Toxicity screenings of nanomaterials: challenges due to interference with assay processes and components of classic in vitro tests.

Given the multiplicity of nanoparticles (NPs), there is a requirement to develop screening strategies to evaluate their toxicity. Within the EU-funded FP7 NanoTEST project, a panel of medically relevant NPs has been used to develop alternative testing strategies of NPs used in medical diagnostics. As conventional toxicity tests cannot necessarily be directly applied to NPs in the same manner as for soluble chemicals and drugs, we determined the extent of interference of NPs with each assay process and components. In this study, we fully characterized the panel of NP suspensions used in this project (poly(lactic-co-glycolic acid)-polyethylene oxide [PLGA-PEO], TiO2, SiO2, and uncoated and oleic-acid coated Fe3O4) and showed that many NP characteristics (composition, size, coatings, and agglomeration) interfere with a range of in vitro cytotoxicity assays (WST-1, MTT, lactate dehydrogenase, neutral red, propidium iodide, (3)H-thymidine incorporation, and cell counting), pro-inflammatory response evaluation (ELISA for GM-CSF, IL-6, and IL-8), and oxidative stress detection (monoBromoBimane, dichlorofluorescein, and NO assays). Interferences were assay specific as well as NP specific. We propose how to integrate and avoid interference with testing systems as a first step of a screening strategy for biomedical NPs.

Similar and Divergent Effects of ppGpp and DksA Deficiencies on Transcription in Escherichia coli.

The concerted action of ppGpp and DksA in transcription has been widely documented. In disparity with this model, phenotypic studies showed that ppGpp and DksA might also have independent and opposing roles in gene expression in Escherichia coli. In this study we used a transcriptomic approach to compare the global transcriptional patterns of gene expression in strains deficient in ppGpp (ppGpp0) and/or DksA ( dksA). Approximately 6 and 7% of all genes were significantly affected by more than twofold in ppGpp- and DksAdeficient strains, respectively, increasing to 13% of all genes in the ppGpp0 dksA strain. Although the data indicate that most of the affected genes were copositively or conegatively regulated by ppGpp and DksA, some genes that were independently and/or differentially regulated by the two factors were found. The large functional group of chemotaxis and flagellum synthesis genes were notably differentially affected, with all genes being upregulated in the DksA-deficient strain but 60% of them being downregulated in the ppGpp-deficient strain. Revealingly, mutations in the antipausing Gre factors suppress the upregulation observed in the DksA-deficient strain, emphasizing the importance of the secondary channel of the RNA polymerase for regulation and fine-tuning of gene expression in E. coli.

Similar and Divergent Effects of ppGpp and DksA Deficiencies on Transcription in Escherichia coli.

The concerted action of ppGpp and DksA in transcription has been widely documented. In disparity with this model, phenotypic studies showed that ppGpp and DksA might also have independent and opposing roles in gene expression in Escherichia coli. In this study we used a transcriptomic approach to compare the global transcriptional patterns of gene expression in strains deficient in ppGpp (ppGpp0) and/or DksA ( dksA). Approximately 6 and 7% of all genes were significantly affected by more than twofold in ppGpp- and DksAdeficient strains, respectively, increasing to 13% of all genes in the ppGpp0 dksA strain. Although the data indicate that most of the affected genes were copositively or conegatively regulated by ppGpp and DksA, some genes that were independently and/or differentially regulated by the two factors were found. The large functional group of chemotaxis and flagellum synthesis genes were notably differentially affected, with all genes being upregulated in the DksA-deficient strain but 60% of them being downregulated in the ppGpp-deficient strain. Revealingly, mutations in the antipausing Gre factors suppress the upregulation observed in the DksA-deficient strain, emphasizing the importance of the secondary channel of the RNA polymerase for regulation and fine-tuning of gene expression in E. coli.

Improving ERP change tool processes to align business processes and ERP system

Nopea teknologian kehitys sekä kansainvälistymisen mukana tuoma kilpailupaine pakottavat yritykset jatkuvaan liiketoimintaprosessien kehittämiseen. Muutoksista organisaation rakenteissa sekä yrityksen prosesseissa on tullut yleisiä toimenpiteitä. Yksi näkyvimmistä toiminnallisista uudistuksesta on ollut toiminnanohjausjärjestelmän käyttöönotto. Toiminnanohjausjärjestelmän rakenne ja kehitys aiheuttaa yleensä suurimmat vaikeudet pyrittäessä rakentamaan liiketoimintaprosessien läpinäkyvyyttä esittävä tietojärjestelmäympäristö. Tässä tutkimuksessa liiketoiminnan sekä toiminnanohjausjärjestelmän prosessien yhdistäminen on tehty ns. toiminnanohjausjärjestelmä muutostyökaluilla. Kyseiset muutostyökalut on järjestetty yrityksissä tietojärjestelmä ympäristöön ja niiden avulla voidaan korjata teknisiä ongelmia sekä muuttaa itse prosesseja. Tutkimuksen empiria osuudessa on käytetty case-tutkimusmenetelmää Kone Oyj:n prosessien kehittämisosastolla. Tutkimuksen tavoitteena oli parantaa toiminnanohjausjärjestelmän muutostyökalujen prosesseja, liiketoimintaprosessien sekä toiminnanohjausjärjestelmän yhdistämiseksi ja harmonisoimiseksi. Tutkimuksen tavoitteiden täyttämiseksi, prosessijohtamisen käsitteitä käytettiin muutostyökaluprosessien parannusehdotusten löytymiseksi. Prosessijohtamisen käsitteet tarkoittavat prosessikartan, prosessin toimintojen, sekä prosessin kustannusten tutkimista ja hyväksikäyttöä. Prosessijohtamisen käsitteeseen kuuluu myös liiketoimintaprosessien jatkuvan parantamisen sekä uudelleenjärjestämisen mallien kuvaus. Toiminnanohjausjärjestelmäympäristön kuvaus teorian toisena osuutena antaa pohjaa muutostyökalujen prosessien käytölle. Tutkimuksen tuloksina voidaan todeta että tutkimusalue on hyvin monimutkainen ja vaikea. Toimintajärjestelmistä ei ole kirjoitettu teoriaa kovinkaan runsaasti, lukuunottamatta yritysten itse tekemiä tutkimuksia. Tutkimuksessa tarkasteltaville prosesseille löytyi kuitenkin parannusehdotuksia sekä ns. optimaalisen prosessimallin ominaisuuksia.

Dual and Opposite Effects of hRAD51 Chemical Modulation on HIV-1 Integration.

The cellular DNA repair hRAD51 protein has been shown to restrict HIV-1 integration both in vitro and in vivo. To investigate its regulatory functions, we performed a pharmacological analysis of the retroviral integration modulation by hRAD51. We found that, in vitro, chemical activation of hRAD51 stimulates its integration inhibitory properties, whereas inhibition of hRAD51 decreases the integration restriction, indicating that the modulation of HIV-1 integration depends on the hRAD51 recombinase activity. Cellular analyses demonstrated that cells exhibiting high hRAD51 levels prior to de novo infection are more resistant to integration. On the other hand, when hRAD51 was activated during integration, cells were more permissive. Altogether, these data establish the functional link between hRAD51 activity and HIV-1 integration. Our results highlight the multiple and opposite effects of the recombinase during integration and provide new insights into the cellular regulation of HIV-1 replication.

Calcium revisited: part II calcium supplements and their effects.

Calcium supplements were tested in pregnancy and lactation, in childhood and adolescence, in pre- and postmenopausal women and in elderly persons with various effects on bone density and fracture incidence. They must be properly chosen and adequately used. In this case, the reported minor negative side-effects do not restrict their use. All these aspects are reviewed here.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.