In vitro and in vivo methodologies for studying the Sigma 54-dependent transcription.

Here we describe approaches and methods to assaying in vitro the major variant bacterial sigma factor, Sigma 54 (σ54), in a purified system. We include the complete transcription system, binding interactions between σ54 and its activators, as well as the self-assembly and the critical ATPase activity of the cognate activators which serve to remodel the closed promoter complexes. We also present in vivo methodologies that are used to study the impact of physiological processes, metabolic states, global signalling networks, and cellular architecture on the control of σ54-dependent gene expression.

Assessment of DNA double-strand breaks induced by intravascular iodinated contrast media following in vitro irradiation and in vivo, during paediatric cardiac catheterization

Paediatric cardiac catheterizations may result in the administration of substantial amounts of iodinated contrast media and ionizing radiation. The aim of this work was to investigate the effect of iodinated contrast media in combination with in vitro and in vivo X-ray radiation on lymphocyte DNA. Six concentrations of iodine (15, 17.5, 30, 35, 45, and 52.5 mg of iodine per mL blood) represented volumes of iodinated contrast media used in the clinical setting. Blood obtained from healthy volunteers was mixed with iodinated contrast media and exposed to radiation doses commonly used in paediatric cardiac catheterizations (0 mGy, 70 mGy, 140 mGy, 250 mGy and 450 mGy). Control samples contained no iodine. For in vivo experimentation, pre and post blood samples were collected from children undergoing cardiac catheterization, receiving iodine concentrations of up to 51 mg of iodine per mL blood and radiation doses of up to 400 mGy. Fluorescence microscopy was performed to assess γH2AX-foci induction, which corresponded to the number of DNA double-strand breaks. The presence of iodine in vitro resulted in significant increases of DNA double-strand breaks beyond that induced by radiation for ≥17.5 mg/mL iodine to blood. The in vivo effects of contrast media on children undergoing cardiac catheterization resulted in a 19% increase in DNA double-strand breaks in children receiving an average concentration of 19 mg/mL iodine to blood. A larger investigation is required to provide further information of the potential benefit of lowering the amount of iodinated contrast media received during X-ray radiation investigations. 

An in vitro model of nociceptors in human trigeminal nerves

Background: The oro-facial region is densely innervated by the trigeminal nerve, which when stimulated can induce noxious pain sensation and contribute to neurogenic inflammation in local tissues. Recent research on the expression of specialised ion channels on the trigeminal nerve has highlighted the need to undertake more extensive studies on ion channel expression/functionality with the aim of elucidating their role in pain sensations. A major family of such ion channels is the transient receptor potential (TRP) channels which are activated by a wide variety of thermal, mechanical or chemical stimuli and merit investigation as possible druggable targets for future analgesics.
Objective: Study of TRP channel expression and regulation in oro-facial tissues is hindered by the fact that the cell bodies of neurons innervating these tissues are located in the trigeminal ganglion. Using dental pulp stem cells differentiated towards peripheral neuronal equivalents (PNEs), we sought to determine TRP channel expression, functionality and potential modulation by cytokines in this novel model.
Method: Dental pulp stem cells (DPSCs) were grown on substrate-coated tissue culture plates and differentiated towards a neuronal phenotype using neuronal induction media. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) was performed on PNEs +/-cytokine treatment. Ion channel functionality was investigated using whole cell patch clamping.
Result: qPCR analysis showed that PNEs expressed the TRP channels TRPA1, TRPV1, TRPV4 and TRPM8. TRPA1 was the most abundantly expressed TRP channel studied whereas TRPM8 was lowly expressed. TRP channel expression was shown to be regulated by treatment with inflammatory cytokines. Patch clamp studies using specific agonists and antagonists for TRPA1 and TRPV1 showed these channels were functional.
Conclusion: PNEs differentiated from DPSCs provide a suitable model for TRP channel expression, regulation, and sensistisation in oro-facial tissues. This human neuronal model has potential for use in pre-clinical studies of novel analgesics.

La PCSK9 humaine, une molécule aux multiples facettes métaboliques et une cible thérapeutique prometteuse : études de régulation in vitro et in vivo

La proprotéine convertase subtilisine/kexine-9 (PCSK9) a été identifiée comme le troisième locus impliqué dans l’hypercholestérolémie autosome dominante (ADH). Les deux autres gènes impliqués dans l’ADH encodent le récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLR) et l’apolipoprotéine B. La PCSK9 est une convertase qui favorise la dégradation du LDLR dans les hépatocytes et augmente le niveau plasmatique de cholestérol des LDL (LDL-C). Les mutations « gain de fonction » de la PCSK9 sont associées à un phénotype d’hypercholestérolémie familiale, tandis que les variantes « perte de fonction » sont associées à un LDL-C réduit et à un risque coronarien plus faible. Pour élucider le rôle physiologique de la PCSK9, nous avons étudié sa régulation génique. En utilisant le RT-PCR quantitatif dans des hépatocytes humains, nous avons analysé la régulation de PCSK9 sous différentes conditions modulant l’expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol. Nous avons démontré que l’expression de la PCSK9 était induite par les statines de manière dose-dépendante et que cette induction était abolie par le mévalonate. De plus, le promoteur de PCSK9 contenait deux motifs conservés pour la régulation par le cholestérol : le sterol regulatory element (SRE) et un site Sp1. La PCSK9 circule dans le plasma sous des formes mature et clivée par la furine. Grâce à notre anticorps polyclonal, nous avons mis au point un test ELISA mesurant la PCSK9 plasmatique totale. Une étude transversale a évalué les concentrations plasmatiques de PCSK9 chez des sujets sains et hypercholestérolémiques, traités ou non par des statines ou une combinaison statine/ezetimibe. Chez 254 sujets sains, la valeur moyenne de PCSK9 (écart-type) était de 89,5 (31,9) µg/L. La concentration plasmatique de la PCSK9 corrélait avec celle de cholestérol total, du LDL-C, des triglycérides (TG), de la glycémie à jeun, l’âge et l’indice de masse corporelle. Le séquençage de PCSK9 chez des sujets aux extrêmes de la distribution des concentrations de PCSK9 de notre cohorte a révélé la présence d’une nouvelle variation « perte de fonction » : R434W. Chez 200 patients hypercholestérolémiques, la concentration de PCSK9 était plus élevée que chez les sujets sains (P<0,04). Elle a augmenté avec une dose croissante de statine (P<0,001), et a augmenté encore plus suite à l’ajout d’ezetimibe (P<0,001). Chez les patients traités, ceux présentant une hypercholestérolémie familiale (HF; due à une mutation du LDLR) avaient des concentrations plus élevées de PCSK9 que les non-HF (P<0,005), et la réduction de LDL-C corrélait positivement avec la concentration de PCSK9 atteinte de la même manière dans les deux sous-catégories (P<0,02 et P<0,005, respectivement). Par ailleurs, une incubation des cellules HepG2 (hépatocytes) et Caco-2 (entérocytes) avec de l’ezetimibe a provoqué une augmentation de l’ARNm de PCSK9 et de NPC1L1 de 1,5 à 2 fois (P<0,05), mais aucune variation significative de PCSK9 sécrétée n’a été observée, suggérant que ces lignées cellulaires ne sont pas un modèle idéal. Nous avons également mesuré le niveau de PCSK9 chez 1 739 Canadiens-français âgés de 9, 13 et 16 ans. La valeur moyenne (écart-type) de PCSK9 dans cette cohorte était de 84,7 (24,7) µg/L, légèrement plus basse que dans la cohorte d’adultes (89,5 (31,9) µg/L). Chez les garçons, la PCSK9 circulante diminuait avec l’âge, tandis que c’était l’inverse chez les filles. Il y avait des associations positives et significatives entre la PCSK9 et la glycémie à jeun, l’insulinémie, le HOMA-IR, et les paramètres lipidiques (TC, LDL-C, TG, HDL-C, apoAI et apoB). Dans l’analyse multivariée, une hausse de 10% de l’insulinémie à jeun était associée à une augmentation de 1 à 2% de PCSK9. La régulation de PCSK9 est typique de celle d’un gène impliqué dans le métabolisme des lipoprotéines et est probablement la cible du facteur de transcription «sterol regulatory element-binding protein » (SREBP-2). La concentration plasmatique de la PCSK9 est associée avec l’âge, le sexe, et de multiples marqueurs métaboliques chez les enfants et les adultes. La détection de la PCSK9 circulante chez les sujets HF et non-HF signifie que ce test ELISA spécifique à PCSK9 pourrait servir à suivre la réponse à la thérapie chez un grand éventail de sujets. PCSK9 semble être une cible thérapeutique prometteuse dans le traitement de l’hypercholestérolémie et de la maladie cardiovasculaire.

Comparaison de la force d'adhésion de deux types de résines de collage appliquées sur des surfaces métalliques traitées de différentes façons : une étude in vitro

L’objectif de cette étude était d’évaluer et de comparer la force d’adhésion de deux résines de collage: le ClearfilTM Esthetic Cement & DC Bond Kit (C) et le RelyXTM Unicem (R), sur trois adhérents différents : une surface d’émail, un alliage de métaux non précieux (Np) et un alliage de métaux semi-précieux (Sp). La surface des échantillons des alliages métalliques a subi différents traitements de surface. Sur l’émail (n=15) ainsi que sur les plaquettes d’alliages Np et Sp (n=15), des cylindres de résine étaient appliqués et polymérisés. Suite au processus de collage, les échantillons ont été incubés à 37°C pendant 24 heures, puis ont subi 500 cycles de thermocyclage. Des tests de cisaillement ont été effectués, suivi par l’analyse de la surface des échantillons au microscope à balayage électronique. Une comparaison de type T-test et des comparaisons multiples post hoc, ont été effectuées pour l’analyse statistique (p 0,05). Sur l’émail, les résultats ont démontré que la résine C présentait une force d'adhésion moyenne statistiquement supérieure (33,97±17,18 MPa) à la résine R (10,48±11,23 MPa) (p 0,05). Le type d’alliage utilisé n’influençait pas la force d’adhésion, et ce, peu importe le type de résine de collage (p>0,05). Pour le groupe Sp, la résine C a démontré une adhésion statistiquement supérieure à la résine R, et ce, pour tous les traitements de surface (p 0,05). En conclusion, la résine C a démontré des résultats d’adhésion significativement supérieurs à la résine R sur l’émail ainsi que sur presque toutes les surfaces traitées des alliages de métaux.

Évaluation de la fréquence des micronoyaux et du potentiel clastogène et/ou aneugène du benzo-a-pyrène suite à une exposition in vitro des lymphocytes humains

Le benzo-a-pyrène (BaP) est un cancérogène reconnu pour l'homme, contaminant présent dans notre environnement. Il cause des dommages à l'ADN que nous avons mesurés dans les lymphocytes exposés à de faibles concentrations de BaP, provenant de 20 jeunes volontaires non fumeurs et en santé. Suite à l’exposition, la fréquence des micronoyaux (MN) augmente significativement et décrit une courbe dose-réponse non linéaire, suggérant le déclenchement du processus de détoxification et la réparation de l’ADN. Des différences entre les individus et entre les sexes sont présentes dans la réponse génotoxique produite par le BaP. Le test des aberrations chromosomiques montre que le pourcentage de chromosomes cassés augmente significativement dans les cellules exposées au BaP. Combinés avec l'augmentation de la fréquence des MN, nos résultats confirment l'effet clastogène du BaP déjà rapporté dans la littérature. L’hybridation in situ en fluorescence (FISH) des MN avec une sonde pancentromérique est aussi utilisée pour établir leur mécanisme de formation. La FISH révèle que la majorité des MN formés après une exposition au BaP contient un centromère et plus, ce qui est significativement différent de la condition non exposée. Plus précisément, dans nos conditions expérimentales, les MN induits par le BaP contiennent surtout trois centromères et plus, indiquant également la présence d'un effet aneugène. L'effet clastogène du BaP est relié à son rôle d'initiateur dans la cancérogenèse, alors que l'effet aneugène le relierait à l'étape de progression. Ces résultats sont importants puisque l'exposition aux composés de la classe du BaP est de longue durée (cigarette, air pollué).

Étude in vitro de l’implication des cytokines de type Th17 dans la fibrose hépatique

Introduction: L’activation des cellules stellaires hépatiques (CSHs) est un point clé du processus de fibrose hépatique. Les lymphocytes T CD4+ intra-hépatiques sont une source majeure de cytokines anti-inflammatoires comme l’IL-10 et pro-inflammatoire (IL-17A), hépatoprotectrice (IL-22) produites par les Th17. Les Th17 sont impliqués dans de nombreuses pathologies inflammatoires mais l’effet de ces cellules sur les CSHs n’est pas encore élucidé. Objectif: Comprendre le rôle des cytokines de type Th17 dans le processus d’activation des CSHs. Méthodes: La lignée de CSHs humaine LX2 a été stimulée par l’IL-17A ou l’IL-22 puis comparée à des cellules traitées par le TGF-b et le tampon phosphate salin (PBS). L’activation des CSHs a été évaluée en examinant les molécules profibrotique alpha-smooth muscle actin (a-SMA), collagène de type I (COL1A1) et inhibiteur produits par les tissus des métalloprotéases matricielles I (TIMP-I) par q-PCR. L’expression protéique a été validée par immunobuvardage ou coloration au rouge de picro Sirius. L’expression membranaire de l’IL-10Rb, du TGF-b-RII et de l’IL-17RA a été mesurée par cytométrie en flux. Résultats: L’IL-17A et l’IL-22 n’activent pas les cellules LX2, car aucune induction d’a-SMA, de COL1A1 et de TIMP-I n’a été observée. Cependant, l’IL-17A et l’IL-22 sensibilisent les CSHs à l’action du TGF-b, tel que démontré par une forte expression et production d’a-SMA, collagène type I et TIMP-I. L’IL-17A, mais pas l’IL-22, induit la surexpression à la surface cellulaire du TGF-b-RII et inhibe partiellement la baisse d’expression du TGF--RII après stimulation au TGF-b. Conclusion: Nos résultats démontrent une fonction pro-fibrotique de l’IL-17A et de l’IL-22, car les deux cytokines sensibilisent les CSHs à l’action du TGF-b. L’IL-17A agit via la surexpression et la stabilisation du TGF-b-RII tandis que l’IL-22 agit probablement par des mécanismes intracellulaires.

Protective signaling of oxytocin in an in vitro model of myocardial ischemia - reperfusion

Introduction : La prévention de la mort de cellules cardiaques contractiles suite à un épisode d'infarctus du myocarde représente le plus grand défi dans la récupération de la fonction cardiaque. On a démontré à maintes reprises que l'ocytocine (OT), l'hormone bien connue pour ses rôles dans le comportement social et reproductif et couramment utilisée dans l’induction de l’accouchement, diminue la taille de l'infarctus et améliore la récupération fonctionnelle du myocarde blessé. Les mécanismes de cette protection ne sont pas totalement compris. Objectif : Étudier les effets d'un traitement avec de l'ocytocine sur des cardiomyocytes isolés en utilisant un modèle in vitro qui simule les conditions d'un infarctus du myocarde. Méthodes : La lignée cellulaire myoblastique H9c2 a été utilisée comme modèle de cardiomyocyte. Pour simuler le dommage d'ischémie-reperfusion (IR), les cellules ont été placées dans un tampon ischémique et incubées dans une chambre anoxique pendant 2 heures. La reperfusion a été accomplie par la restauration du milieu de culture régulier dans des conditions normales d'oxygène. L'OT a été administrée en présence ou en absence d'inhibiteurs de kinases connues pour être impliquées dans la cardioprotection. La mortalité cellulaire a été évaluée par TUNEL et l'activité mitochondriale par la production de formazan pendant 1 à 4 heures de reperfusion. La microscopie confocale a servie pour localiser les structures cellulaires. Résultats : Le modèle expérimental de l'IR dans les cellules H9c2 a été caractérisé par une diminution dans la production de formazan (aux alentours de 50 à 70 % du groupe témoin, p < 0.001) et par l'augmentation du nombre de noyaux TUNEL-positif (11.7 ± 4.5% contre 1.3 ± 0.7% pour le contrôle). L'addition de l'OT (10-7 a 10-9 M) au commencement de la reperfusion a inversé les effets de l'IR jusqu'aux niveaux du contrôle (p < 0.001). L'effet protecteur de l'OT a été abrogé par : i) un antagoniste de l'OT ; ii) le knockdown de l'expression du récepteur à l'OT induit par le siRNA ; iii) la wortmannin, l'inhibiteur de phosphatidylinositol 3-kinases ; iv) KT5823, l'inhibiteur de la protéine kinase dépendante du cGMP (PKG); v) l'ODQ, un inhibiteur du guanylate cyclase (GC) soluble, et A71915, un antagoniste du GC membranaire. L'analyse confocale des cellules traitées avec OT a révélé la translocation du récepteur à l'OT et la forme phosphorylée de l'Akt (Thr 308, p-Akt) dans le noyau et dans les mitochondries. Conclusions : L'OT protège directement la viabilité des cardiomyocytes, lorsqu'elle est administrée au début de la reperfusion, par le déclenchement de la signalisation du PI3K, la phosphorylation de l'Akt et son trafic cellulaire. La cytoprotection médiée par l'OT implique la production de cGMP par les deux formes de GC.

Étude structuro-fonctionnelle de SecP43 et caractérisation de ses interactions avec SepSecS et l’ARNtSec in vitro

Selenoproteins are proteins containing selenium in the form of the 21st amino acid, selenocysteine. Selenocysteine (Sec) is directly synthesized onto its cognate tRNA (tRNA[Ser]Sec or tRNASec) and inserted into selenoproteins co-translationally with the help of various cis- and trans-acting factors. Among those factors, SecP43 has been reported to possibly play an essential role in the methylation at the 2’-hydroxylribosyl moiety in the wobble position (Um34) of Sec-tRNA[Ser]Sec and consequently reduce the expression of glutathione peroxidase 1. SecP43 also called tRNASec-associated protein has also been reported to interact in with SepSecS and tRNASec in vivo and the targeted removal of one of these proteins affected the binding of the other to the Sec-tRNASec. The initial aim of the project was to solve the structure of SecP43 by means of x-ray crystallography. Secondly, we were interested in characterizing the interaction of the latter with some of the components of the selenocysteine insertion machinery. These factors are SepSecS and tRNASec. We were able to optimize the expression and the purification of soluble form of the human homologue of SecP43 and of SepSecS by using an adapted auto-induction protocol. This was a major challenge considering that full length SecP43 has not been expressed and purify to date. We did not succeed in crystallizing SecP43. Our failure to crystallize SecP43 is probably due to the fact that it is a partially folded protein as we were able to demonstrate by SAXS (Small Angle X-ray Scattering). The SecP43 envelope calculated by SAXS displayed a rod-shape like structure. In order to enhance the stability of SecP43 required for crystallization, binding affinity studies were conducted to characterize the interaction between SecP43, tRNASec and SepSecS. We did not detect an interaction between SecP43 and tRNASec by using EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Assay) and gel filtration. We also could not detect an interaction between SecP43 and SepSecS using a cross-linking assay. In contrast, the tRNASec/SepSecS interaction was demonstrated by EMSA and the addition of SecP43 seemed to reduce the binding affinity. Therefore, SecP43 might induce a conformational change in SepSecS in the presence of tRNASec.

Enhanced dopamine D2 receptor function in hypothalamus and corpus striatum: their role in liver, plasma and in vitro hepatocyte ALDH regulation in ethahol treated rats

Dopamine D2 receptors are involved in ethanol self- administration behavior and also suggested to mediate the onset and offset of ethanol drinking. In the present study, we investigated dopamine (DA) content and Dopamine D2 (DA D2) receptors in the hypothalamus and corpus striatum of ethanol treated rats and aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity in the liver and plasma of ethanol treated rats and in vitro hepatocyte cultures. Hypothalamic and corpus striatal DA content decreased significantly (P\0.05, P\0.001 respectively) and homovanillic acid/ dopamine (HVA/DA) ratio increased significantly (P\0.001) in ethanol treated rats when compared to control. Scatchard analysis of [3H] YM-09151-2 binding to DA D2 receptors in hypothalamus showed a significant increase (P\0.001) in Bmax without any change in Kd in ethanol treated rats compared to control. The Kd of DA D2 receptors significantly decreased (P\0.05) in the corpus striatum of ethanol treated rats when compared to control. DA D2 receptor affinity in the hypothalamus and corpus striatum of control and ethanol treated rats fitted to a single site model with unity as Hill slope value. The in vitro studies on hepatocyte cultures showed that 10-5 M and 10-7 M DA can reverse the increased ALDH activity in 10% ethanol treated cells to near control level. Sulpiride, an antagonist of DA D2, reversed the effect of dopamine on 10% ethanol induced ALDH activity in hepatocytes. Our results showed a decreased dopamine concentration with enhanced DA D2 receptors in the hypothalamus and corpus striatum of ethanol treated rats. Also, increased ALDH was observed in the plasma and liver of ethanol treated rats and in vitro hepatocyte cultures with 10% ethanol as a compensatory mechanism for increased aldehyde production due to increased dopamine metabolism. A decrease in dopamine concentration in major brain regions is coupled with an increase in ALDH activity in liver and plasma, which contributes to the tendency for alcoholism. Since the administration of 10-5 M and 10-7 M DA can reverse the increased ALDH activity in ethanol treated cells to near control level, this has therapeutic application to correct ethanol addicts from addiction due to allergic reaction observed in aldehyde accumulation.

Further characterization of muscarinic agonist-induced epileptiform bursting activity in immature rat piriform cortex, in vitro

The characteristics of muscarinic acetylcholine receptor agonist-induced epileptiform bursting seen in immature rat piriform cortex slices in vitro were further investigated using intracellular recording, with particular focus on its postnatal age-dependence (P+14-P+30), pharmacology, site(s) of origin and the likely contribution of the muscarinic acetylcholine receptor agonist-induced post-stimulus slow afterdepolarization and gap junction functionality toward its generation. The muscarinic agonist, oxotremorine-M (10 microM), induced rhythmic bursting only in immature piriform cortex slices; however, paroxysmal depolarizing shift amplitude, burst duration and burst incidence were inversely related to postnatal age. No significant age-dependent changes in neuronal membrane properties or postsynaptic muscarinic responsiveness accounted for this decline. Burst incidence was higher when recorded in anterior and posterior regions of the immature piriform cortex. In adult and immature neurones, oxotremorine-M effects were abolished by M1-, but not M2-muscarinic acetylcholine receptor-selective antagonists. Rostrocaudal lesions, between piriform cortex layers I and II, or layer III and endopiriform nucleus in adult or immature slices did not influence oxotremorine-M effects; however, the slow afterdepolarization in adult (but not immature) lesioned slices was abolished. Gap junction blockers (carbenoxolone or octanol) disrupted muscarinic bursting and diminished the slow afterdepolarization in immature slices, suggesting that gap junction connectivity was important for bursting. Our data show that neural networks within layers II-III function as primary oscillatory circuits for burst initiation in immature rat piriform cortex during persistent muscarinic receptor activation. Furthermore, we propose that muscarinic slow afterdepolarization induction and gap junction communication could contribute towards the increased epileptiform susceptibility of this brain area.

Δ9-tetrahydrocannabivarin suppresses in vitro epileptiform and in vivo seizure activity in adult rat

Purpose: We assessed the anticonvulsant potential of the phytocannabinoid Δ9-tetrahydrocannabivarin (Δ9-THCV) by investigating its effects in an in vitro piriform cortex (PC) brain slice model of epileptiform activity, on cannabinoid CB1 receptor radioligand-binding assays and in a generalized seizure model in rats. Methods: Δ9-THCV was applied before (10 μmΔ9-THCV) or during (10–50 μmΔ9-THCV) epileptiform activity induced by Mg2+-free extracellular media in adult rat PC slices and measured using multielectrode array (MEA) extracellular electrophysiologic techniques. The actions of Δ9-THCV on CB1 receptors were examined using [3H]SR141716A competition binding and [35S]GTPS assays in rat cortical membranes. Effects of Δ9-THCV (0.025–2.5 mg/kg) on pentylenetetrazole (PTZ)–induced seizures in adult rats were also assessed. Results: After induction of stable spontaneous epileptiform activity, acute Δ9-THCV application (≥20 μm) significantly reduced burst complex incidence and the amplitude and frequency of paroxysmal depolarizing shifts (PDSs). Furthermore, slices pretreated with 10 μmΔ9-THCV prior to induction of epileptiform activity exhibited significantly reduced burst complex incidence and PDS peak amplitude. In radioligand-binding experiments, Δ9-THCV acted as a CB1 receptor ligand, displacing 0.5 nm [3H]SR141716A with a Ki∼290 nm, but exerted no agonist stimulation of [35S]GTPS binding. In PTZ-induced seizures in vivo, 0.25 mg/kg Δ9-THCV significantly reduced seizure incidence. Discussion: These data demonstrate that Δ9-THCV exerts antiepileptiform and anticonvulsant properties, actions that are consistent with a CB1 receptor–mediated mechanism and suggest possible therapeutic application in the treatment of pathophysiologic hyperexcitability states.

Pectin and pectic-oligosaccharides induce apoptosis in in vitro human colonic adenocarcinoma cells

Background: Dietary fibres have been associated with decreased risk of various cancers, although the mechanisms are unclear. Induction of apoptosis in tumour cells is thought to be an important protective mechanism against colorectal cancer. This work investigates the effects of pectins and pecticoligosaccharides (POS) on the human colonic adenocarcinoma cell line HT29. Materials and Methods: The anti-proliferative effects of pectin and POS were studied by testing the HT29 cells for cytotoxicity, differentiation and/or apoptosis by lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase and caspase-3 activity assays. DNA agarose gel electrophoresis was also carried out. Results: A significant reduction in attached cell numbers was observed after three days incubation. This decrease was neither due to cells undergoing necrosis nor differentiation. Increased apoptosis frequency, after incubation with 1% (w/v) pectin andlor POS, was demonstrated by caspase-3 activity and DNA laddering on agarose gel electrophoresis. Conclusion: Dietary pectins and their degradation products may contribute to the reported protective effects of fruits against colon cancer.

Modulation of detoxification enzymes by watercress: in vitro and in vivo investigations in human peripheral blood cells

Epidemiological studies indicate that consumption of cruciferous vegetables (CV) can reduce the risk of cancer. Supposed mechanisms are partly the inhibition of phase I and the induction of phase II enzymes. The aim of this study was to investigate in vitro and in vivo effects of watercress (WC), a member of the CV family, on chemopreventive parameters using human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) as surrogate cells. We investigated the hypothesis that WC reduces cancer risk by inducing detoxification enzymes in a genotype-dependent manner. In vitro gene expression and enzyme activity experiments used PBMC incubated with a crude extract from fresh watercress (WCE, 0.1-10 mu L/mL with 8.2 g WC per 1 mL extract) or with one main key compound phenethyl isothiocyanate (PEITC, 1-10 mu M). From an in vivo perspective, gene expression and glutathione S-transferase (GST) polymorphisms were determined in PBMC obtained from a human intervention study in which subjects consumed 85 g WC per day for 8 weeks. The influence of WC consumption on gene expression was determined for detoxification enzymes such as superoxide dismutase 2 (SOD2) and glutathione peroxidase 1 (GPX1), whilst the SOD and GPX activities in red blood cells were also analysed with respect to GST genotypes. In vitro exposure of PBMC to WCE or PEITC (24 h) increased gene expression for both detoxification enzymes GPX1 (5.5-fold, 1 mu L/mL WCE, 3.7-fold 1 mu M PEITC) and SOD2 (12.1-fold, 10 mu L/mL WCE, 7.3-fold, 10 mu M PEITC), and increased SOD2 activity (1.9-fold, 10 mu L/mL WCE). The WC intervention had no significant effect on in vivo PBMC gene expression, as high individual variations were observed. However, a small but significant increase in GPX (p = 0.025) and SOD enzyme activity (p = 0.054) in red blood cells was observed in GSTM1*0, but not in GSTM1*1 individuals, whilst the GSTT1 genotype had no impact. The results indicate that WC is able to modulate the enzymes SOD and GPX in blood cells in vitro and in vivo, and suggest that the capacity of moderate intake of CV to induce detoxification is dependent in part on the GSTM1 genotype.

In vitro evaluation of the fermentation properties and potential prebiotic activity of Agave fructans

Aims: This study was carried out to evaluate in vitro the fermentation properties and the potential prebiotic activity of Agave-fructans extracted from Agave tequilana (Predilife). Methods and Results: Five different commercial prebiotics were compared using 24-h pH-controlled anaerobic batch cultures inoculated with human faecal slurries. Measurement of prebiotic efficacy was obtained by comparing bacterial changes, and the production of short-chain fatty acids (SCFA) was also determined. Effects upon major groups of the microbiota were monitored over 24 h incubations by fluorescence in situ hybridization. SCFA were measured by HPLC. Fermentation of the Agave fructans (Predilife) resulted in a large increase in numbers of bifidobacteria and lactobacilli. Conclusions: Under the in vitro conditions used, this study has shown the differential impact of Predilife on the microbial ecology of the human gut. Significance and Impact of the Study: This is the first study reporting of a potential prebiotic mode of activity for Agave fructans investigated which significantly increased populations of bifidobacteria and lactobacilli compared to cellulose used as a control.