Involvement of midbrain tectum neurokinin-mediated mechanisms in fear and anxiety

Electrical stimulation of midbrain tectum structures, particularly the dorsal periaqueductal gray (dPAG) and inferior colliculus (IC), produces defensive responses, such as freezing and escape behavior. Freezing also ensues after termination of dPAG stimulation (post-stimulation freezing). These defensive reaction responses are critically mediated by γ-aminobutyric acid and 5-hydroxytryptamine mechanisms in the midbrain tectum. Neurokinins (NKs) also play a role in the mediation of dPAG stimulation-evoked fear, but how NK receptors are involved in the global processing and expression of fear at the level of the midbrain tectum is yet unclear. The present study investigated the role of NK-1 receptors in unconditioned defensive behavior induced by electrical stimulation of the dPAG and IC of male Wistar rats. Spantide (100 pmol/0.2 μL), a selective NK-1 antagonist, injected into these midbrain structures had anti-aversive effects on defensive responses and distress ultrasonic vocalizations induced by stimulation of the dPAG but not of the IC. Moreover, intra-dPAG injections of spantide did not influence post-stimulation freezing or alter exploratory behavior in rats subjected to the elevated plus maze. These results suggest that NK-1 receptors are mainly involved in the mediation of defensive behavior organized in the dPAG. Dorsal periaqueductal gray-evoked post-stimulation freezing was not affected by intra-dPAG injections of spantide, suggesting that NK-1-mediated mechanisms are only involved in the output mechanisms of defensive behavior and not involved in the processing of ascending aversive information from the dPAG.

Cytokine profile and lymphocyte subsets in type 2 diabetes

Type 2 diabetes mellitus (T2D) is a metabolic disease with inflammation as an important pathogenic background. However, the pattern of immune cell subsets and the cytokine profile associated with development of T2D are unclear. The objective of this study was to evaluate different components of the immune system in T2D patients' peripheral blood by quantifying the frequency of lymphocyte subsets and intracellular pro- and anti-inflammatory cytokine production by T cells. Clinical data and blood samples were collected from 22 men (51.6±6.3 years old) with T2D and 20 nonsmoking men (49.4±7.6 years old) who were matched for age and sex as control subjects. Glycated hemoglobin, high-sensitivity C-reactive protein concentrations, and the lipid profile were measured by a commercially available automated system. Frequencies of lymphocyte subsets in peripheral blood and intracellular production of interleukin (IL)-4, IL-10, IL-17, tumor necrosis factor-α, and interferon-γ cytokines by CD3+ T cells were assessed by flow cytometry. No differences were observed in the frequency of CD19+ B cells, CD3+CD8+ and CD3+CD4+ T cells, CD16+56+ NK cells, and CD4+CD25+Foxp3+ T regulatory cells in patients with T2D compared with controls. The numbers of IL-10- and IL-17-producing CD3+ T cells were significantly higher in patients with T2D than in controls (P<0.05). The frequency of interferon-γ-producing CD3+ T cells was positively correlated with body mass index (r=0.59; P=0.01). In conclusion, this study shows increased numbers of circulating IL-10- and IL-17-producing CD3+ T cells in patients with T2D, suggesting that these cytokines are involved in the immune pathology of this disease.

Rajavartiolaitoksen ja Tullin välinen luottamus rajatarkastuksissa

Luottamuksella on keskeinen asema viranomaisten välisen yhteistyön onnistumisen näkö-kulmasta. Luottamus vähentää yhteistoiminnan kitkaa ja helpottaa yhteistyöosapuolten välistä kanssakäymistä tekemällä siitä mielekästä. Vuorovaikutus toimijoiden välillä liittyy kiinteästi luottamuksen syntymiseen yhteistoiminnassa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää lukijalle viranomaisyhteistyön näkökulmasta rajatarkas-tusympäristössä esiintyvää luottamusta. Tämä tutkimus keskittyy tarkastelemaan Kaakkois-Suomen rajavartioston Imatran toimipistettä. Jokaisella työyhteisöllä on omanlainen työskentelykulttuuri, joka on muokkaantunut historian aikana. Työyksikköjen erilaisuudesta johtuen tutkielman tulokset kertovat vain yhden aseman kokemuksia luottamuksesta ja yhteistyöstä. Tutkimus on toteutettu osana sotatieteiden maisterikoulutusta vuosien 2013- 2015 aikana. Suurin osa työstä mukaan lukien haastattelut suoritin joulukuun 2014 - maaliskuun 2015 aikana. Tutkimuksen olen rajannut koskettamaan rajatarkastusympäristöä, jolloin poliisin rajaaminen ulos tarkastelusta on ollut perusteltua ja mielekästä. Poliisin kanssa yhteistyö rajatarkastusympäristössä on vähäistä verrattuna Tullin ja Rajavartiolaitoksen väliseen yhteistyön määrään. Tullin ja Rajavartiolaitoksen välinen yhteistyö on pääasiassa luontevaa ja hyvin toimivaa. Kahden virkakunnan välisellä yhteistyöllä on pitkä ja toimiva historia. Nyky-yhteiskunnan rajut muutokset ja niistä aiheutuvat säästöpaineet ovat omiaan luomaan kilpailuasetelmaa viranomaisten välille, joka puolestaan heikentää viranomaisten välistä luottamusta. Lisääntyneellä vuorovaikutuksen huomioinnilla saadaan aikaiseksi parempaa ja tehokkaampaa yhteistyötä. Luottamuksen mekanismit liittyvät kiinteästi yhteistyöhön ja sen onnistumiseen. Luottamus on eräänlainen yhteistyötä kannatteleva ja edistävä voima, jota ilman yhteistyö on miltei mahdotonta. Tutkimustulokset puoltavat käsitystä luottamuksen tärkeydestä viranomais-ten välisessä yhteistyössä. Teemahaastattelujen pohjalta tehty analyysi osoittaa yhtäläisyyk-siä aikaisempiin yhteistyöstä tehtyihin tutkimuksiin ja näin tukee omia havaintojani.

Food webs in the era of molecular revolution – Like resolving the Gordian knot with a tricorder

Living nature consists of countless organisms, which are classified into millions of species. These species interact in many ways; for example predators when foraging on their prey, insect larvae consuming plants, and pathogenic bacteria drifting into humans. In addition, abiotic nature has a great initiative impact on life through many factors (including sunlight, ambient temperature, and water. In my thesis, I have studied interactions among different life forms in multifaceted ways. The webs of these interactions are commonly referred to as food webs, describing feeding relationships between species or energy transfer from one trophic level to another. These ecological interactions – whether they occur between species, between individuals, or between microorganisms within an individual – are among the greatest forces affecting natural communities. Relationships are tightly related to biological diversity, that is, species richness and abundances. A species is called a node in food web vocabulary, and its interactions to other species are called links. Generally, Artic food webs are considered to be loosely linked, simple structures. This conception roots into early modern food webs, where insects and other arthropods, for example, were clumped under one node. However, it has been shown that arthropods form the greatest part of diversity and biomass both in the tropics and in Arctic areas. Earlier challenges of revealing the role of insects and microorganisms in interactions webs have become possible with the help of recent advances in molecular techniques. In the first chapter, I studied the prey diversity of a common bat, Myotis daubentonii, in southwestern Finland. My results proved M. daubentonii being a versatile predator whose diet mainly consists of aquatic insects, such as chironomid midges. In the second chapter, I expanded the view to changes in seasonal and individual-based variation in the diet of M. daubentonii including the relationship between available and observed prey. I found out that chironomids remain the major prey group even though their abundance decreases in proportion to other insect groups. Diet varied a lot between individuals, although the differences were not statistically significant. The third chapter took the study to a large network in Greenland. I showed that Artic food webs are very complex when arthropods are taken into account. In the fourth chapter, I examined the bacterial flora of M. daubentonii and surveyed the zoonotic potential of these bacteria. I found Bartonella bacteria, of which one was described as a new species named after the locality of discovery. I have shown in my thesis that Myotis daubentonii as a predator links many insect species as well as terrestrial and aquatic environments. Moreover, I have exposed that Arctic food webs are complex structures comprising of many densely linked species. Finally, I demonstrated that the bacterial flora of bats includes several previously unknown species, some of which could possibly turn in to zoonosis. To summarize, molecular methods have untied several knots in biological research. I hope that this kind of increasing knowledge of the surrounding nature makes us further value all the life forms on earth.

Lasten immuniteetin toipuminen akuutin lymfoblastileukemian hoidon jälkeen

Akuutti lymfoblastileukemia (ALL) on lasten yleisin syöpätauti. Nykyisillä hoitomenetelmillä taudin paranemisennuste lähentelee jo 90 %:a. Tehokkailla hoidoilla on kuitenkin haittavaikutuksia. Yksi tärkeimmistä haittavaikutuksista on immuunipuolustusjärjestelmän heikentyminen. ALL-potilaalla immuniteetti on heikentynyt sekä hoitojen että myös itse taudin vuoksi. Immuniteetissa on todettu poikkeavuuksia vielä useita kuukausia hoitojen jälkeenkin. Nykyaikaisten hoitojen vaikutuksista on kuitenkin vielä rajallisesti tietoa, eikä toistaiseksi ole selvää, kuinka pitkään potilaiden infektioalttius ja puolustusjärjestelmän toiminnanvajaus hoitojen jälkeen säilyy. Tässä tutkimuksessa selvitettiin Turun ja Tampereen yliopistollisissa keskussairaaloissa hoidettujen ALL:aa sairastaneiden lasten immuniteetin toipumista solunsalpaajahoitojen jälkeen. Toipumista seurattiin yhteensä kahden vuoden ajan hoitojen päättymisestä mittaamalla laboratoriokokein eri puolustussolujen ja vasta-aineiden määriä, komplementtiaktiivisuuksia ja rokotevasteita. Tutkimuksessa oli mukana yhteensä 32 potilasta, jotka oli hoidettu joko NOPHO ALL-2000 -, tai NOPHO ALL-2008 -hoito-ohjelman mukaisesti. Potilaista 15 kuului vakioriskin ryhmään, 13 keskiriskin ryhmään ja 4 korkean riskin ryhmään. Vakaville bakteeri-infektioille altistavaa merkittävää neutropeniaa ei todettu yhdelläkään potilaalla hoitojen päättyessä tai sen jälkeen. T-, B- ja NK-solujen määrissä, immunoglobuliinitasoissa ja rokotevasteissa todettiin kuitenkin merkittäviä poikkeavuuksia hoitojen jälkeen. Eniten oli vähentynyt B-solujen määrä, kuten aiemmissakin tutkimuksissa on todettu. Pääosin immuuniteettia mittaavat parametrit saavuttivat terveiden verrokkien tason noin kuusi kuukautta hoitojen päättymisen jälkeen, mutta erityisesti auttaja-T-solujen ja IgM-luokan vasta-aineiden normaalistuminen kesti kauemmin. Myös rokotevasteet näyttävät merkittävästi heikentyvän hoitojen seurauksena, mutta seitsemän kuukauden kuluttua hoitojen jälkeen annetulle pneumokokkirokoteelle suojaava rokotevaste syntyi lähes kaikille rokotetuille. Korkean riskin ryhmän potilaiden osalta aineisto on liian pieni päätelmien tekoon, mutta vakio- ja keskiriskinryhmien osalta tutkimustulokset antavat viitteitä eristyskäytäntöjen ja rokotusaikataulujen suunnitteluun.

Teräsmiehen työhakemus. Sisällönanalyysi sosiaalista mediaa hyödyntävistä työhakemuksista.

Pro gradu -tutkielmani aiheena ovat sosiaalista mediaa hyödyntävät työhakemukset. Tavoitteenani on ollut selvittää millaisia nämä uudentyyppiset työhakemukset ovat ja miten ne suhtautuvat nk. perinteiseen työhakemukseen. Suomessa on vasta hiljattain herätty uudenlaisiin työnhaun ja rekrytoinnin mahdollisuuksiin. Tutkielmani avulla toivonkin edistäväni Suomessa työnhakua ja rekrytointia sosiaalisessa mediassa sekä hälventämään mahdollisia ennakkoluuloja aihetta kohtaan. Toteutin tutkimukseni hyödyntämällä laadullista sisällönanalyysiä, jonka valintaa tuki sekä tutkimusaineistoni pieni koko ja tutkimuskysymyksen asettelu. Tutkimusaineistoni koostui 12 eri sosiaalisen median kanavaa hyödyntävästä tapausesimerkistä, joita vertailin TE-palveluiden työhakemusmalliin. Vertailu vallitsevan työhakemusmallin ja sosiaalista mediaa hyödyntävien työhakemusten välillä paljasti, että vaikka molemmista työhakemustyypeistä löytyi sisällöllisesti paljon samaa, löytyi eroja lähestymistavassa. Perinteinen työhakemus tehdään tavallisesti tietty yritys mielessä, kun tapausesimerkkeinä toimineet hakemukset olivat pikemminkin avoimia rekrytointikutsuja ja tyyliltään markkinoivampia. Ulkoisesti löytyi tapausesimerkkien välillä paljon eroavaisuuksia. Yksinkertaisimmallaan sosiaalista mediaa hyödyntävä työhakemus oli ilmoitusmainen päivitys ja laajimmallaan kokonainen blogisivusto. Perinteiseen työhakemusmuotoon nähden suurin ero ulkonäössä oli se, että tapausesimerkeissä työhakemuksen hakukirje- ja ansioluettelo-osuudet eivät olleet yhtä selkeästi erotettavissa toisistaan. Visuaalisuutta oli käytetty tapausesimerkeissä vallitsevaa työhakemusmallia monipuolisemmin. Visuaalisuutta ja some-kanavien tarjoamia työkaluja oli käytetty korostamaan hakemuksen tärkeimpiä kohtia ja myös luomaan tietyn suuntaista mielikuvaa työnhakijasta. Sosiaalista mediaa hyödyntävien työhakemusten runsas visuaalisuus oli eniten ristiriidassa lähdekirjallisuuden kanssa, joka suositteli yksimielisesti vahvaa visuaalista hierarkiaa ja selkeää asettelua. Tutkimusaineistoni pienuuden takia ei tämän tutkimuksen pohjalta voi vielä tehdä varsinaisia yleistyksiä. Sosiaalista mediaa hyödyntävät työhakemukset vaativat aiheena ehdottomasti jatkotutkimusta erityisesti sosiaalista mediaa hyödyntävien työhakemusten visuaalisuuden osalta.

Kaksi näkökulmaa 2000-luvun vanhoillislestadiolaisuuteen

Kirjallisuusarvostelu

Tehohoitopotilaan siirtotiedote hoitotyön päätöksenteon tukena - retrospektiivinen asiakirja-analyysi vuosilta 2001-2013

Tuija Lehtikunnas: Intensive care patient handover document in support of decision-making in nursing work - Retrospective document analysis for the period 2001–2013 University of Turku, Faculty of Medicine, Nursing Science Annales Universitatis Turkuensis Turku 2016 ABSTRACT The continuity of care and flow of information must be ensured when transferring the responsibility of care, whether this is done within an organisation or from one organisation to another. The purpose of this study was to describe and compare the nursing handover documents of long-term intensive care patients and changes to these documents during the years 2001–2013. Research data comprehended long-term intensive care patient handover documents (N = 250). Data was gathered from one university hospital intensive care unit and subjected to a content analysis of technical implementation, structure and content at five different time points. In addition to this, the nursing handover documents were analysed from a nursing decision-making standpoint. Sub-data (n = 5 x 50) from the years 2001, 2002, 2004, 2006 and 2013 was gathered. The first sub-data was manual, written on paper with a pen. The rest of the sub-data obtained was entered in a dedicated intensive care information system. The study developed an intensive care patient nursing handover document analysis framework, which was used to deductively analyse the research data. The results indicated that the transitioning to electronic records reinforced structure and identification improving the reusability of data was increased. Although intensive care nursing was recorded on nursing handover documents more comprehensively in more recent sub-data, it was done selectively with regard to overall patient care, e.g. there are no entries concerning the psychological support and counselling of patients or family members. Nursing handover documents do not contain a systematic description of the patient's communication and functional capacity at the moment of transfer. The patient's condition at the moment of transfer is not clearly indicated on the handover documents. Plans for follow-up treatment are not recorded at all. Nursing decision-making is difficult to find on the nursing handover documents used as research data. The study developed a handover document model for intensive care nursing that supports nursing decision-making and the continuity of care. Developmental recommendations focus on the management of co-operation within organisations for ensuring the continuity of care and enhancing each area of nursing in recording nursing handover documents by planning nursing for the patient, taking follow-up treatment resources into consideration. Keywords: Intensive care nursing, nursing decision-making, nursing records, information flow, nursing handover document, continuity of care

Grass-endophyte coevolution and ploidy levels in fescues

ABSTRACT Fescues consist of wild and cultivated grasses that have adapted to a wide range of environmental conditions. They are an excellent model species for evolutionary ecology studies that investigate symbiosis and polyploidization and their effects on plant performance. First, they are frequently infected with symbiotic endophytic fungi known to affect a plant’s ability to cope with biotic and abiotic environmental factors. Second, fescue species have been reported to have substantial intraspecific variation in their ploidy level and morphology. In my thesis, I examined large-scale generalizations for frequency of polyploidy and endophyte infections and their effects on plant morphology. As a model species, I selected red (Festuca rubra) and viviparous sheep’s (F. vivipara) fescues. They are closely related, but they differ in terms of distribution and endophyte infection frequency. I investigated the biogeographic pattern and population biology of 29 red and 12 viviparous sheep’s fescue populations across ≈300 latitudes in Europe (400-690 N). To examine plant ploidy levels, I implemented time- and cost-efficient plate-based high throughput flow cytometric analysis. This efficient procedure enabled me to analyze over 1000 red fescue individuals. I found three ploidy levels among them: overall 84 %, 9 % and 7 % of the red fescue plants were hexaploid, tetraploid and octoploid, respectively. However, all viviparous sheep’s fescue plants were tetraploid. Ploidy level of red fescue appeared to some extent follow gradients in latitude and primary production as suggested by previous studies, but these results could be explained better by taking the sampling design and local adaptation into account. Three Spanish populations were mostly tetraploids and one high elevation population in northernmost Finland (Halti) was octoploid, while most other populations (25 sites) were dominated by hexaploids. Endophyte infection frequencies of wild fescue populations varied from 0 to 81 % in red fescue populations and from 0 to 30 % in viviparous sheep’s fescue populations. No gradients with latitude or primary production of the sites were detected. As taxonomy of red fescues is somewhat unclear, I also studied morphology, ploidy variation and endophyte status of proposed subspecies of European red fescues. Contrary to previous literature, different ploidy levels occurred in the same subspecies. In addition to wild fescues, I also used two agronomically important cultivars of meadow and tall fescue (Schedonorus phoenix and S. pratensis). As grass-legume mixtures have an agronomic advantage over monocultures in meadows, I carried out a mixture/competition experiment with fescues and red clover to find that species composition, nutrient availability and endophyte status together determined the total biomass yield that was higher in mixtures compared to monocultures. The results of this thesis demonstrate the importance of local biotic and abiotic factors such as grazing gradients and habitat types, rather than suggested general global geographical or environmental factors on grass polyploidization or its association with symbiotic endophytic fungi. I conclude that variation in endophyte infection frequencies and ploidy levels of wild fescues support the geographic mosaic theory of coevolution. Historical incidents, e.g., glaciation and present local factors, rather than ploidy or endophyte status, determine fescue morphology.

Electrical properties of some single crystal dodecaborides /|nby Jyoti Burte. -- 260 St. Catharines [Ont. : s. n.],

PreVi011.3 ':i or~ : indicat e('. tk~t ho t~)rE's sed ~-Al B 12 1i~2, ~' a semiconductor. r:Toreove r , the s i mpl.(~ electronic t heory also indi cates that ~ -AIB1 2 should be a semico nductor, since thf're is one nonbonding e 'Le ctrofl per AlB12- uni t. JPor these reasons, we decided to measure t he electrical n ropert i ~ s of ~ -AlB1 2 single crystal s . Singl e crystal s of¥- AIB 12 ab ou t 1 x 1 r1n1 . size were grown from a copper mel t at 12500 C. The melt technique coupled. 1,vi th slow cooling vilas used because of i ts advantages such as : siTYInle set- up of the expe rimon t ; only e ;l.sil y available c hemi cals are required and it i s a c omparatively strair::bt forvvard y,le t hod still yielding crystal s big enouGh for OtU' purpose . Copper rms used as a solvent , i nst8ad of previOl.wly used aluminum , because it allows c.l.'ystal growth at hig he r t emneratures. HovlGver, the cry s tals of ] -AlB12 shm'red very hi gh res i s t ance a t r oom temperature . From our neasureJ'lents we conclude that the r esistivity of j3- Al B12 is, at least, given as ~ = 4. x 107 oblD .em •• Those results are inc ons i s t ent wi 'uh the ones .. reported by IIiss Khin fo r bot- pressed j3-AlB12 g i ven a s = 7600 ohm . em . or I e s s . ' Since tbe hot pressing was done at about 800 - ' 9000C i n ~ rap hi te moul ds 1,7i th 97% AlB12- p oVJder, vie thi nk there is pas s ib i 1 i ty th a.t lower borides or borot] carbide are , being formed, ':.Jhich are k11 own to be good semiconductors . v7e tried to ro-pe r-AlB12 by addi'J,'?: agents s uch as l:Ig , IG.-InO 4. ' HgS04 , KI12PO 4·' etc. to t he melt .. However , all these re age 11 t eel either reduced the yield and size of t lJe crystals or r;ave crystals of high r esis'can ce again. We think tba t molten copper keeps t he i mpurities off . There is also a pos s i bil i ty t hc:!,t these doping agents get oxidi~::;ed at '1 250°C • Hence, we co ~ clud e that J -AIB12 has v~ ry high r es i stance at r oom temperature . This was a l s o C011 - fi rmed by checki ng the siYlgle and. polycrystals of .~-AIB12 from Norton Co., Ontario and Cooper Nletallurgical Association. Boron carbide has been reported to be a semiconductor with ~ - 0.3 to 0.8 ohm . cm. for hotpres sed s araples. Boron carbide b e inq: struct urally related to ¥-AIB12 , we de cided to study the electrical prone rties of it~ Single crystals. These crystals were cut from a Single melt grovvn crystal a t Norton Co., Ontario. The resistivity of th," se crystal s was measured by the Van der Pam-v' s ~ nethod, which \vas very c onvenient fo r our crystal sha-pp.s. Some of the crystals showed resistivity ~ == 0.50 ob,Tn.cr] . i n agreement with the previously reported results . However , a few crystals showed lower resistivity e.g . 0 .13 and 0.20 ohm.cra • • The Hall mobility could .not be measured and th8reiore i s lower than 0 .16 em 2 v - 1 sec -1 • This is in agreement \vith t he re1)orted Hall mobility for pyrolytic boron . _ 2 -1 -1 carbide as 0.13 cm v sec • We also studied the orientation of the boron carbide crystals by the Jjaue-method. The inclination of c-axis with res pect to x-ray be81Il was det ermined . This was found to be 100 t o 20° f or normal resistivity sarnples (0.5 ohm . cm.) and 27 - 30° for t he lower r esistivity samples (0.1 ~5 to 0.20 ohm.cm .). This indica tes the possibility that th.e r es if.1tivity of B13C3 i s orientation dependent.

Mécanismes de défense immunitaire innée impliqués dans l’hépatite aiguë induite par le virus de l’hépatite murine de type 3

Le virus de l’hépatite murine de type 3 (MHV3) est un excellent modèle animal pour l’étude des différents désordres immunologiques lors d’infections virales. L’hépatite aiguë fulminante induite par ce virus chez la souris susceptible C57BL/6 se caractérise par la présence de plusieurs foyers nécrotiques et inflammatoires dans le foie associée à une immunodéficience en lymphocytes B et T, tuant les souris entre 3 et 5 jours post-infection. L’évolution rapide de cette maladie virale suggère un débalancement dans les mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T et un bris de l’équilibre entre la tolérance hépatique et la réponse inflammatoire. Afin d’élucider les rôles respectifs des différents mécanismes de la défense innée impliqués dans le développement de l’hépatite aiguë, des infections in vivo ont été réalisées chez des souris C57BL/6 avec la souche pathogène L2-MHV3 ou avec des variants du virus MHV3. Ces derniers possèdent des tropismes différents pour les cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques et les cellules de Kupffer, tels que les virus faiblement atténué 51.6-MHV3, fortement atténué CL12-MHV3 et non pathogène YAC-MHV3. Ces études in vivo ont montré une diminution des cellules NK spléniques et myéloïdes suite à une infection avec le virus MHV3. Cette chute en cellules NK spléniques reflète un recrutement de ces cellules au niveau du foie. Par contre, les cellules NK se sont avérées permissives à la réplication virale entraînant un processus d’apoptose suite à la formation de syncétia induits par le virus. Les niveaux de recrutement et d’apoptose des cellules NK et NK-T dans le foie reflètent la pathogénicité des variants MHV3 durant les trois premiers jours de l’infection virale bien que les cellules NK recrutées au niveau du foie maintiennent leur activité cytotoxique. L’ajout des IL-12 et IL-18, qui sont normalement diminués lors de l’hépatite aiguë, provoque une production synergique d’IFN-g par les cellules NK, résultant d’une interaction entre l’activation de la voie p38 MAPK et la réplication virale. Par ailleurs, le récepteur viral CEACAM1a (carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1a) serait essentiel à cette synergie, mais exercerait aussi une action inhibitrice dans la production de l’IFN-g. D’autre part, les niveaux de production des cytokines immunosuppressives IL-10, TGF-b et PGE2, impliquées dans la tolérance hépatique et particulièrement produites par les cellules de Kupffer et les cellules endothéliales sinusoïdales, sont en relation inverse avec le degré de pathogénicité des variants du virus MHV3. Finalement, le virus pathogène L2-MHV3 déclenche la production de cytokines inflammatoires par les macrophages, tels que l’IL-6 et le TNF-a. L’induction de ces cytokines par les macrophages serait indépendante de la présence de la molécule CEACAM1a. Cette stimulation est plutôt reliée à la fixation des particules virales sur des récepteurs TLR2, en association avec les régions riches en héparanes sulfates. Tous ces résultats mettent en évidence de nouveaux mécanismes par lesquels le virus MHV3 peut diminuer l’efficacité des mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T intrahépatiques, suite à une stimulation de l’inflammation résultant du bris de la tolérance hépatique.

Études sur le rôle d’IL-18 dans l’immunopathogénèse du SIDA

Le virus de l’immunodéficience humaine ou VIH est l’agent qui cause le SIDA. Le VIH donne lieu à une dérégulation dans la production de certaines cytokines qui ont un rôle immunologique très important chez les patients infectés. L’IL-18, autrement nommé facteur inducteur d’IFN-γ, est une cytokine pro-inflammatoire qui affecte le système immunitaire de façon importante. Son activité est régulée par l’"IL-18 Binding Protein" (IL-18BP), une autre cytokine qui se lie avec l’IL-18 et inhibe son activité biologique. Des études ultérieures ont montré des niveaux élevés d’Il-18 chez les patients infectés par le VIH par rapport aux personnes saines. Cependant, aucune étude n’a été réalisée concernant la production d’IL-18BP chez ces patients. Due à sa relevance dans la régulation de l’IL-18, nous avons étudié l’effet de l’infection par le VIH sur l’équilibre entre ces deux facteurs et l’impact de cet équilibre sur l’homéostasie des cellules NK. Nous avons mesuré les taux de l’IL-18 et de l’IL-18BP circulantes dans les sérums des patients infectés par le VIH en les comparants avec le même nombre de personnes saines et séronégatives. Nous avons aussi déterminé le nombre total des différents sous-types de cellules NK et analysé l’activité des cellules NK (Natural Killer). Finalement nous avons cherché à déterminer si l’IL-18 pouvait induire l’apoptose des cellules NK en activant l’expression de Fas ligand. Nos résultats nous démontrent que les patients infectés par le VIH ont trois fois plus d’IL-18 que les donneurs sains. Cependant les niveaux d’IL-18BP sont plus bas chez les patients infectés comparés aux donneurs sains. Alors, le ratio IL-18/IL-18BP est augmenté chez les patients infectés, ce qui entraîne une grande quantité d’IL-18 libre et biologiquement active circulante dans leur organisme. Nos études démontrent que chez ces patients, les concentrations d’IL-18 sont en corrélation négative avec l’activité cytotoxique de leurs cellules NK. Nos études in vitro démontrent que le traitement des cellules NK par l’IL-18 induit de façon fratricide leur apoptose en augmentant l’expression de Fas ligand. Finalement, cette production non coordonnée de ces deux facteurs pourrait contribuer à une immunopathologie induite par l’IL-18 en entraînant une apoptose fratricide des cellules NK qui possèdent un rôle important dans la réponse antivirale. Le dérèglement de l’homéostasie des cellules NK pourrait donc contribuer à la pathogenèse induite par le VIH.

L'étude du rôle immunomodulateur des IVIG dans un modèle murin humanisé de réaction du greffon contre l'hôte

La maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) est une complication majeure des greffes de cellules souches hématopoïétiques (HSCT) qui survient dans 30 à 70% des cas et peut causer la mort, malgré un traitement prophylactique bien conduit. Il existe donc une réelle demande clinique pour améliorer ces traitements prophylactiques. Parce que ces traitements prophylactiques reposent en général sur des agents immunosuppresseurs, ceux-ci contribuent à diminuer la reconstitution immunitaire du patient, ce qui a un impact défavorable sur les infections et les taux de rechute d’hémopathie maligne, et donc limite leur utilisation. Les immunoglobulines (IVIG) pourraient représenter une alternative intéressante puisqu’elles ont des propriétés immunomodulatrices et qu’elles sont de plus couramment utilisées en clinique pour traiter des patients ayant un déficit immunitaire. Leur capacité à réduire l’apparition et la sévérité de la GvHD, sans toutefois inhiber ou nuire à la reconstitution immunitaire chez le patient n’a néanmoins jamais été clairement démontrée. Les objectifs de ce projet sont donc d’évaluer l’efficacité des IVIG à réduire l’incidence et la sévérité de la GvHD dans un modèle murin humanisé de GvHD, ainsi que de déterminer le mécanisme d’action des IVIG. Ce modèle consiste à injecter des huPBMCs à des souris immunodéprimées ne pouvant les rejeter. Les résultats obtenus suggèrent que les IVIG possèdent un effet immunomodulateur permettant de réduire les signes cliniques et de retarder l’apparition de la GvHD, tout en permettant l’apparition de cellules NK. Les IVIG agiraient de façon indirecte sur les huPBMCs afin d’induire l’apparition des cellules NK.

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

Le diabète maternel influence la morphogenèse rénale et la programmation périnatale

Le diabète maternel est un facteur de risque majeur pour le développement de malformations congénitales. Dans le syndrome de l’embryopathie diabétique, l’exposition prolongée du fœtus à de hautes concentrations ambientes de glucose induit des dommages qui peuvent affecter plusieurs organes, dont les reins. Les malformations rénales sont la cause de près de 40 pourcent des cas d’insuffisance rénale infantile. L’hyperglycémie constitue un environnement utérin adverse qui nuit à la néphrogenèse et peut causer l’agenèse, la dysplasie (aplasie) ou l’hypoplasie rénale. Les mécanismes moléculaires par lesquels les hautes concentrations ambientes de glucose mènent à la dysmorphogenèse et aux malformations demeurent toutefois mal définis. Le diabète maternel prédispose aussi la progéniture au développement d’autres problèmes à l’âge adulte, tels l’hypertension, l’obésité et le diabète de type 2. Ce phénomène appelé ‘programmation périnatale’ a suscité l’intérêt au cours des dernières décennies, mais les mécanismes responsables demeurent mal compris. Mes études doctorales visaient à élucider les mécanismes moléculaires par lesquels le diabète maternel ou un environnement in utero hyperglycémique affecte la néphrogenèse et programme par la suite la progéniture a développer de l’hypertension par des observations in vitro, ex vivo et in vivo. Nous avons utilisé les cellules MK4, des cellules embryonnaires du mésenchyme métanéphrique de souris, pour nos études in vitro et deux lignées de souris transgéniques (Tg) pour nos études ex vivo et in vivo, soient les souris HoxB7-GFP-Tg et Nephrin-CFP-Tg. Les souris HoxB7-GFP-Tg expriment la protéine fluorescente verte (GFP) dans le bourgeon urétérique (UB), sous le contrôle du promoteur HoxB7. Les souris Nephrin-CFP expriment la protéine fluorescente cyan (CFP) dans les glomérules, sous le contrôle du promoteur nephrin spécifique aux podocytes. Nos études in vitro visaient à déterminer si les hautes concentrations de glucose modulent l’expression du gène Pax2 dans les cellules MK4. Les cellules MK4 ont été traitées pendant 24h avec du milieu contenant soit 5mM D-glucose et 20mM D-mannitol ou 25mM D-glucose et avec ou sans antioxydants ou inhibiteurs de p38 MAPK, p44/42 MAPK, PKC et NF-kB. Nos résultats ont démontré que le D-glucose élevé (25mM) augmente la génération des espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules MK4 et induit spécifiquement l’expression du gène Pax2. Des analogues du glucose tels le D-mannitol, L-glucose ou le 2-Deoxy-D-glucose n’induisent pas cette augmentation dans les cellules MK4. La stimulation de l’expression du gène Pax2 par le D-glucose dans les cellules MK4 peut être bloquée par des inhibiteurs des ROS et de NF-kB, mais pas par des inhibiteurs de p38 MAPK, p44/42 MAPK ou PKC. Ces résultats indiquent que la stimulation de l’expression du gène Pax2 par les concentrations élevées de glucose est due, au moins en partie, à la génération des ROS et l’activation de la voie de signalisation NF-kB, et non pas via les voies PKC, p38 MAPK et p44/42 MAPK. Nos études ex vivo s’intéressaient aux effets d’un milieu hyperglycémique sur la morphogenèse de la ramification du bourgeon urétérique (UB). Des explants de reins embryonnaires (E12 à E18) ont été prélevés par micro-dissection de femelles HoxB7-GFP gestantes. Les explants ont ensuite été cultivés dans un milieu contenant soit 5mM D-glucose et 20mM D-mannitol ou 25mM D-glucose et avec ou sans antioxydants, catalase ou inhibiteur de PI3K/AKT pour diverses durées. Nos résultats ont démontré que le D-glucose stimule la ramification du UB de manière spécifique, et ce via l’expression du gène Pax2. Cette augmentation de la ramification et de l’expression du gène Pax2 peut être bloquée par des inhibiteurs des ROS et de PI3K/AKT. Ces études ont démontré que les hautes concentrations de glucose altèrent la morphogenèse de la ramification du UB via l’expression de Pax2. L’effet stimulant du glucose semble s’effectuer via la génération des ROS et l’activation de la voie de signalisation Akt. Nos études in vivo visaient à déterminer le rôle fondamental du diabète maternel sur les défauts de morphogenèse rénale chez la progéniture. Dans notre modèle animal, le diabète maternel est induit par le streptozotocin (STZ) chez des femelles HoxB7-GFP gestantes (E13). Les souriceaux ont été étudiés à différents âges (naissants et âgés de une, deux ou trois semaines). Nous avons examiné leurs morphologie rénale, nombre de néphrons, expression génique et les événements apoptotiques lors de cette étude à court terme. La progéniture des mères diabétiques avait un plus faible poids, taille et poids des reins, et possédait des glomérules plus petits et moins de néphrons par rapport à la progéniture des mères contrôles. La dysmorphogenèse rénale observée est peut-être causée par l’augmentation de l’apoptose des cellules dans la région du glomérule. Nos résultats ont montré que les souriceaux nés de mères diabétiques possèdent plus de podocytes apoptotiques et plus de marquage contre la caspase-3 active dans leurs tubules rénaux que la progéniture des mères contrôles. Les souriceaux des mères diabétiques montrent une augmentation de l’expression des composants du système rénine angiotensine (RAS) intrarénal comme l’angiotensinogène et la rénine, ainsi qu’une augmentation des isoformes p50 et p65 de NF-kB. Ces résultats indiquent que le diabète maternel active le RAS intrarénal et induit l’apoptose des glomérules, menant à une altération de la morphogenèse rénale de la progéniture. En conclusion, nos études ont permis de démontrer que le glucose élevé ou l’environnement in utero diabétique altère la morphogenèse du UB, qui résulte en un retard dans la néphrogenèse et produit des reins plus petits. Cet effet est dû, au moins en partie, à la génération des ROS, à l’activation du RAS intrarénal et à la voie NF-kB. Nos études futures se concentreront sur les mécanismes par lesquels le diabète maternel induit la programmation périnatale de l’hypertension chez la progéniture adulte. Cette étude à long terme porte sur trois types de progénitures : adultes nés de mères contrôles, diabétiques ou diabétiques traitées avec insuline pendant la gestation. Nous observerons la pression systolique, la morphologie rénale et l’expression de divers gènes et protéines. Nous voulons de plus déterminer si la présence d’un système antioxydant (catalase) peut protéger la progéniture des effets néfastes des ROS causés par l’environnement in utero hyperglycémique. Les souris Catalase-Tg expriment la catalase spécifiquement dans les tubules proximaux et nous permettrons d’explorer notre hypothèse sur le rôle des ROS dans notre modèle expérimental de diabète maternel.