Caractérisation de nouvelles lignées cellulaires pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie du cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire (CÉO) est le cancer gynécologique le plus létal. Le CÉO de type séreux, la forme la plus commune avec plus de 50% des cas, est souvent diagnostiqué tardivement et associé à un mauvais pronostic. Le CÉO avancé, surtout traité par chimiothérapie, va devenir chimiorésistant chez la majorité des patientes traitées. Bien que des lignées cellulaires du CÉO aient été dérivées à partir de tumeurs solides et d’ascites de patientes ayant ou non subi une chimiothérapie, aucune des lignées cellulaires du CÉO provenant d’une même patiente avant et après ses traitements de chimiothérapie n’ont été établies précédemment. Notre laboratoire est le premier à développer de telles lignées cellulaires. Nos nouvelles lignées cellulaires sont dérivées de trois patientes différentes (1369, 2295 et 3133) et classées selon leur provenance, soit la tumeur solide (TOV) ou l’ascite (OV). Nous avons donc caractérisé ces nouvelles lignées de cellules pré-chimiothérapie (TOV1369TR, OV2295, TOV3133D et TOV3133G) et post-chimiothérapie (OV1369(2), OV2295(2), TOV2295, OV3133 et OV3133(2)) par diverses approches. Par immunohistochimie et immunobuvardage de type Western, nous avons caractérisé les niveaux d’expression de marqueurs épithéliaux typiques de kératines (KRT7, KRT8, KRT18, KRT19, KRT20) pour confirmer l’origine épithéliale et ovarienne des cellules. Nous avons également analysé le niveau d’expression de HER2 et p53, deux marqueurs importants dans le CÉO. Cependant, il ne semble pas y avoir d’expression différentielle évidente de ces marqueurs entre les lignées pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie. Plus encore, nous avons étudié plusieurs caractéristiques tumorigéniques des lignées cellulaires, dont la prolifération cellulaire (par compte cellulaire), la migration cellulaire (par recouvrement de plaie), la capacité à former des sphéroïdes en 3D (par la méthode des gouttelettes inversées), et la formation de tumeurs in vivo dans des souris SCID (xénogreffes sous-cutanées). En général, il ne semble pas y avoir de différences claires entre les cellules pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie au niveau du comportement cellulaire, à l’exception du fait qu’aucune des lignées post-chimiothérapie semblent être en mesure de former des structures tridimensionnelles compactes, contrairement à certaines lignées post-chimiothérapie. Nos résultats pourront servir à mieux comprendre les différents mécanismes régissant les tumeurs malignes du CÉO de type séreux et à mieux comprendre la progression de la maladie à travers les différents traitements, ce qui nous permettra d’acquérir des informations essentielles pour mieux évaluer et traiter différentes patientes.

Développement et caractérisation d’une méthode photonique pour créer des distributions spatiales de protéines

Les cellules sont capables de détecter les distributions spatiales de protéines et ainsi de migrer ou s’étendre dans la direction appropriée. Une compréhension de la réponse cellulaire aux modifications de ces distributions spatiales de protéines est essentielle pour l’avancement des connaissances dans plusieurs domaines de recherches tels que le développement, l’immunologie ou l’oncologie. Un exemple particulièrement complexe est le guidage d’axones se déroulant pendant le développement du système nerveux. Ce dernier nécessite la présence de plusieurs distributions de molécules de guidages étant attractives ou répulsives pour connecter correctement ce réseau complexe qu’est le système nerveux. Puisque plusieurs indices de guidage collaborent, il est particulièrement difficile d’identifier la contribution individuelle ou la voie de signalisation qui est déclenchée in vivo, il est donc nécessaire d’utiliser des méthodes pour reproduire ces distributions de protéines in vitro. Plusieurs méthodes existent pour produire des gradients de protéines solubles ou liées aux substrats. Quelques méthodes pour produire des gradients solubles sont déjà couramment utilisées dans plusieurs laboratoires, mais elles limitent l’étude aux distributions de protéines qui sont normalement sécrétées in vivo. Les méthodes permettant de produire des distributions liées au substrat sont particulièrement complexes, ce qui restreint leur utilisation à quelques laboratoires. Premièrement, nous présentons une méthode simple qui exploite le photoblanchiment de molécules fluorescentes pour créer des motifs de protéines liées au substrat : Laser-assisted protein adsorption by photobleaching (LAPAP). Cette méthode permet de produire des motifs de protéines complexes d’une résolution micrométrique et d’une grande portée dynamique. Une caractérisation de la technique a été faite et en tant que preuve de fonctionnalité, des axones de neurones du ganglion spinal ont été guidés sur des gradients d’un peptide provenant de la laminine. Deuxièmement, LAPAP a été amélioré de manière à pouvoir fabriquer des motifs avec plusieurs composantes grâce à l’utilisation de lasers à différentes longueurs d’onde et d’anticorps conjugués à des fluorophores correspondants à ces longueurs d’onde. De plus, pour accélérer et simplifier le processus de fabrication, nous avons développé LAPAP à illumination à champ large qui utilise un modulateur spatial de lumière, une diode électroluminescente et un microscope standard pour imprimer directement un motif de protéines. Cette méthode est particulièrement simple comparativement à la version originale de LAPAP puisqu’elle n’implique pas le contrôle de la puissance laser et de platines motorisées, mais seulement d’envoyer l’image du motif désiré au modulateur spatial. Finalement, nous avons utilisé LAPAP pour démontrer que notre technique peut être utilisée dans des analyses de haut contenu pour quantifier les changements morphologiques résultant de la croissance neuronale sur des gradients de protéines de guidage. Nous avons produit des milliers de gradients de laminin-1 ayant différentes pentes et analysé les variations au niveau du guidage de neurites provenant d’une lignée cellulaire neuronale (RGC-5). Un algorithme pour analyser les images des cellules sur les gradients a été développé pour détecter chaque cellule et quantifier la position du centroïde du soma ainsi que les angles d’initiation, final et de braquage de chaque neurite. Ces données ont démontré que les gradients de laminine influencent l’angle d’initiation des neurites des RGC-5, mais n’influencent pas leur braquage. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse faciliteront l’utilisation de motifs de protéines liées au substrat dans les laboratoires des sciences de la vie, puisque LAPAP peut être effectué à l’aide d’un microscope confocal ou d’un microscope standard légèrement modifié. Cela pourrait contribuer à l’augmentation du nombre de laboratoires travaillant sur le guidage avec des gradients liés au substrat afin d’atteindre la masse critique nécessaire à des percées majeures en neuroscience.

Impact du statut de différenciation des cellules promyélocytaires HL-60 sur l’efficacité anticancéreuse et antiinflammatoire de l’EGCG

L’altération de la barrière hématoencéphalique (BHE) par les cellules tumorales et les cellules immunes circulantes peut mener à la neuroinflammation. Les cellules leucémiques promyélocytaires HL-60 sont un excellent modèle pour étudier et comprendre les mécanismes de signalisation moléculaires qui caractérisent le développement tumoral et métastatique. La cancérogenèse peut s’accompagner de modulations de l’expression de biomarqueurs tels que la cyclooxygénase-2 et la métalloprotéase-9. Les recherches décrites dans ce mémoire relatent l’analyse des biomarqueurs inflammatoires et invasifs régulés lors de la différenciation induite par le PMA des cellules HL-60 en macrophages. Le statut de différenciation cellulaire pourrait avoir un impact sur les gènes cibles de la voie NF-κB. Nous émettons l’hypothèse que le PMA active la voie NF-κB et que cette signalisation peut être renversée par l’(-)-épigallocatéchine-gallate (EGCG). En effet, une régulation à la hausse de l’expression de plusieurs gènes combinée à la diminution de l’expression d’IκB mettent en évidence l’implication de la voie NF-κB dans l’activation des mécanismes pro-inflammatoires et pro-invasifs. Les mêmes observations sont faites dans les cellules différenciées appelées «macrophages-like». L’EGCG, un polyphénol dérivé du thé vert, a un potentiel chimiopréventif. Il est capable d’inhiber la signalisation moléculaire passant par la voie NF-κB dans les cellules HL-60 traitées simultanément par l’EGCG et le PMA, mais pas dans les cellules «macrophages-like». Cette différence peut s’expliquer par une modulation de l’expression du récepteur de surface cellulaire de l’EGCG, le récepteur à la laminine de 67 kDa, et de son précurseur de 37 kDa. Collectivement, nos résultats montrent que le statut de différenciation des cellules promyélocytaires HL-60 concorde avec l’activation des mécanismes favorisant le développement d’un cancer et des métastases. Cet effet peut être prévenu par l’utilisation d’agents naturels tel l’EGCG. Le ciblage de biomarqueurs liés au statut de différenciation des cellules tumorales impliquées dans la perturbation de la barrière hématoencéphalique qui cause la neuroinflammation permettrait l’avancement des connaissances dans la prévention de la cancérogenèse.

Le fragment LG3 du perlécan : un nouveau régulateur de remodelage vasculaire en transplantation

L’apoptose endothéliale initie le processus menant au remodelage vasculaire et au développement de la néointima dans la vasculopathie du greffon. La formation de néointima résulte de l’accumulation de leucocytes, de matrice extracellulaire et de cellules positives pour l’actine musculaire lisse alpha (αSMA+) dans l’intima des artères, artérioles et capillaires du greffon. Les cellules αSMA+ dans la néointima sont des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) dérivées du donneur ainsi que des cellules souches dérivées du receveur, dont des cellules souches mésenchymateuses (CSM). L’acquisition d’un phénotype anti-apoptotique chez ces cellules est déterminante pour le développement de la néointima. Le laboratoire de Dre Hébert a démontré que les cellules endothéliales (CE) apoptotiques libèrent des médiateurs induisant une résistance à l’apoptose chez les CMLV et les fibroblastes. Notamment, les CE apoptotiques relâchent la cathepsine L qui clive le perlécan et ainsi libère un fragment C-terminal correspondant au troisième motif laminine G du domaine V du perlécan (LG3). Le LG3 est anti-apoptotique pour les fibroblastes. Nous avons donc émis l’hypothèse que le LG3 est un des médiateurs clés libéré par les CE apoptotiques favorisant le développement de la néointima via l’induction d’un phénotype anti-apoptotique chez les cellules néointimales αSMA+. Nous avons démontré que les médiateurs libérés par les CE apoptotiques induisent un phénotype anti-apoptotique chez les CSM dépendant de l’activation de la voie ERK1/2. De plus, le LG3 active la voie ERK1/2 via son interaction avec les intégrines beta 1 et induit une réponse anti-apoptotique chez ces cellules. Cependant l’activation de ERK1/2 par le LG3 est plus faible en comparaison de son activation par le milieu conditionné par des CE apoptotiques. Nos résultats suggèrent que les CE apoptotiques libèrent aussi de l’EGF qui agit de façon paracrine sur les CSM en coopération avec le LG3 pour induire un phénotype anti-apoptotique chez les CSM. Nous avons poursuivi l’étude de l’effet du LG3 in vivo sur le remodelage vasculaire en transplantation. Nous avons pour cela développé un modèle murin de rejet vasculaire qui consiste en une transplantation aortique entre des souris alloincompatibles. Nous avons ensuite injecté du LG3 chez les souris receveuses en post-transplantation. Nous avons observé dans ce modèle que des niveaux augmentés de LG3 sérique augmentent la formation de néointima, favorisent l’accumulation de cellules néointimales αSMA+ et diminuent le nombre de cellules CD31+ au niveau du greffon aortique. Parallèlement nous avons vérifié que le LG3 induit aussi un phénotype anti-apoptotique chez les CMLV et nous avons démontré un nouvel effet du LG3, soit une activité pro-migratoire, qui dépend de l’activation de la voie ERK1/2 chez les CMLV. Nous avons complété cette étude par l’analyse des niveaux de LG3 sérique dans une cohorte de patients receveurs d’allogreffe rénale. Nous avons observé chez ces patients, une association entre des niveaux élevés de LG3 sérique et un rejet vasculaire. Le LG3 contribue à la formation de néointima par son activité pro-migratoire et pro-survie chez les cellules néointimales et aussi de par son activité angiostatique. Nos résultats suggèrent que le LG3 est un nouveau médiateur important dans le remodelage vasculaire en transplantation

Mutations impliquées dans la progression du cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) est le cancer gynécologique le plus létal. Plus de 70% des patientes diagnostiquées avec une tumeur de stade avancé rechutent suite aux traitements chimiothérapeutiques de première ligne, la survie à cinq ans étant ainsi très faible. Afin de mieux comprendre l’évolution de la maladie, nous avons recherché de nouveaux gènes, responsables de l’initiation et de la progression du CEO. Précédemment, des lignées cellulaires ont été dérivées à partir de la tumeur primaire et récurrente et/ou d’ascites de trois patientes. Le séquençage de l’ARN de ces lignées par la technologie de séquençage de nouvelle génération (TSNG) nous a permis d’identifier des mutations ponctuelles qui pourraient nous indiquer des gènes dérégulés dans le CEO. La TSNG est un bon outil qui permet d’identifier et de cribler à grande échelle des mutations. Nous avons sélectionné PLEC1, SCRIB, NCOR2, SEMA6C, IKBKB, GLCE et ITGAE comme gènes candidats présentant des mutations dans nos lignées et ayant une relation fonctionnelle avérée avec le cancer. Étant donné que la TSNG est une technique à taux de fiabilité limité, nous avons validé ces mutations par séquençage Sanger. Ensuite, nous avons étudié l’effet de ces mutations sur la structure protéique et l’expression de PLEC1, de SCRIB et de SEMA6C. Seules certaines mutations dans les gènes PLEC1, SCRIB et SEMA6C ont pu être confirmées. PLEC1 et SCRIB sont deux protéines d’échafaudage dont la mutation, rapportée dans plusieurs cancers, pourrait induire des changements de leurs conformations et affecter leurs interactions et leurs fonctions. Les conséquences de ces mutations sur la tumorigenèse de l’ovaire devront être étudiées.

Die Rolle des Zelladhäsionsmoleküls L1 in der Tumorprogression

Das neuronale Adhäsionsmolekül L1 wird neben den Zellen des Nervensystems auf vielen humanen Tumoren exprimiert und ist dort mit einer schlechten Prognose für die betroffenen Patienten assoziiert. Zusätzlich zu seiner Funktion als Oberflächenmolekül kann L1 durch membranproximale Spaltung in eine lösliche Form überführt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von L1 auf die Motilität von Tumorzellen untersucht. Lösliches L1 aus Asziten führte zu einer Integrin-vermittelten Zellmigration auf EZM-Substraten. Derselbe Effekt wurde durch Überexpression von L1 in Tumorlinien beobachtet. Weiterhin führt die L1-Expression zu einer erhöhten Invasion, einem verstärkten Tumorwachstum in NOD/SCID Mäusen und zur konstitutiven Aktivierung der MAPK ERK1/2. Eine Mutation in der zytoplasmatischen Domäne von hL1 (Thr1247Ala/Ser1248Ala)(hL1mut) führte hingegen zu einer Blockade dieser Funktionen. Dies weist daraufhin, dass nicht nur lösliches L1, sondern auch die zytoplasmatische Domäne von L1 funktionell aktiv ist. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Mechanismus, der L1-vermittelten Signaltransduktion untersucht. Die zytoplasmatische Domäne von L1 gelangt nach sequenzieller Proteolyse durch ADAM und Presenilin-abhängiger γ-Sekretase Spaltung in den Zellkern. Diese Translokation im Zusammenspiel mit der Aktivierung der MAPK ERK1/2 durch L1-Expression führt zu einer L1-abhängigen Genregulation. Die zytoplasmatische Domäne von hL1mut konnte ebenfalls im Zellkern detektiert werden, vermittelte jedoch keine Genregulation und unterdrückte die ERK1/2 Phosphorylierung. Die L1-abhängige Induktion von ERK1/2-abhängigen Genen wie Cathepsin B, β3 Integrin und IER 3 war in Zellen der L1-Mutante unterdrückt. Die Expression des Retinsäure-bindenden Proteins CRABP-II, welches in hL1 Zellen supprimiert wird, wurde in der L1-Mutante nicht verändert. Weitere biochemische Untersuchungen zeigen, dass die zytoplasmatische Domäne von L1 Komplexe mit Transkriptionsfaktoren bilden kann, die an Promoterregionen binden können. Die dargestellten Ergebnisse belegen, dass L1-Expression in Tumoren an drei Funktionen beteiligt ist; (i) L1 erhöht Zellmotilität, (ii) fördert Tumorprogression durch Hochregulation von pro-invasiven und proliferationsfördernden Genen nach Translokation in den Nukleus und (iii) schützt die Zellen mittels Regulation pro- bzw. anti-apoptotischer Gene vor Apoptose. Die mutierte Phosphorylierungsstelle im L1-Molekül ist essentiell für diese Prozesse. Die Anwendung neuer Therapien für Patienten mit L1-positiven Karzinomen kann mit Hinblick auf die guten Erfolge der Antikörper-basierenden Therapie mit dem mAk L1-11A diskutiert werden.

Perfil acido-base de pacientes con cirrosis descompensada por hemorragia digestiva alta en el departamento de emergencias: serie de casos

Introducción: La hemorragia digestiva (HVDA) es la principal causa de descompensación en pacientes con cirrosis. Caracterizar el estado ácido-base de estos pacientes sería útil para reflejar la severidad del sangrado e identificar pacientes con alto riesgo de complicación. Objetivo: Describir el estado ácido-base de los pacientes que consultaron a urgencias con cirrosis descompensada por HVDA y posteriormente fueron manejados en la unidad de cuidado intensivo (UCI) o fallecieron. Métodos: Se realizó el análisis del estado ácido-base a 10 pacientes con estas características, utilizando tres métodos distintos. Resultados: El perfil ácido-base encontrado fue: acidosis metabólica por iones no medidos, acidosis láctica, alcalosis por hipoalbuminemia y anión gap elevado en la mayoría de pacientes. Conclusiones: La teoría de Henderson-Hasselbach no fue suficiente para identificar pacientes con alto riesgo, debería implementarse concomitantemente el análisis anión gap, base déficit y el método físico–químico, para entender los fenómenos acido base de estos pacientes.

Caracterización clínica, citoquímica y microbiológica de pacientes cirróticos con peritonitis bacteriana en la Fundación Cardioinfantil

Introducción: La peritonitis bacteriana espontanea es la infección más frecuente en pacientes cirróticos causado generalmente por Escherichia coli. Existen factores de riesgo relacionados con la aparición y recurrencia de infección peritoneal por lo que la implementación de estrategias tempranas y preventivas podría impactar en la disminución de la morbimortalidad. Metodología: Estudio descriptivo, serie de casos, se efectuó la búsqueda de los resultados del estudio citoquímico de líquidos ascíticos de pacientes entre los años 2009 y 2013, seleccionando aquellos compatibles con infección y que correspondieran a sujetos cirróticos, para posteriormente realizar la recolección de datos clínicos y paraclínicos con el fin de conformar la base de datos y finalizar con su respectivo análisis. Resultados: El alcohol es la principal causa de cirrosis en pacientes infectados; el principal microorganismo aislado fue Escherichia coli, documentando un 78% de cultivos negativos, 20% más que lo reportado por la literatura. La ampicilina sulbactam fue el antibiótico de elección en el 65% de los casos, de estos el 61% continuaron sin requerir cambio del mismo. Discusión: El presente estudio confirma al alcohol como principal etiología de cirrosis en nuestro país y a la Escherichia coli multisensible como principal agente. Debido al bajo porcentaje de cambios que requirió la ampicilina sulbactam durante el ajuste de la terapia se puede sugerir a este antibiotico dentro del manejo, sin embargo se require de estudios complementarios para comparar su efectividad en relación con cefalosporinas de tercera generación. De igual forma debe priorizarse la toma de cultivos en botellas de hemocultivos para aumentar la cantidad de aislamientos y optimizar el tratamiento antibiótico guiado de acuerdo al microorganismo obtenido.

Supervivencia en pacientes con trasplante hepático realizado en la Fundación Cardioinfantil entre 2005 y 2013

Introducción: El trasplante hepático es la terapia de elección para los pacientes con enfermedad hepática terminal, logrando mejorar su expectativa y calidad de vida, de acuerdo a estudios realizados en otros países. En la Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología (FCI-IC) se han realizado 332 trasplantes hepáticos hasta el 2014, pero no se conoce la supervivencia y los factores pronósticos propios de los pacientes intervenidos. Objetivo Principal: Estimar la supervivencia a 1, 3 y 5 años e identificar los principales factores pronósticos de los pacientes a quienes se les realizó trasplante hepático en el periodo 2005-2013 en la FCI-IC. Método: Estudio observacional y retrospectivo, basado en revisión de historias clínicas de los pacientes adultos a quienes se les realizó trasplante hepático en el periodo 2005-2013 en la FCI-IC. Resultados: La supervivencia al año fue de 90.91% (IC95% 86.40-93.98), a los 3 años 83.64% (IC95% 77.89-88.01) y a los 5 años de 79.18% (IC95% 72.54-84.39). Los principales factores pronósticos fueron el antecedente de ascitis (HR 2.449, IC 1.252 – 4.792), la edad del donante (HR 1.040, IC 1.009 – 1.071) y el receptor (HR 1.037, IC 1.014 – 1.060). Se encontró una mayor supervivencia en los pacientes con cirrosis alcohólica (HR 0.099, IC 0.021 – 0.467). Conclusiones: El estudio mostró una supervivencia mayor a la reportada en estudios realizados en Estados Unidos (67.4-73.0% a los 5 años) y España (73,3% a los 3 años) y similar a la de Chile (80.0% a los 5 años). Cabe resaltar que estos estudios incluyeron series más grandes de pacientes.

Ex Vivo Construction of an Artificial Ocular Surface by Combination of Corneal Limbal Epithelial Cells and a Compressed Collagen Scaffold Containing Keratocytes

We have investigated the use of a laminin coated compressed collagen gel containing corneal fibroblasts (keratocytes) as a novel scaffold to support the growth of corneal limbal epithelial stem cells. The growth of limbal epithelial cells was compared between compressed collagen gel and a clinically proven conventional substrate, denuded amniotic membrane. Following compression of the collagen gel, encapsulated keratocytes remained viable and scanning electron microscopy showed that fibres within the compressed gel were dense, homogeneous and similar in structure to those within denuded amniotic membrane. Limbal epithelial cells were successfully expanded upon the compressed collagen resulting in stratified layers of cells containing desmosome and hemidesmosome structures. The resulting corneal constructs of both the groups shared a high degree of transparency, cell morphology and cell stratification. Similar protein expression profiles for cytokeratin 3 and cytokeratin 14 and no significant difference in cytokeratin 12 mRNA expression levels by real time PCR were also observed. This study provides the first line of evidence that a laminin coated compressed collagen gel containing keratocytes can adequately support limbal epithelial cell expansion, stratification and differentiation to a degree that is comparable to the leading conventional scaffold, denuded amniotic membrane.

Tissue engineering a fetal membrane

The aim of this study was to construct an artificial fetal membrane (FM) by combination of human amniotic epithelial stem cells (hAESCs) and a mechanically enhanced collagen scaffold containing encapsulated human amniotic stromal fibroblasts (hASFs). Such a tissue-engineered FM may have the potential to plug structural defects in the amniotic sac after antenatal interventions, or to prevent preterm premature rupture of the FM. The hAESCs and hASFs were isolated from human fetal amniotic membrane (AM). Magnetic cell sorting was used to enrich the hAESCs by positive ATP-binding cassette G2 selection. We investigated the use of a laminin/fibronectin (1:1)-coated compressed collagen gel as a novel scaffold to support the growth of hAESCs. A type I collagen gel was dehydrated to form a material mimicking the mechanical properties and ultra-structure of human AM. hAESCs successfully adhered to and formed a monolayer upon the biomimetic collagen scaffold. The resulting artificial membrane shared a high degree of similarity in cell morphology, protein expression profiles, and structure to normal fetal AM. This study provides the first line of evidence that a compacted collagen gel containing hASFs could adequately support hAESCs adhesion and differentiation to a degree that is comparable to the normal human fetal AM in terms of structure and maintenance of cell phenotype.

Surface activity of surfactin recovered and purified from fermentation broth using a two-step ultrafiltration (UF) process

B. subtilis under certain types of media and fermentation conditions can produce surfactin, a biosurfactant which belongs to the lipopeptide class. Surfactin has exceptional surfactant activity, and exhibits some interesting biological characteristics such as antibacterial activity, antitumoral activity against ascites carcinoma cells, and a hypocholesterolemic activity that inhibits cAMP phosphodiesterase, as well as having anti-HIV properties. A cost effective recovery and purification of surfactin from fermentation broth using a two-step ultrafiltration (UF) process has been developed in order to reduce the cost of surfactin production. In this study, competitive adsorption of surfactin and proteins at the air-water interface was studied using surface pressure measurements. Small volumes of bovine serum albumin (BSA) and β-casein solutions were added to the air-water interface on a Langmuir trough and allowed to stabilise before the addition of surfactin to the subphase. Contrasting interfacial behaviour of proteins was observed with β-casein showing faster initial adsorption compared to BSA. On introduction of surfactin both proteins were displaced but a longer time were taken to displace β-casein. Overall the results showed surfactin were highly surface-active by forming a β-sheet structure at the air-water interface after reaching its critical micelle concentration (CMC) and were effective in removing both protein films, which can be explained following the orogenic mechanism. Results showed that the two-step UF process was effective to achieve high purity and fully functional surfactin.

Genetic relatedness and phenotypic characteristics of Treponema associated with human periodontal tissues and ruminant foot disease

Treponema have been implicated recently in the pathogenesis of digital dermatitis (DID) and contagious ovine digital dermatitis (CODD) that are infectious diseases of bovine and ovine foot tissues, respectively. Previous analyses of treponemal 16S rDNA sequences, PCR-amplified directly from DID or CODD lesions, have suggested relatedness of animal Treponema to some human oral Treponema species isolated from periodontal tissues. In this study a range of adhesion and virulence-related properties of three animal Treponema isolates have been compared with representative human oral strains of Treponema denticola and Treponema vincentii. In adhesion assays using biotinylated treponemal cells, T denticola cells bound in consistently higher numbers to fibronectin, laminin, collagen type 1, gelatin, keratin and lactoferrin than did T. vincentii or animal Treponema isolates. However, animal DID strains adhered to fibrinogen at equivalent or greater levels than T denticola. All Treponema strains bound to the amino-terminal heparin l/fibrin I domain of fibronectin. 16S rDNA sequence analyses placed ovine strain UB1090 and bovine strain UB1467 within a cluster that was phylogenetically related to T vincentii, while ovine strain UB1466 appeared more closely related to T denticola. These observations correlated with phenotypic properties. Thus, T denticola ATCC 35405, GM-1, and Treponema UB1466 had similar outer-membrane protein profiles, produced chymotrypsin-like protease (CTLP), trypsin-like protease and high levels of proline iminopeptidase, and co-aggregated with human oral bacteria Porphyromonas gingivalis and Streptococcus crista. Conversely, T vincentii ATCC 35580, D2A-2, and animal strains UB1090 and UB1467 did not express CTLP or trypsin-like protease and did not co-aggregate with P. gingivalis or S. crista. Taken collectively, these results suggest that human oral-related Treponema have broad host specificity and that similar control or preventive strategies might be developed for human and animal Treponema-associated infections.

Binding properties and adhesion-mediating regions of the major sheath protein of Treponema denticola ATCC 35405

There is growing evidence that a number of oral Treponema species, in particular Treponema denticola, are associated with the progression of human periodontal disease. The major sheath (or surface) protein (Msp) of T. denticola is implicated in adhesion of bacteria to host cells and tissue proteins and is likely to be an important virulence factor. However, the binding regions of the Msp are not known. We have purified from Escherichia coli recombinant Msp (rMsp) polypeptides corresponding to the following: full-length Msp (rMsp) minus 13 N-terminal amino acid (aa) residues, an amino-terminal fragment (rN-Msp, 189 aa residues), a 57-aa residue segment from the central region (rV-Msp), and a C-terminal fragment (rC-Msp, 272 aa residues). rMsp (530 aa residues) bound to immobilized fibronectin, keratin, laminin, collagen type 1, fibrinogen, hyaluronic acid, and heparin. The N- and V-region polypeptides, but not rC-Msp, also bound to these substrates. Binding of rMsp to fibronectin was targeted to the N-terminal heparin I/fibrin I domain. Antibodies to the N-region or V-region polypeptides, but not antibodies to the rC-Msp fragment, blocked adhesion of T. denticola ATCC 35405 cells to a range of host protein molecules. These results suggest that the N-terminal half of Msp carries epitopes that are surface exposed and that are involved in mediating adhesion. Binding of rMsp onto the cell surface of low-level fibronectin-binding Treponema isolates conferred a 10-fold increase in fibronectin binding. This confirms that Msp functions autonomously as an adhesin and raises the possibility that phenotypic complementation of virulence functions might occur within mixed populations of Treponema species.

GPVI and CLEC-2

The glycoprotein VI (GPVI)-FcR gamma-chain complex initiates powerful activation of platelets by the subendothelial matrix proteins collagen and laminin, which are exposed following vessel damage. Initiation of platelet activation is through an immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM). C-type lectin receptor 2 (CLEC-2), following engagement by its endogenous ligand, podoplanin, also mediates powerful platelet activation through Src and Syk kinases, but regulates Syk through a novel dimerization mechanism via a single YxxL motif known as a hemITAM. This chapter compares the signaling pathways of both receptors and their role in hemostasis and thrombosis. Platelets are also increasingly implicated in processes beyond hemostasis and thrombosis. One such process is the efficient separation of the lymphatic and blood vasculatures, which is dependent on CLEC-2-mediated platelet activation.