Enrofloxacina e toltrazuril reduzem a infecção por Toxoplasma gondii em células trofoblásticas humanas e em explantes de vilos placentários humanos de terceiro trimestre

The classical treatment for congenital toxoplasmosis is based on combination of sulfadiazine and pyrimethamine plus folinic acid. Due to teratogenic effects and bone marrow suppression caused by pyrimethamine, the establishment of new therapeutic targets is indispensable to minimize the undesirable effects and improve the control of the infection. Previous studies demonstrated that enrofloxacin and toltrazuril were able to control the infection triggered by Neospora caninum and Toxoplasma gondii. Therefore, the aim of this present study was evaluate the efficacy of enrofloxacin and toltrazuril in the control of T. gondii proliferation in human trophoblast cells (BeWo lineage) and in human villous explants from third trimester. BeWo cells and villous were treated with several concentrations of enrofloxacin, toltrazuril, sulfadiazine, pyrimethamine or association (sulfadiazine + pyrimethamine) in other to verify their viability by MTT or LDH assay, respectively. Next, BeWo cells were infected with T. gondii RH (2F1 clone) or ME49 strain, whereas villous were infected only with RH strain (2F1 clone), after, both cells and villous were treated or not with the same antibiotics and analyzed to T. gondii intracellular proliferation by beta-galactosidase assay (for RH strain) or blue toluidine staining (for ME49 strain). ELISA was performed in the supernatant to evaluate the cytokine profile. Enrofloxacin and toltrazuril did not change strongly the viability in cells and villous. Furthermore, the drugs decreased the parasite intracellular proliferation regardless T. gondii strain in BeWo cells and villous explants when compared to untreated and infected conditions. In BeWo cells infected by RH, enrofloxacin induced high levels of IL-6 low levels of MIF, while both cytokines were upregulated by enrofloxacin and toltrazuril in BeWo cells infected by ME49 strain. Additionally, in villous explantes, enrofloxacin induced high MIF production. Thus, enrofloxacin and toltrazuril were able to control the parasitism in BeWo cells and villous explants, and probably it occurs by modulation of immune response in these cells or tissues and direct action on parasite, but future experiments are necessary to verify this hypothesis.

Mécanismes de guidage des axones sérotoninergiques du raphé dorsal : études in vivo et in vitro

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Analyse des mécanismes d'échec des endoprothèses couvertes et stimulation de la formation néointimale in vitro : vers un meilleur traitement des anévrismes de l'aorte abdominale

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dysregulation of placental cystathionine-β-synthase promotes fetal growth restriction

Fetal growth restriction (FGR) is characterized by the birth weight and body mass below the tenth percentile for gestational age. FGR is a major cause of perinatal morbidity and mortality and babies born with FGR are prone to develop cardiovascular diseases later in life. The underlying pathology of FGR is inadequate placental transfer of nutrients from mother to fetus, which can be caused by placental insufficiency. Hydrogen sulfide (H2S), a gaseous messenger is produced endogenously by cystathionine-lyase (Cth), cystathionine-β-synthase (CBS) and 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3-MST), which are present in human placenta. Recently, we demonstrated that the dysregulation of H2S/Cth pathway is associated with preeclampsia and blockade of CSE activity induces preeclampsia-like condition in pregnant mice. We hypothesized that defect in H2S pathways promote FGR and H2S donor restores fetal growth in mice where CBS or CSE activity has been compromised. Western blotting and qPCR revealed that placental CBS expressions were significantly reduced in women with FGR. ELISA analysis showed reduced placental growth factor production (PlGF) from first trimester (8–12 weeks gestation) human placental explants following inhibition of CBS activity by aminooxyacetic acid (AOA). Administration of AOA to pregnant mice had no effects on blood pressure, but caused fetal growth restriction. This was associated with reduced PlGF production. Histological analysis revealed a reduction in the placental junction zone, within which trophoblast giant cells and glycogen cells were less prominent in CBS inhibitor treated mice. These results imply that placental CBS is required for placental development and that dysregulation of CBS activity may contribute to the pathogenesis of FGR but not preeclampsia.

Dysregulation of placental cystathionine-β-synthase impact on fetal growth restriction

INTRODUCTION: Fetal growth restriction (FGR), which causes perinatal morbidity and mortality, is characterized by birth weight and body mass being below 10th percentile for gestational age. FGR babies are prone to develop cardiovascular diseases later in life. Inadequate placental transfer of nutrients from mother to fetus due to placental insufficiency is considered the underlying cause of FGR. Recently, we demonstrated that blockade of cystathionine-γ-lyase (CSE) activity induces preeclampsia-like condition in pregnant mice. We hypothesized that defect in cystathionine-β-synthase (CBS) / H2S pathway may promote FGR. METHODS: Placental CBS expressions were determined in women with FGR (n=9) and normal controls (n=14) by Western blotting and real-time qPCR. ELISA was used to determine angiogenic factors levels in plasma and first-trimester (8–12 weeks gestation) human placental explants. Time pregnant mice were treated with CBS inhibitor, aminooxyacetic acid (AOA). Mean arterial blood pressure (MBP), histological assessments of placenta and embryos were performed. RESULTS: Placental CBS expressions were significantly reduced in women with FGR. Inhibition of CBS activity by AOA reduced PlGF production from first-trimester human placental explants, Administration of AOA to pregnant mice had no effects on blood pressure, but caused fetal growth restriction, which was associated with reduced placental PlGF production. Histological analysis revealed a reduction in the placental junction zone, within which trophoblast giant cells and glycogen cells were less prominent in CBS inhibitor-treated animals. Furthermore, H2S donor GYY4137 treatment restored fetal growth in pregnant mice exposed to high level of sFlt-1. CONCLUSIONS: These results imply that placental CBS is required for placental development and that dysregulation of CBS activity may contribute to the pathogenesis of FGR but not preeclampsia opening up the therapeutic potentials of H2S therapy in this condition.

The Regulation of AMD Pathobiology by Complement Factor H

Complement factor H (CFH) is a major susceptibility gene for age-related macular degeneration (AMD); however, its impact on AMD pathobiology is unresolved. Here, the role of CFH in the development of AMD pathology in vivo was interrogated by analyzing aged Cfh+/- and Cfh-/- mice fed a high fat, cholesterol-enriched diet. Strikingly, decreased levels of CFH led to increased sub-retinal pigmented epithelium (RPE) deposit formation, specifically basal laminar deposits, following high fat diet. Mechanistically, our data show that deposits are due to CFH competition for lipoprotein binding sites in Bruch’s membrane. Interestingly and despite sub-RPE deposit formation occurring in both Cfh+/- and Cfh-/- mice, RPE damage accompanied by loss of vision occurred only in old Cfh+/- mice. We demonstrate that such pathology is a function of excess complement activation and C5a production, associated with monocyte recruitment, in Cfh+/- mice versus complement deficiency in Cfh-/- animals. Due to the CFH dependent increase in sub-RPE deposit height we interrogated the potential of CFH as a novel regulator of Bruch’s membrane lipoprotein binding and show, using human Bruch’s membrane explants, that CFH removes endogenous human lipoproteins in aged donors. Interestingly, although the CFH H402 variant shows altered binding to BrM, this does not affect its ability to remove endogenous lipoproteins. This new understanding of the complicated interactions of CFH in AMD-like pathology provides an improved foundation for the development of targeted therapies for AMD.

Mécanismes de guidage des axones sérotoninergiques du raphé dorsal : études in vivo et in vitro

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Analyse des mécanismes d'échec des endoprothèses couvertes et stimulation de la formation néointimale in vitro : vers un meilleur traitement des anévrismes de l'aorte abdominale

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dissecting the role of the Tir:Nck and Tir:IRTKS/IRSp53 signalling pathways in vivo

Attaching and effacing (A/E) lesions and actin polymerization, the hallmark of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC), enterohemorrhagic E. coli (EHEC) and Citrobacter rodentium (CR) infections, are dependent on the effector Tir. Phosphorylation of Tir(EPEC/CR) Y474/1 leads to recruitment of Nck and neural Wiskott-Aldrich syndrome protein (N-WASP) and strong actin polymerization in cultured cells. Tir(EPEC/CR) also contains an Asn-Pro-Tyr (NPY(454/1)) motif, which triggers weak actin polymerization. In EHEC the NPY(458) actin polymerization pathway is amplified by TccP/EspF(U), which is recruited to Tir via IRSp53 and/or insulin receptor tyrosine kinase substrate (IRTKS). Here we used C. rodentium to investigate the different Tir signalling pathways in vivo. Following infection with wild-type C. rodentium IRTKS, but not IRSp53, was recruited to the bacterial attachment sites. Similar results were seen after infection of human ileal explants with EHEC. Mutating Y471 or Y451 in Tir(CR) abolished recruitment of Nck and IRTKS respectively, but did not affect recruitment of N-WASP or A/E lesion formation. This suggests that despite their crucial role in actin polymerization in cultured cells the Tir:Nck and Tir:IRTKS pathways are not essential for N-WASP recruitment or A/E lesion formation in vivo. Importantly, wild-type C. rodentium out-competed the tir tyrosine mutants during mixed infections. These results uncouple the Tir:Nck and Tir:IRTKS pathways from A/E lesion formation in vivo but assign them an important in vivo role.

Le cordon ombilical humain, source de cellules pour le génie tissulaire : Isolement, caractérisation et production de substituts humains

Le cordon ombilical humain suscite beaucoup d’intérêt comme source de cellules à des fins de recherche et de thérapie. Quatre types cellulaires majeurs - les cellules épithéliales, stromales, musculaires lisses et endothéliales - composent les tissus solides du cordon ombilical. Quelques-uns de ces types cellulaires ont été utilisés en recherche scientifique depuis longtemps, alors que d’autres commencent à peine à dévoiler leur potentiel. Nous avons développé un protocole unique pour l’extraction séquentielle de tous ces types cellulaires d’un seul cordon ombilical, permettant ainsi la reconstruction à partir d’une même source. La combinaison des techniques de perfusion, immersion et explants a mené à la mise en culture et à l’expansion de ces cellules, dont les cellules épithéliales et les cellules stromales de la gelée de Wharton qui ont été caractérisées plus en détail par l’immunomarquage de protéines spécifiques. Leur potentiel pour la médecine régénératrice a été démontré par la production de tissus par génie tissulaire. Un vaisseau sanguin composé de cellules stromales et de cellules musculaires lisses du cordon ombilical démontra une résistance substantielle à l’éclatement. Les capacités de différenciation des cellules épithéliales ont été étudiées dans le contexte d’une peau bilamellaire reconstruite en combinaison avec des kératinocytes, des fibroblastes dermiques, et des cellules stromales de la gelée de Wharton. Les cellules épithéliales ont montré une différenciation similaire à celle des kératinocytes lorsque cultivées sur des fibroblastes dermiques et exposées à l’air, tandis que sur des cellules stromales du cordon, elles ont subi une désorganisation. Finalement, la différenciation des cellules stromales a été induite en culture vers plusieurs types cellulaires afin de compléter cette étude. L’ensemble des résultats fait ressortir l’importance non seulement de l’influence du milieu physique sur la croissance et la différenciation des cellules, mais également de l’impact de la provenance des cellules sur la qualité des tissus reconstruits.

Développement à visée clinique d’une prothèse vasculaire décellularisée de faible diamètre produite par génie tissulaire

Il existe un besoin clinique pour les prothèses vasculaires de faible diamètre (< 6 mm), notamment pour effectuer des pontages vasculaires. Les prothèses synthétiques de faible diamètre, n’ayant pas d’endothélium, sont sujettes à la thrombose. Ainsi les chirurgiens préfèrent utiliser les vaisseaux autologues des patients. Pour cela, la veine saphène est de loin la plus utilisée. Cependant, de nombreux patients n’ont pas de vaisseaux adéquats, soit parce qu’ils ont déjà été utilisés, soit parce qu’ils sont malades. Pour pallier ce manque, le LOEX a développé un substitut vasculaire reconstruit en laboratoire par la méthode d’auto-assemblage du génie tissulaire. Ces substituts, faits à partir de cellules humaines, ont une longue période de production et ne peuvent être faits à l’avance ni préservés. L’objectif principal de cette thèse est le développement d’une prothèse vasculaire de faible diamètre facilitant le transfert du laboratoire vers la clinique. S’inspirant de travaux antérieurs, les travaux focalisent sur des prothèses obtenues à partir de fibroblastes dermiques humains puis décellularisés. Comme la réponse immunitaire se fait principalement contre les cellules et non pas contre la matrice extracellulaire, la décellularisation permet de gagner une compatibilité immunitaire inter-individu, voire inter-espèce. Ainsi, des prothèses ont été implantées dans six rats pendant six mois sans immunosuppression avec un taux de succès de 83%. Les explants présentaient une infiltration cellulaire suggérant la formation d’une nouvelle media recouverte d’un endothélium. Par ailleurs, nous avons démontré qu’il était également possible de produire des prothèses de grandeur et diamètre adéquats pour une utilisation clinique. Ces prothèses ont été préservées durant trois mois sans altérer leurs propriétés mécaniques. Nous avons également endothélialisé des vaisseaux qui ont ensuite été conditionnés en bioréacteur durant une semaine. Le processus entraînait une compaction de la matrice extracellulaire et un gain dans la résistance à la traction du matériau. En conclusion, les prothèses vasculaires décellularisées offrent deux avantages majeurs facilitant ainsi les essais précliniques et accélérant leur transfert du laboratoire vers les patients.

Effets du stress oxydatif induit par les rayons UVA et endogène sur la cornée humaine : étude des délétions de l’ADN mitochondrial, des modifications dans la matrice extracellulaire cornéenne et de la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs

Le stress oxydatif peut provenir de sources exogènes comme les UVA ou de sources endogènes comme la chaîne respiratoire (OXPHOS). L’oxydation des composants cellulaires a été associée avec la dégénération, des phénotypes de vieillissement et des pertes de fonctionnalités des tissus. Les UVA sont les plus efficaces des rayons UV à induire de l’oxydation, tel que démontré par la formation de dommages oxydatifs à l’ADN et par l’apparition de délétions mitochondriales qui en résultent. La délétion mitochondriale de 4977 pb (ADNmtCD4977), la plus commune, et celle de 3895 pb (ADNmt3895) sont deux délétions reliées au photovieillissement cutané et à l’exposition au stress oxydant. Le phénomène de vieillissement dans la peau est bien documenté et se traduit par une dégradation de la matrice extracellulaire, une perte d’élasticité et la formation de rides. Toutefois, peu d’études portent sur la cornée humaine alors qu’elle est un tissu exposé directement aux rayonnements UV au même titre que la peau. Nous avons donc tenté mieux comprendre l’effet de l’oxydation exogène et endogène sur cette structure. L’analyse de la localisation des délétions ADNmtCD4977 et ADNmtCD4977 dans l’oeil humain a permis de révéler qu’elles se concentrent principalement dans le stroma cornéen et s’accumule avec l’âge. Le stroma cornéen est la couche cellulaire qui confère la transparence et la rigidité à la cornée humaine. Ces résultats nous ont suggéré une implication des UVA dans le photovieillissement de la cornée. Nous avons donc entrepris de vérifier les changements liés à l’exposition aux UVA dans le stroma cornéen puisque les UVA sont connus pour causer des altérations à la matrice extracellulaire (ECM) au niveau cutané. Nous avons donc créé un modèle de photovieillisement par une exposition chronique aux UVA sur des kératocytes avec lesquels nous avons fait sécréter une ECM. Nos résultats nous ont démontré qu’une exposition chronique aux UVA cause des altérations à l’ECM cornéen semblable à des phénotypes de photvieillissement. En effet, nous avons dénoté des changements transcriptomiques et protéomiques pour certains collagènes et protéoglycans. Une atteinte aux collagènes par le vieillissement cornéen se traduit entre autres par une rigidification, une opacification et un changement dans son pouvoir réfractif qui mène à une perte de la vision. Par ailleurs, notre avons également investigué l’implication du stress oxydatif dans la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs (FECD), une maladie dégénérative de l’endothélium cornéen, qui mène à une perte de vision et est une cause principale de greffe cornéenne. L’étiologie de la maladie est encore inconnue, mais le stress oxydatif est soupçonné de jouer un rôle important dans la pathogenèse. Nos résultats ont amené de nouvelles évidences de l’implication de l’oxydation dans la maladie par l’augmentation de la quantité d’ADN mitochondrial et un raccourcissement des télomères dans des explants de cornées pathologiques. Nos résultats nous ont également démontré que la mise en culture de cellules FECD permettait la sélection de cellules fonctionnelles et comparables à des cellules saines en termes de quantité d’ADN mitochondrial et de son intégrité, de sensibilité à l’oxydation et de longueur télomérique. Les résultats obtenus soutiennent ainsi la possibilité d’employer les cellules FECD fonctionnelles sélectionnées pour utilisation en génie tissulaire afin de créer des cornées autologues pour pallier aux manques de greffes cornéennes. Enfin, nos résultats apportent de nouvelles évidences quant à l’implication du stress oxydatif dans le photovieillissement cornéen et dans l’étiologie de la FECD.

In vitro technique for selecting onion FOR white rot disease- resistance

In vitro selection is one of the most effective and efficient techniques for plant improvement. This is due to its ability to isolate plants with the desired character(s), either by applying a selection agent on the culture media to drive the selection of somaclones with the required character(s), or by establishing particular conditions that change in the genomes of somaclones toward the required character. The objective of this study was to identify a suitable protocol for in vitro selection of Allium white rot disease ( Sclerotium cepivorum ) tolerance in commercial Egyptian onion varieties, namely Giza 20, Giza 6 and Beheri Red. Oxalic acid (OA), the phytotoxin produced by Sclerotium cepivorum, was used as the selective agent. Seeds of the three Egyptian varieties were germinated on four concentrations (0.0, 0.02, 0.2, 2 and 20 mM) of Oxalic acid. Among the tested cultivars, Beheri Red had the highest germination frequency (52%) at all concentrations tested, followed by Giza 20 (42.6%), and Giza 6 at (32%). Cotyledon explants from the varieties were cultured on toxic MSBDK medium, supplemented with 0, 3, 6 and 12 mM OA. The survival of calli on MSBDK free toxic medium was 70.7% for all tested cultivars; however, MSBDK-stressed medium, with 3 mM OA reduced the viable calli to 42.1%. The highest OA concentration (12 mM) completely inhibited calli induction from cotyledons explants. A medium supplement with 3 mM OA retarded 80% of calli growth. Among 156 tested calli of Beheri Red, only 23 calli (14.7%) survived on toxic medium for 45 days. Similarly, there was 15.6% survival for Giza 20 calli, while 40.1% of the Giza 6 calli survived. Plantlets were regenerated from surviving calli and transplanted onto ex vitro, and formed bulb after acclimatisation.

Germinação de sementes e otimização de técnicas de micropropagação de umbuzeiro (spondias tuberosa, arr.) anacardiaceae

The brazilian-plum (Spondias tuberosa, His) is a tropical fruit tree that has been consolidated in the market for agribusiness processing, due to its characteristic flavor of fruit. Accordingly, studies to optimize the propagation of plants are necessary for production of seedlings with agronomic and quality assurance measures. This study aimed at determining the efficient techniques for uniform seed germination, as brazilian-plum seed present mechanical dormancy, and establish optimal culture media for multiplication of shoots from the in vitro micropropagation. Firstly, in a greenhouse at the Universidade Federal do Rio Grande do Norte, was evaluated the influence of different methods of breaking dormancy in the emergence of seedlings of brazilian-plum and speed of germination (IVG) of seeds. After 60 days of cultivation, it was found that splay in the distal portion of the seed was the best treatment, with rates of 85.33% in germinability and 3.415 of IVG, compared with the treatment of seed-soaking in water for 12h + humus and the control group. Subsequently, new sources of seedling explants were obtained in studies of tissue culture. Laboratory of Plant Biotechnology that the university, was used stem apex, nodal segments and internodes in search of decontamination with various concentrations of calcium hypochlorite [Ca(OCl)2] and micropropagation, inoculating them in half WPM (1980) with various concentrations of 6-benzylaminopurine (BAP). We used 10 sample units with three replications for different concentrations of [Ca(OCl)2], BAP and explants type. After thirty days, which was observed for the control of contamination, during the establishment in vitro, concentrations of [Ca(OCl)2] between 0.5% and 2.0% were effective in combating exogenous contamination of the apex. In nodal segments and internodes, concentrations of [Ca(OCl)2] between 1.0% and 2.0% and 1.5% and 2.0% were respectively, sufficient to reduce the percentage of losses in these infestations explants. For micropropagation, the culture medium supplemented with 0.1 mg.L-1 BAP promotes better development of multiple shoots per explants from nodal segment. However, success does not get to shoot training in internodal segment

Les récepteurs GPR91 et GPR99 et leur implication dans le développement du système nerveux visuel

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) démontrent de plus en plus de capacités à activer des mécanismes jusqu’alors associés à des facteurs de transcription ou des molécules d’adhésion. En effet, de nouvelles preuves rapportent qu’ils pourraient également participer au guidage axonal qui est le mécanisme permettant aux axones de cellules nerveuses de rejoindre leur cible anatomique. Le guidage axonal se fait par l’interaction entre les molécules de guidage et une structure particulière présente à l’extrémité de l’axone, le cône de croissance. Par exemple, les RCPGs participent au guidage des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), dont les axones s’étendent de la rétine jusqu’au noyaux cérébraux associés à la vision. Cet effet est observé avec des RCPGs tels que les récepteurs aux cannabinoïdes (CB1 et CB2) et celui du lysophosphatidylinositol, le GPR55. Les RCPGs GPR91 et GPRG99, respectivement récepteurs au succinate et à l’α-cétoglutarate, se trouvent à la surface de ces CGRs, ce qui en font des candidats potentiels pouvant participer au guidage axonal. Dans ce mémoire, l’effet des ligands de ces récepteurs sur la croissance et la navigation des axones des CGRs fut analysé. L’impact produit par ces récepteurs ainsi que leurs ligands sur la morphologie des cônes de croissance fut déterminé en mesurant leur taille et le nombre de filopodes présents sur ces cônes. Pour évaluer le rôle du succinate et de l’a-cétoglutarate sur la croissance globale des axones de CGRs, la longueur totale des projections axonales d’explants rétiniens a été mesurée. L’effet de ces ligands des récepteurs GPR91 et GPR99 sur le guidage axonal a également été évalué en temps réel à l’aide d’un gradient créé par un micro injecteur placé à 45° et à 100µm du cône de croissance. La distribution in vivo des récepteurs GPR91 et GPR99 sur la rétine a été étudié à l’aide d’expériences d’immunohistochimie. Les résultats obtenus indiquent que l’ajout de 100µM de succinate produit une augmentation de la taille des cônes de croissance et du nombre de filopodes présents à leur surface. Il augmente également la croissance des axones. Ce type de réponse fut également observé lorsque les cellules furent soumises à 200µM d’α-cétoglutarate. Fait à noter, les deux récepteurs n’ont pas d’impact sur le guidage axonal. Ces résultats indiquent donc que les agonistes des récepteurs GPR91 et GPR99 augmentent la croissance des cellules ganglionnaires lorsqu’ils sont présents lors du développement. Par contre, ils n’ont pas d’influence sur la direction prise par les cônes de croissance. Ces nouvelles données sont un pas de plus dans la compréhension des mécanismes qui gèrent et participent au développement et la croissance des CGRs, ce qui pourrait donner de nouvelles cibles thérapeutique pouvant mener à la régénération de nerfs optiques endommagés.