An improved method for measuring soil microbial activity by gas phase flow injection analysis

The rate of carbon dioxide production is commonly used as a measure of microbial activity in the soil. The traditional method of CO2 determination involves trapping CO2 in an alkali solution and then determining CO2 concentration indirectly by titration of the remaining alkali in the solution. This method is still commonly employed in laboratories throughout the world due to its relative simplicity and the fact that it does not require expensive, specific equipment. However, there are several drawbacks: the method is time-consuming, requires large amounts of chemicals and the consistency of results depends on the operator's skills. With this in mind, an improved method was developed to analyze CO2 captured in alkali traps, which is cheap and relatively simple, with a substantially shorter sample handling time and reproducibility equivalent to the traditional titration method. A comparison of the concentration values determined by gas phase flow injection analysis (GPFIA) and titration showed no significant difference (p > 0.05), but GPFIA has the advantage that only a tenth of the sample volume of the titration method is required. The GPFIA system does not require the purchase of new, costly equipment but the device was constructed from items commonly found in laboratories, with suggestions for alternative configurations for other detection units. Furthermore, GPFIA for CO2 analysis can be equally applied to samples obtained from either the headspace of microcosms or from a sampling chamber that allows CO2 to be released from alkali trapping solutions. The optimised GPFIA method was applied to analyse CO2 released from degrading hydrocarbons from a site contaminated by diesel spillage.

Seeds with high molybdenum concentration improved growth and nitrogen acquisition of rhizobium-inoculated and nitrogen-fertilized common bean plants

Seeds of common bean (Phaseolus vulgaris) with high molybdenum (Mo) concentration can supply Mo plant demands, but to date no studies have concomitantly evaluated the effects of Mo-enriched seeds on plants inoculated with rhizobia or treated with N fertilizer. This work evaluated the effects of seed Mo on growth and N acquisition of bean plants fertilized either by symbiotic N or mineral N, by measuring the activities of nitrogenase and nitrate reductase and the contribution of biological N2 fixation at different growth stages. Seeds enriched or not with Mo were sown with two N sources (inoculated with rhizobia or fertilized with N), in pots with 10 kg of soil. In experiment 1, an additional treatment consisted of Mo-enriched seeds with Mo applied to the soil. In experiment 2, the contribution of N2 fixation was estimated by 15N isotope dilution. Common bean plants grown from seeds with high Mo concentration flowered one day earlier. Seeds with high Mo concentration increased the leaf area, shoot mass and N accumulation, with both N sources. The absence of effects of Mo application to the soil indicated that Mo contents of Mo-enriched seeds were sufficient for plant growth. Seeds enriched with Mo increased nitrogenase activity at the vegetative stage of inoculated plants, and nitrate reductase activity at late growth stages with both N sources. The contribution of N2 fixation was 17 and 61 % in plants originating from low- or high-Mo seeds, respectively. The results demonstrate the benefits of sowing Mo-enriched seeds on growth and N nutrition of bean plants inoculated with rhizobia or fertilized with mineral N fertilizer.

Organic and Nitrogen Fertilization of Soil under ‘Syrah’ Grapevine: Effects on Soil Chemical Properties and Nitrate Concentration

ABSTRACT Viticulture is an activity of great social and economic importance in the lower-middle region of the São Francisco River valley in northeastern Brazil. In this region, the fertility of soils under vineyards is generally poor. To assess the effects of organic and nitrogen fertilization on chemical properties and nitrate concentrations in an Argissolo Vermelho-Amarelo (Typic Plinthustalf), a field experiment was carried out in Petrolina, Pernambuco, on Syrah grapevines. Treatments consisted of two rates of organic fertilizer (0 and 30 m3 ha-1) and five N rates (0, 10, 20, 40, and 80 kg ha-1), in a randomized block design arranged in split plots, with five replications. The organic fertilizer levels represented the main plots and the N levels, the subplots. The source of N was urea and the source of organic fertilizer was goat manure. Irrigation was applied through a drip system and N by fertigation. At the end of the third growing season, soil chemical properties were determined and nitrate concentration in the soil solution (extracted by porous cups) was determined. Organic fertilization increased organic matter, pH, EC, P, K, Ca, Mg, Mn, sum of bases, base saturation, and CEC, but decreased exchangeable Cu concentration in the soil by complexation of Cu in the organic matter. Organic fertilization raised the nitrate concentration in the 0.20-0.40 m soil layer, making it leachable. Nitrate concentration in the soil increased as N rates increased, up to more than 300 mg kg-1 in soil and nearly 800 mg L-1 in the soil solution, becoming prone to leaching losses.

The geographical concentration of industry across Spanish Regions, 1856-1995

New economic geography models show that there may be a strong relationship between economic integration and the geographical concentration of industries. Nevertheless, this relationship is neither unique nor stable, and may follow a ?-shaped pattern in the long term. The aim of the present paper is to analyze the evolution of the geographical concentration of manufacturing across Spanish regions during the period 1856-1995. We construct several geographical concentration indices for different points in time over these 140 years. The analysis is carried out at two levels of aggregation, in regions corresponding to the NUTS-II and NUTS-III classifications. We confirm that the process of economic integration stimulated the geographical concentration of industrial activity. Nevertheless, the localization coefficients only started to fall after the beginning of the integration of the Spanish Economy into the international markets in the mid-70s, and this new path was not interrupted by Spain¿s entry in the European Union some years later

Genetic vulnerability factor for schizophrenia: association with glutamate cysteine ligase modifier gene and abnormal enzyme activity

Background: We previously reported in schizophrenia patients a decreased level of glutathione ([GSH]), the principal non-protein antioxidant and redox regulator, both in cerebrospinal-fluid and prefrontal cortex. To identify possible genetic causation, we studied genes involved in GSH metabolism. Methods: Genotyping: mass spectrometry analysis of polymerase chain reaction (PCR) amplified DNA fragments purified from peripheral blood. Gene expression: real-time PCR of total RNA isolated from fibroblast cultures derived from skin of patients (DSM-IV) and healthy controls (DIGS). Results: Case-control association study of single nucleotide polymorphisms (SNP) from the GSH key synthesizing enzyme glutamate-cysteine-ligase (GCL) modifier subunit (GCLM) was performed in two populations: Swiss (patients/controls: 40/31) and Danish (349/348). We found a strong association of SNP rs2301022 in GCLM gene (Danish: c2=3.2; P=0.001 after correction for multiple testing). Evidence for GCLM as a risk factor was confirmed in linkage study of NIMH families. Moreover, we observed a decrease in GCLM mRNA levels in patient fibroblasts, consistently with the association study. Interestingly, Dalton and collaborators reported in GCLM knock-out mice an increased feedback inhibition of GCL activity, resulting in 60% decrease of brain [GSH], a situation analogous to patients. These mice also exhibited an increased sensitivity to oxidative stress. Similarly, under oxidative stress conditions, GCL enzymatic activity was also decreased in patient fibroblasts. Conclusions: These results at the genetic and functional levels, combined with observations that GSH deficient models reveal morphological, electrophysiological, and behavioral anomalies analogous to those observed in patients, suggest that GCLM allelic variant is a vulnerability factor for schizophrenia.

Semiquantitative RT-PCR measurement of gene expression in rat tissues including a correction for varying cell size and number

Background: Current methodology of gene expression analysis limits the possibilities of comparison between cells/tissues of organs in which cell size and/or number changes as a consequence of the study (e.g. starvation). A method relating the abundance of specific mRNA copies per cell may allow direct comparison or different organs and/or changing physiological conditions. Methods: With a number of selected genes, we analysed the relationship of the number of bases and the fluorescence recorded at a present level using cDNA standards. A lineal relationship was found between the final number of bases and the length of the transcript. The constants of this equation and those of the relationship between fluorescence and number of bases in cDNA were determined and a general equation linking the length of the transcript and the initial number of copies of mRNA was deduced for a given pre-established fluorescence setting. This allowed the calculation of the concentration of the corresponding mRNAs per g of tissue. The inclusion of tissue RNA and the DNA content per cell, allowed the calculation of the mRNA copies per cell. Results: The application of this procedure to six genes: Arbp, cyclophilin, ChREBP, T4 deiodinase 2, acetyl-CoA carboxylase 1 and IRS-1, in liver and retroperitoneal adipose tissue of food-restricted rats allowed precise measures of their changes irrespective of the shrinking of the tissue, the loss of cells or changes in cell size, factors that deeply complicate the comparison between changing tissue conditions. The percentage results obtained with the present methods were essentially the same obtained with the delta-delta procedure and with individual cDNA standard curve quantitative RT-PCR estimation. Conclusion: The method presented allows the comparison (i.e. as copies of mRNA per cell) between different genes and tissues, establishing the degree of abundance of the different molecular species tested.

The geographical concentration of industry across Spanish Regions, 1856-1995

New economic geography models show that there may be a strong relationship between economic integration and the geographical concentration of industries. Nevertheless, this relationship is neither unique nor stable, and may follow a ?-shaped pattern in the long term. The aim of the present paper is to analyze the evolution of the geographical concentration of manufacturing across Spanish regions during the period 1856-1995. We construct several geographical concentration indices for different points in time over these 140 years. The analysis is carried out at two levels of aggregation, in regions corresponding to the NUTS-II and NUTS-III classifications. We confirm that the process of economic integration stimulated the geographical concentration of industrial activity. Nevertheless, the localization coefficients only started to fall after the beginning of the integration of the Spanish Economy into the international markets in the mid-70s, and this new path was not interrupted by Spain¿s entry in the European Union some years later

Pharmacological inhibition of nicotinamide phosphoribosyltransferase/visfatin enzymatic activity identifies a new inflammatory pathway linked to NAD.

Nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT), also known as visfatin, is the rate-limiting enzyme in the salvage pathway of NAD biosynthesis from nicotinamide. Since its expression is upregulated during inflammation, NAMPT represents a novel clinical biomarker in acute lung injury, rheumatoid arthritis, and Crohn's disease. However, its role in disease progression remains unknown. We report here that NAMPT is a key player in inflammatory arthritis. Increased expression of NAMPT was confirmed in mice with collagen-induced arthritis, both in serum and in the arthritic paw. Importantly, a specific competitive inhibitor of NAMPT effectively reduced arthritis severity with comparable activity to etanercept, and decreased pro-inflammatory cytokine secretion in affected joints. Moreover, NAMPT inhibition reduced intracellular NAD concentration in inflammatory cells and circulating TNFalpha levels during endotoxemia in mice. In vitro pharmacological inhibition of NAMPT reduced the intracellular concentration of NAD and pro-inflammatory cytokine secretion by inflammatory cells. Thus, NAMPT links NAD metabolism to inflammatory cytokine secretion by leukocytes, and its inhibition might therefore have therapeutic efficacy in immune-mediated inflammatory disorders.

Alkaline phosphatase activity as a tool for assessing nutritional conditions in the seagrass Posidonia oceanica.(L.) Delile

The effects of experimental phosphorus enrichments on alkaline phosphatase activity (APA) of the seagrass Posidonia oceanica (L.) Delile were tested. Short-term additions (as phosphate, 12 hours, in the laboratory) decreased APA by 18-2896, depending on the plant part considered (roots, young leaves or old leaves). The values of APA after this treatment were well correlated with interna1 phosphorus pools (as P concentration in plant tissues). Long-term additions (as phosphate, added to the sediment, 1 month in situ) decreased APA by 40-75%, also depending on the plant part. We conclude that alkaline phosphatase activity is a good indicator of P deficiency in this seagrass. We used this indicator to assess the P-nutritional status in a series of meadows in the NW Mediterranean, finding a high geographical variability, but correlations between APA and basic features of the meadows (carbonate content of the sediment, organic content of the sediment, shoot density, etc.) were not significant. Consequently, phosphorus deficiency does not seem to be directly related to these descriptors.

Distinct levels in Pom1 gradients limit Cdr2 activity and localization to time and position division.

Where and when cells divide are fundamental questions. In rod-shaped fission yeast cells, the DYRK-family kinase Pom1 is organized in concentration gradients from cell poles and controls cell division timing and positioning. Pom1 gradients restrict to mid-cell the SAD-like kinase Cdr2, which recruits Mid1/Anillin for medial division. Pom1 also delays mitotic commitment through Cdr2, which inhibits Wee1. Here, we describe quantitatively the distributions of cortical Pom1 and Cdr2. These reveal low profile overlap contrasting with previous whole-cell measurements and Cdr2 levels increase with cell elongation, raising the possibility that Pom1 regulates mitotic commitment by controlling Cdr2 medial levels. However, we show that distinct thresholds of Pom1 activity define the timing and positioning of division. Three conditions-a separation-of-function Pom1 allele, partial downregulation of Pom1 activity, and haploinsufficiency in diploid cells-yield cells that divide early, similar to pom1 deletion, but medially, like wild-type cells. In these cells, Cdr2 is localized correctly at mid-cell. Further, Cdr2 overexpression promotes precocious mitosis only in absence of Pom1. Thus, Pom1 inhibits Cdr2 for mitotic commitment independently of regulating its localization or cortical levels. Indeed, we show Pom1 restricts Cdr2 activity through phosphorylation of a C-terminal self-inhibitory tail. In summary, our results demonstrate that distinct levels in Pom1 gradients delineate a medial Cdr2 domain, for cell division placement, and control its activity, for mitotic commitment.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

CYP3A7, CYP3A5, CYP3A4, and ABCB1 genetic polymorphisms, cyclosporine concentration, and dose requirement in transplant recipients.

Cyclosporine is a substrate of cytochrome P450 (CYP) 3A and of the transporter ABCB1, for which polymorphisms have been described. In particular, CYP3A5 *3/*3 genotype results in the absence of CYP3A5 activity, whereas CYP3A7 *1/*1C genotype results in high CYP3A7 expression in adults. Log-transformed dose-adjusted cyclosporine trough concentration and daily dose per weight were compared 1, 3, 6, and 12 months after transplantation between CYP3A and ABCB1 genotypes in 73 renal (n = 64) or lung (n = 9) transplant recipients. CYP3A5 expressors (*1/*3 genotype; n = 8-10) presented significantly lower dose-adjusted cyclosporine trough concentrations (P < 0.05) and required significantly higher daily doses per weight (P < 0.01) than the nonexpressors (*3/*3 genotype; n = 55-59) 1, 3, 6, and 12 months after transplantation. In addition, 7 days after transplantation, more CYP3A5 expressors had uncorrected trough cyclosporine concentration below the target concentration of 200 ng/mL than the nonexpressors (odds ratio = 7.2; 95% confidence interval = 1.4-37.3; P = 0.009). CYP3A4 rs4646437C>T influenced cyclosporine kinetics, the T carriers requiring higher cyclosporine dose. CYP3A7*1C carriers required a 1.4-fold to 1.6-fold higher cyclosporine daily dose during the first year after transplantation (P < 0.05). In conclusion, CYP3A4, CYP3A5, and CYP3A7 polymorphisms affect cyclosporine metabolism, and therefore, their genotyping could be useful, in association with therapeutic drug monitoring, to prospectively optimize cyclosporine prescription in transplant recipients. The administration of a CYP3A genotype-dependent cyclosporine starting dose should therefore be tested prospectively in a randomized controlled clinical trial to assess whether it leads to an improvement of the patients outcome after transplantation, with adequate immunosuppression and decreased toxicity.

Carbonic anhydrase activity in primary sensory neurons. II. Influence of environmental factors on the phenotypic expression of the enzyme in dissociated cultures of chicken dorsal root ganglion cells.

Neuronal subpopulations of dorsal root ganglion (DRG) cells in the chicken exhibit carbonic anhydrase (CA) activity. To determine whether CA activity is expressed by DRG cells maintained in in vitro cultures, dissociated DRG cells from 10-day-old chick embryos were cultured on a collagen substrate. The influence exerted by environmental factors on the enzyme expression was tested under various conditions of culture. Neuron-enriched cell cultures and mixed DRG-cell cultures (including numerous non-neuronal cells) were performed either in a defined medium or in a horse serum-supplemented medium. In all the tested conditions, subpopulations of cultured sensory neurons expressed CA activity in their cell bodies, while their neurites were rarely stained; in each case, the percentage of CA-positive neurons declined with the age of the cultures. The number and the persistence of neurons possessing CA activity as well as the intensity of the reaction were enhanced by addition of horse serum. In contrast, the expression of the neuronal CA activity was not affected by the presence of non-neuronal cells or by the rise of CO2 concentration. Thus, the appearance and disappearance of neuronal subpopulations expressing CA activity may be decisively influenced by factors contained in the horse serum. The loss of CA-positive neurons with time could result from a cell selection or from genetic repression. Analysis of the time curves does not support a preferential cell death of CA-positive neurons but suggests that the eventual conversion of CA-positive neurons into CA-negative neurons results from a loss of the enzyme activity. These results indicate that the phenotypic expression of cultured sensory neurons is dependent on defined environmental factors.

Correlation of photodynamic activity and fluorescence signaling for free and pegylated mTHPC in mesothelioma xenografts

Rapport de synthèse : Introduction : Les premières applications cliniques de la thérapie photodynamique (PDT) remontent à plus d'une vingtaine d'années. Basée sur l'activation d'un médicament photosensibilisateur par une source lumineuse à une longueur d'onde spécifique, la PDT permet la destruction sélective de tissus contenant le produit actif. Ce procédé a été expérimenté dans le traitement de cancers en raison de la propriété du médicament à se concentrer dans les tumeurs tout en épargnant les structures normales contigües. Cependant, les photosensibilisateurs utilisés jusqu'à ce jour n'ont pas démontré une accumulation exclusive dans les tissus néoplasiques mais également dans les structures saines avoisinantes induisant une destruction tissulaire non sélective. Notamment, d'importantes complications ont été rapportées suite à l'utilisation de la PDT dans la cavité thoracique après la résection de mésothéliomes pleuraux, et ce malgré l'arrivée de photosensibilisateurs de secondes générations. De ce fait, plusieurs études expérimentales ont été menées afin d'améliorer la sélectivité tumorale du médicament en modulant différentes conditions de traitement et en modifiant la structure du photosensibilisateur par pégylation. Le but de cette étude expérimentale est de corréler l'activité photodynamique, la phototoxicité et la distribution du m-tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC) et de sa forme pégylée, le PEG-mTHPC. De ce fait, un modèle de souris nues porteur de xenogreffes de mésothéliome humain a été utilisé pour étudier les deux photosensibilisateurs. De récents travaux avec ce modèle ont montré que la mesure de la concentration tissulaire du mTHPC et de sa forme pégylée par HPLC restait limitée afin de prédire l'activité photodynamique. De ce fait, nous pensons que les mesures de fluorescence peuvent être plus appropriée. Le signalement fluorescent est mesuré dans le tissu tumoral et dans une région contrôle de la peau afin d'étudier la distribution et l'intensité des deux sensibilisateurs. Méthode : Des souris nues (cd1nu/nu mice) de 8 semaines ont été transplantées avec des fragments de mésothéliome malin humain (H-meso-1). Ces derniers ont été obtenus à partir d'une suspension cellulaire. Au moins trois passages ont été faits dans les animaux, avant que le traitement soit initié. Deux groupes de 6 souris chacun ont été utilisés pour l'injection intraveineuse par la queue du mTHPC à 0.15 mg/kg et du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Après trois jour, la tumeur ainsi qu'une région contrôle de la cuisse ont été illuminées sur une surface d'un diamètre de 1.2 cm et pendant 133 secondes avec un laser à une longueur d'onde à 652 nm (fluence 20 J/cm2, fluence rate 150 mW/cm2). Les animaux ont été ensuite sacrifiés 72 heures après l'illumination. L'étendue de la nécrose tumorale et de la région contrôle ont été déterminées en aveugle par histomorphometrie par un pathologue (HJA). La fluorescence microscopique a été évaluée dans 12 souris à une concentration de 0.15 et 0.5 mg/kg pour le mTHPC, et à doses équimolaires pour le PEG-mTHPC. Trois animaux ont été injectés avec le mTHPC à 0.15 mg/kg, 3 autres à dose équimolaire avec la forme pégylée et 6 souris avec le mTHPC à 0.5 mg/kg et à dose équimolaire. Les animaux ont été sacrifiés 72 heures après injection. L'intensité fluorescente des sensibilisateurs a été mesurée dans la tumeur et la région contrôle. Suite à cela, les coupes ont été fixées par H&E et superposées aux images fluorescentes, afin de localiser la distribution des deux photosensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires. Six souris transplantées n'ayant ni été injectées avec les sensibilisateurs ou illuminées ont servi de groupe contrôle. Résultats : Trois jours après l'illumination, la PDT provoque une nécrose tumorale de 10 ±5.4 mm2 pour le mTHPC à 0.15mg/kg et 5.2 ± 4.6 mm2 pour sa forme pégylée à dose équimolaire. Cependant, la nécrose tumorale induite par les deux formulations du sensibilisateur est significativement plus élevée que dans le groupe contrôle (0.33 ± 0.58 mm2) (P=0.02). Toutefois, le mTHPC pégylé provoque une photosensibilité cutanée moins importante que la forme non-pegylée. Dans les deux groupes, aucune nécrose n'a été observée dans la cuisse des animaux. Trois jours après l'injection du mTHPC et de la forme pégylée à 0.15 mg/kg, aucune activité fluorescente n'a été détectée. Cependant, à 0.5 mg/kg, la fluorescence microscopique révèle une distribution hétérogène des deux photo-sensibilisateurs dans le tissu tumoral avec une accumulation prédominante dans les régions peri-vasculaires. Les deux médicaments montrent une distribution intracellulaire homogène dans le cytoplasme et une absence de signalement dans le nucleus. La mesure de l'intensité fluorescente du mTHPC à 0.5mg/kg ne montre pas de différence significative entre le tissu tumoral et la région contrôle. Par contre, le PEG-mTHPC montre une intensité fluorescente supérieure dans le tissu tumoral que dans la peau (ratio tumeur- peau 0.94 pour le mTHPC et 1.73 pour le PEG-mTHPC). Conclusion : L'utilisation du mTHPC à 0.15mg/kg induit une nécrose tumorale similaire à celle du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Cependant, ce dernier démontre une photo-toxicité plus atténuée de la peau. La fluorescence microscopique permet de localiser les deux sensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires à partir d'une dose de 0.5 mg/kg. Le PEG-mTHPC induit un signalement fluorescent supérieur dans le tissu tumoral par rapport à la peau. La mesure du signalement fluorescent a le potentiel de prédire l'activité photodynamique du mTHPC et de sa forme pégylée dans les xénogreffes de mésothéliome humain dans un modèle de souris nue.

Valganciclovir in adult solid organ transplant recipients: pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics and clinical interpretation of plasma concentration measurements.

Valganciclovir and ganciclovir are widely used for the prevention of cytomegalovirus (CMV) infection in solid organ transplant recipients, with a major impact on patients' morbidity and mortality. Oral valganciclovir, the ester prodrug of ganciclovir, has been developed to enhance the oral bioavailability of ganciclovir. It crosses the gastrointestinal barrier through peptide transporters and is then hydrolysed into ganciclovir. This review aims to describe the current knowledge of the pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics of this agent, and to address the issue of therapeutic drug monitoring. Based on currently available literature, ganciclovir pharmacokinetics in adult solid organ transplant recipients receiving oral valganciclovir are characterized by bioavailability of 66 +/- 10% (mean +/- SD), a maximum plasma concentration of 3.1 +/- 0.8 mg/L after a dose of 450 mg and of 6.6 +/- 1.9 mg/L after a dose of 900 mg, a time to reach the maximum plasma concentration of 3.0 +/- 1.0 hours, area under the plasma concentration-time curve values of 29.1 +/- 5.3 mg.h/L and 51.9 +/- 18.3 mg.h/L (after 450 mg and 900 mg, respectively), apparent clearance of 12.4 +/- 3.8 L/h, an elimination half-life of 5.3 +/- 1.5 hours and an apparent terminal volume of distribution of 101 +/- 36 L. The apparent clearance is highly correlated with renal function, hence the dosage needs to be adjusted in proportion to the glomerular filtration rate. Unexplained interpatient variability is limited (18% in apparent clearance and 28% in the apparent central volume of distribution). There is no indication of erratic or limited absorption in given subgroups of patients; however, this may be of concern in patients with severe malabsorption. The in vitro pharmacodynamics of ganciclovir reveal a mean concentration producing 50% inhibition (IC(50)) among CMV clinical strains of 0.7 mg/L (range 0.2-1.9 mg/L). Systemic exposure of ganciclovir appears to be moderately correlated with clinical antiviral activity and haematotoxicity during CMV prophylaxis in high-risk transplant recipients. Low ganciclovir plasma concentrations have been associated with treatment failure and high concentrations with haematotoxicity and neurotoxicity, but no formal therapeutic or toxic ranges have been validated. The pharmacokinetic parameters of ganciclovir after valganciclovir administration (bioavailability, apparent clearance and volume of distribution) are fairly predictable in adult transplant patients, with little interpatient variability beyond the effect of renal function and bodyweight. Thus ganciclovir exposure can probably be controlled with sufficient accuracy by thorough valganciclovir dosage adjustment according to patient characteristics. In addition, the therapeutic margin of ganciclovir is loosely defined. The usefulness of systematic therapeutic drug monitoring in adult transplant patients therefore appears questionable; however, studies are still needed to extend knowledge to particular subgroups of patients or dosage regimens.