Role of Reactive Gliosis and Neuroinflammation in Experimental Glaucoma

Le glaucome est la principale cause de cécité irréversible dans le monde. Chez les patients atteints de cette pathologie, la perte de la vue résulte de la mort sélective des cellules ganglionnaires (CGR) de la rétine ainsi que de la dégénérescence axonale. La pression intraoculaire élevée est considérée le facteur de risque majeur pour le développement de cette maladie. Les thérapies actuelles emploient des traitements pharmacologiques et/ou chirurgicaux pour diminuer la pression oculaire. Néanmoins, la perte du champ visuel continue à progresser, impliquant des mécanismes indépendants de la pression intraoculaire dans la progression de la maladie. Il a été récemment démontré que des facteurs neuroinflammatoires pourraient être impliqués dans le développement du glaucome. Cette réponse est caractérisée par une régulation positive des cytokines pro-inflammatoires, en particulier du facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα). Cependant, le mécanisme par lequel le processus neuroinflammatoire agit sur la mort neuronale reste à clarifier. L’hypothèse principale de ce doctorat propose que les facteurs pro-inflammatoires comme le TNFα et la phosphodiestérase 4 (PDE4) interagissent avec les mécanismes moléculaires de la mort neuronale, favorisant ainsi la survie et la protection des CGRs au cours du glaucome. Dans la première partie de ma thèse, J’ai utilisé un modèle in vivo de glaucome chez des rats Brown Norway pour montrer que l’expression du TNFα est augmentée après l'induction de l'hypertension oculaire. L'hypothèse spécifique de cette étude suggère que les niveaux élevés de TNFα provoquent la mort des CGRs en favorisant l'insertion de récepteurs AMPA perméables au calcium (CP-AMPAR) à la membrane cytoplasmique. Pour tester cette hypothèse, j’ai utilisé un inhibiteur sélectif de la forme soluble du TNFα, le XPro1595. L'administration de cet agent pharmacologique a induit une protection significative des somas et des axones des neurones rétiniens. L'évaluation de la perméabilité au cobalt a montré que le TNFα soluble est impliqué dans l'insertion de CP-AMPAR à la membrane des CGRs lors du glaucome. L’exposition des neurones à une pression oculaire élevée est à l’origine de la hausse de la densité membranaire des CP-AMPARs, grâce à une diminution de l’expression de la sous-unité GluA2. La présence de GluA2 au sein du récepteur ne permet pas l’entrée du calcium à l’intérieur de la cellule. L'administration intraoculaire d’antagonistes spécifiques des CP-AMPARs promeut la protection des somas et des axones des CGRs. Ces résultats montrent que les CP-AMPARs jouent un rôle important dans la pathologie du glaucome. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai caractérisé l'effet neuroprotecteur d’un inhibiteur de la PDE4, l’ibudilast, dans notre modèle de glaucome. L'hypothèse spécifique s’oriente vers une atténuation de la réponse neuroinflammatoire et de la gliose par l’administration d’ibudilast, favorisant ainsi la protection neuronale. Les résultats montrent que dans les rétines glaucomateuses, l’ibudilast diminue la gliose et l'expression de plusieurs facteurs tels que le TNFα, l'interleukine-1β (IL-1β), l’interleukine-6 (IL-6) et le facteur inhibiteur de la migration des macrophages (MIF). Chez les rats glaucomateux, nous avons observé une expression notable de PDE4A dans les cellules de Müller, qui est en corrélation avec l'accumulation de l’AMP cyclique (AMPc) dans ces cellules après un traitement d’ibudilast. Finalement, nous avons démontré que la protection des CGRs via l’administration d’ibudilast est un mécanisme dépendent de l’AMPc et de la protéine kinase A (PKA). En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse identifient deux mécanismes différents impliqués dans la perte des CGRs au cours du glaucome. Ces mécanismes pourraient fournir des perspectives potentielles pour le développement de nouvelles stratégies de traitement du glaucome.

Développement d’outils analytiques pour la détection de biomolécules directement dans des fluides sanguins

Cette thèse porte sur le développement de biocapteurs basés sur la technique de résonance des plasmons de surface (SPR) pour effectuer des analyses directement dans un fluide sanguin n’ayant subi aucune purification ou dilution. L’ensemble des biocapteurs discutés exploiteront un instrument SPR portable développé dans le groupe du professeur Masson. Le premier volet de la thèse portera sur le processus d’interférence lié à l’adsorption non spécifique du sérum à la surface du capteur. L’analyse des biomolécules adsorbées sera effectuée en combinant la SPR à la spectrométrie de masse. Les informations obtenues seront exploitées pour la construction de biocapteurs adaptés à l’analyse en milieu sanguin. Un premier biocapteur développé ciblera la protéine antigène prostatique spécifique (APS) contenue dans le sérum servant de biomarqueur pour dépister le cancer de la prostate. Pour détecter les faibles concentrations de cette protéine directement dans le sérum, un matériel plasmonique microstructuré sera utilisé pour amplifier les signaux obtenus et sera recouvert d’une monocouche peptidique minimisant l’adsorption non spécifique du sérum. L’instrument SPR aura été adapté pour permettre également la détection simultanée de fluorescence. Un test ELISA sera ainsi effectué en parallèle du test SPR. Chacune des techniques fournira un contrôle pour la deuxième, tout en permettant de détecter le biomarqueur au niveau requis pour dépister la maladie. La combinaison des deux méthodes permettra aussi d’élargir la gamme dynamique du test de dépistage. Pour terminer, l’instrument SPR portable sera utilisé dans le cadre de détection de petites biomolécules ayant un potentiel thérapeutique directement dans un échantillon de sang. Des peptides ayant une activité anti-athérosclérotique pourront ainsi être détectés à même un échantillon de sang ni purifié ni dilué, et ce à des concentrations de l’ordre du micromolaire. Une modification de la microfluidique via l’introduction d’une membrane poreuse au cœur de celle-ci sera la clé permettant d’effectuer de telles analyses. La présente thèse met de l’avant de nouvelles stratégies et des modifications instrumentales permettant d’analyser des protéines et des petites molécules directement dans un échantillon non purifié de sérum ou de sang. Les modifications apportées au système fluidique, à l’instrument SPR et au niveau du biocapteur employé permettront d’effectuer des biodétections dans des matrices aussi complexes que les fluides sanguins. Les présents travaux mettent en lumière la capacité d’un instrument SPR/fluorescence portable à faire en 12 minutes la biodétection d’un marqueur du cancer de la prostate directement dans un échantillon de sérum. Finalement, on rapporte ici un des premiers articles où un biocapteur SPR est utilisé à même un échantillon de sang non-purifié pour faire des biodétections.

L'étude in vivo de l'impact de la pression pulsée sur les capillaires cérébraux de souris

Plusieurs décennies de recherche ont permis de mieux comprendre les effets de l’athérosclérose sur le système cardiovasculaire, d’améliorer la prévention et de développer des traitements efficaces. Les effets de l’athéroslérose sur le cerveau demeurent toutefois mal compris même si le lien entre le fonctionnement cognitif et la santé du système vasculaire est maintenant bien établi. La venue de nouvelles méthodes d’imagerie telle la microscopie laser à 2-photons (TPLM) permet d’étudier l’impact de certaines maladies sur la microvasculature cérébrale en mesurant le flux sanguin dans des vaisseaux uniques situés dans des régions cérébrales millimétriques sous la surface. Les résultats des études in vitro peuvent dorénavant être corrélés à ceux obtenus in vivo. En premier lieu, ce mémoire revoit la théorie ayant permis le développement de la TPLM qui permet de prendre des mesures hémodynamiques in vivo dans des vaisseaux de très petits calibres tels des capillaires cérébraux de souris. Par la suite, son utilisation est décrite chez des souris anesthésiées afin de comparer les mesures d’hémodynamie cérébrale tels la vitesse des globules rouges, le flux de globules rouges, le flux sanguin cérébral, l’hématocrite sanguin et le diamètre des vaisseaux. Finalement, nous avons comparé les données hémodynamiques entre des souris de 3 mois normales (WT ; n=6) et des souris atteintes d’athérosclérose précoce (ATX ; n=6). Les résultats obtenus sur un nombre total de 209 capillaires (103 pour les souris WT et 106 pour les souris ATX) démontrent que les souris ATX possèdent une vitesse des globules rouges (+40%) plus grande, un flux de globule rouge plus grand (+12%) et un flux capillaire plus élevé (+14%) sans démontrer pour aucun de ces paramètres, une différence statistiquement significative. L’hématocrite moyen (35±4% vs 33±2% ; p=0.71) et le diamètre moyen des vaisseaux (4.88±0.22μm vs 4.86±0.20μm ; p=0.23) étaient également comparables. La vitesse des globules rouges a démontré une faible corrélation avec le diamètre des vaisseaux (r=0.39) et avec le flux de globules rouges/seconde (r=0.59). En conclusion, les travaux menés dans le cadre de ce mémoire de maîtrise permettent d'envisager, grâce aux nouvelles méthodes d’imagerie cérébrale telle la TPLM, une meilleure compréhension des mécanismes hémodynamiques sous-jacents à la microcirculation cérébrale. L’effet d’une pression pulsée augmentée, tel que proposée dans l’athérosclérose reste cependant à démontrer avec cette méthode d’imagerie.

Corticosteroides vs dosis bajas de adrenocorticotropina en el tratamiento de espasmos infantiles. Revisión sistemática de la literatura

Antecedentes: El tratamiento de los espasmos infantiles generalmente se realiza con ACTH a pesar de perfil de efectos secundarios y el alto costo financiero. Se ha propuesto el uso de los corticoides como primera línea de tratamiento para la enfermedad, no obstante no existe certeza sobre la eficacia de este esquema. Objetivos: Evaluar la eficacia del uso de los corticoides comparados con la ACTH como primera línea de tratamiento en el manejo de pacientes con espasmos infantiles. Metodología: Se realizó una revisión sistemática de la literatura. La búsqueda se efectuó en las bases de datos Pubmed, Embase, Ovid, LiLaCs y en el registro de ensayos clínicos de Estados Unidos. Se incluyeron estudios en portugués, ingles y español, no se fijo límite de tiempo para la publicación. Se realizó un análisis de riesgo de sesgo y de calidad de la evidencia utilizando el programa GRADEPRO. Se estimaron OR y sus respectivos intervalos de confianza al 95%. Resultados: Se incluyeron 4 estudios, un ensayo clínico y tres estudios de cohorte retrospectiva. Dos estudios aportaron evidencia de calidad moderada y alta. No se encontraron diferencias en la eficacia a corto plazo entre el uso de los corticoides y la ACTH sobre desenlaces clínicos o electroencefalográficos. No se encontraron estudios de seguridad a largo plazo. La seguridad a corto plazo no mostró diferencias. Conclusiones: Es muy probable que el uso de los corticoides como primera línea de tratamiento puedan reemplazar el uso de la ACTH, se requiere estudios de seguridad a largo plazo. La decisión de su uso rutinario debería estar basada en un análisis de costo efectividad y bajo la mirada del balance riesgo/beneficio.

Efectos de la simpatectomía torácica sobre la pletismografía de los miembros superiores en sujetos con hiperhidrosis palmar

Introducción: La simpatectomía es el tratamiento de la hiperhidrosis palmar y consiste en denervación simpática de miembros superiores que produce un efecto en el flujo sanguíneo al impactar la respuesta vasoconstrictora. El cambio en el flujo sanguíneo se puede evaluar a través de la onda fotopletismográfica. Metodología: Se realizaron 2 sesiones (presimpatectomía y postsimpatectomía) de 10 minutos en cada miembro superior en 28 pacientes obteniendo 79 señales fotopletismográficas distribuidas así: 37 presimpatectomía y 42 señales postsimpatectomía. De cada señal se analizó 1.5 minutos donde se tienen 80 ondas de fotopletismografía y se miden 6 variables: 1. Componente AC (componente pulsátil), 2. Componente DC (componente no pulsátil), 3. Relación entre AC/DC (índice de perfusión), 4. Area bajo la curva (AUC), 5. Tiempo entre el inicio de la onda y pico sistólico (T_DA) y 6. Tiempo entre cada onda de pulso (T_DD). Resultados: Aumentó 120% el componente AC y disminuyó 78% en DC del miembro superior derecho (MSD) con 99% de confiabilidad (p<0.001) entre presimpatectomía (n=18) y postsimpatectomía (n=21). AC/DC aumentó 55% con 95% de confiabilidad entre presimpatectomía (n=19) y postsimpatectomía (n=21) en el miembro superior izquierdo (p<0.05). No se encontró diferencia para T_DA, T_DD ni AUC. Discusión y Conclusión: La simpatectomía en pacientes con hiperhidrosis palmar produce un cambio en el flujo sanguíneo de los miembros superiores evidenciado por los cambios en el componente no pulsátil (DC) y pulsátil (AC) que es secundario a la vasodilatación consecuencia del bloqueo simpático por la denervación quirúrgica de los ganglios simpáticos torácicos.

The reproductive response of rams to thyroidectomy: mediation by impaired inhibin feedback rather than a change in LH pulsatility

A series of experiments was conducted to examine the mechanism by which removal of the thyroid glands in seasonally suppressed rams brings about rapid testicular growth. In the first experiment, thyroidectomy at the nadir of the testicular cycle (late winter) initiated testis growth without any detectable change in the extent of spermatogenesis compared with sham-operated controls. The serum concentration of FSH, but not LH, was also markedly increased by thyroidectomy. In the second experiment, serum FSH concentration was again increased by thyroidectomy in late winter but there was no effect of thyroidectomy on LH concentration, LH pulses (measured in frequent blood samples) or testosterone concentration. Furthermore, there was no evidence of a change in central dopaminergic inhibition of GnRH, as measured by the pulsatile LH response to an i.m. injection of the dopaminergic D-2 agonist bromocriptine or antagonist sulpiride. The rapid increase in FSH concentration occurred despite a markedly increased serum inhibin A concentration in thyroidectomized rams. Therefore, the efficacy of inhibin feedback was examined by testing the FSH-suppressive effect of an inhibin preparation (5 ml charcoal-stripped bovine follicular fluid i.v.) in long-term thyroidectomized and thyroid intact castrated rams. Bovine follicular fluid suppressed FSH concentrations in control rams as expected but in marked contrast, was completely without effect in thyroidectomized animals. In castrated rams, the FSH concentration was only marginally increased by thyroidectomy, indicating that there is a major component of the mediation of the effects of thyroidectomy that is testicular in origin. It was concluded that a reduction in the ability of endogenous inhibin to inhibit FSH release at the pituitary, rather than a hypothalamic mechanism, is the primary cause of the stimulation of testis growth by thyroidectomy.

One-pot synthesis and characterization of soluble poly(aryl ether-ketone)s having pendant carboxyl groups

Aromatic poly(ether-ketone)s having pendant carboxyl groups have been obtained by direct, one-pot, Friedel-Crafts copolycondensation of 4,4'-diphenoxybenzophenone with a mixture of terephthaloyl chloride (TC) and trimellitic anhydride acid chloride (TAAC), over a wide range of TAAC/TC molar ratios, in the presence of anhydrous aluminum chloride. The syntheses were performed as precipitation-polycondensations, and the polymers were obtained in particulate form. Besides globular particles of polymer, small quantities of elongated, needlelike particles were observed when the mole ratio TAAC/TC was less than 1. Use of X-ray microdiffraction with synchrotron radiation has revealed that the needlelike material consists of a cyclic compound containing 10 phenylene units, i.e., the crystals are of a [2 + 2] macrocyclic dimer. The polymers obtained are soluble in strong acids and in mixtures of methanesulfonic acid or trifluoroacetic acid with chlorinated hydrocarbons. The molecular structures of the polymers were confirmed by H-1 and C-13 NMR spectroscopy. Reaction of TAAC with 4,4'-diphenoxybenzophenone produced mainly meta-orientation of the resulting ketone linkages. The size of the polymer particles, their molecular weights, and the melting behavior of the products obtained depend on the TAAC/TC ratio used. Ortho-keto acid residues, formed during reaction of anhydride groups of TAAC with 4,4'-diphenoxybenzophenone, exhibit ring-chain tautomerism. A carboxyl-containing aromatic polyketone derived from p-terphenyl, and thus having with no ether linkages in the main chain, was prepared by analogous chemistry, and functional derivatives of carboxy-substituted polyketones were also obtained and characterized.

Formation of crystalline macrocyclic phases during electrophilic precipitation-polycondensation syntheses of poly(arylene ether ketone)s

Elongated crystalline particles formed as by-products during poly(arylene ether ketone) synthesis by electrophilic precipitation-polycondensation of 4,4'-diphenoxybenzophenone with terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride, thought previously to be polymer-whiskers, have now been identified as macrocyclic phases. Single crystal X-ray analysis of the needle-like particles formed in the reaction with terephthaloyl chloride, using the microdiffraction technique with synchrotron radiation, revealed that they consist of a macrocylic compound containing ten phenylene units, i.e. the [2 + 2] cyclic dimer. An analogous structure has also been demonstrated for the corresponding macrocycle derived from the reaction of 4,4-diphenoxybenzophenone with isophthaloyl chloride. Chloroform extraction of the products of the two polycondensations dissolved the macrocyclic material (but not the linear polymer), and analysis of the extracts by MALDI-TOF mass spectrometry demonstrated the presence in both cases of homologous families of macrocyclic products. Higher yields of macrocycles were obtained under pseudo-high dilution conditions, enabling the [2 + 2] cyclodimers from reactions of 4,4'-diphenoxybenzophenone with both terephthaloyl and isophthaloyl chloride to be isolated as pure compounds and fully characterised. (C) 2003 Published by Elsevier Ltd.

Lattice Boltzmann method for simulating the viscous flow in large distensible blood vessels

A lattice Boltzmann method for simulating the viscous flow in large distensible blood vessels is presented by introducing a boundary condition for elastic and moving boundaries. The mass conservation for the boundary condition is tested in detail. The viscous flow in elastic vessels is simulated with a pressure-radius relationship similar to that of the Pulmonary blood vessels. The numerical results for steady flow agree with the analytical prediction to very high accuracy, and the simulation results for pulsatile flow are comparable with those of the aortic flows observed experimentally. The model is expected to find many applications for studying blood flows in large distensible arteries, especially in those suffering from atherosclerosis. stenosis. aneurysm, etc.

Analysis of testosterone pulsatility in women with ovulatory menstrual cycles

Objetivo: Avaliar o padrão pulsátil da secreção da testosterona em mulheres normais. Métodos: Oito mulheres saudáveis com ciclos ovulatórios foram selecionadas. Amostras sanguíneas foram coletadas a cada dez minutos durante seis horas, começando entre 7 e 8 h da manhã, após dez horas de jejum, nas três fases do ciclo menstrual: folicular média (Dia 7), folicular tardia (Dia 12) e lútea (Dia 21). Foram mensurados: testosterona, LH e, no basal, também SHBG. Resultados: A frequência dos pulsos de testosterona, média da amplitude do pulso, porcentagem do incremento da amplitude, duração e intervalos dos pulsos foram similares nas três fases (p > 0,05). A pulsatilidade do LH foi estatisticamente diferente entre as três fases (p < 0,001), caracterizando padrão característico do ciclo ovulatório normal. Conclusões: Esses dados aumentam o conhecimento sobre o padrão de secreção da testosterona no ciclo menstrual humano e representam uma contribuição para a investigação clínica, tanto no hiperandrogenismo como na síndrome de insuficiência androgênica __________________________________________________ ABSTRACT Objective: To evaluate the pattern of the pulsatile secretion of testosterone in normal menstrual cycle. Methods: Eight healthy women with ovulatory menstrual cycles were enrolled. Blood samples were collected at ten-minute intervals for six hours, starting between 7 and 8 am, after a ten-hour fasting, in three phases: mid-follicular (Day 7), late follicular (Day 12) and mid-luteal phase (Day 21). Samples were assayed for testosterone, LH and the baseline also for SHBG. Results: Testosterone pulse frequency, mean amplitude pulse, percentage of increment in pulse amplitude, mean duration of pulses and pulse interval were similar in the three phases. LH pulsatility was statistically different among the three phases (p < 0.001) representing normal ovulatory cycles. Conclusions: These data increase the knowledge about the testosterone secretion profile in the human menstrual cycle and can be used as a contribution to clinical investigation in both hyperandrogenism and androgen insufficiency syndrome

Tumor Necrosis Factor alpha and Interleukin-1 beta Modulate Calcium and Nitric Oxide Signaling in Mechanically Stimulated Osteocytes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Central control of cardiorespiratory interactions in fish

Fish control the relative flow rates of water and blood over the gills in order to optimise respiratory gas exchange. As both flows are markedly pulsatile, close beat-to-beat relationships can be predicted. Cardiorespiratory interactions in fish are controlled primarily by activity in the parasympathetic nervous system that has its origin in cardiac vagal. preganglionic neurons. Recordings of efferent activity in the cardiac vagus include units firing in respiration-related bursts. Bursts of electrical stimuli delivered peripherally to the cardiac vagus or centrally to respiratory branches of cranial, nerves can recruit the heart over a range of frequencies. So, phasic, efferent activity in cardiac vagi, that in the intact fish are respiration-related, can cause heart rate to be modulated by the respiratory rhythm. In elasmobranch fishes this phasic activity seems to arise primarily from central feed-forward interactions with respiratory motor neurones that have overlapping distributions with cardiac neurons in the brainstem. In teleost fish, they arise from increased levels of efferent vagal activity arising from reflex stimulation of chemoreceptors and mechanoreceptors in the orobranchial, cavity. However, these differences are largely a matter of emphasis as both groups show elements of feed-forward and feed-back control of cardiorespiratory interactions. (C) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Anomalous flow behaviour of bauxite tailings

This paper deals with the anomalous flow behaviour observed in two bauxite tailings pumping systems, with 450 mm and 680 mm outer diameter. In order to enlarge the pipeline lengths in the field, tests were carried out in a laboratory test-loop in order to try to understand the anomalous (intermittent) flow behaviour and to solve the problem. Based on data obtained from these laboratory tests and using a generalized REYNOLDS number it was possible to obtain results that fit the MOODY ROUSE diagram.

Construção de um dispositivo de simulação do escoamento pulsátil em artérias

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Análise numérica do escoamento de fluido em tubos elásticos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS