The causative pathogen determines the inflammatory profile in cerebrospinal fluid and outcome in patients with bacterial meningitis

BACKGROUND The brain's inflammatory response to the infecting pathogen determines the outcome of bacterial meningitis (BM), for example, the associated mortality and the extent of brain injury. The inflammatory cascade is initiated by the presence of bacteria in the cerebrospinal fluid (CSF) activating resident immune cells and leading to the influx of blood derived leukocytes. To elucidate the pathomechanisms behind the observed difference in outcome between different pathogens, we compared the inflammatory profile in the CSF of patients with BM caused by Streptococcus pneumonia (n = 14), Neisseria meningitidis (n = 22), and Haemophilus influenza (n = 9). METHODS CSF inflammatory parameters, including cytokines and chemokines, MMP-9, and nitric oxide synthase activity, were assessed in a cohort of patients with BM from Burkina Faso. RESULTS Pneumococcal meningitis was associated with significantly higher CSF concentrations of IFN-γ , MCP-1, and the matrix-metalloproteinase (MMP-) 9. In patients with a fatal outcome, levels of TNF-α, IL-1 β, IL-1RA, IL-6, and TGF-α were significantly higher. CONCLUSION The signature of pro- and anti-inflammatory mediators and the intensity of inflammatory processes in CSF are determined by the bacterial pathogen causing bacterial meningitis with pneumococcal meningitis being associated with a higher case fatality rate than meningitis caused by N. meningitidis or H. influenzae.

hMutSα- and hMutLα-dependent phosphorylation of p53 in response to DNA methylator damage

hMSH2⋅hMSH6 heterodimer (hMutSα) and hMLH1⋅hPMS2 complex (hMutLα) have been implicated in the cytotoxic response of mammalian cells to a number of DNA-damaging compounds, including methylating agents that produce O6-methylguanine (O6MeG) adducts. This study demonstrates that O6MeG lesions, in which the damaged base is paired with either T or C, are subject to excision repair in a reaction that depends on a functional mismatch repair system. Furthermore, treatment of human cells with the SN1 DNA methylators N-methyl-N-nitrosourea or N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine results in p53 phosphorylation on serine residues 15 and 392, and these phosphorylation events depend on the presence of functional hMutSα and hMutLα. Coupled with the previous demonstration that O6MeG⋅T and O6MeG⋅C pairs are recognized by hMutSα, these results implicate action of the mismatch repair system in the initial step of a damage-signaling cascade that can lead to cell-cycle checkpoint activation or cell death in response to DNA methylator damage.

Functional characterization of the putative Aspergillus nidulans DNA damage binding protein homologue DdbA

Nucleotide excision repair (NER) eliminates helix-distorting DNA base lesions. Seven XP-deficient genetic complementation groups (XPA to XPG) have already been identified in mammals, and their corresponding genes have been cloned. Hereditary defects in NER are associated with several diseases, including xeroderma pigmentosum (XP). UV-DDB (XPE) is formed by two associated subunits, DDB1 and DDB2. UV-DDB was identified biochemically as a protein factor that exhibits very strong and specific binding to ultraviolet (UV)-treated DNA. As a preliminary step to characterize the components of the NER in the filamentous fungus Aspergillus nidulans, here we identified a putative DDB1 homologue, DdbA. Deletion and expression analysis indicated that A. nidulans ddbA gene is involved in the DNA damage response, more specifically in the UV light response and 4-nitroquinoline oxide (4-NQO) sensitivity. Furthermore, the Delta ddbA strain cannot self-cross and expression analysis showed that ddbA can be induced by oxidative stress and is developmentally regulated in both asexual and sexual processes. The Delta ddbA mutation can genetically interact with uvsB(ATR), atmA(ATM), nkuA(KU70), H2AX-S129A (a replacement of the conserved serine in the C-terminal of H2AX with alanine), and cshB (a mutation in CSB Cockayne`s syndrome protein involved in the transcription-coupled repair subpathway of NER) mutations. Finally, to determine the DdbA cellular localization, we constructed a GFP:DdbA strain. In the presence and absence of DNA damage, DdbA was mostly detected in the nuclei, indicating that DdbA localizes to nuclei and its cellular localization is not affected by the cellular response to DNA damage induced by 4-NQO and UV light.

ERCC1 protein, mRNA expression and T19007C polymorphism as prognostic markers in head and neck squamous cell carcinoma patients treated with surgery and adjuvant cisplatin-based chemoradiation

Adjuvant cisplatin-based chemoradiation improves survival in HNSCC patients presenting with risk features. ERCC1 (excision repair cross-complementation group 1) is associated with resistance to chemo- and radiation therapy and may have a prognostic value in HNSCC patients. Here we studied ERCC1 expression and the polymorphism T19007C as prognostic markers in these patients. This is a retrospective and translational analysis, where ERCC1 protein expression was evaluated by immunohistochemistry, using an H-score, and mRNA expression was determined by RT-PCR. T 19007C genotypes were detected by PCR-RFLP carried out using DNA template extracted from normal lymph nodes. A high H-score was seen in 32 patients (54%), who presented better 5-year overall survival (5-y OS: 50% vs. 18%, HR 0.43, p=0.026). Fifteen out of 45 patients (33%), with high mRNA expression, presented better 5-year overall survival (OS) (86% vs. 30%, HR 0.26, p=0.052). No OS difference was detected among T 19007C genotypes. High H-score and mRNA expression remained significant as favorable prognostic factors in a multivariate analysis. Collectively, our results suggest that high ERCC1 expression seems to be associated with better OS rates in HNSCC patients submitted to adjuvant cisplatin-based chemoradiation.

European ancestry and polymorphisms in DNA repair genes modify the risk of melanoma: A case-control study in a high UV index region in Brazil

Background: UV radiation is the major environmental factor related to development of cutaneous melanoma. Besides sun exposure and the influence of latitude, some host characteristics such as skin phototype and hair and eye color are also risk factors for melanoma. Polymorphisms in DNA repair genes could be good candidates for susceptibility genes, mainly in geographical regions exposed to high solar radiation. Objective: Evaluate the role of host characteristic.; and DNA repair polymorphism in melanoma risk in Brazil. Methods: We carried out a hospital-based case-control study in Brazil to evaluate the contribution of host factors and polymorphisms in DNA repair to melanoma risk. A total of 412 patients (202 with melanoma and 210 controls) were analyzed regarding host characteristics for melanoma risk as well as for 11 polymorphisms in DNA repair genes. Results: We found an association of host characteristics with melanoma development, such as eye and hair color, fair skin, history of pigmented lesions removed, sunburns in childhood and adolescence, and also European ancestry. Regarding DNA repair gene polymorphisms, we found protection for the XPG 1104 His/His genotype (OR 0.32; 95% CI 0.13-0.75), and increased risk for three polymorphisms in the XPC gene (PAT+; IV-6A and 939Gln), which represent a haplotype for XPC. Melanoma risk was higher in individuals carrying the complete XPC haplotype than each individual polymorphism (OR 3.64; 95% CI 1.77-7.48). Conclusions: Our data indicate that the host factors European ancestry and XPC polymorphisms contributed to melanoma risk in a region exposed to high sun radiation. (C) 2011 Japanese Society for Investigative Dermatology. Published by Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Ecosapentanoic acid (EPA) does not affect cell kinetics in peripheral lymphocites from patients with Crohn's disease (CD) according to IL6 174G/C polymorphism

Rationale: Omega 3 fatty acids have been shown to be of potential benefit in patients with CD. The aim of the present study was to evaluate whether EPA can modulate the inflammatory response according to different genotypes of IL6G174G/C polymorphism. Methods: Peripheral blood cells were collected from CD patients with different genotypes for IL6 174G/C (GG, n = 16, GC, n = 8, CC, n = 7), and lymphocytes were established in culture media. Replicates with the addition of EPA (25 mM) were analysed in a period of 24h, 48h and 72h. Expression of IL6 e a PGE2 was assessed by ELISA. Apoptosis and cellular proliferation was determined by flow cytometry.

Release of insulin from PLGA-alginate dressing stimulates regenerative healing of burn wounds in rats

Burn wound healing involves a complex set of overlapping processes in an environment conducive to ischemia, inflammation, and infection costing $7.5 billion/year in the US alone, in addition to the morbidity and mortality that occur when the burns are extensive. We previously showed that insulin, when topically applied to skin excision wounds, accelerates re-epithelialization, and stimulates angiogenesis. More recently, we developed an alginate sponge dressing (ASD) containing insulin encapsulated in PLGA microparticles that provides a sustained release of bioactive insulin for >20days in a moist and protective environment. We hypothesized that insulin-containing ASD accelerates burn healing and stimulates a more regenerative, less scarring, healing. Using a heat-induced burn injury in rats, we show that burns treated with dressings containing 0.04mg insulin/cm2, every three days for 9 days, have faster closure, faster rate of disintegration of dead tissue, and decreased oxidative stress.In addition, in insulin-treated wounds the pattern of neutrophil inflammatory response suggests faster clearing of the burn dead tissue. We also observe faster resolution of the pro-inflammatory macrophages. We also found that insulin stimulates collagen deposition and maturation with the fibers organized more like a basket weave (normal skin) than aligned and crosslinked (scar tissue). In summary , application of ASD-containing insulin-loaded PLGA particles on burns every three days stimulates faster and more regenerative healing. These results suggest insulin as a potential therapeutic agent in burn healing and, because of its long history of safe use in humans, insulin could become one of the treatments of choice when repair and regeneration are critical for proper tissue function.

Leishmania aethiopica field isolates bearing an endosymbiontic dsRNA virus induce pro-inflammatory cytokine response.

BACKGROUND: Infection with Leishmania parasites causes mainly cutaneous lesions at the site of the sand fly bite. Inflammatory metastatic forms have been reported with Leishmania species such as L. braziliensis, guyanensis and aethiopica. Little is known about the factors underlying such exacerbated clinical presentations. Leishmania RNA virus (LRV) is mainly found within South American Leishmania braziliensis and guyanensis. In a mouse model of L. guyanensis infection, its presence is responsible for an hyper-inflammatory response driven by the recognition of the viral dsRNA genome by the host Toll-like Receptor 3 leading to an exacerbation of the disease. In one instance, LRV was reported outside of South America, namely in the L. major ASKH strain from Turkmenistan, suggesting that LRV appeared before the divergence of Leishmania subgenera. LRV presence inside Leishmania parasites could be one of the factors implicated in disease severity, providing rationale for LRV screening in L. aethiopica. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: A new LRV member was identified in four L. aethiopica strains (LRV-Lae). Three LRV-Lae genomes were sequenced and compared to L. guyanensis LRV1 and L. major LRV2. LRV-Lae more closely resembled LRV2. Despite their similar genomic organization, a notable difference was observed in the region where the capsid protein and viral polymerase open reading frames overlap, with a unique -1 situation in LRV-Lae. In vitro infection of murine macrophages showed that LRV-Lae induced a TLR3-dependent inflammatory response as previously observed for LRV1. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: In this study, we report the presence of an immunogenic dsRNA virus in L. aethiopica human isolates. This is the first observation of LRV in Africa, and together with the unique description of LRV2 in Turkmenistan, it confirmed that LRV was present before the divergence of the L. (Leishmania) and (Viannia) subgenera. The potential implication of LRV-Lae on disease severity due to L. aethiopica infections is discussed.

Signalling pathways in skin homeostasis

SUMMARY The results presented here contribute to a better understanding of the crucial molecular relationships and signalling cues exchanged by several fundamental cell types (epidermal keratinocytes, dermal fibroblasts, immune and endothelial cells) of the skin. Importantly we provide evidence to directly implicate Wnt/ß-catenin signalling as a putative player in different cell types (keratinocytes and neutrophils) in mediation of the cutaneous inflammatory response (Fart A). Finally we highlight the importance of several molecules, specifically expressed in the hair follicle stem cell niche to the morphogenesis and homeostasis of the hair follicle (Part B). PART A Currently the body of work pertaining to Wnt signalling and immune cells largely focuses on Wnt signalling in the development of these cells. The data presented here suggests a novel mechanism in which Wnt signalling appears to modulate immune cell recruitment to the skin. Keratinocytes are major contributors to early inflammatory responses by the release of chemokines which recruit immune cells. The resultant inflammatory response is a dynamic process of sequentially infiltrating immune cells governed by a network of growth factors, chemokines and cytokines. In wild type mice the response is typified by a rapid and substantial infiltration of neutrophils followed at later time points by macrophages and Tcells. The expression of the canonical Wnt pathway activating ligand, Wnt3a, is able to induce a strong neutrophil infiltration in the dermis. This response originates in keratinocytes, as it is abrogated upon keratinocyte-specific ablation of ß-catenin. Notably, this suggests that the crucial cross talk between these resident cells and recruited immune cells is, in part, mediated by Wnt signalling. In corroboration of this role of Wnt-mediated recruitment of neutrophils, expression of the Wnt inhibitory ligand sFRPI during acute inflammation results in a dramatic 'dampening' of immune cell infiltration in particular of neutrophil chemoattraction. Importantly, an intrinsic Wnt signalling pathway is essential for neutrophil chemoattraction in response to inflammatory stimuli. There is a marked reduction of neutrophil infiltration in mice grafted with a ß-catenin deficient bone marrow upon TPA induced cutaneous inflammation. Additionally, neutrophils lacking Wnt/ß-catenin fail to respond to IFNγ, an early inflammatory cue, in vitro. In combination, these data indicate a potent function of Wnt signalling in immune cell recruitment and the modulation of the inflammatory response. PART B Tissue specific stem cells form the cellular base on which tissue homeostasis and repair of adult tissue relies. The maintenance of this stem cell pool is highly dependent on the immediate environment or niche. We have identified three genes, the fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1), serpin protease inhibitor (serpin F1) and the haematopoietic cell phosphatase (Hcph) to be specifically expressed in a small population of stromal cells which are in close contact to bulge stem cells. These specialized stromal cells might represent an essential mesenchymal component of the skin stem cell niche and may regulate stem cell proliferation and differentiation. Multiple FGFR1 isoforms are generated through alternate transcript splicing and are able to interact with both FGFs and cell adhesion molecules. Two predominant forms of the receptor are FGFR1-α and FGFR1-ß. Expression of a dominant negative form of the alpha isoform prevents hair follicle morphogenesis altogether. Given that FGFR1-ß signals principally through the FGF ligands, this data indicates that FGF signalling is dispensable for follicle morphogenesis. Moreover the loss of follicular morphogenesis upon suggests a requirement for signalling via cell adhesion molecule association with the receptor as FGFR1 α has a greater affinity for these molecules. The expression of the second candidate niche gene serpin f1, lead to the complete ablation of hair follicle morphogenesis. The serpin f1 product, pigment-epithelial derived factor (PEDF) has potent anti-angiogenic effects. Immunohistochemical analysis using CD31, a endothelial cell marker, revealed that although these cells are present, they have are disorganised and do not form vessels. Interestingly, endothelial cells have been found to contribute to the neuronal stem cell niche and our results suggest a similar mechanism in the skin. SHP1, the Hcph gene product, is a phosphatase which acts in the haematopoetic system. Motheaten mice carrying spontaneous mutations in the Hcph gene have patchy alopecia in their skin and severe defects in their haematopoietic system. However the haematopoietic rescue of the mouse does not result in normal follicular homeostasis. Additionally, ablation of Hcph in either the dermal or keratinocyte compartments of the skin produces hair follicles with abberant morphologies. This data indicates that although SHP1 is not essential for hair follicle morphogenesis it is required in both epidermal and dermal compartments to maintain follicular morphology. RÉSUMÉ PARTIE A Jusqu'à présent, les travaux dédiés à l'étude de la voie de signalisation Wnt dans le système immunitaire se sont essentiellement concentrés sur son rôle dans le développement des cellules immunitaires. Les données présentées ici suggèrent fortement et de manière nouvelle, l'existence d'un mécanisme par lequel la voie de signalisation Wnt/ß-caténine module le recrutement de cellules immunitaires dans un tissu périphérique, la peau, et ainsi la réponse inflammatoire cutanée. La réponse inflammatoire cutanée est un processus dynamique d'infiltration séquentielle de diverses cellules immunitaires, orchestré par un réseau de facteurs de croissance, chémokines et cytokines. Les kératinocytes sont des contributeurs majeurs à la réponse inflammatoire précoce par la libération de chémokines qui permettent ensuite de recruter les cellules immunitaires. Dans des souris sauvages, la réponse est d'abord caractérisée par une infiltration rapide et substantielle de neutrophiles, suivie par celle des macrophages et des lymphocytes T. L'expression d'un ligand activateur de le voie canonique de signalisation Wnt (après injection infra-dermique de fibroblastes sur-exprimant Wnt-3a) induit une infiltration dermique très marquée de neutrophiles. De plus, la réponse est éliminée en l'absence de ß-caténine spécifiquement dans les kératinocytes, indiquant que ces cellules sont à l'origine de la réponse. De manière remarquable, ceci suggère qu'une signalisation cruciale entre ces cellules résidentes de la peau et les cellules immunitaires recrutées est, au moins en partie, médiée par la voie Wnt. Corroborant ce rôle de la voie Wnt/ß-caténine dans le recrutement des neutrophiles, l'expression d'un ligand inhibiteur de la voie (sFRP1) résulte au cours d'une inflammation aigüe en une réduction spectaculaire de l'infiltration des cellules immunitaires en général, et des neutrophiles en particulier. De manière importante, la voie de signalisation Wnt est intrinsèquement requise pour la chémoattraction des neutrophiles en réponse à un stimulus inflammatoire. En effet, suite à une inflammation cutanée induite par un ester de phorbol (TPA), une réduction notable de l'infiltration des neutrophiles est observée dans des souris préalablement greffées avec de la moelle osseuse constituée de cellules déficientes en ß-caténine. De plus, in vitro, les neutrophiles sans ß-caténine ne répondent pas à une stimulation par l'interféron γ, qui est pourtant un signal inflammatoire établi in vivo. En conclusion, nos données indiquent que la voie de signalisation Wnt/ß-caténine joue une fonction active dans le recrutement des cellules immunitaires vers un organe périphérique, la peau, ainsi que dans la modulation, à plusieurs niveaux, de la réponse inflammatoire cutanée. PARTIE B Les cellules souches tissu-spécifiques forment la base cellulaire sur laquelle repose l'homéostase et la réparation tissulaires chez l'adulte. La maintenance de ce réservoir de cellules souches est hautement dépendante de leur environnement cellulaire immédiat, encore appelé «niche des cellules souches». Dans la peau, ces cellules stromales spécialisées représentent un compartiment mésenchymateux essentiel de la niche des cellules souches en régulant leurs prolifération et différentiation. Nous avons identifié trois gènes, le «récepteur 1 àux facteurs de croissance des fibroblastes » (Fgfr1 ), l' «inhibiteur de protéase à sérine » (serpinf1 ou pedf) et la « phosphatase des cellules hématopoiétiques » (Hcph ou Ptpn6), comme spécifiquement exprimés par une petite population de cellules stromales qui sont étroitement associées aux cellules souches de la peau (localisées au niveau du bombement du follicule pileux). Pour analyser leur fonction dans ce contexte, nous avons utilisé un test de reconstitution complète de peau murine en combinaison à des. transductions géniques basées sur l'utilisation de lentivirus. Ce test repose sur le mélange de deux compartiments cellulaires, épidermique (kératinocytes) et dermique (fibroblastes), greffés sur une zone ouverte de peau du dos d'une souris pour ensemble reconstituer la peau. Des isoformes multiples de FGFR1 sont générées par épissage alternatif de transcrits et sont capables d'interagir à la fois avec les FGFs (facteurs de croissance des fibroblastes) et les molécules d'adhésion cellulaires. Les deux formes prédominantes du récepteur, FGFR1-α et FGFR1-ß, ne différent que par le «domaine ressemblant aux immunoglobulines 1 » (immunoglobulin-like 1 domain), absent de FGFR1-ß. De plus, FGFR1-ß a une affinité plus grande pour les FGFs et plus faible pour les molécules d'adhésion cellulaires telles que la Ncadhérine (connue pour activer FGFR). La sur-expression de l'une ou l'autre des formes n'empêche pas la morphogenèse folliculaire mais conduit à la formation de follicules aberrants. Toutefois, une différence phénotypique majeure est observée lorsqu'une forme «Dominant-Négatif » (DN) est exprimée dans le compartiment dermique. La sur-expression de FGFR1-ß DN conduit en effet à la formation de follicules petits et tronqués, avec des gaines épithéliales et un bulbe élargis ainsi qu'une petite papille dermique. Par contre, l'expression de FGFR1-α DN abolit complètement la morphogenèse folliculaire. Etant donné que la signalisation par FGFR1-ß est principalement dépendante des ligands FGFs, ces données indiquent que la signalisation par ceux-cì est non-nécessaire à la morphogenèse folliculaire. De plus, l'abolition du processus par la sur-expression de FGFR1-a DN suggëre une signalisation nécessaire entre le récepteur FGFR1 et une ou des molécules d'adhésion cellulaire. L'expression de notre second candidat comme gène spécifique de la niche des cellules souches de la peau, serpinf1, prévient la morphogenèse folliculaire. Seules de petites structures ressemblant à des cystes sont observées après reconstitution de la peau. De plus, dans ces transplants, aucune cellule CD34-positive (marqueur des cellules souches) n'est retrouvée associé à ces cystes. Le produit du gène serpin f1, le «facteur dérivé d'épithélium pigmentaire » (PEDF) est un puissant facteur anti-angiogénique. Nous avons donc analysé la vascularisation des transplants par immunohistochirnies utilisant CD31, un marqueur des cellules endothéliales. Nos résultats révèlent que les cellules endothéliales sont bien présentes, mais de manière désorganisée et ne formant pas de vaisseaux. De manière intéressante, les cellules endothéliales contribuent activement à la niche des cellules souches neuronales, et nos résultats suggèrent donc l'existence possible d'un mécanisme similaire dans la peau. SHP1, le produit du gène Hcph, est une phosphatase quì agit dans le système hématopoiétique. Les souris « motheaten »qui portent des mutations spontanées du gène ont une alopécie inégale au niveau de la peau et de sévères troubles du système hématopoiétique. Pour s'assurer que le phénotype observé au niveau de la peau n'est pas une conséquence d'un défaut du système hématopoiétique, nous avons transplanté des souris Hcph -/- avec de la moelle osseuse sauvage afin de restaurer la fonction de SHP 1 dans le système hématopoiétique. Toutefois, le défaut de morphologie folliculaire est maintenu. De plus, l'ablation d'Hcph dans le compartiment dermique ou épidermique d'essais de reconstitution de peau conduit à la production de follicules pileux avec des morphologies aberrantes. Ces données indiquent que SHP1 n'est pas essentiel à la morphogenèse folliculaire mais est toutefois requis à la fois dans les compartiments épidermiques et dermiques pour la maintenance de la forme du follicule.

Repair of the anophthalmic cavity of rats with synthetic hydroxyapatite

We placed spheres of synthetic hydroxyapatite (calcium chloride combined with sodium phosphate) in the eviscerated or enucleated orbital cavity of rats in order to evaluate the biocompatibility of this material with the orbital cavity. The study was conducted on 50 albino rats, 25 of which were submitted to enucleation and 25 to evisceration of one eye. The animals were sacrificed 7, 15, 21, 30 and 60 days after surgery and the orbital content was submitted to histopathological examination. A reaction of the young granulation tissue type was observed first. The hydroxyapatite was gradually surrounded by a granulomatous macrophage inflammatory response and covered with dense connective tissue that formed a sort of" mesh" septating and supporting progressively smaller blocks of the substance. The same type of reaction was observed in the enucleated and eviscerated cavities. We conclude that synthetic hydroxyapatite is an inert nonallergenic material which is appropriate for volume replacement in the anophthalmic cavity

Photodynamic DNA damage induced by phycocyanin and its repair in Saccharomyces cerevisiae

In the present study, we analyzed DNA damage induced by phycocyanin (PHY) in the presence of visible light (VL) using a set of repair endonucleases purified from Escherichia coli. We demonstrated that the profile of DNA damage induced by PHY is clearly different from that induced by molecules that exert deleterious effects on DNA involving solely singlet oxygen as reactive species. Most of PHY-induced lesions are single strand breaks and, to a lesser extent, base oxidized sites, which are recognized by Nth, Nfo and Fpg enzymes. High pressure liquid chromatography coupled to electrochemical detection revealed that PHY photosensitization did not induce 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine (8-oxodGuo) at detectable levels. DNA repair after PHY photosensitization was also investigated. Plasmid DNA damaged by PHY photosensitization was used to transform a series of Saccharomyces cerevisiae DNA repair mutants. The results revealed that plasmid survival was greatly reduced in rad14 mutants, while the ogg1 mutation did not modify the plasmid survival when compared to that in the wild type. Furthermore, plasmid survival in the ogg1 rad14 double mutant was not different from that in the rad14 single mutant. The results reported here indicate that lethal lesions induced by PHY plus VL are repaired differently by prokaryotic and eukaryotic cells. Morever, nucleotide excision repair seems to play a major role in the recognition and repair of these lesions in Saccharomyces cerevisiae.

Réparation par excision de nucléotides des dommages induits par rayons ultraviolets dans les mélanomes humains

Les mélanomes malins (MM) constituent le deuxième type de cancer le plus fréquent chez les jeunes adultes canadiens (entre 20 et 44 ans) ainsi qu’un des rares cancers dont l’incidence augmente annuellement. À moins que les MM ne soient excisés à temps par chirurgie, les chances de survie des patients sont pratiquement nulles puisque ce type de tumeur est très réfractaire aux traitements conventionnels. Il est bien connu que l’exposition aux rayons ultraviolets (UV), induisant des photoproduits génotoxiques, est une déterminante majeure dans l’acquisition de MM. À cet effet, la réparation par excision de nucléotides (NER) est la ligne de défense principale contre le développement des mélanomes puisqu’elle est la voie de réparation prépondérante en ce qui a trait aux dits photoproduits. Malgré cela, la contribution potentielle de défauts de la NER au développement des MM dans la population normale n’est toujours pas bien établie. Notre laboratoire a précédemment développé une méthode basée sur la cytométrie de flux qui permet de mesurer la NER en fonction du cycle cellulaire. Cette méthode a déjà mise en évidence qu’une déficience de l’activité de la protéine ATR peut mener à une déficience de la NER exclusive à la phase S dans des fibroblastes humains. Pareillement, nous avons démontré que plusieurs lignées cellulaires cancéreuses modèles comportent une déficience en NER en phase S, suggérant qu’une telle déficience puisse caractériser certains types de cancers. Nous avons voulu savoir si une déficience en NER en phase S pouvait être associée à une proportion significative de mélanomes et si le tout pouvait être attribuable à une diminution de l’activité d’ATR. Nos objectifs ont donc été de : (i) mesurer l’efficacité de la NER en fonction du cycle cellulaire dans les MM en comparaison avec les mélanocytes primaires, (ii) vérifier si le niveau d’activité d’ATR corrèle avec l’efficacité de la NER en phase S dans les lignées de MM et (iii) voir si un gène fréquemment muté dans les mélanomes (tels PTEN et BRAF) pouvait coopérer avec ATR pour réguler la NER en phase S dans les mélanomes. Nous avons démontré que 13 lignées de MM sur 16 ont une capacité grandement diminuée à réparer les photoproduits induits par UV spécifiquement en phase S. De plus, cette déficience corrèle fortement avec une réduction de l’activation d’ATR et, dans plusieurs lignées de MM, avec une phosphorylation d’Akt plus importante. L’utilisation d’ARN interférent ou d’un inhibiteur du suppresseur de tumeurs PTEN, a permis, en plus d’augmenter la phosphorylation d’Akt, de réduire la réparation des photoproduits et l’activation d’ATR dans les cellules en phase S. En addition, (i) l’expression ectopique de la protéine PTEN sauvage dans des lignées déficientes en PTEN (mais pas d’une protéine PTEN sans activité phosphatase) ou (ii) l’inhibition pharmacologique d’Akt a permis d’augmenter la réparation en phase S ainsi que l’activation d’ATR. En somme, cette étude démontre qu’une signalisation d’ATR dépendante de PTEN/Akt amenant à une réparation déficiente des photoproduits génomiques causés par les UV en phase S peut être déterminante dans le développement des mélanomes induits par UV.

Déficience dans la réparation par excision de nucléotides en phase S induite par la séquestration du facteur de réplication RPA

Introduction Les lésions induites par les rayons UV peuvent causer des blocages dans la réplication de l'ADN. Ces dommages sont éliminés par le processus moléculaire très conservé de réparation par excision de nucléotides (NER). Nous avons précédemment démontré que la protéine ATR, une kinase majeure impliquée dans le stress réplicatif, est requise pour une NER efficace, et ce exclusivement durant la phase S. Des résultats subséquents ont suggéré que ce prérequis n’était pas lié à la réponse induite par ATR, mais plutôt d’une conséquence globale causée par la présence de stress réplicatif. En ce sens, nous mettons l’emphase qu’après irradiation UV, le complexe RPA joue un rôle crucial dans l'activation des mécanismes de NER ainsi que dans le redémarrage des fourches de réplication bloquées. Hypothèses: En général, les mutations qui confèrent une augmentation du stress réplicatif engendrent une séquestration excessive du facteur RPA aux fourches de réplication bloquées ce qui réduit son accessibilité pour le NER. Méthodes et résultats: Le modèle de la levure a été choisi pour vérifier cette hypothèse. Nous avons développé un essai de NER spécifique à chacune des phases du cycle cellulaire pour démontrer que les cellules déficientes en Mec1, l’homologue d’ATR, sont défectives dans la réparation par excision de nucléotides spécifiquement en phase S. De plus, plusieurs autres mutants de levure, caractérisés par un niveau de dommages spontanés élevé, ont aussi exhibé un défaut similaire. Ces mutants ont démontré une fréquence et une intensité de formation de foyers de RPA plus élevée. Finalement, une diminution partielle de RPA dans les levures a induit un défaut significatif dans le NER spécifiquement durant la phase S. Conclusion: Nos résultats supportent la notion que la séquestration de RPA aux fourches de réplication endommagées durant la phase S prévient son utilisation pour la réparation par excision de nucléotides ce qui inhibe fortement l'efficacité de réparation. Cette étude chez la levure facilite l’élucidation du phénomène analogue chez l’humain et, ultimement, comprend des implications majeures dans la compréhension du mécanisme de développement des cancers UV-dépendants.

Susceptibilidad genética para el desarrollo de la sepsis bacteriana grave y choque séptico

Objetivo: presentar el estado del arte de las investigaciones que, hasta el momento, relacionan el polimorfismo genético del paciente con la evolución de la sepsis, como herramienta diagnóstica y un nuevo enfoque terapéutico de esta condición. Los conceptos actuales basados en investigaciones sostienen que el polimorfismo genético del individuo es relevante en la evolución de la enfermedad y en la respuesta efectiva al tratamiento del paciente en estado crítico, en especial con sepsis bacteriana y choque séptico. Materiales y métodos: se revisó literatura indexada que relaciona los factores genéticos con la evolución de algunas enfermedades del paciente en estado crítico. Resultados: las características particulares de la enfermedad estarían influenciadas por el acervo genético del paciente, condicionando en gran medida la respuesta patofisiológica. Se ha evidenciado la susceptibilidad genética de algunos individuos a desarrollar infección; estos individuos con un tratamiento similar no evolucionan de igual forma, desencadenándose una sepsis bacteriana grave y choque séptico. El polimorfismo en los genes que codifican por el factor de necrosis tumoral -α (TNF-α) las interlucinas- 1 (IL-1), IL-6, IL-10, el factor soluble CD-14, los receptores similares a Toll y el inhibidor tipo 1 del activador del plasminógeno estaría asociado con el desarrollo de sepsis grave y choque séptico, en particular las mutaciones TNF-α 308 G/A, PAI-1 4G/4G, IL-6 174 G/C. Conclusiones: el conocimiento de la susceptibilidad genética, los factores de riesgo y el buen funcionamiento del sistema inmune de cada persona ayudan a reducir y compensar las complicaciones de la sepsis bacteriana. Es claro que el tratamiento oportuno individualizado en los pacientes con sepsis se asocia con disminución de la mortalidad y con reducción en el deterioro de la respuesta inflamatoria.

Defective transcription/repair factor IN recruitment to specific UV lesions in trichothiodystrophy syndrome

Most trichothiodystrophy (TTD) patients present mutations in the xeroderma pigmentosum D (XPD) gene, coding for a subunit of the transcription/repair factor IIH (TFHH) complex involved in nucleotide excision repair (NER) and transcription. After UV irradiation, most TTD/XPD patients are more severely affected in the NER of cyclobutane pyrimidine dimers (CPD) than of 6-4-photoproducts (6-4PP). The reasons for this differential DNA repair defect are unknown. Here we report the first study of NER in response to CPDs or 6-4PPs separately analyzed in primary fibroblasts. This was done by using heterologous photorepair; recombinant adenovirus vectors carrying photolyases enzymes that repair CPD or 64PP specifically by using the energy of light were introduced in different cell lines. The data presented here reveal that some mutations affect the recruitment of TFHH specifically to CPDs, but not to 6-4PPs. This deficiency is further confirmed by the inability of TTD/XPD cells to recruit, specifically for CPDs, NER factors that arrive in a TFIIH-dependent manner later in the NER pathway. For 6-4PPs, we show that TFHH complexes carrying an NH2-terminal XPD mutated protein are also deficient in recruitment of NER proteins downstream of TFUH. Treatment with the histone deacetylase inhibitor trichostatin A allows the recovery of TFHH recruitment to CPDs in the studied TTD cells and, for COOH-terminal XPD mutations, increases the repair synthesis and survival after UV, suggesting that this defect can be partially related with accessibility of DNA damage in closed chromatin regions.