Reference values for lung function tests: I. Static volumes

Static lung volume (LV) measurements have a number of clinical and research applications; however, no previous studies have provided reference values for such tests using a healthy sample of the adult Brazilian population. With this as our main purpose, we prospectively evaluated 100 non-smoking subjects (50 males and 50 females), 20 to 80 years old, randomly selected from more than 8,000 individuals. Gender-specific linear prediction equations were developed by multiple regression analysis with total lung capacity (TLC), functional residual capacity (FRC), residual volume (RV), RV/TLC ratio and inspiratory capacity (IC) as dependent variables, and with age, height, weight, lean body mass and indexes of physical fitness as independent ones. Simpler demographic and anthropometric variables were as useful as more complex measurements in predicting LV values, independent of gender and age (R2 values ranging from 0.49 to 0.78, P<0.001). Interestingly, prediction equations from North American and European studies overestimated the LV at low volumes and underestimated them at high volumes (P<0.05). Our results, therefore, provide a more appropriate frame of reference to evaluate the normalcy of static lung volume values in Brazilian males and females aged 20 to 80 years.

Developed pressure data may provide misinformation when used alone to evaluate systolic function in isovolumetric left ventricle preparations

We report data showing that developed pressure (DPmax) may lead to opposite conclusion with respect to maximal developed circumferential wall stress (smax) when used to assess contractile function in left ventricle isovolumic preparations. Isovolumetric left ventricle preparations of rats with cardiac hypertrophy (H; N = 10) induced by isoproterenol administration showed higher DPmax (174 ± 14 mmHg) than control (C; N = 8) animals (155 ± 12 mmHg) or rats with regression (R; N = 8) of hypertrophy (144 ± 11 mmHg). In contrast, the estimated smax for C (145 ± 26 kdynes/cm2) and R (133 ± 17 kdynes/cm2) was higher than for H (110 ± 13 kdynes/cm2). According to Laplace's law, the opposite results of DPmax and smax may depend on the increased mass/volume left ventricle ratio of the hypertrophied hearts, which favored pressure generation. These results clearly show that DPmax should be used with caution to analyze systolic function.

Alternative parameters for echocardiographic assessment of fetal diastolic function

Alternative methods to assess ventricular diastolic function in the fetus are proposed. Fetal myocardial hypertrophy in maternal diabetes was used as a model of decreased left ventricular compliance (LVC), and fetal respiratory movements as a model of increased LVC. Comparison of three groups of fetuses showed that, in 10 fetuses of diabetic mothers (FDM) with septal hypertrophy (SH), the mean excursion index of the septum primum (EISP) (ratio between the linear excursion of the flap valve and the left atrial diameter) was 0.36 ± 0.09, in 8 FDM without SH it was 0.51 ± 0.09 (P = 0.001), and in the 8 normal control fetuses (NCF) it was 0.49 ± 0.12 (P = 0.003). In another study, 28 fetuses in apnea had a mean EISP of 0.39 ± 0.05 which increased to 0.57 ± 0.07 during respiration (P < 0.001). These two studies showed that the mobility of the septum primum was reduced when LVC was decreased and was increased when LVC was enhanced. Mean pulmonary vein pulsatility was higher in 14 FDM (1.83 ± 1.21) than in 26 NCF (1.02 ± 0.31; P = 0.02). In the same fetuses, mean left atrial shortening was decreased (0.40 ± 0.11) in relation to NCF (0.51 ± 0.09; P = 0.011). These results suggest that FDM may have a higher preload than normal controls, probably as a result of increased myocardial mass and LV hypertrophy. Prenatal assessment of LV diastolic function by fetal echocardiography should include analysis of septum primum mobility, pulmonary vein pulsatility, and left atrial shortening.

Prevalence of low trauma fractures in long-term kidney transplant patients with preserved renal function

We evaluated the prevalence of low bone mineral density (BMD) and osteoporotic fractures in kidney transplantation (KT) patients and determined risk factors associated with osteoporotic fractures. The study was conducted on 191 patients (94 men and 97 women) with first KT for 3 years or more presenting stable and preserved renal function (serum creatinine levels lower than 2.5 mg/dl). KT patients were on immunosuppressive therapy and the cumulative doses of these drugs were also evaluated. BMD was determined by dual-energy X-ray absorptiometry at multiple sites (spine, femur and total body). Quantitative ultrasound of the calcaneus (broadband ultrasound attenuation, speed of sound, and stiffness index, SI) was also performed. Twenty-four percent (46) of all patients had either vertebral (29/46) or appendicular (17/46) fractures. We found osteoporosis and osteopenia in 8.5-13.4 and 30.9-35.1% of KT patients, respectively. Women had more fractures than men. In women, prevalent fractures were associated with diabetes mellitus [OR = 11.5, 95% CI (2.4-55.7)], time since menopause [OR = 3.7, 95% CI (1.2-11.9)], femoral neck BMD [OR = 1.99, 95% CI (1.4-2.8)], cumulative dose of steroids [OR = 1.1, 95% CI (1.02-1.12)] and low SI [OR = 1.1, 95% CI (1.0-1.2)]. In men, fractures were associated with lower lumbar spine BMD [OR = 1.75, 95% CI (1.1-2.7)], lower SI [OR = 1.1, 95% CI (1.03-1.13)], duration of dialysis [OR = 1.3, 95% CI (1.13-2.7)], and lower body mass index [OR = 1.24, 95% CI (1.1-1.4). Our results demonstrate high prevalence of low BMD and osteoporotic fractures in patients receiving a successful kidney transplant and indicate the need for specific intervention to prevent osteoporosis in this population.

Reduced pancreatic β-cell mass is associated with decreased FoxO1 and Erk1/2 protein phosphorylation in low-protein malnourished rats

A low-protein diet leads to functional and structural pancreatic islet alterations, including islet hypotrophy. Insulin-signaling pathways are involved in several adaptive responses by pancreatic islets. We determined the levels of some insulin-signaling proteins related to pancreatic islet function and growth in malnourished rats. Adult male Wistar rats (N = 20 per group) were fed a 17% protein (normal-protein diet; NP) or 6% protein (low-protein diet; LP), for 8 weeks. At the end of this period, blood glucose and serum insulin and albumin levels were measured. The morphometric parameters of the endocrine pancreas and the content of some proteins in islet lysates were determined. The β-cell mass was significantly reduced (≅65%) in normoglycemic but hypoinsulinemic LP rats compared to NP rats. Associated with these alterations, a significant 30% reduction in insulin receptor substrate-1 and a 70% increase in insulin receptor substrate-2 protein content were observed in LP islets compared to NP islets. The phosphorylated serine-threonine protein kinase (pAkt)/Akt protein ratio was similar in LP and NP islets. The phosphorylated forkhead-O1 (pFoxO1)/FoxO1 protein ratio was decreased by 43% in LP islets compared to NP islets (P < 0.05). Finally, the ratio of phosphorylated-extracellular signal-related kinase 1/2 (pErk1/2) to total Erk1/2 protein levels was decreased by 71% in LP islets compared to NP islets (P < 0.05). Therefore, the reduced β-cell mass observed in LP rats is associated with the reduction of phosphorylation in mitogenic-related signals, FoxO1 and Erk proteins. The cause/effect basis of this association remains to be determined.

Monitoring renal function: measured and estimated glomerular filtration rates - a review

Chronic kidney disease (CKD) is a world-wide public health problem, with adverse outcomes of kidney failure, cardiovascular disease, and premature death. This finding has led to the hypothesis that earlier recognition of kidney disease and successful intervention may improve outcome. The National Kidney Foundation, through its Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (K/DOQI), and other National institutions recommend glomerular filtration rate (GFR) for the definition, classification, screening, and monitoring of CKD. Blood creatinine clearance, the most widely used clinical marker of kidney function, is now recognized as an unreliable measure of GFR because serum creatinine is affected by age, weight, muscle mass, race, various medications, and extra-glomerular elimination. Cystatin C concentration is a new and promising marker for kidney dysfunction in both native and transplanted kidneys. Because of its low molecular weight, cystatin C is freely filtered at the glomerulus and is almost completely reabsorbed and catabolized, but not secreted, by tubular cells. Given these characteristics, cystatin C concentration may be superior to creatinine concentration in detecting chronic kidney disease. This review aims to evaluate from recent literature the clinical efficiency and relevance of these GFR markers in terms of screening CKD.

Association of body mass index with disease severity and prognosis in patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis

The objective of this observational, multicenter study was to evaluate the association of body mass index (BMI) with disease severity and prognosis in patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis. A total of 339 patients (197 females, 142 males) diagnosed with non-cystic fibrosis bronchiectasis by high-resolution computed tomography were classified into four groups: underweight (BMI<18.5 kg/m2), normal weight (18.5≤BMI<25.0 kg/m2), overweight (25.0≤BMI<30.0 kg/m2), and obese (BMI≥30.0 kg/m2). Clinical variables expressing disease severity were recorded, and acute exacerbations, hospitalizations, and survival rates were estimated during the follow-up period. The mean BMI was 21.90 kg/m2. The underweight group comprised 28.61% of all patients. BMI was negatively correlated with acute exacerbations, C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate, radiographic extent of bronchiectasis, and chronic colonization by P. aeruginosa and positively correlated with pulmonary function indices. BMI was a significant predictor of hospitalization risk independent of relevant covariates. The 1-, 2-, 3-, and 4-year cumulative survival rates were 94%, 86%, 81%, and 73%, respectively. Survival rates decreased with decreasing BMI (χ2=35.16, P<0.001). The arterial carbon dioxide partial pressure, inspiratory capacity, age, BMI, and predicted percentage of forced expiratory volume in 1 s independently predicted survival in the Cox proportional hazard model. In conclusion, an underweight status was highly prevalent among patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis. Patients with a lower BMI were prone to developing more acute exacerbations, worse pulmonary function, amplified systemic inflammation, and chronic colonization by P. aeruginosa. BMI was a major determinant of hospitalization and death risks. BMI should be considered in the routine assessment of patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis.

Thermophysical and rheological properties of dulce de leche with and without coconut flakes as a function of temperature

Dulce de leche (DL), a dairy dessert highly appreciated in Brazil, is a concentrated product containing about 70% m/m of total solids. Thermophysical and rheological properties of two industrial Brazilian Dulce de leche formulations (classic Dulce de leche and Dulce de leche added with coconut flakes 1.5% m/m) were determined at temperatures comprised between 28.4 and 76.4 °C. In general, no significant differences (p < 0.05) were observed in the presence of coconut flakes in the two formulations. Heat capacity varied from 2633.2 to 3101.8 J/kg.°C; thermal conductivity from 0.383 to 0.452 W/m.°C; specific mass from 1350.7 to 1310.7 kg/m³; and, thermal diffusivity from (1.082 × 10-7 to 1.130 × 10-7) m²/s. The Bingham model was used to properly describe the non-Newtonian behavior of both formulations, with yielding stress values varying from 27.3 to 17.6 Pa and plastic viscosity from 19.9 to 5.9 Pa.s.

Evaluation of metabolic syndrome and associations with inflammation and graft function in renal transplant recipients

INTRODUCTION: Cardiovascular disease (CVD) is a major determinant of mortality in renal transplant recipients (RTR). Metabolic syndrome (MS) and chronic inflammation are currently considered non traditional risk factors for cardiovascular disease. This study evaluates the frequency of these conditions their associations with graft function. OBJECTIVE: To evaluate the prevalence of metabolic syndrome (MS) and inflammation and their associations with graft function in renal transplant recipients. METHODS: A cross-sectional study was carried out with 200 RTR. MS was defined by the NCEP-ATP III criteria. Inflammation was assessed by CRP levels. Renal function was assessed by GFR estimation using the MDRD equation. RESULTS: MS occurred in 71 patients (35.5%). Patients with MS had higher CPR and decreased GFR levels. Inflammation was present in 99 patients (49.5%). Mean waist perimeter, body mass index, triglycerides and serum total cholesterol were significantly higher in inflamed patients. An association between MS and inflammation was demonstrated, 48 (67.6%) patients with MS were inflamed and among those without MS the rate of inflamed patients was 39.5% (51 patients) (p < 0.001). A significantly higher percentage of patients with MS in the group of patients in chronic renal disease stages III and IV was observed. CONCLUSION: In RTR there is a significant association among MS and inflammation. MS is negatively associated with graft function. The clinical implications of these findings must be evaluated in longitudinal studies.

A mass spectrometric study of some pesticides /|nK. S. Subramanian. -- 260 St. Catharines, Ont. : [s. n.],

The fragmentation processes in the mass spectra of a series of organophosphorus, organochlorine, thio and dithiocarbamate as well as a number of miscellaneous pesticides have been studied i n detail by using the Bendix timeof- flight, MS-12 single-focussing and MS-30 double-focussing mass spectrometers. Interpretation of all the spectra have been presented; their mode s of dissociation elucidated, aided by metastable transitions wherever possible and the structures of the various f ragmentation species postulated wherever f easible. The fragmentation mechanisms are based on the concepts of inductive, resonance and steric ef~ects. Multiple bond cleavages accompanied by simultaneous bond formation and rearrangement reactions involving cycli c t r ansition states have clarified t he formation of various ions . Due emphasis has been placed on the effect of the functional groups or substituents in altering the mass spectral behaviour of the pesticides as they form the basis for the identifi cation of the otherwise identical pesticides. The organophosphorus pesticides which have been studied include i) the phosphates (eg: DDVP and Phosdrin ); ii) phosphorothionates (eg: Parathion, 0-2, 4 dichloro phenyl 0, O-diethyl thionophosphate); iii) phosphorothioites (eg: Tributyl phosphorotrithioite); i V) phosphorothioates (eg: Ethion) and v) phosphorodithioates (eg: Carbophenolthion). Cleavages and rearrangements of the ester moiety dominate the spectrum of phosdrin while that of DDVP is + dominated by t he fragmentation modes of the (OH30)2P=0 + moiety. Fragmentation §f the (CH30)2P=S characterises the spectrum of (OH30)2"P -Cl while cleavages of the + (C2H50 )2P=S species mark the spectra of parathion and 0-2, 4- di chlorophenyl O, O-diethyl thiophosphate. The 0(, cl eavages of the thioether f unction rather than + cleavages of the (C2H50)2P=S signify the spectrum of carbophenolthion. Tributyl phosphorotrithioite behaves more like an aliphatic hydrocarbon than like the corresponding phosphites. The isopropyl and butyl esters of 2, 4 dichlorophenoxy acetic acid show cleavage and rearrangement ions typical of an ester. In spite of its structural similari ty to pp' - DDT and pp' - DDD, Kalthane has a completely different mass spectral behaviour due to the influence of its hydroxyl function. The thiocarbamate pesticides studied include Eptam and Perbulate. Both are structurally similar but having different alkyl substituents on nitrogen and sulphur. This structurQlsimilarity leads to similar types of (N-C), (O-S) and (S-alkyl cleavages). However, perbulate differs from Eptam in showing a rearrangement ion at mle 161 and in forming an isocyanate ion as the base peak. In Eptam the base peak i s the alkyl ion. The dithiocarbamate, Vegadex, resembles the thiocarbamates in undergoing simple cleavages but it differs from them in having a weak parent ion; in the formation of its base peak and in undergoing a series of rearrangement reactions. The miscellaneous pesticides studied include 1-Naphthalene acetic aCid- methyl ester, Fiperonyl butoxide and Allethrin. The ester i s stable to electron impact and shows only fewer ions. Piper onyl butoxide, a polyether, shows characteristics of an et her, alcohol and aldehyde . Allethrin is regarded as an ester of the type R-C-O-R1 with n R being a substituted cyclopr opane moiety and o Rt, a substituted cyclopentenone mOiety. Accordingly it shows cleavage ions typical of an aliphatic ester and undergoes bond ruptures of the cyclic moieties to give unusual ions. Its base peak is an odd electron ion, quite contrary to expectations.

Analytical strategies for the comprehensive profiling of histone post translational modifications by mass spectrometry and implications for functional analyses

Le long bio-polymère d'ADN est condensé à l’intérieur du noyau des cellules eukaryotes à l'aide de petites protéines appelées histones. En plus de leurs fonctions condensatrices,ces histones sont également la cible de nombreuses modifications post-traductionnelles(MPT), particulièrement au niveau de leur section N-terminale. Ces modifications réversibles font partie d’un code d’histones épi-génétique transmissible qui orchestre et module dynamiquement certains événements impliquant la chromatine, tels l’activation et la désactivation de gènes ainsi que la duplication et la réparation d’ADN. Ces modifications sont impliquées subséquemment dans la signalisation et la progression de cancers, tels que la leucémie. En conséquence, l'élucidation des modifications d’histones est importante pour comprendre leurs fonctions biologiques. Une méthodologie analytique a été mise au point en laboratoire pour isoler, détecter, et quantifier les MPT d’histones en utilisant une approche rapide à deux volets à l’aide d’outils bioinformatiques spécialisés. La méthodologie développée en laboratoire a été validée en utilisant des histones de souche sauvage ainsi que deux types d’histones mutants déficients en enzymes acétyltransferase. Des trois sources d’histones utilisées, la seule MPT qui a démontré un changement significatif est l’acétylation de l’histone H3 à lysine 56 (H3K56ac). L’expression et la stoechiométrie de cette MPT, issue de cellules de souche sauvage et de cellules mutantes, ont été déterminées avec précision et comparées. Les fonctions de balayage polyvalentes d'un instrument à trappe ionique quadrupôle linéaire hybride ont été utilisées pour améliorer la détection de protéines intactes. Le mode de balayage « enhanced multiply charged » (EMC) a été modifié pour contenir et détecter les ions de protéines intactes situées dans la trappe ionique linéaire. Ce mode de balayage nommé « targeted EMC » (tEMC) a permis de quadrupler le niveau de sensibilité (signal/interférence), et quintupler la résolution du mode de balayage conventionnel. De plus, la capacité de séparation des charges du tEMC a réduit de façon significative les effets de « space charge » dans la trappe ionique linéaire. La résolution supérieure du mode tEMC a permis de différencier plusieurs isoformes modifiées, particulièrement pour l’histone H3. L’analyse des peptides d’histones trypsiques à l’aide du mode de balayage « MRM » a permis le séquençage et la quantification de MPT avec un haut degré de précision. La seule MPT qui était sous-exprimée entre l’histone de souche sauvage et le mutant DOT1L fut la méthylation de l’histone H3 lysine 79(H3K79me1). Les effets de deux inhibiteurs d’enzymes HDAC (HDACi) sur l’expression de MPT d’histone ont été évalués en utilisant la méthodologie analytique mentionnée. Les histones extraites de cellules normales et cancéreuses ont été exposées à du Vorinostat(SAHA) ou du Entinostat (MS-275) pour une période de 24 à 72 heures. Deux histones furent principalement affectées, soit H3 et H4. Étonnamment, les mêmes effets n'ont pas été détectés lorsque les cellules normales ont été traitées avec le HDACi pour une période de 48 à 72 heures. Une méthode absolue de quantification avec une courbe d’étalonnage a été développée pour le peptide H3K56ac. Contrairement à certaines publications, nos résultats démontrent que cette MPT est présente dans les cellules mammifères avec une stoechiométrie très basse (< 0,1%) et n'est pas surexprimée de façon significative après le traitement au HDACi.

Mass spectrometry as a tool to dissect the role of chromatin assembly factors in regulating nucleosome assembly

L'assemblage des nucléosomes est étroitement couplée à la synthèse des histones ainsi qu’à la réplication et la réparation de l’ADN durant la phase S. Ce processus implique un mécanisme de contrôle qui contribue soigneusement et de manière régulée à l’assemblage de l’ADN en chromatine. L'assemblage des nucléosomes durant la synthèse de l’ADN est crucial et contribue ainsi au maintien de la stabilité génomique. Cette thèse décrit la caractérisation par spectrométrie de masse(SM) des protéines jouant un rôle critique dans l’assemblage et le maintien de la structure chromatinienne. Plus précisément, la phosphorylation de deux facteurs d’assemblage des nucléosome, le facteur CAF-1, une chaperone d’histone qui participe à l'assemblage de la chromatine spécifiquement couplée à la réplication de l'ADN, ainsi que le complexe protéique Hir, jouant de plus un rôle important dans la régulation transcriptionelle des gènes d’histones lors de la progression normale du cycle cellulaire et en réponse aux dommages de l'ADN, a été examiné. La caractérisation des sites de phosphorylation par SM nécéssite la séparation des protéines par éléctrophorèse suivi d’une coloration a l’argent. Dans le chapitre 2, nous demontrons que la coloration à l’argent induit un artéfact de sulfatation. Plus précisément, cet artéfact est causé par un réactif spécifiquement utilisé lors de la coloration. La sulfatation présente de fortes similitudes avec la phosphorylation. Ainsi, l’incrément de masse observé sur les peptides sulfatés et phosphorylés (+80 Da) nécéssite des instruments offrant une haute résolution et haute précision de masse pour différencier ces deux modifications. Dans les chapitres 3 et 4, nous avons d’abord démontré par SM que Cac1, la plus grande sous-unité du facteur CAF-1, est cible de plusieurs sites de phosphorylation. Fait intéréssant, certains de ces sites contiennent des séquences consensus pour les kinases Cdc7-Dbf4 et CDKs. Ainsi, ces résultats fournissent les premières évidences que CAF-1 est potentiellement régulé par ces deux kinases in vivo. La fonction de tous les sites de phosphorylation identifiés a ensuite été évaluée. Nous avons démontré que la phosphorylation de la Ser-503, un site consensus de la DDK, est essentielle à la répréssion transcriptionelle des gènes au niveau des télomères. Cependant, cette phosphorylation ne semble pas être nécéssaire pour d’autres fonctions connues de CAF-1, indiquant que le blocage de la phsophorylation de Cac1 Ser-503 affecte spécifiquement la fonction de CAF-1 aux structures hétérochromatiques des télomères. Ensuite, nous avons identifiés une intéraction physique entre CAF-1 et Cdc7-Dbf4. Des études in vitro ont également demontré que cette kinase phosphoryle spécifiquement Cac1 Ser-503, suggérant un rôle potential pour la kinase Cdc7-Dbf4 dans l’assemblage et la stabilité de la structure hétérochromatique aux télomères. Finalement, les analyses par SM nous ont également permi de montrer que la sous-unité Hpc2 du complexe Hir est phosphorylée sur plusieurs sites consensus des CDKs et de Cdc7-Dbf4. De plus, la quantification par SM d’un site spécifique de phosphorylation de Hpc2, la Ser-330, s’est révélée être fortement induite suite à l’activation du point de contrôle de réplication (le “checkpoint”) suite au dommage a l’ADN. Nous montrons que la Ser-330 de Hpc2 est phopshorylée par les kinases de point de contrôle de manière Mec1/Tel1- et Rad53-dépendante. Nos données préliminaires suggèrent ainsi que la capacité du complex Hir de réguler la répréssion transcriptionelle des gènes d'histones lors de la progression du cycle cellulaire normal et en réponse au dommage de l'ADN est médiée par la phosphorylation de Hpc2 par ces deux kinases. Enfin, ces deux études mettent en évidence l'importance de la spectrométrie de masse dans la caractérisation des sites de phosphorylation des protéines, nous permettant ainsi de comprendre plus précisement les mécanismes de régulation de l'assemblage de la chromatine et de la synthèse des histones.

CD40 signalling in platelet function

Le CD40 est un membre de la famille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale ("Tumour necrosis factor", TNF), initialement identifié sur des cellules de carcinome de la vessie. L'interaction du CD40 avec son ligand (CD40L) est d'une importance cruciale pour le développement des cellules B et de la commutation d'isotype au cours de la réponse immunitaire acquise. L'expression du complexe CD40/CD40L était initialement cru d'être limiter aux cellules du système immunitaire, mais aujourd'hui il est bien connu que ce complexe est également exprimé sur les cellules du système circulatoire et vasculaire, et est impliqué dans diverses réactions inflammatoires; de sorte que le CD40L est maintenant considéré comme une molécule thrombo-inflammatoire prédictive des événements cardiovasculaires. Les plaquettes expriment constitutivement le CD40, alors que le CD40L n'est exprimé que suite à leur l'activation. Il est ensuite clivé en sa forme soluble (sCD40L) qui représente la majorité du sCD40L en circulation. Il fut démontré que le sCD40L influence l'activation plaquettaire mais son effet exact sur la fonction plaquettaire, ainsi que les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à son action demeurent inconnus. Ainsi, ce projet a été entrepris dans le but d’adresser les objectifs spécifiques suivants: 1) évaluer les effets in vitro du sCD40L sur l'activation et l'agrégation plaquettaire; 2) identifier les récepteurs plaquettaires impliqués dans l’action du sCD40L; 3) élucider les voies signalétiques intracellulaires induits par le sCD40L; 4) évaluer les effets du sCD40L sur la formation de thrombus in vivo. Nous avons trouvé que le sCD40L augmente fortement l'activation et l'agrégation des plaquettes en réponse à de faibles concentrations d'agonistes. Les plaquettes humaines traitées avec une forme mutante du sCD40L qui n'interagit pas avec le CD40, et les plaquettes de souris déficientes en CD40 ne furent pas en mesure d'induire de telles réponses, indiquant que le récepteur principal du sCD40L au niveau des plaquettes est le CD40. En plus, nous avons identifié la présence de plusieurs membres de la famille du facteur associé du récepteur du TNF ("TNF receptor-associated factor", TRAF) dans les plaquettes et nous avons montré que seulement le TRAF2 s'associe avec le CD40 suite à la stimulation par le sCD40L. Nos résultats indiquent aussi que le sCD40L agisse sur les plaquettes au repos par l'entremise de deux voies signalétiques distinctes. La première voie implique l'activation de la petite GTPase Rac1 et de sa cible en aval, soit la protéine kinase p38 activée par le mitogène ("p38 mitogen-activated protein kinase", p38 MAPK ), menant au changement de forme plaquettaire et à la polymérisation de l'actine; alors que la deuxième voie implique l'activation de la cascade signalétique du NF-kB. Par ailleurs, à la suite d'une lésion artérielle induite par le chlorure de fer, le sCD40L exacerbe la formation de thrombus et l'infiltration leucocytaire au sein du thrombus dans les souris du type sauvage, mais pas chez les souris déficientes en CD40. En conclusion, ce projet a permis d'identifier pour la première fois deux voies signalétiques distinctes en aval du CD40 plaquettaire et a permis d'établir leur implication dans l'activation et l'agrégation plaquettaire en réponse au sCD40L. De manière plus importante, ce projet nous a permis d'établir un lien direct entre les niveaux élevés du sCD40L circulant et la formation de thrombus in vivo, tout en soulignant l'importance du CD40 dans ce processus. Par conséquent, l'axe CD40/CD40L joue un rôle important dans l'activation des plaquettes, les prédisposant à une thrombose accrue en réponse à une lésion vasculaire. Ces résultats peuvent expliquer en partie la corrélation entre les taux circulants élevés du sCD40L et l'incidence des maladies cardiovasculaires.

Searching for novel gene functions in yeast : identification of thousands of novel molecular interactions by protein-fragment complementation assay followed by automated gene function prediction and high-throughput lipidomics

La compréhension de processus biologiques complexes requiert des approches expérimentales et informatiques sophistiquées. Les récents progrès dans le domaine des stratégies génomiques fonctionnelles mettent dorénavant à notre disposition de puissants outils de collecte de données sur l’interconnectivité des gènes, des protéines et des petites molécules, dans le but d’étudier les principes organisationnels de leurs réseaux cellulaires. L’intégration de ces connaissances au sein d’un cadre de référence en biologie systémique permettrait la prédiction de nouvelles fonctions de gènes qui demeurent non caractérisées à ce jour. Afin de réaliser de telles prédictions à l’échelle génomique chez la levure Saccharomyces cerevisiae, nous avons développé une stratégie innovatrice qui combine le criblage interactomique à haut débit des interactions protéines-protéines, la prédiction de la fonction des gènes in silico ainsi que la validation de ces prédictions avec la lipidomique à haut débit. D’abord, nous avons exécuté un dépistage à grande échelle des interactions protéines-protéines à l’aide de la complémentation de fragments protéiques. Cette méthode a permis de déceler des interactions in vivo entre les protéines exprimées par leurs promoteurs naturels. De plus, aucun biais lié aux interactions des membranes n’a pu être mis en évidence avec cette méthode, comparativement aux autres techniques existantes qui décèlent les interactions protéines-protéines. Conséquemment, nous avons découvert plusieurs nouvelles interactions et nous avons augmenté la couverture d’un interactome d’homéostasie lipidique dont la compréhension demeure encore incomplète à ce jour. Par la suite, nous avons appliqué un algorithme d’apprentissage afin d’identifier huit gènes non caractérisés ayant un rôle potentiel dans le métabolisme des lipides. Finalement, nous avons étudié si ces gènes et un groupe de régulateurs transcriptionnels distincts, non préalablement impliqués avec les lipides, avaient un rôle dans l’homéostasie des lipides. Dans ce but, nous avons analysé les lipidomes des délétions mutantes de gènes sélectionnés. Afin d’examiner une grande quantité de souches, nous avons développé une plateforme à haut débit pour le criblage lipidomique à contenu élevé des bibliothèques de levures mutantes. Cette plateforme consiste en la spectrométrie de masse à haute resolution Orbitrap et en un cadre de traitement des données dédié et supportant le phénotypage des lipides de centaines de mutations de Saccharomyces cerevisiae. Les méthodes expérimentales en lipidomiques ont confirmé les prédictions fonctionnelles en démontrant certaines différences au sein des phénotypes métaboliques lipidiques des délétions mutantes ayant une absence des gènes YBR141C et YJR015W, connus pour leur implication dans le métabolisme des lipides. Une altération du phénotype lipidique a également été observé pour une délétion mutante du facteur de transcription KAR4 qui n’avait pas été auparavant lié au métabolisme lipidique. Tous ces résultats démontrent qu’un processus qui intègre l’acquisition de nouvelles interactions moléculaires, la prédiction informatique des fonctions des gènes et une plateforme lipidomique innovatrice à haut débit , constitue un ajout important aux méthodologies existantes en biologie systémique. Les développements en méthodologies génomiques fonctionnelles et en technologies lipidomiques fournissent donc de nouveaux moyens pour étudier les réseaux biologiques des eucaryotes supérieurs, incluant les mammifères. Par conséquent, le stratégie présenté ici détient un potentiel d’application au sein d’organismes plus complexes.

Adrenergic and serotonergic function in dna synthesis during rat liver regeneration and in hepatocyte cultures

The adult mammalian liver is predominantly in a quiescent state with respect to cell division. This quiescent state changes dramatically, however, if the liver is injured by toxic, infectious or mechanic agents (Ponder, 1996). Partial hepatectomy (PH) which consists of surgical removal of two-thirds of the liver, has been used to stimulate hepatocyte proliferation (Higgins & Anderson 1931). This experimental model of liver regeneration has been the target of many studies to probe the mechanisms responsible for liver cell growth control (Michalopoulos, 1990; Taub, 1996). After PH most of the remaining cells in the renmant liver respond with co-ordinated waves of DNA synthesis and divide in a process called compensatory hyperplasia. Hence, liver regeneration is a model of relatively synchronous cell cycle progression in vivo. In contrast to hepatomas, cell division is terminated under some intrinsic control when the original cellular mass has been regained. This has made liver regeneration a useful model to dissect the biochemical and molecular mechanisms of cell division regulation. The liver is thus, one of the few adult organs that demonstrates a physiological growth rewonse (Fausto & Mead, 1989; Fausto & Webber, 1994). The regulation of liver cell proliferation involves circulating or intrahepatic factors that are involved in either the priming of hepatocytes to enter the cell cycle (Go to G1) or progression through the cell cycle. In order to understand the basis of liver regeneration it is mandatory to define the mechanisms which (a) trigger division, (b) allow the liver to concurrently grow and maintain dilferentiated fimction and (c) terminate cell proliferation once the liver has reached the appropriate mass. Studies on these aspects of liver regeneration will provide basic insight of cell growth and dilferentiation, liver diseases like viral hepatitis, toxic damage and liver transplant where regeneration of the liver is essential. In the present study, Go/G1/S transition of hepatocytes re-entering the cell cycle after PH was studied with special emphasis on the involvement of neurotransmitters, their receptors and second messenger function in the control of cell division during liver regeneration