Antibacterial and cytotoxic properties of isoprenoids from the red sea soft coral, Lobophytum sp

Purpose: To evaluate the antibacterial and cytotoxic activities of the secondary metabolites of Lobophytum sp. Methods: Maceration with methanol: chloroform (1:1) was applied to extract the coral material. Chromatographic and spectroscopic techniques were employed for fractionation, isolation and elucidation of pure compounds. Antibacterial activities were performed by well diffusion method against three Gram-positive and four Gram-negative bacteria. Brine shrimp lethality test was employed to predict toxicity, while antitumor activity were tested by 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5- diphenyltetrazolium bromide (MTT) method against Ehrlich carcinoma cells. Results: Four sesquiterpenes, one cembranoid type diterpenes and two steroids were isolated. 1 exhibited significant antibacterial activity against four tested bacteria (P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermis, and S. pneumonia) with MIC value of 15 μg/mL. Moreover, 1 showed high diameter zone of inhibition ranging from 16 - 18 mm against test bacteria. Compounds 4 and 5 displayed moderate antibacterial activity against all test bacteria with inhibition zone diameter (IZD) ranging from 11 – 15 mm and MIC values of 30 μg/mL. 2, 3, 6 and 7 exhibited weak antibacterial activity (IZD, 7 - 11 mm; MIC ≥ 30 μg/mL). In addition, only diterpene compound (4) showed high toxicity against A. Salina and antitumor activity against Erhlich carcinoma cells with the LD50 of 25 and 50 μg/mL, respectively. Conclusion: This study reveals the strong antibacterial activity of sesquiterpene alismol (1) and the potential antibacterial and antitumor activity of cembranoid type diterpene, cembrene A (4).

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Salmonella Enterica serovar Typhimurium Infection in Mouse Pregnancy

Salmonella are Gram-negative, intracellular food-borne pathogens that cause pregnancy complications. In pregnant mice, Salmonella enterica serovar Typhimurium (S.Tm) infection results in placental bacterial replication, inflammation, necrosis, and fetal loss by unknown mechanisms. Necroptosis, or programmed necrosis mediated by RIPK3 (receptor-interacting protein kinase 3), an inflammatory cell death pathway, is implicated in the pathogenesis of S.Tm in non-pregnant mice. This goal of this thesis was to investigate the role of necroptosis in the pathogenesis of S.Tm infection during mouse pregnancy. I hypothesized that elimination of the key necroptotic cell death protein RIPK3 would decrease placental inflammation and trophoblast cell death, and increase conceptus survival compared to controls. Mice expressing a functional Slc11a1 (encodes the natural resistance-associated macrophage protein 1, NRAMP1) gene with or without RIPK3 function (Ripk3-/-Slc11a1+/+ compared to Slc11a1+/+) were infected with 103 S.Tm by tail vein injection on gestational day (GD) 12. Mice were euthanized on GD 14 (48h post-infection) or GD 15 (72h post-infection) and implantation sites (IS) and maternal serum were harvested for analyses. In nearly all challenged mice (except one outlier), S.Tm were detected in most IS within a litter but there was limited immune cell infiltration, placental damage or cell death in Slc11a1 competent mice regardless of Ripk3 gene deletion. Maternal serum cytokine analyses confirmed lack of maternal immune responses to S.Tm infection. IS amongst the litter of a single dam (Ripk3-/-Slc11a1+/+ at 72h postinfection) displayed heavy but not universal placental S.Tm infection of decidual tissues and spongiotrophoblast, associated with elevated maternal serum pro-inflammatory cytokines. S.Tm infection of the fetal yolk sac (YS) was observed in 54.5% of IS from this dam. YS infection was confirmed in archival samples in mice expressing Ripk3 with intact Slc11a1 and in mice lacking functional Slc11a1. In Slc11a1 incompetent mice, S.Tm were detected in placental labyrinthine trophoblast. Based on the available data, this thesis suggests that Ripk3 and necroptosis have no significant roles in either promotion or prevention of progressive Salmonella infection during mouse pregnancy. It also provides pilot data that NRAMP1 controls placental localization and lethality due to YS infection.

A non-classical LysR-type transcriptional regulator PA2206 is required for an effective oxidative stress response in Pseudomonas aeruginosa

LysR-type transcriptional regulators (LTTRs) are emerging as key circuit components in regulating microbial stress responses and are implicated in modulating oxidative stress in the human opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. The oxidative stress response encapsulates several strategies to overcome the deleterious effects of reactive oxygen species. However, many of the regulatory components and associated molecular mechanisms underpinning this key adaptive response remain to be characterised. Comparative analysis of publically available transcriptomic datasets led to the identification of a novel LTTR, PA2206, whose expression was altered in response to a range of host signals in addition to oxidative stress. PA2206 was found to be required for tolerance to H2O2 in vitro and lethality in vivo in the Zebrafish embryo model of infection. Transcriptomic analysis in the presence of H2O2 showed that PA2206 altered the expression of 58 genes, including a large repertoire of oxidative stress and iron responsive genes, independent of the master regulator of oxidative stress, OxyR. Contrary to the classic mechanism of LysR regulation, PA2206 did not autoregulate its own expression and did not influence expression of adjacent or divergently transcribed genes. The PA2214-15 operon was identified as a direct target of PA2206 with truncated promoter fragments revealing binding to the 5'-ATTGCCTGGGGTTAT-3' LysR box adjacent to the predicted -35 region. PA2206 also interacted with the pvdS promoter suggesting a global dimension to the PA2206 regulon, and suggests PA2206 is an important regulatory component of P. aeruginosa adaptation during oxidative stress.

Entre el terrorismo y el terrorismo en red, un debate a propósito de los lobos solitarios en Estados Unidos (2001-2014)

El interés de esta disertación es otorgar una respuesta a la fenomenología del Lobo Solitario, que se alza como amenaza frente a los Estados, y es necesaria su correcta comprensión para poder contrarrestar sus efectos sobre la sociedad. De esta manera, se propone un debate entre los conceptos de terrorismo expuesto por un lado por Bruce Hoffman, y por el otro por Luis de la Corte Ibáñez, quienes aportarán herramientas de análisis para lograr entender la fenomenología. Para terminar proponiendo la teoría de redes, expuesta por Arquilla y Ronfeldt y Charles Perrow, como mecanismo de solución a la brecha conceptual existente, definiendo a los lobos solitarios a nivel operacional como nodos sin red, y a nivel de adoctrinamiento como redes de débil acople.

Toxicological assessment of novel green biocides for cultural heritage.

The damaging of buildings and monuments by biological contamination is a cause of serious concern. Biocides based on chemical toxic compounds have been used to mitigate this problem. However, in the past decade many of the most effective biocides have been banned due to their environmental and health hazards. Therefore, proper remediation actions for microbiologically contaminated historic materials based on environmentally safe solution is of vital importance. Bacillus species are emerging as a promising alternative for built heritage treatment. They produce a great diversity of secondary metabolites with biological activity, well known to possess antagonistic activities against many fungal pathogens. In order to evaluate the antifungal activity of the novel biocides produced in our laboratory by cultures of selected bacterial strains, liquid interaction assays using four biodeteriogenic fungi were achieved, revealing a nearly 100% of inhibitory capacity to fungal proliferation. To confirm their effective safe toxicological properties, in vivo tests using two different biological models were performed. The lyophilized supernatant of the Bacillus culture broth showed no lethality against brine shrimp and also no toxicological effects in Swiss mice through administration of acute dose of 5000 mg/kg by oral gavage. In fact, the bioactive compounds were no lethal at the tested dose unlike Preventol® (commercial biocide) that induced acute toxicity with 10 times minor concentration dose administrated in the same conditions. Therefore, the new bioactive compounds that suppress growth of biodeteriogenic fungi on historical artworks, presenting at the same time no toxicity against other living organisms, constituting an efficient and green safe solution for biodegradation/biodeterioration treatment of Cultural Heritage.

Ecografia con mezzo di contrasto dalla ricerca alla pratica clinica: diagnosi di carcinoma epatocellulare con sistema CEUS LI-RADS e con software di quantificazione della perfusione tissutale

Il carcinoma epatocellulare (HCC) rappresenta il tumore epatico primitivo più comune con una incidenza fino all’85%. È uno dei tumori più frequenti al mondo ed è noto per l’elevata letalità soprattutto in stadio avanzato. La diagnosi precoce attraverso la sorveglianza ecografica è necessaria per migliorare la sopravvivenza dei pazienti a rischio. Il mezzo di contrasto ecografico migliora la sensibilità e la specificità diagnostica dell’ecografia convenzionale. L’ecografia con mezzo di contrasto (contrast-enhanced ultrasound, CEUS) è pertanto considerata una metodica valida per la diagnosi di HCC a livello globale per la sua ottima specificità anche a fronte di una sensibilità subottimale. L’aspetto contrastografico delle lesioni focali epatiche ha portato un team di esperti allo sviluppo del sistema Liver Imaging Reporting and Data System (LI-RADS) con l’obiettivo di standardizzare la raccolta dati e la refertazione delle metodiche di imaging per la diagnosi di HCC. La CEUS è una metodica operatore-dipendente e le discordanze diagnostiche con gli imaging panoramici lasciano spazio a nuove tecniche (Dynamic Contrast Enhanced UltraSound, DCE-US) volte a migliorare l’accuratezza diagnostica della metodica e in particolare la sensibilità. Un software di quantificazione della perfusione tissutale potrebbe essere di aiuto nella pratica clinica per individuare il wash-out non visibile anche all’occhio dell’operatore più esperto. Il nostro studio ha due obiettivi: 1) validare il sistema CEUS LI-RADS nella diagnosi di carcinoma epatocellulare in pazienti ad alto rischio di HCC usando come gold-standard l’istologia quando disponibile oppure metodiche di imaging radiologico accettate da tutte le linee guida (tomografia computerizzata o risonanza magnetica con aspetto tipico) eseguite entro quattro settimane dalla CEUS; 2) valutare l’efficacia di un software di quantificazione della perfusione tissutale nel riscontro di wash-out per la diagnosi di HCC in CEUS.