Drug uptake in a rodent sarcoma model after intravenous injection or isolated lung perfusion of free liposomal doxorubicin /

Rapport de synthèseDrug uptake in a rodent sarcoma model after intravenous injection or isolated lungperfusion of free/liposomal doxorubicinIntroductionLa distribution de doxorubicine libre et doxorubicin liposomale pegylée (Liporubicin?) a été comparée après administration intraveineuse ou application via perfusion isolée du poumon (ILP) dans le parenchyme pulmonaire et dans la tumeur des poumons de rongeurs, porteurs d'une tumeur sarcomateuse.Matériel et méthodeUne tumeur sarcomateuse unique a été générée dans le poumon gauche de 36 rongeurs (Fisher rats) suivie, 10 jours plus tard, par application de doxorubicine ou Liporubicin? soit par perfusion isolée du poumon (n = 20) ou administration intraveineuse (n = 12). Deux différentes concentrations ont été utilisées (100 μg et 400 pg) à doses équimolaires pour les deux formulations de doxorubicine. La concentration des agents cytostatiques ont été mesurées dans la tumeur et le parenchyme pulmonaire à l'aide de chromatographic (HPLC).RésultatsLes résultats indiquent que pour doxorubicine libre, le taux de concentration dans la tumeur et le parenchyme pulmonaire est 3 fois (dosage de 100 μ§) et 10 fois (dosage de 400 plus élevé après ILP par rapport à l'administration intraveineuse. En revanche, pour Liporubicin , le taux de concentration est similaire dans la tumeur et le parenchyme pulmonaire entre ILP et administration intraveineuse, pour les deux doses appliquées.ConclusionPour ILP et administration intraveineuse, le ratio entre accumulation de l'agent cytostatique dans la tumeur versus dans le parenchyme pulmonaire a été comparé pour les deux formulations de doxorubicine ainsi que pour les deux dosages. Pour les deux formulations et dosages de doxorubicine, ILP aboutit à un ratio plus élevé par rapport à l'administration intraveineuse. Cependant, pour les deux formulations et dosages de doxorubicine, ILP résulte également en une distribution de l'agent cytostatique plus hétérogène dans le parenchyme pulmonaire comparé à l'administration intraveineuse.En résumé, l'application de doxorubicine par ILP aboutit donc à une accumulation tumorale élevée et à une augmentation du ratio tumeur-parenchyme pulmonaire, mais en même temps également à une distribution plus hétérogène dans le parenchyme pulmonaire par rapport à l'application intraveineuse. Ceci a été observé pour les deux formulations de doxorubicine et pour les deux dosages appliqué.

Development of Implantable Flow-Through Left Ventricular Pressure Telemetric Transmitter for small Rodent Animals

Objective: Although 24-hour arterial blood pressure can be monitored in a free-moving animal using pressure telemetric transmitter mostly from Data Science International (DSI), accurate monitoring of 24-hour mouse left ventricular pressure (LVP) is not available because of its insufficient frequency response to a high frequency signal such as the maximum derivative of mouse LVP (LVdP/dtmax and LVdP/dtmin). The aim of the study was to develop a tiny implantable flow-through LVP telemetric transmitter for small rodent animals, which can be potentially adapted for human 24 hour BP and LVP accurate monitoring. Design and Method: The mouse LVP telemetric transmitter (Diameter: _12 mm, _0.4 g) was assembled by a pressure sensor, a passive RF telemetry chip, and to a 1.2F Polyurethane (PU) catheter tip. The device was developed in two configurations and compared with existing DSI system: (a) prototype-I: a new flow-through pressure sensor with wire link and (b) prototype-II: prototype-I plus a telemetry chip and its receiver. All the devices were applied in C57BL/6J mice. Data are mean_SEM. Results: A high frequency response (>100 Hz) PU heparin saline-filled catheter was inserted into mouse left ventricle via right carotid artery and implanted, LV systolic pressure (LVSP), LVdP/dtmax, and LVdP/dtmin were recorded on day2, 3, 4, 5, and 7 in conscious mice. The hemodynamic values were consistent and comparable (139_4 mmHg, 16634_319, - 12283_184 mmHg/s, n¼5) to one recorded by a validated Pebax03 catheter (138_2mmHg, 16045_443 and -12112_357 mmHg/s, n¼9). Similar LV hemodynamic values were obtained with Prototype-I. The same LVP waveforms were synchronically recorded by Notocord wire and Senimed wireless software through prototype-II in anesthetized mice. Conclusion: An implantable flow-through LVP transmitter (prototype-I) is generated for LVP accurate assessment in conscious mice. The prototype-II needs a further improvement on data transmission bandwidth and signal coupling distance to its receiver for accurate monitoring of LVP in a freemoving mouse.

Histone H1 regulates chromatin condensation in Leishmania parasites.

We investigated the functional role of the Leishmania histone H1 and demonstrate for the first time that addition of histone H1 has a strong effect on microccocal digestion, chromatin condensation of parasite nuclei and that its overexpression can modulate parasite infectivity in vivo.

Role and regulation of polyphosphate in leishmania parasites

Le protozoaire unicellulaire Leishmania est l'agent responsable de la leishmaniose, une maladie parasitaire humaine qui se manifeste par des lésions de la peau, se résolvant le plus souvent spontanément, jusqu'à des lésions viscérales fatales. Le parasite est transmis de l'insecte à l'hôte mammifère lors d'un repas sanguin de la mouche des sables et y réside respectivement sous formes extra- et intracellulaires. On estime que cette maladie touche environ 12 millions de personnes dans 98 pays. Etant donné que les médicaments disponibles à ce jour sont faiblement efficaces et/ou hautement toxiques, il est indispensable de consolider les connaissances sur le fonctionnement et la survie du parasite pour pouvoir développer de nouvelles stratégies de traitements et de préventions. Tous les organismes vivants, dont Leishmania, contiennent du polyphopshate (polyP). Cette molécule chargée négativement est constituée de trois jusqu'à plusieurs centaines de résidus de phosphates reliées par des liaisons à haute énergie. Le polyP sert donc de source d'énergie et de réservoir de phosphate; dans certaines espèces, il joue aussi un rôle dans l'adaptation au stress et la virulence de pathogènes. Ceci nous a amené à étudier le rôle du polyP dans le parasite Leishmania. L'enzyme responsable de la synthèse de polyP a été identifié récemment dans la levure : il s'agit de la chaperone de transport vacuolaire 4 (Vtc4). Nous avons identifié un homologue de Vtc4 chez les Trypanosomatidae, et avons donc décidé d'examiner sa fonction dans le métabolisme du polyP chez Leishmania. En éliminant l'expression de Vtc4 chez L. major et L. guyanensis, nous avons pu démontrer qu'il est indispensable pour la production de polyP chez Leishmania. De plus, nous avons constaté que ces parasites possèdent des chaînes de polyP allant de trois jusqu'à environ 300 résidus de phosphate. Le taux de polyP dans la cellule est précisément régulé et varie entre un très haut niveau durant la phase proliférative des promastigotes à un niveau bas en phase stationnaire tardive, alors que l'expression de Vtc4p reste stable. Dans les amastigotes intracellulaires, seulement des petites quantités de polyP et de Vtc4p sont détectées. En outre, l'absence de Vc4p et de polyP n'a pas d'effet significatif sur les infections in vivo de souris, ce qui indique que le polyP n'est pas nécessaire au développement de la leishmaniose. Ceci suggère que Vtc4p n 'est pas une bonne cible pour le développement de nouveaux traitements contre Leishmania. "Néanmoins, la présence du polyP favorise fortement la survie du parasite suite à un choc de température (37°C) et aide ainsi à sa persistance intracellulaire pendant les premiers jours d'infection de macrophages. En résumé, nos résultats indiquent que si le polyP a peu d'importance pendant l'infection et le développement de la leishmaniose chez la souris, il est par contre crucial pour l'adaptation à des situations de stress comme l'augmentation de la température. Le fait que le polyP a été conservé dans tous les organismes durant l'évolution suggère toutefois que cette molécule joue un rôle fondamental. Etant donné que l'absence de polyP n'a pas d'effet sur la survie des amastigotes, il pourrait être plus important dans la forme promastigote infectant la mouche des sables. - The unicellular protozoan parasite Leishmania is the causative agent of the human disease leishmaniasis, which can range from self-healing skin lesions to fatal visceral lesions. The parasite is transmitted from the insect vector to the mammalian host when the sand fly takes its blood meal and exists in an extra- and an intracellular form, respectively. The disease is estimated to affect 12 million people in 98 countries and currently available drug treatments are of relatively low potency and/or high toxicity. Thus, investigating parasite survival mechanisms and parasite adaptation to the two host environments contributes to the general understanding of Leishmania propagation and might therefore help to develop future treatments or preventions. All living cells, including Leishmania, contain a negatively charged polymer of a few up to several hundred phosphate residues. These so-called polyphosphates (polyPs) serve as an energy source and phosphate reservoir. In some organisms, polyP is also involved in adaptation to stresses and virulence of pathogens. Therefore we were interested in investigating the importance of polyP in Leishmania parasites. Recently, an eukaryotic enzyme responsible for polyP synthesis has been identified as the vacuolar transporter chaperone 4 (Vtc4) in yeast. We, and others, found a Vtc4 homologue in trypanosomatids and decided to examine its potential function in polyP metabolism. By generating VTC4 knock-out cell lines in L. major and Vtc4 knock-down cell lines in L. guyanensis, we were able to demonstrate that Vtc4p is responsible for the total amount of cellular polyP. We also observed that Leishmania polyP chain length ranges from a few up to around 300 residues and that its level is tightly regulated. PolyP abundance is highest during the logarithmic proliferating phase of promastigotes and decreases in the stationary phase, while Vtc4 protein expression remains stable during both phases. In the intracellular amastigote form, only low amounts of polyP and Vtc4p were detectable. Furthermore, absence of Vtc4p and polyP did not have a significant effect on in vivo mouse infections, indicating that polyP is not necessary for Leishmania disease progression. This suggests that Vtc4p would be a poor drug target against Leishmania infection. However, presence of the polymer strongly supported parasite survival during heat shock (37°C) and thereby promoted intracellular persistence during the first days of macrophage infections. Taken together, we found that polyP has little importance in Leishmania {in vivo) infection but that it plays a crucial role during adaptation to stress, such as heat shock. Given that polyP has been preciously conserved in all organisms during evolution it seems to play a fundamental role. Since absence of polyP does not affect amastigote survival, it might be significant for promastigote existence in the sand fly vector.

Culex nigripalpus Theobald (Diptera, Culicidae) feeding habit at the Parque Ecológico do Tietê, São Paulo, Brazil

The blood feeding of a population of Cx. nigripalpus from Parque Ecológico do Tietê (PET) was investigated using an indirect ELISA protocol. Mosquitoes were captured outside houses. Five hundred sixteen engorged females collected in a reforested area and 25 in an open area were tested. Rodents and dogs were the most common blood sources, accounting for approximately 65.3% of blood meals. Human blood was detected in 10.9%, dog blood in 26.1%, chicken blood in 2.4%, and rodent blood in 39.2% of the 541 insects tested. ELISA failed in identifying the blood sources of 233 engorged females, indicating that the mosquitoes may have fed on a host which was not tested. One hundred six individuals were positive for more than one host. The unweighted human blood index was 0.14 and the rodent/human, human/chicken, and dog/rodent feeding index values were 2.70, 1.51, and 1.33, respectively. Furthermore, rodents are defensive hosts for this haematophagous insect which looks for another host to complete blood-feeding. Considering that rodents are potential reservoirs for Mucambo virus and Saint Louis encephalitis virus and that Cx. nigripalpus feed on the blood of those mammals, we hypothesize that mosquito population in PET could participate in the transmission cycle of those arboviruses. Additionally, this species might be involved in the transmission of Dirofilaria immitis to dogs at this area.

Do fly parasites of bats and their hosts coevolve?speciation in Trichobius phyllostomae group (Diptera, Streblidae) and their hosts (Chiroptera, Phyllostomidae) suggests that they do not

We examined whether, like many parasite-host systems of coevolution, a group of obligate parasitic bat flies (Trichobius phyllostomae Kessel and related species) cospeciate with their hosts. We first did a cladistic analysis of the T. phyllostomae group and combined that analysis with a phylogenetic hypothesis from the literature for the Stenodermatinae bats. The cladistic analysis included, as outgroups, one species from each morphological group and complex of Trichobius Gervais, and one species from the following genera: Paratrichobius Miranda-Ribeiro, Megistopoda Macquart, Megistapophysys Dick & Wenzel, Neotrichobius Wenzel & Aitken, Speiseria Kessel and Strebla Wiedemann. The cladogram was rooted with a species of Strebla in the subfamily Streblinae. One cladogram was obtained and which found Trichobius to be polyphyletic. The phylogenetic hypothesis as follows: (Paratrichobius, (Neotrichobius, (Megistopoda, Megistapophysis)))) is the sister-group of the phyllostomae group and the following relationships within the ingroup, (((T. vampyropis Wenzel, Trichobius sp. 2) ((T. hispidus Wenzel, T. petersoni Wenzel) ((Trichobius sp. 1 (T. phyllostomae, T. brennani Wenzel))))). When we compared phylogenies through historical association analyses, cospeciation was uncommon, while host-switching was more common and better explained the association between the phyllostomae group and their bat hosts.

Evaluation of the immune response to infection with metastatic and non-metastatic "Leishmania guyanensis" parasites

ABSTRACT : Les infections par le parasite Leishmania guyanensis se caractérisent par une dissémination depuis le site initial d'infection jusqu'aux tissus naso-pharyngés, responsable de la Leishmaniose à lésions secondaires muco-cutanées (LMC). Les lésions des patients atteints de LMC montrent une massive infiltration de cellules immunitaires, une réponse immunitaire élevée et la présence de parasites (bien qu'en très faible quantité). La LMC engendre une augmentation de l'expression de TNFa ainsi qu'un défaut dans le contrôle de la réponse immunitaire caractérisé par une absence de réponse à l'IL 10. La réponse immunitaire de l'hôte ainsi que la virulence du parasite sont deux facteurs reconnus pour le contrôle de l'infection. Le mécanisme de la pathogenèse de la LMC restent grandement incompris, surtout le mécanisme de dissémination de l'infection du site d'inoculation jusqu'aux sites secondaires d'infection (métastases) ainsi que les détails de la réponse de l'hôte contre le pathogène. Dans un modèle d'infection d' hamsters avec des parasites du Nouveau Monde, la classification des parasites Leishmania se fait en fonction de leur capacité à développer des métastases. Ce modéle d'infection a permis de caractériser différentes souches de parasites selon la classification de l'Organisation Mondiale de la Sante (OMS) tel que la souche de référence W>É-II/BR/78/M5313 qui est reconnue comme hautement métastatique alors que ces clones dérivés de M5313 montrent de grandes variations quand a leur capacité à créer des métastases. Les clones 13 et 21 sont métastatiques (M+) alors que les clones 3 et 17 sont nonmétastatiques (NI-). Les objectifs de cette thèse ont été d'étudier le rôle de la réponse immunitaire innée des macrophages après infection in vitro avec différents clones métastatiques et non-métastatiques du parasite L. guyanensis, ainsi que d'étudier la réponse immunitaire générée suite à une infection in vivo par les clones M+ et M- de L. guyanensis dans un modèle marin. L'analyse de la .réponse immunitaire des macrophages in vitro montrent qu'il y aune augmentation significative de leur statut d'activation après infection par des parasites M+ indiquée par la modulation des marqueurs d'activation de surface CD80, CD86 et CD40, ainsi que une augmentation significative de CXCL 10, CCLS, IL6 et TNFa au niveau transcription de l'ARNm et au niveau de la protéine. Cette phénomène d'activation a été observée chez les deux souches de souris C57BL/6 et BALB/c. L'utilisation d'un inhibiteur d'entrée des parasites (Cytochalsin D) ou d'un inhibiteur des fonctions endosomales (Chloroquine) diminue de manière significative la réponse des macrophages aux parasites M+. L'utilisation de macrophages déficients en TLR, MyD88, et TRIF a démontré que la réponse générée après infection par les parasites M+ était dépendante de la voie de signalisation de TRIF et TLR3. Lors d'infection in vivo par des parasites M5313, au moins 50% des souris BALB/c présentent un phénotype sensible caractérisé par des lésions non-nécrotiques qui ne guérissent pas, persistent plus de 13 semaines après infection et contiennent un nombre considérable de parasites. Ces souris développent une réponse immunitaire de type T helper 2 (Th2) avec un niveau élevé d'IL-4 et d'IL-10. Les autres souris ont un phénotype non-sensible, les souris développant peu ou pas de lésion, avec peu de parasites et une réponse immunitaire diminuée, caractérisée par un niveau faible d'IFNy, d'IL4 et d'IL10. De plus, les souris BALB/c infectées par un parasite L. guyanensis isolé à partir des lésions muco-cutanées d'un patient humain atteint de LMC ont démontrés un phénotype similaire aux souris infectées par la souche M5313 avec 50% des souris développant des lésions persistantes, alors qu'un parasite dérivé des lésions cutanées humains n'a montré qu'une faible sensibilité avec une lésion transitoire qui finit par guérir. Nous avons montré que la sensibilité de ces souris BALB/c dépend de l'IL-4 et de l'IL-10 car les souris IL-10-/sur fond génétique BALB/c ainsi que les souris BALB/c traitée avec de l'anti-IL4 étaient capables de contrôler l'infection par M5313. Les souris C57BL/6 sont résistantes à l'infection par le parasite M5313. Elles développent une lésion transitoire qui guérit 9 semaines après infection. Ces souris résistantes ont un très faible taux de parasites au site d'infection et développent une réponse immunitaire de type Thl avec un niveau élevé d'IFNr et peu d'IL4 et d'IL10. Les infections in vivo de souris déficientes en MyD88, TRIF, TLR3 ou TLR9 (sur fond génétique C57BL/6) ont indiqué que MyD88 et TLR9 étaient impliqués dans la résistance à l'infection par L. guyanensi, et que TRIF et TLR3 avaient un rôle important dans la sensibilité. Ce travail met en évidence le fait que la réponse immunitaire de l'hôte est modulée par le parasite selon leur caractérisation d'être soit M+ ou M-. Nous avons démontré également que plusieurs gènes et voies de signalisations étaient impliqués dans cette réponse favorisant le développement d'une LMC. ABSTRACT : Leishmania guyanensis parasites are able to disseminate from the initial site of cutaneous skin infection to the nasopharyngeal tissues resulting in destructive secondary lesions and the disease Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL). The secondary lesions in patients have intense immune cell infiltration, elevated immune responses and the presence (albeit at low levels) of parasites. More specifically, MCL patients produce higher levels of TNFa and display impairment in their ability to control the immune response due to a defect in their ability to respond to IL10. Little is known about the pathogenesis of MCL, especially about the dissemination of the infection from the site of inoculation to secondary sites (metastasis) and the response of the host to the pathogen. The hamster model of L. guyanensis infection has previously characterized the WHO reference strain, L. guyanensis WHI/BR/78/M5313, as being highly metastatic. Clones of parasites derived from this reference strain show a differential ability to metastasize. This thesis studied the differential immune response generated by macrophages in vitro, or by mice in vivo, following infection with L. guyanensis parasites. A significant increase in the activation status of macrophages derived from C57BL/6 or BALB/c mice was observed after in vitro infection with L. guyanensis parasites when compared to non-metastatic parasites. This change in status was evidenced by the increased expression of surface activation markers, together with the chemokines, CXCL 10, CCLS, and cytokines, IL6 and TNFa. Furthermore, in vitro infection of macrophages isolated from mice deficient in either a specific Toll Like Receptor (TLR) or the adaptor molecules MyD88 or TRIF, indicated that the immune response generated following L. guyanensis metastatic parasite infection was reliant on the TRIF dependent TLR3 signalling pathway. In vivo footpad infection of BALB/c mice with the L. guyanensis M5313 parasites showed a reproducible susceptible phenotype, whereby at least 50% of infected mice developed non-healing, nonnecrosing lesions with high parasitemia that persisted over 13 weeks post infection. This phenotype was characterized by a Th2 type cytokine immune response with increased levels of IL4 and IL10 detected in the draining lymph nodes. IL 10 deficient mice on a BALB/c background, or BALB/c mice treated with anti-IL4 were able to control infection with L. guyanensis M5313 parasites, thereby proving that these cytokines were indeed implicated in the susceptibility to infection. Moreover, infection of BALB/c mice with patient isolated L. guyanensis parasites confirmed that MCL derived parasites were able to induce a susceptibility phenotype similar to that of L. guyanensis M5313. C57BL/6 mice, on the other hand, were highly resistant to infection with L. guyanensis M5313 parasites and produced transient footpad swelling that healed by week 9 post infection, together with low degrees of footpad parasitemia and a Thl polarized immune response. Infection of mice deficient in MyD88, TRIF, TLR3, and TLR9 (on a C57BL/6 background), indicated that MyD88 and TLR9 were involved in the resistance of these mice to infection, and that TRIF and TLR3 were involved in the susceptibility. This study has shown that the host response can be differentially modulated depending on the infecting parasite with several genes and pathways being identified that could be involved in promoting the development of MCL.

What makes a host profitable? Parasites balance host nutritive resources against immunity.

Numerous host qualities can modulate parasite fitness, and among these, host nutritive resources and immunity are of prime importance. Indeed, parasite fitness increases with the amount of nutritive resources extracted from the host body and decreases with host immune response. To maximize fitness, parasites have therefore to balance these two host components. Yet, because host nutritive resources and immunity both increase with host body condition, it is unclear whether parasites perform better on hosts in prime, intermediate, or poor condition. We investigated blood meal size and survival of the ectoparasitic louse fly Crataerina melbae in relation to body condition and cutaneous immune response of their Alpine swift (Apus melba) nestling hosts. Louse flies took a smaller blood meal and lived a shorter period of time when feeding on nestlings that were experimentally food deprived or had their cutaneous immune response boosted with methionine. Consistent with these results, louse fly survival was the highest when feeding on nonexperimental nestlings in intermediate body condition. Our findings emphasize that although hosts in poor condition had a reduced immunocompetence, parasites may have avoided them because individuals in poor condition did not provide adequate resources. These findings highlight the fact that giving host immunocompetence primary consideration can result in a biased appraisal of host-parasite interactions.

Discovery of novel arenavirus receptors and entry factors

Arenaviruses are enveloped negative-strand RNA viruses that contain a bi-segmented genome. They are rodent-borne pathogens endemic to the Americas and Africa, with the exception of lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) that is world-wide distributed. The arenaviruses include numerous important human pathogens including the Old World arenavirus Lassa virus (LASV), the causative agent of a severe viral hemorrhagic fever in humans with several hundred thousand infections per year in Africa and thousands of deaths. Viruses are obligatory intracellular parasites, strictly depending on cellular processes and factors to complete their replication cycle. The binding of a virus to target cells is the first step of every viral infection, and is mainly mediated by viral proteins that can directly engage cellular receptors, providing a key determinant for viral tropism. This early step of infection represents a promising target to block the pathogen before it can take control over the host cell. Old World arenaviruses, such as LASV and LCMV, bind to host cells via attachment to their main receptor, dystroglycan (DG), an ubiquitous receptor for extracellular matrix proteins. The engagement of DG by LASV results in a fast internalization and transfer the virus to late endosomal compartment suggesting that the virus binding to DG causes marked changes in the dynamics of the receptor. These events could result in the clustering of the receptor and subsequent induction of signaling that could be modulated by the virus. Recently, numerous findings also suggest the presence of alternative receptor(s) for LASV in absence of the main DG receptor. In my first project, I was interested to investigate the effects of virus-receptor binding on the tyrosine phosphorylation of the cytoplasmic domain of DG and to test if this post-translational modification was crucial for the internalization of the LASV-receptor complex. We found that engagement of cellular DG by a recombinant LCMV expressing the envelope GP of LASV in human epithelial cells induced tyrosine phosphorylation of the cytoplasmic domain of DG. LASV GP binding to DG further resulted in dissociation of the adapter protein utrophin from virus-bound DG. Virus-induced dissociation of utrophin and consequent virus internalization were affected by the broadly specific tyrosine kinase inhibitor genistein. We speculate that the detachment of virus- bound DG from the actin-based cytoskeleton following DG phosphorylation may facilitate subsequent endocytosis of the virus-receptor complex. In the second project, I was interested to characterize the newly indentified LASV alternative receptor Axl in the context of productive arenavirus infection. In a first step, we demonstrated that Axl supports productive infection by rLCMV-LASVGP in a DG-independent manner. In line with previous studies, cell entry of rLCMV-LASVGP via Axl was less efficient when compared to functional DG. Interestingly, Axl-mediated infection showed rapid kinetics similar to DG-dependent entry. Using a panel of inhibitors, we found that Axl-mediated cell entry of rLCMV-LASVGP involved a clathrin-independent pathway that critically depended on actin and dynamin and was sensitive to EIPA but not to PAK inhibitors, compatible with a macropinocytosis-like mechanism of entry. In a next step, we aimed to investigate the molecular mechanism by which rLCMV-LASVGP recognizes Axl. Phosphatidylserine (PS) is the natural ligand of Axl via the adaptor protein Gas6. We detected the presence of PS in the envelope of Old World arenaviruses, suggesting that PS could mediate Axl-virus binding, in a mechanism of apoptotic mimicry already described for other viruses. Whether envelope PS and/or the GP of LASV plays any role in virus entry via Axl is still an open question. The molecular mechanisms underlying host cell-virus interaction are of particular interest to answer basic scientific questions as well as to apply key findings to translational research. Understanding pathogen induced-signaling and its link to invasion of the host cell is of great importance to develop drugs for therapeutic intervention against highly pathogenic viruses like LASV. - Les Arenavirus sont des virus enveloppés à ARN négatifs organisés sous forme de génome bisegmenté. Ils sont véhiculés par les rongeurs et se retrouvent de manière endémique aux Amériques et en Afrique avec l'exception du virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV) qui lui est distribué mondialement. De nombreux pathogènes humains font parti de la famille des Arenavirus dont le virus de l'Ancien Monde Lassa (LASV), un agent responsable de fièvres hémorragiques sévères chez les humains. Le virus de Lassa cause plusieurs centaines de milliers d'infections par année en Afrique ainsi que des milliers de morts. De manière générale, les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires qui dépendent strictement de processus et facteurs cellulaires pour clore leur cycle de réplication. L'attachement d'un virus à sa cellule cible représente la première étape de chaque infection virale et est principalement dirigée par des protéines virales qui interagissent directement avec leur récepteurs cellulaires respectifs fournissant ainsi un indicateur déterminant pour le tropisme d'un virus. Cette première étape de l'infection représente aussi une cible prometteuse pour bloquer le pathogène avant qu'il ne puisse prendre le contrôle de la cellule. Les Arenavirus de l'Ancien Monde comme LASV et LCMV s'attachent à la cellule hôte en se liant à leur récepteur principal, le dystroglycan (DG), un récepteur ubiquitaire pour les protéines de la matrice extracellulaire. La liaison du DG par LASV résulte en une rapide internalisation transférant le virus aux endosomes tardifs suggérant ainsi que l'attachement du virus au DG peut provoquer des changements marqués dans la dynamique moléculaire du récepteur. Ces événements sont susceptibles d'induire un regroupement du récepteur à la surface cellulaire, ainsi qu'une induction subséquente qui pourrait être, par la suite, modulée par le virus. Récemment, plusieurs découvertes suggèrent aussi la présence d'un récepteur alternatif pour LASV en l'absence du récepteur principal, le DG. Concernant mon premier projet, j'étais intéressée à étudier les effets de la liaison virus- récepteur sur la phosphorylation des acides aminés tyrosines se trouvant dans la partie cytoplasmique du DG, le but étant de tester si cette modification post-translationnelle était cruciale pour Γ internalisation du complexe LASV-DG récepteur. Nous avons découvert que l'engagement du récepteur DG par le virus recombinant LCMV, exprimant la glycoprotéine de LASV, dans des cellules épithéliales humaines induit une phosphorylation de résidu(s) tyrosine se situant dans le domaine cytoplasmique du DG. La liaison de la glycoprotéine de LASV au DG induit par la suite la dissociation de la protéine adaptatrice utrophine du complexe virus-DG récepteur. Nous avons observé que cette dissociation de l'utrophine, induite par le virus, ainsi que son internalisation, sont affectées par l'inhibiteur à large spectre des tyrosines kinases, la génistéine. Nous avons donc supposé que le détachement du virus, lié au récepteur DG, du cytosquelette d'actine suite à la phosphorylation du DG faciliterait l'endocytose subséquente du complexe virus-récepteur. Dans le second projet, j'étais intéressée à caractériser le récepteur alternatif Axl qui a été récemment identifié dans le contexte de l'infection productive des Arenavirus. Dans un premier temps, nous avons démontré que le récepteur alternatif Axl permet l'infection des cellules par le virus LCMV recombinant LASV indépendamment du récepteur DG. Conformément aux études publiées précédemment, nous avons pu observer que l'entrée du virus recombinant LASV via Axl est moins efficace que via le récepteur principal DG. De façon intéressante, nous avons aussi remarqué que l'infection autorisée par Axl manifeste une cinétique virale d'entrée similaire à celle observée avec le récepteur DG. Utilisant un éventail de différents inhibiteurs, nous avons trouvé que l'entrée du virus recombinant rLCMV-LASVGP via Axl implique une voie d'entrée indépendante de la clathrine et dépendant de manière critique de l'actine et de la dynamine. Cette nouvelle voie d'entrée est aussi sensible à l'EIPA contrairement aux inhibiteurs PAK indiquant un mécanisme d'entrée compatible avec un mécanisme de macropinocytose. L'étape suivante du projet a été d'investiguer le mécanisme moléculaire par lequel le virus recombinant rLCMV-LASVGP reconnaît le récepteur alternatif Axl. La phosphatidylsérine (PS) se trouve être un ligand naturel pour Axl via la protéine adaptatrice Gas6. Nous avons détecté la présence de PS dans l'enveloppe des Arenavirus du Vieux Monde suggérant que la PS pourrait médier la liaison du virus à Axl dans un mécanisme de mimétisme apoptotique déjà observé et décrit pour d'autres virus. Cependant, il reste encore à déterminer qui de la PS ou de la glycoprotéine de l'enveloppe virale intervient dans le processus d'entrée de LASV via le récepteur alternatif Axl. Les mécanismes moléculaires à la base de l'interaction entre virus et cellule hôte sont d'intérêts particuliers pour répondre aux questions scientifiques de base ainsi que dans l'application de découvertes clés pour la recherche translationnelle. La compréhension de la signalisation induite par les pathogènes ainsi que son lien à l'invasion de la cellule hôte est d'une importance considérable pour le développement de drogues pour l'intervention thérapeutique contre les virus hautement pathogènes comme LASV.

Comment la sérologie peut-elle aider à l'établissement du diagnostic des parasites [How can serology contribute to the diagnosis of parasitic diseases?].

From a technical standpoint the most widely used tests for serology include the ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), the IFA (indirect fluorescence assay), and the immunoblot. ELISA tests are widely used as screening assays since they harbor a high sensitivity. The main pitfall of serologies is the frequency of cross-reactions, especially between the different helminths. This is why positive results should be confirmed by a second test method with a higher specificity. Results need also to be put in the perspective of the patient history, clinical signs and laboratory findings. Serological tests are most appropriate when the parasite cannot be documented by direct examination (by eye or under the microscope) and during the pre-patent period. Serologies for parasites are also useful when an unexplained eosinophilia is present.

Routine delivery of artemisinin-based combination treatment at fixed health facilities reduces malaria prevalence in Tanzania: an observational study.

BACKGROUND: Artemisinin-based combination therapy (ACT) has been promoted as a means to reduce malaria transmission due to their ability to kill both asexual blood stages of malaria parasites, which sustain infections over long periods and the immature derived sexual stages responsible for infecting mosquitoes and onward transmission. Early studies reported a temporal association between ACT introduction and reduced malaria transmission in a number of ecological settings. However, these reports have come from areas with low to moderate malaria transmission, been confounded by the presence of other interventions or environmental changes that may have reduced malaria transmission, and have not included a comparison group without ACT. This report presents results from the first large-scale observational study to assess the impact of case management with ACT on population-level measures of malaria endemicity in an area with intense transmission where the benefits of effective infection clearance might be compromised by frequent and repeated re-infection. METHODS: A pre-post observational study with a non-randomized comparison group was conducted at two sites in Tanzania. Both sites used sulphadoxine-pyrimethamine (SP) monotherapy as a first-line anti-malarial from mid-2001 through 2002. In 2003, the ACT, artesunate (AS) co-administered with SP (AS + SP), was introduced in all fixed health facilities in the intervention site, including both public and registered non-governmental facilities. Population-level prevalence of Plasmodium falciparum asexual parasitaemia and gametocytaemia were assessed using light microscopy from samples collected during representative household surveys in 2001, 2002, 2004, 2005 and 2006. FINDINGS: Among 37,309 observations included in the analysis, annual asexual parasitaemia prevalence in persons of all ages ranged from 11% to 28% and gametocytaemia prevalence ranged from <1% to 2% between the two sites and across the five survey years. A multivariable logistic regression model was fitted to adjust for age, socioeconomic status, bed net use and rainfall. In the presence of consistently high coverage and efficacy of SP monotherapy and AS + SP in the comparison and intervention areas, the introduction of ACT in the intervention site was associated with a modest reduction in the adjusted asexual parasitaemia prevalence of 5 percentage-points or 23% (p < 0.0001) relative to the comparison site. Gametocytaemia prevalence did not differ significantly (p = 0.30). INTERPRETATION: The introduction of ACT at fixed health facilities only modestly reduced asexual parasitaemia prevalence. ACT is effective for treatment of uncomplicated malaria and should have substantial public health impact on morbidity and mortality, but is unlikely to reduce malaria transmission substantially in much of sub-Saharan Africa where individuals are rapidly re-infected.

Asexual evolution: do intragenomic parasites maintain sex?

Resolving the paradox of sex, with its twofold cost to genic transmission, remains one of the major unresolved questions in evolutionary biology. Counting this genetic cost has now gone genomic. In this issue of Molecular Ecology, Kraaijeveld et al. (2012) describe the first genome-scale comparative study of related sexual and asexual animal lineages, to test the hypothesis that asexuals bear heavier loads of deleterious transposable elements. A much higher density of such parasites might be expected, due to the inability of asexual lineages to purge transposons via mechanisms exclusive to sexual reproduction. They find that the answer is yes--and no--depending upon the family of transposons considered. Like many such advances in testing theory, more questions are raised by this study than answered, but a door has been opened to molecular evolutionary analyses of how responses to selection from intragenomic parasites might mediate the costs of sex.

Photodynamic therapy enhances lipodoxorubcin distribution in sarcoma lung metastasis by lowering tumor interstitial fluid pressure in a rodent model

Objective: The management of sarcoma metastasis by systemic chemotherapy is often unsatisfactory. This has paradoxally been attributed to the leakiness of tumor neovessels which induce high intratumor interstitial fluid pressure (IFP) and limit convection forces that are important for drug distribution. In a rodent model, we have recently shown that photodynamic (PDT) pre treatment of lung metastasis could enhance their uptake of chemotherapy. We hypothesized that PDT transiently decreases tumor IFP which enhances convection and promotes drug distribution.Methods: Sarcoma tumors were generated sub-pleurally in the lungs of 12 rats. Animals were randomized at 10 days into i. no pre-treatment (control) and ii. low dose PDT pre-treatment (0・0625 mg/kg Visudyne, 10J/cm2 and 35 mW/cm2) followed by intravenous Liposomal doxorubicin (LiporubicinTM) administration. Using the wick-in-needle technique, we determined tumor and normal tissue IFP before, during and after PDT. In parallel, the uptake of LiporubicinTM was determined by high performance liquid chromatography in tumor and lung tissues.Results: Tumor IFP was significantly higher than normal tissue IFP in all animals. PDT pre-treatment did not affect normal tissue IFP but caused a significant decrease in tumor IFP (mean decrease by 2+/− 1mmHg) which lasted an average of 30 minutes before reaching baseline values. Tumor but not normal lung tissue LiporubicinTM uptake was significantly increased by 67% with PDT pre-treatment when liporubicin was allowed to circulate for one hour.Conclusion: Photodynamic therapy pre-treatment enhances LiporubicinTM uptake in sarcoma lung metastasis by transiently decreasing tumor IFP. These PDT conditions seem to specifically modulate tumor neovessels but not normal lung vessels.

Phenotypic and molecular characterization of the onset of neuropathy in rodent models of diabetes mellitus

Abstract : The principal focus of this work was to study the molecular changes leading to the development of diabetic peripheral neuropathy (DPN). DPN is the most common complication associated with both type I and II diabetes mellitus (DM). This pathology is the leading cause of non-traumatic amputations. Even though the pathological and morphological changes underlying DPN are relatively well described, the implicated molecular mechanisms remain poorly understood. The following two approaches were developed to study the development of DPN in a rodent model of DM type I. As a first approach, we studied the implication of lipid metabolism in DPN phenotype, concentrating on Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-lc which is the key regulator of storage lipid metabolism. We showed that SREBP-1c was expressed in peripheral nerves and that its expression profile followed the expression of genes involved in storage lipid metabolism. In addition, the expression of SREBP-1c in the endoneurium of peripheral nerves was dependant upon nutritional status and this expression was also perturbed in type I diabetes. In line with this, we showed that insulin elevated the expression of SREBP-1c in primary cultured Schwann cells by activating the SREBP-1c promoter. Taken together, these findings reveal that SREBP-1c expression in Schwann cells responds to metabolic stimuli including insulin and that this response is affected in type I diabetes mellitus. This suggests that disturbed SREBP-1c regulated lipid metabolism may contribute to the pathophysiology of DPN. As a second approach, we performed a comprehensive analysis of the molecular changes associated with DPN in the Akital~1~+ mouse which is a model of spontaneous early-onset type I diabetes mellitus. This mouse expresses a mutated non-functional isoform of insulin, leading to hypoinsulinemia and hyperglycaemia. To determine the onset of DPN, weight, blood glucose and motor nerve conduction velocity (MNCV) were measured in Akital+/+ mice during the first three months of life. A decrease in MNCV was evident akeady one week after the onset of hyperglycemia. To explore the molecular changes associated with the development of DPN in these mice, we performed gene expression profiling using sciatic nerve endoneurium and dorsal root ganglia (DRG) isolated from early diabetic male Akita+/+ mice and sex-matched littermate controls. No major transcriptional changes were detected either in the DRG or in the sciatic nerve endoneurium. This experiment indicates that the phenotypic changes observed during the development of DPN are not correlated with major transcriptional alterations, but mainly with alterations at the protein level. Résumé Lors ce travail, nous nous sommes intéressés aux changements moléculaires aboutissant aux neuropathies périphériques dues au diabète (NPD). Les NPD sont la complication la plus commune du diabète de type I et de type II. Cette pathologie est une cause majeure d'amputations. Même si les changements pathologiques et morphologiques associés aux NPD sont relativement bien décrits, les mécanismes moléculaires provoquant cette pathologie sont mal connus. Deux approches ont principalement été utilisées pour étudier le développement des NPD dans des modèles murins du diabète de type I. Nous avons d'abord étudié l'impact du métabolisme des lipides sur le développement des NPD en nous concentrant sur Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-1 c qui est un régulateur clé des lipides de stockage. Nous avons montré que SREBP-1 c est exprimé dans les nerfs périphériques et que son profil d'expression suit celui de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides de stockage. De plus, l'expression de SREBP-1c dans l'endoneurium des nerfs périphériques est dépendante du statut nutritionnel et est dérégulée lors de diabète de type I. Nous avons également pu montrer que l'insuline augmente l'expression de SREBP-1c dans des cultures primaires de cellules de Schwann en activant le promoteur de SREBP-1c. Ses résultats démontrent que l'expression de SREBP-1c dans les cellules de Schwann est contrôlée par des stimuli métaboliques comme l'insuline et que cette réponse est affectée dans le cas d'un diabète de type I. Ces données suggèrent que la dérégulation de l'expression de SREBP-1c lors du diabète pourrait affecter le métabolisme des lipides et ainsi contribuer à la pathophysiologie des NPD. Comme seconde approche, nous avons réalisé une analyse globale des changements moléculaires associés au développement des NPD chez les souris Akita+/+, un modèle de diabète de type I. Cette souris exprime une forme mutée et non fonctionnelle de l'insuline provoquant une hypoinsulinémie et une hyperglycémie. Afin de déterminer le début du développement de la NPD, le poids, le niveau de glucose sanguin et la vitesse de conduction nerveuse (VCN) ont été mesurés durant les 3 premiers mois de vie. Une diminution de la VCN a été détectée une semaine seulement après le développement de l'hyperglycémie. Pour explorer les changements moléculaires associés avec le développement des NPD, nous avons réalisé un profil d'expression de l'endoneurium du nerf sciatique et des ganglions spinaux isolés à partir de souris Akital+/+ et de souris contrôles Akita+/+. Aucune altération transcriptionnelle majeure n'a été détectée dans nos échantillons. Cette expérience suggère que les changements phénotypiques observés durant le développement des NPD ne sont pas corrélés avec des changements importants au niveau transcriptionnel, mais plutôt avec des altérations au niveau protéique. Résumé : Lors ce travail, nous nous sommes intéressés aux changements moléculaires aboutissant aux neuropathies périphériques dues au diabète (NPD). Les NPD sont la complication la plus commune du diabète de type I et de type II. Cette pathologie est une cause majeure d'amputations. Même si les changements pathologiques et morphologiques associés aux NPD sont relativement bien décrits, les mécanismes moléculaires provoquant cette pathologie sont mal connus. Deux approches ont principalement été utilisées pour étudier le développement des NPD dans des modèles murins du diabète de type I. Nous avons d'abord étudié l'impact du métabolisme des lipides sur le développement des NPD en nous concentrant sur Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-1c qui est un régulateur clé des lipides de stockage. Nous avons montré que SREBP-1 c est exprimé dans les nerfs périphériques et que son profil d'expression suit celui de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides de stockage. De plus, l'expression de SREBP-1c dans l'endoneurium des nerfs périphériques est dépendante du statut nutritionnel et est dérégulée lors de diabète de type I. Nous avons également pu montrer que l'insuline augmente l'expression de SREBP-1c dans des cultures primaires de cellules de Schwann en activant le promoteur de SREBP-1c. Ses résultats démontrent que l'expression de SREBP-1c dans les cellules de Schwann est contrôlée par des stimuli métaboliques comme l'insuline et que cette réponse est affectée dans le cas d'un diabète de type I. Ces données suggèrent que la dérégulation de l'expression de SREBP-1c lors du diabète pourrait affecter le métabolisme des lipides et ainsi contribuer à la pathophysiologie des NPD. Comme seconde approche, nous avons réalisé une analyse globale des changements moléculaires associés au développement des NPD chez les souris Akita~~Z~+, un modèle de diabète de type I. Cette souris exprime une forme mutée et non fonctionnelle de l'insuline provoquant une hypoinsulinémie et une hyperglycémie. Afin de déterminer le début du développement de la NPD, le poids, le niveau de glucose sanguin et la vitesse de conduction nerveuse (VCN) ont été mesurés durant les 3 premiers mois de vie. Une diminution de la VCN a été détectée une semaine seulement après le développement de l'hyperglycémie. Pour explorer les changements moléculaires associés avec le développement des NPD, nous avons réalisé un profil d'expression de l'endoneurium du nerf sciatique et des ganglions spinaux isolés à partir de souris Akital+/+ et de souris contrôles Akita+/+. Aucune altération transcriptionnelle majeure n'a été détectée dans nos échantillons. Cette expérience suggère que les changements phénotypiques observés durant le développement des NPD ne sont pas corrélés avec des changements importants au niveau transcriptionnel, mais plutôt avec des altérations au niveau protéique.