex to act as a substrate for tyrosinase has been probed by oximetry. Increased uptake of the lead candidate in a tyrosinase-rich cell line, compared with a tyrosinase-absent cell line, is reported, with results correlating well with that for a drug currently approved for BNCT.

A review of vertebroplasty for osteoporotic and malignant vertebral compression fractures

Vertebral compression fractures are a common clinical problem and the incidence of them will increase with the ageing population. Traditionally management has been conservative; however, there has been a growing trend towards vertebroplasty as an alternative therapy in patients with persisting severe pain. NICE produced guidance in 2003 recommending the procedure after 4 weeks of conservative management. Recent high-quality studies have been contradictory and there is currently a debate surrounding the role of the procedure with no agreement in the literature. We examine the evidence in both osteoporotic and malignant vertebral compression fractures; we also describe the benefits and side effects, alternative treatment options and the cost of the procedure. Finally, we recommend when vertebroplasty is most appropriately used based on the best available evidence.