Optimisation du vecteur adénoviral pour la thérapie génique de la dystrophie musculaire de Duchenne

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie très sévère, progressive et sans traitement vraiment efficace. Elle est caractérisée par l’absence fonctionnelle de la dystrophine, une protéine essentielle au maintien des muscles squelettiques. La thérapie génique est actuellement envisagée comme approche thérapeutique pour livrer la dystrophine dans les muscles. Les vecteurs adénoviraux de troisième génération (Helper-dependent adenoviral vector, HD) sont des véhicules de transfert génique très prometteurs pour traiter la DMD. Puisque les gènes adénoviraux ont été enlevés complètement du HD, ils sont peu toxiques, faiblement immunogéniques et ils possèdent un espace cargo suffisant pour transporter l’ADN codant complet de la dystrophine. Bien que le HD puisse fournir la dystrophine de façon thérapeutique chez des souris dystrophiques (mdx), l’expression du gène thérapeutique est progressivement perdue plusieurs mois suivant l’injection intramusculaire. Deux stratégies innovantes furent explorées dans cette thèse dans le but de stabiliser l’expression de la dystrophine. La première stratégie vise à l’intégration de l’ADN du HD dans les chromosomes cellulaires, ce qui pourrait le protéger contre son élimination progressive des muscles. Une intégrase site-spécifique issue du phage ΦC31 a été utilisée pour catalyser l’intégration d’un HD transportant un marqueur de sélection. Dans les cellules humaines et les myoblastes murins, l’activité de l’intégrase a été évaluée d’après son efficacité d’intégration (après sélection) et sa spécificité (dans les clones résistants). L’efficacité atteint jusqu’à 0,5 % par cellule et jusqu’à 76 % des événements d’intégration ont été réalisés de façon site-spécifique. Bien que des délétions aient été trouvées aux extrémités du vecteur, 70 % des clones analysés montraient une seule copie du vecteur intégré (le nombre attendu). Seulement une petite augmentation du nombre de brisures double-brin a été mesurée dans les myoblastes exprimant l’intégrase. En conclusion, l’intégration du HD est relativement efficace, spécifique et sécuritaire. Cette méthode est très prometteuse, car la dystrophine peut être livrée dans le muscle avec l’aide du HD et l’intégration de l’ADN du HD pourrait stabiliser son expression in vivo. La deuxième stratégie implique l’utilisation d’un nouveau promoteur musculospécifique (ΔUSEx3) pour réduire la toxicité induite liée à une expression trop étendue de la dystrophine. Dans cette étude, nous avons investigué l’effet du contexte viral sur l’activité du promoteur. Un HD et un vecteur lentiviral (LV) ont été construits avec le promoteur ΔUSEx3 pour contrôler l’expression d’un gène rapporteur. Les résultats démontrent que ΔUSEx3 confère une expression puissante, musculospécifique et stable (via le LV) in vitro. L’injection intramusculaire du HD a conduit à une expression puissante du transgène. Ces résultats contrastent avec ceux du LV, car après l’injection de ce dernier, l’expression était faible. La livraison du HD dans le muscle, mais aussi dans plusieurs organes démontre la musculospécificité de ΔUSEx3. Par conséquent, le contexte du vecteur et l’environnement musculaire modulent tous les deux l’activité de ΔUSEx3. Bien que ΔUSEx3 soit musculospécifique, d’autres études sont requises pour déterminer si le promoteur peut stabiliser l’expression de la dystrophine in vivo.

CEP78, a novel centrosomal protein

Contexte: Le centrosome est un petit organite bien connu pour son rôle dans l'établissement du fuseau bipolaire pendant la division cellulaire. Les déficiences de la fonction du centrosome donnent souvent lieu à des maladies humaines, y compris le cancer et la formation de kystes rénaux. Nous sommes intéressés à étudier la fonction d'une nouvelle protéine centrosomale nommée CEP78, identifiée dans un criblage protéomique pour de nouveaux composants centrosomaux. Méthodes et résultats : Le traitement des cellules avec le nocodazole, un agent qui dépolymérise spécifiquement les microtubules cytoplasmiques mais pas les microtubules stabilisés du centrosome, a montré que CEP78 est un composant centrosomal stable. La colocalisation de cette protéine avec d'autres marqueurs centrosomaux tels que CEP164, SAS6, Centrine, tubuline polyglutamylée et POC5, à différentes phases du cycle cellulaire a indiqué que CEP78 est précisément à l'extrémité distale des centrioles, mères et filles. Il existe deux pointts CEP78 au cours de l’interphase et les cellules passent par la mitose, procentrioles maturent, et le nombre de points de CEP78 augmente à 4 par cellule et, à la fin de la télophase chaque cellule fille possède 2 points CEP78. La caractérisation des domaines fonctionnels de CEP78 a montré que des répétitions riches en leucine sont nécessaires pour la localisation centrosomale de la protéine. En outre, nous avons constaté que la surexpression de CEP78 ne change pas le nombre de mères/procentrioles mais diminue le nombre et l'intensité des points de CEP170 (protéine d'appendice sous-distal) sans diminution du niveau d'expression de cette protéine. D'autres études ont montré qu'il n'y a pas d'interaction entre ces deux protéines. Enfin, la surexpression de CEP78 protège des microtubules contre la dépolymérisation en présence de nocodazole, ce qui suggère qu'il possède la capacité de lier les microtubules. Conclusion : Nos résultats suggèrent que CEP78 est destiné à l'extrémité distale des centrioles matures par ses répétitions riche en lecuine, où il pourrait être impliqué dans la maturation ou la régulation de l'assemblage ou de la rénovation de l'appendice sous-distal centriolaire, une structure connue dans la nucléation des microtubules et d'ancrage. Comprendre la fonction de Cep78 contribuera à éclaircir le rôle du centrosome dans le cycle cellulaire.

Effets des nanoparticules manufacturées sur les cellules pulmonaires humaines

La détection et la caractérisation des nanoparticules manufacturées (NPM) est l’une des premières étapes pour contrôler et diminuer leurs risques potentiels sur la santé humaine et l’environnement. Différents systèmes d’échantillonnage dans l’air existent pour l’évaluation d’une exposition aux NPM. Cependant, ils ne mesurent pas le risque potentiel de cette exposition à la santé humaine ni les mécanismes cellulaires qui en seraient responsables. Nos objectifs de recherche sont 1) Évaluer les effets de différents types de nanoparticules sur des cellules pulmonaires humaines et 2) Identifier de nouveaux mécanismes intracellulaires activés lors de l’exposition à divers types de NPM. Méthodologie: La lignée de cellules A549 a été utilisée. Trois types de NPM ont été étudiés (différentes concentrations et temps d’exposition): les nanoparticules de dioxyde de titane de type anatase (TiO2), les nanotubes de carbone simple paroi (NTCSP) et les nanoparticules de noir de carbone (NC). La viabilité cellulaire a été mesurée par le test MTS, le test PrestoBlue et le test d’exclusion du bleu de Trypan (uniquement pour les NTCSP). La mesure du stress oxydatif a été déterminée par la mesure des dérivés réactifs de l’oxygène (ROS) en utilisant l’essai DCFH-DA. L’activation d’une réponse anti-oxydative a été déterminée par la mesure de la forme réduite (GSH) et oxydée (GSSG) du glutathion, ainsi que du ratio GSH/GSSG (seulement avec NTCSP et TiO2). Résultats: Les trois nanoparticules ne semblent pas être toxiques pour les cellules A549 car il y a une diminution significative mais minime de la viabilité cellulaire. Cependant, elles induisent une augmentation du contenu intracellulaire en ROS qui est à la fois dépendante du temps et de la concentration. Aucun changement dans les concentrations de GSH et GSSG n’a été observé. En conclusion, nos données indiquent que la mesure de la viabilité n’est pas un critère suffisant pour conclure à la toxicité des NPM. La production de ROS est un critère intéressant, cependant il faudra démontrer l’activation de systèmes anti-oxydatifs pour expliquer l’absence de mortalité cellulaire suite à l’exposition aux NPM.

Études fonctionnelles de deux nouvelles protéines centrosomales, NPHP5 et Cep76, et leurs implications dans les maladies humaines

Les centrosomes sont de petits organites qui régulent divers processus cellulaires comme la polarité ou la mitose dans les cellules de mammifères. Ils sont composés de deux centrioles entourés par une matrice péricentriolaire. Ces centrosomes sont les principaux centres organisateurs de microtubules. De plus, ils favorisent la formation de cils, des protubérances sur la surface des cellules quiescentes qui sont critiques pour la transduction du signal. Une grande variété de maladies humaines telles que les cancers ou les ciliopathies sont liées à un mauvais fonctionnement des centrosomes et des cils. C’est pourquoi le but de mes projets de recherche est de comprendre les mécanismes nécessaires à la biogénèse et au fonctionnement des centrosomes et des cils. Tout d'abord, j’ai caractérisé une nouvelle protéine centrosomale nommée nephrocystine - 5 (NPHP5). Cette protéine est localisée dans les cellules en interphase au niveau de la région distale des centrioles. Sa déplétion inhibe la migration des centrosomes à la surface cellulaire lors de l’étape précoce de la formation des cils. NPHP5 interagit avec la protéine CEP290 via sa région C-terminale qui est essentielle pour la ciliogenèse. Elle interagit également avec la calmoduline ce qui empêche son auto-agrégation. J’ai démontré que les domaines de liaison de NHPH5 à CEP290 et à la calmoduline, ainsi que son domaine de localisation centrosomale sont séparables. De plus, j’ai démontré que les protéines NPHP5 présentant des mutations pathogènes ne peuvent plus interagir avec CEP290 et ne sont plus localisées aux centrosomes, rendant ainsi ces protéines non fonctionnelles. Enfin, en utilisant une approche pharmacologique pour moduler les événements en aval dans la voie ciliogénique, j’ai montré que la formation des cils peut être restaurée même en absence de NPHP5. D’autre part, j’ai étudié le rôle de NPHP5 dans l'assemblage et le trafic du complexe BBSome dans le cil. Le BBSome est composé de huit sous-unités différentes qui s’assemblent en un complexe fonctionnel dont on sait peu de chose sur la régulation spatiotemporelle de son processus d'assemblage. J’ai précédemment montré que NPHP5 favorisait la formation des cils et que son dysfonctionnement contribuait au développement de néphronophtise (NPHP). Bien que la NPHP et le syndrome de Bardet-Biedl (BBS) soient des ciliopathies qui partagent des caractéristiques cliniques communes, la base moléculaire de ces ressemblances phénotypiques n’est pas comprise. J’ai constaté que NPHP5, localisé à la base du cil, contient deux sites de liaison distincts pour le BBSome. De plus, j’ai démontré que NPHP5 et son partenaire CEP290 interagissent de façon dynamique avec le BBSome pendant la transition de la prolifération à la quiescence. La déplétion de NPHP5 ou CEP290 conduit à la dissociation d’au moins deux sous-unités du BBSome formant alors un sous-complexe dont la capacité de migration dans le cil n’est pas compromise. J’ai montré que le transport des cargos vers le compartiment ciliaire par ce sous-complexe n’est que partiellement altéré. Enfin, j’ai également concentré mes recherches sur une autre protéine centrosomale peu caractérisée. La protéine centrosomale de 76 kDa (Cep76) a été précédemment impliquée dans le maintien d’une duplication unique des centrioles par cycle cellulaire, et dans une interaction avec la kinase cycline-dépendante 2 (CDK2). Cep76 est préférentiellement phosphorylée par le complexe cycline A/CDK2 sur le site unique S83. Cet événement est essentiel pour supprimer l'amplification des centrioles en phase S. J’ai démontré que Cep76 inhibe cette amplification en bloquant la phosphorylation de Plk1 au niveau des centrosomes. D’autre part, Cep76 peut être acétylée au site K279 en phase G2, ce qui régule négativement son activité et sa phosphorylation sur le site S83. Ces études permettent d'améliorer notre compréhension de la biologie des centrosomes et des cils et pourraient conduire au développement de nouvelles applications diagnostiques et thérapeutiques.

Análisis de la susceptibilidad de una línea celular de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) a la infección con Leishmania (L) chagasi y Leishmania (V) braziliensis

Se evaluó la susceptibilidad de los cultivos celulares derivados de tejidos embrionarios de Aedes aegypti a la infección con Leishmania (L) chagasi y Leishmania (V) braziliensis, agentes etiológicos de leishmaniasis visceral americana y leishmaniasis cutánea, respectivamente. Metodología: Se seleccionaron células de A. aegypti mantenidas en una mezcla de medio de cultivo Grace/L15, suplementado con suero fetal bovino al 15%, albendazol 5,4 mg/ml y una mezcla de antibióticos, e incubadas a una temperatura promedio de 26 °C. Los cultivos celulares fueron inoculados con promastigotes metacíclicos de la cepa MH/CO/84/CI-044B de L. chagasi y la cepa HOM/BR752903 de L. braziliensis en una concentración de 10 parásitos por célula. Como control positivo de la infección se utilizó la línea celular J774. Resultados: Los registros más altos en el porcentaje de infección y en el número de amastigotes por células en los cultivos celulares A. aegypti y en la línea celular J774 se obtuvieron en los días 6 y 9 pos-infección. Los resultados mostraron interacción, internalización y maduración in vitro de las dos especies del parásito en las células de este insecto no vector de Leishmania. Las células de A. aegypti infectadas mostraron cambios en el área por la influencia de los parásitos, contrario a lo registrado en las células no infectadas (P<0,05). Conclusión: Los cultivos celulares de A. aegypti emergen como un nuevo modelo in vitro para el estudio del ciclo biológico de L. chagasi y L. braziliensis.

Gene transfection of HEK cells on supermacroporous polyacrylamide monoliths: a comparison of transient and stable recombinant protein expression in perfusion culture

Transient and continuous recombinant protein expression by HEK cells was evaluated in a perfused monolithic bioreactor. Highly porous synthetic cryogel scaffolds (10ml bed volume) were characterised by scanning electron microscopy and tested as cell substrates. Efficient seeding was achieved (94% inoculum retained, with 91-95% viability). Metabolite monitoring indicated continuous cell growth, and endpoint cell density was estimated by genomic DNA quantification to be 5.2x108, 1.1x109 and 3.5x1010 at day 10, 14 and 18. Culture of stably transfected cells allowed continuous production of the Drosophila cytokine Spätzle by the bioreactor at the same rate as in monolayer culture (total 1.2 mg at d18) and this protein was active. In transient transfection experiments more protein was produced per cell compared with monolayer culture. Confocal microscopy confirmed homogenous GFP expression after transient transfection within the bioreactor. Monolithic bioreactors are thus shown to be a flexible and powerful tool for manufacturing recombinant proteins.

CLEC-2 expression is maintained on activated platelets and on platelet microparticles

The C-type lectin-like receptor CLEC-2 mediates platelet activation through a hem-immunoreceptor tyrosine-based activation motif (hemITAM). CLEC-2 initiates a Src- and Syk-dependent signaling cascade that is closely related to that of the 2 platelet ITAM receptors: glycoprotein (GP)VI and FcγRIIa. Activation of either of the ITAM receptors induces shedding of GPVI and proteolysis of the ITAM domain in FcγRIIa. In the present study, we generated monoclonal antibodies against human CLEC-2 and used these to measure CLEC-2 expression on resting and stimulated platelets and on other hematopoietic cells. We show that CLEC-2 is restricted to platelets with an average copy number of ∼2000 per cell and that activation of CLEC-2 induces proteolytic cleavage of GPVI and FcγRIIa but not of itself. We further show that CLEC-2 and GPVI are expressed on CD41+ microparticles in megakaryocyte cultures and in platelet-rich plasma, which are predominantly derived from megakaryocytes in healthy donors, whereas microparticles derived from activated platelets only express CLEC-2. Patients with rheumatoid arthritis, an inflammatory disease associated with increased microparticle production, had raised plasma levels of microparticles that expressed CLEC-2 but not GPVI. Thus, CLEC-2, unlike platelet ITAM receptors, is not regulated by proteolysis and can be used to monitor platelet-derived microparticles.

Supra-molecular assembly of a lumican-derived peptide amphiphile enhances its collagen-stimulating activity

C16-YEALRVANEVTLN, a peptide amphiphile (PA) incorporating a biologically active amino acid sequence found in lumican, has been examined for its influence upon collagen synthesis by human corneal fibroblasts in vitro, and the roles of supra-molecular assembly and activin receptor-like kinase ALK receptor signaling in this effect were assessed. Cell viability was monitored using the Alamar blue assay, and collagen synthesis was assessed using Sirius red. The role of ALK signaling was studied by receptor inhibition. Cultured human corneal fibroblasts synthesized significantly greater amounts of collagen in the presence of the PA over both 7-day and 21-day periods. The aggregation of the PA to form nanotapes resulted in a notable enhancement in this activity, with an approximately two-fold increase in collagen production per cell. This increase was reduced by the addition of an ALK inhibitor. The data presented reveal a stimulatory effect upon collagen synthesis by the primary cells of the corneal stroma, and demonstrate a direct influence of supra-molecular assembly of the PA upon the cellular response observed. The effects of PA upon fibroblasts were dependent upon ALK receptor function. These findings elucidate the role of self-assembled nanostructures in the biological activity of peptide amphiphiles, and support the potential use of a self-assembling lumican derived PA as a novel biomaterial, intended to promote collagen deposition for wound repair and tissue engineering purposes

LAURENCIA MARILZAE (CERAMIALES, RHODOPHYTA) FROM THE MEXICAN CARIBBEAN: A NEW RECORD FOR THE TROPICAL WESTERN ATLANTIC

Laurencia marilzae Gil-Rodriguez, Senties & MT Fujii is recorded for the first time for the tropical western Atlantic Ocean, occurring in Isla Mujeres, Quintana Roo, Mexican Caribbean. The specimens were collected in November 2008 and June 2009, growing epilithically in the lower intertidal zone on moderately exposed rocky shores. This species is characterized by its distinctive yellow-orange color in the natural environment, four pericentral cells per vegetative axial segment, the presence of secondary pit-connections between adjacent cortical cells, which are markedly projecting at the apices, and by the presence of one ""corp en cerise"" per cell in all cells of the thallus: cortical, medullary, including pericentral and axial cells, and trichoblasts. Morphological similarities and molecular data support the determination of this material as L. marilzae. The present study expands the geographical distribution of L. marilzae to the Caribbean Sea in the tropical Western Atlantic Ocean.

Produtividade de cultivares de cebola em função do número de mudas por célula de bandeja e espaçamento entre covas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Binucleate Rhizoctonia sp AG G causing root rot in yacon (Smallanthus sonchifolius) in Brazil

A new rot caused by a binucleate Rhizoctonia sp. affecting the tuberous root cortex of the domesticated yacon (Smallanthus sonchifolius) has been observed in Brazil. Isolates of a binucleate Rhizoctonia sp. were collected from roots with rot symptoms and characterized by the number of nuclei per cell, hyphal anastomosis, RAPD molecular markers, ITS-5.8S rDNA sequence and pathogenicity tests. All isolates had a mean of 1.9-2.2 nuclei per cell and anastomosed with the binucleate Rhizoctonia sp. AG G-tester strain. RAPD analysis was carried out between 11 isolates recovered from yacon and 11 AG (A, Ba, Bb, Bo, C, D, F, G, O, P, Q) standard testers of binucleate Rhizoctonia sp. Genetic similarities of 94.8-100% were observed among isolates of the binucleate Rhizoctonia sp. from yacon and all isolates were genetically more closely related to the AG G tester than other strains according to UPGMA analysis using RAPD markers. Homologies of complete ITS nucleotide sequences were 100% between binucleate isolates of Rhizoctonia sp. from yacon and the AG G tester. According to pathogenicity tests, the isolates caused typical rot symptoms of yacon tubers 90 days after inoculation.

Chemiluminescent determination of leukocyte alkaline phosphatase: An advantageous alternative to the cytochemical assay

The determination of leukocyte alkaline phosphatasd (LAP) is used as an aid to diagnose many diseases in the laboratory. For example, it can be used to distinguish chronic myeloid leukemia (CML) from other myeloproliferative disorders (particularly myelofibrosis and polycythemia) and leukemoid reactions (LR). Traditionally, this test is performed with the use of subjective cytochemical assays that assign a score to the level of LAP. Here we present a nonsubjective, quantitative, sensitive, and inexpensive chemiluminescent technique that determines LAP based on the commercial reagent Immulite (R) (AMPPD). To validate this methodology, intact leukocytes obtained from 32 healthy subjects, nine CML patients, and nine LR patients were submitted to the optimized protocol. By measuring the light emission elicited by four concentrations of neutrophils, we were able to estimate the activity of LAP per cell (the slope of the curve obtained by linear regression). A high linear correlation was found between the chemiluminescent result (slope) and the cytochemical score. The slope for healthy individuals ranged between 0.61 and 8.49 (10(-5) mV.s/cell), with a median of 2.04 (10(-5) mV.s/cell). These results were statistically different from those of CML patients (range = 0.07-1.75, median = 0.79) and LR patients (range = 3.84-47.24, median 9.58; P < 0.05).

Supernumerary chromosomes in the pufferfish Sphoeroides spengleri: first occurrence in marine Teleostean Tetraodontiformes fish

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

In vivo genotoxicity assessment of nerolidol

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

In vitro study of CD133 human stem cells labeled with superparamagnetic iron oxide nanoparticles

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) are applied in stem cell labeling because of their high magnetic susceptibility as compared with ordinary paramagnetic species, their low toxicity, and their ease of magnetic manipulation. The present work is the study of CD133(+) stem cell labeling by SPIONs coupled to a specific antibody (AC133), resulting in the antigenic labeling of the CD133+ stem cell, and a method was developed for the quantification of the SPION content per cell, necessary for molecular imaging optimization. Flow cytometry analysis established the efficiency of the selection process and helped determine that the CD133 cells selected by chromatographic affinity express the transmembrane glycoprotein CD133. The presence of antibodies coupled to the SPION, expressed in the cell membrane, was observed by transmission electron microscopy. Quantification of the SPION concentration in the marked cells using the ferromagnetic resonance technique resulted in a value of 1.70 x 10 (13) mol iron (9.5 pg) or 7.0 x 10 (6) nanoparticles per cell ( the measurement was carried out in a volume of 2 mu L containing about 6.16 x 10 5 pg iron, equivalent to 4.5 x 10 (11) SPIONs). (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.