Polymerase chain reaction based methods for assessing chimerism following allogeneic bone marrow transplantation

It is important to be able to assess the contribution of donor cells to the graft followmg bone marrow transplantation (BMT), as complete engraftment of marrow progenitors that can give rise to long term donor derived hemopoiesis may be important in long-term disease-free survival. The contribution of the donor marrow, both in terms of filling the marrow "space" created by the intense conditioning regimen and in its ability to mediate a graft versus leukemia effect may be assessed by studying the kinetics of the engraftment process. As BMT involves repopulation of the host hemopoietic system with donor cells, recipients of allogeneic marrow are referred to as hemopoietic chimeras. A donor chimera is an individual who exhibits complete donor hemopoiesis and we would imagine that donor chimertsm carries the best long-term prognosis. A patient who has both donor and recipient cells coexistmg in a stable fashion post-BMT without hematological evidence of relapse or graft rejection is referred to as a mixed chimera. Mixed chimerism may be a prelude to graft rejection or leukemic relapse; therefore, it is important to be able to monitor the presence of these cells in a precise manner.

c-Kit+ progenitors generate vascular cells for tissue-engineered grafts through modulation of the Wnt/Klf4 pathway

The development of decellularised scaffolds for small diameter vascular grafts is hampered by their limited patency, due to the lack of luminal cell coverage by endothelial cells (EC) and to the low tone of the vessel due to absence of a contractile smooth muscle cells (SMC). In this study, we identify a population of vascular progenitor c-Kit+/Sca-1- cells available in large numbers and derived from immuno-privileged embryonic stem cells (ESCs). We also define an efficient and controlled differentiation protocol yielding fully to differentiated ECs and SMCs in sufficient numbers to allow the repopulation of a tissue engineered vascular graft. When seeded ex vivo on a decellularised vessel, c-Kit+/Sca-1-derived cells recapitulated the native vessel structure and upon in vivo implantation in the mouse, markedly reduced neointima formation and mortality, restoring functional vascularisation. We showed that Krüppel-like transcription factor 4 (Klf4) regulates the choice of differentiation pathway of these cells through β-catenin activation and was itself regulated by the canonical Wnt pathway activator lithium chloride. Our data show that ESC-derived c-Kit+/Sca-1-cells can be differentiated through a Klf4/β-catenin dependent pathway and are a suitable source of vascular progenitors for the creation of superior tissue-engineered vessels from decellularised scaffolds.

Impact d’une mutation ponctuelle stratégique de la protéine HOXB4 sur son pouvoir de régulation, de prolifération et de différenciation des CSH et des progéniteurs murins

L’expansion des cellules souches hématopoïétiques ex vivo représente une option des plus intéressante afin d’améliorer les greffes de moelle osseuse. Le facteur de transcription HOXB4 semble être le candidat ayant le plus de potentiel jusqu’à présent. Cependant, la très courte demi-vie de la protéine représente un obstacle majeur dans l’élaboration de protocoles cliniques. Par contre, la substitution d’un acide aminé (3 mutations individuelles) dans la partie N-terminale de la protéine augmente de près de 3 fois la stabilité intracellulaire de HOXB4. Nous avons comparé l’activité biologique de ces mutants à celle de HOXB4 natif (« wt ») dans des essais in vitro et in vivo. Nous avons démontré que la surexpression de HOXB4 muté par infection des cellules souches hématopoïétiques n’affectait pas leur pouvoir de reconstitution hématopoïétique à long terme dans des souris transplantées. Par ailleurs, nous avons noté que dans les essais de reconstitution hématopoïétique en compétition et en non compétition, les cellules surexprimant les protéines mutées ont une expansion supérieure in vitro et reconstituent le sang et la rate avec une répartition de cellules lymphoïdes et myéloïdes plus près de souris non-transplantées comparativement aux cellules exprimant HOXB4 « wt ». De plus, les cellules surexprimant la protéine HOXB4 mutée apparaissent beaucoup plus rapidement et en plus grande proportion dans le sang comparativement aux cellules surexprimant la forme native. Une des protéines HOXB4 mutées (1426) ne permet pas l’expansion des progéniteurs myéloïdes immatures (CMP) contrairement à la protéine « wt ». Et finalement, par les études de modulation intracellulaire protéique, nous avons démontré que les comportements des protéines HOXB4 « wt » et mutées envers les cellules souches hématopoïétiques et progéniteurs n’étaient pas complètement dus à un effet de concentration protéique.

Exploration pathologique des souris transgéniques porteuses du gène VPU de VIH-1

L‟infection par le VIH-1, chez les patients, affecte principalement le système immunitaire et conduit à une destruction graduelle des lymphocytes T CD4 et, par conséquent, entraîne un état d‟immunodéficience. Cette immunodéficience permet l'établissement d‟infections opportunistes qui sont responsables de manifestations cliniques associées au Sida. Ces patients peuvent aussi développer des lymphomes, lésions du système nerveux central et une atteinte rénale. L'ampleur et la sévérité des conditions associées observées chez les patients infectés par le VIH-1 ne peuvent être imputées seulement au processus infectieux et à la déplétion des cellules T CD4+. Ceci suggère que les produits des gènes de régulation pourraient avoir des effets cytopathogènes. Cependant, les études sur la physiopathogenèse induite par le VIH ou ses différents gènes ont été difficiles à mener en raison de l'absence d'animaux de laboratoire infectés par ce virus. Ceux-ci auraient pu aider à disséquer le rôle des différents composants du génome viral et les mécanismes pathogénétiques impliqués. Pour pallier cette contrainte, nous avons produit le premier modèle de souris transgéniques pour le gène vpu. Vpu code pour une phosphoprotéine membranaire avec plusieurs fonctions connues. Elle participe au relargage des virions à la surface cellulaire, induit la dégradation des CD4, induit la régulation négative des CMH-1, augmente la susceptibilité à la mort cellulaire des lymphocytes T infectés par le VIH et favorise la réplication virale en empêchant les mécanismes antiviraux cellulaires. Dans ce travail, nous avons caractérisé pathologiquement un modèle de souris transgéniques porteuses du gène vpu du VIH-1. Nos résultats démontrent que l‟expression de vpu chez les souris transgéniques induit le développement spontané d‟une hyperplasie lymphoïde pansystémique, une splénomégalie avec une hyperplasie lymphoïde folliculaire évoluant en lésions prémalignes et malignes qui présentent certaines similarités avec la maladie de Castleman et une iv glomérulonéphrite mesangioproliférative qui rappelle certaines altérations de néphropathie associée au VIH chez les patients infectés. L‟ensemble des altérations démontre que les souris Tg/vpu développent une activation chronique et non spécifique du système immunitaire. Dans cette activation immunitaire, une dérégulation de l‟IL-6 et une hyperplasie du réseau de cellules métallophiliques pourraient être impliquées. D‟autres résultats obtenus sur les évaluations du fonctionnement du système immunitaire de la rate et du thymus mettent en évidence une susceptibilité augmentée des lymphocytes des tissus lymphoïdes aux effets apoptotiques de la dexaméthasone et des lipopolysaccharides et un retard dans le repeuplement par les cellules d‟organes lymphoïdes ainsi qu‟une réaction inflammatoire (Schwartzman) exacerbée et des anomalies dans la réaction d‟hypersensibilité retardée expérimentale. Ce modèle transgénique reproduit plusieurs anomalies rencontrées chez les patients infectés par le VIH et ouvre de nouvelles hypothèses sur la pathogenèse de l‟infection par le VIH.

Des femmes se souviennent, d'autres se taisent : incorporation et transmission de la mémoire post-conflictuelle : le cas de Cayara, Pérou.

Le Pérou a sombré pendant vingt ans dans un climat de violence politique, opposant des groupes subversifs, comme le Sentier Lumineux, à l’armée péruvienne. Ce conflit a causé la disparition de 70 000 personnes, majoritairement des paysans andins quechuaphone. Poussés à fuir pour survivre, ils ont dû abandonner leurs terres pour migrer dans des centres urbains où l’adaptation n’a pas toujours été facile. C'est pourquoi on remarque, dès les années 90, avec la mise en place d'une politique de repeuplement par Fujimori, un retour des paysans dans leur communauté. Le retour, et par conséquent le déplacement, ont généré une nouvelle dynamique dans les communautés et perturbé les relations sociales. Les liens de confiance ont été rompus, les liens sociaux brisés et sont remplacés par un ressentiment qui déstructure l’organisation des communautés et principalement celle de Cayara. Le traumatisme pesant incite les Cayarinos au silence. Un silence qui ne peut être associé à l’oubli, mais qui a pour fonction de protéger les générations futures des horreurs du passé. Tout traitement de la souffrance causé par la violence suppose une politique de la mémoire. À cette mémoire silencieuse, que je qualifierai de traumatique s’oppose une mémoire active qui opère dans la ville d'Ayacucho. Les hommes représentant 80% des disparus, ce sont les femmes qui ont dû prendre en charge la gestion des communautés, en assumant de nouvelles responsabilités. Ce sont elles qui se sont battues pour amener la paix en dénonçant les horreurs commises. Et ce sont elles qui aujourd’hui luttent pour préserver la mémoire du conflit, afin que celui-ci ne se répète pas. À l’inverse du silence des communautés, à Ayacucho les femmes agissent activement, ce qui nous amène à penser que la transmission de la mémoire passerait par une spécialisation de celle-ci. On qualifierait la mémoire vive, de mémoire féminine.

Caractérisation du rôle et des mécanismes d’action des gènes Hoxa dans l’hématopoïèse adulte

Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.

Origin and regenerative potential of vertebrate mechanoreceptor-associated stem cells

Meissner corpuscles and Merkel cell neurite complexes are highly specialized mechanoreceptors present in the hairy and glabrous skin, as well as in different types of mucosa. Several reports suggest that after injury, such as after nerve crush, freeze injury, or dissection of the nerve, they are able to regenerate, particularly including reinnervation and repopulation of the mechanoreceptors by Schwann cells. However, little is known about mammalian cells responsible for these regenerative processes. Here we review cellular origin of this plasticity in the light of newly described adult neural crest-derived stem cell populations. We also discuss further potential multipotent stem cell populations with the ability to regenerate disrupted innervation and to functionally recover the mechanoreceptors. These capabilities are discussed as in context to cellularly reprogrammed Schwann cells and tissue resident adult mesenchymal stem cells.

Population structure of the migratory fish Prochilodus lineatus (Characiformes) from rio Grande basin (Brazil), an area fragmented by dams

1. Prochilodus lineatus (Prochilodontidae, Characiformes) is a migratory species of great economic importance both in fisheries and aquaculture that is found throughout the Jacui, Paraiba do Sul, Parana, Paraguay and Uruguay river basins in South America. Earlier population studies of P. lineatus in the rio Grande basin (Parana basin) indicated the existence of a single population; however, the range of this species has been fragmented by the construction of several dams. Such dams modified the environmental conditions and could have constrained the reproductive migration of P. lineatus, possibly leading to changes in the population genetic structure. 2. In order to evaluate how genetic diversity is allocated in the rio Grande basin, 141 specimens of P. lineatus from eight collection sites were analysed using polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) with 15 restriction enzymes. 3. Forty-six haplotypes were detected, and 70% of them are restricted. The mean genetic variability indexes (h = 0.7721 and pi = 1.6%) were similar to those found in natural populations with a large effective size. Fst and Exact Test values indicated a lack of structuring among the samples, and the model of isolation by distance was tested and rejected. 4. The haplotype network indicated that this population of P. lineatus has been maintained as a single variable stock with some differences in the genetic composition (haplotypes) between samples. Indications of population expansion were detected, and this finding was supported by neutrality tests and mismatch distribution analyses. 5. The present study focused on regions between dams to serve as a parameter for further evaluations of genetic variability and the putative impact of dams and repopulation programmes in natural populations of P. lineatus. Copyright (C) 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

Estratégia para erradicação de focos da Doença de Aujeszky em suínos no Estado de São Paulo

Este trabalho teve como objetivo a avaliação de duas estratégias para erradicação de focos da doença de Aujeszky (DA) em suínos criados comercialmente no estado de São Paulo. Foram identificados dois focos da enfermidade, no município de Cerqueira César, um apresentando somente animais sororreagentes (Foco 1) e outro, casos clínicos da doença (Foco 2). Foram avaliadas duas estratégias de erradicação, uma por eliminação dos sororreagentes e outra por despovoamento gradual, com acompanhamento durante 12 meses. A erradicação por eliminação dos sororreagentes foi aplicada no Foco 1 e compreendeu na identificação por exame sorológico, isolamento e abate dos positivos; vacinação dos negativos e reposição no plantel com animais provenientes de propriedade livre. No início dos trabalhos, 68% do plantel era positivo e ao final 51%. No Foco 2 utilizou-se o despovoamento gradual, onde todos os animais foram enviados ao abate sanitário, realizado vazio sanitário nas instalações, seguido pelo repovoamento com animais livres. Esta última estratégia, nas condições desse trabalho, mostrou-se a mais eficaz, pois erradicou a DA.

Viabilidade de embriões de piracanjuba (Brycon orbignyanus) submetidos a diferentes protocolos de resfriamento

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Erradicação de focos da doença de Aujeszky em suínos no Estado de São Paulo: duas estratégias de ação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Determining spatial and temporal scales for management: lessons from whaling

Selection of the appropriate management unit is critical to the conservation of animal populations. Defining such units depends upon knowledge of population structure and upon the timescale being considered. Here, we examine the trajectory of eleven subpopulations of five species of baleen whales to investigate temporal and spatial scales in management. These subpopulations were all extirpated by commercial whaling, and no recovery or repopulation has occurred since. In these cases, time elapsed since commercial extinction ranges from four decades to almost four centuries. We propose that these subpopulations did not recover either because cultural memory of the habitat has been lost, because widespread whaling among adjacent stocks eliminated these as sources for repopulation, and/or because segregation following exploitation produced the abandonment of certain areas. Spatial scales associated with the extirpated subpopulations are frequently smaller than those typically employed in management. Overall, the evidence indicates that: (1) the time frame for management should be at most decadal in scope (i.e., <100 yr) and based on both genetic and nongenetic evidence of population substructure, and (2) at least some stocks should be defined on a smaller spatial scale than they currently are.

BEHAVIORAL RESPONSE OF CATTLE EGRETS TO POPULATION CONTROL MEASURES IN HAWAII

We monitored behavior of cattle egrets (Bubulcus ibis) during a population control program to reduce egret-aircraft strike hazards from a small heronry near the Hilo, Hawaii, airport. Results verified that attempts to move egrets from undesirable roost sites should be undertaken before nesting begins. Although possibly compounded by previous treatments, our observations also indicate that 1) egrets may abandon a new roost in response to a few dead egrets placed in clear view around the roost, and 2) shooting at egrets as they attempt to land at a traditional feeding site causes long-term avoidance of the area. Rapid repopulation after control indicates that techniques to move roosts and prevent congregations are more likely than population control to resolve problems.

High resolution study of local stress inside alumina - micro mechanical analysis using laser scanning confocal microscope

The aim of this work is to measure the stress inside a hard micro object under extreme compression. To measure the internal stress, we compressed ruby spheres (a-Al2O3: Cr3+, 150 µm diameter) between two sapphire plates. Ruby fluorescence spectrum shifts to longer wavelengths under compression and can be related to the internal stress by a conversion coefficient. A confocal laser scanning microscope was used to excite and collect fluorescence at desired local spots inside the ruby sphere with spatial resolution of about 1 µm3. Under static external loads, the stress distribution within the center plane of the ruby sphere was measured directly for the first time. The result agreed to Hertz’s law. The stress across the contact area showed a hemispherical profile. The measured contact radius was in accord with the calculation by Hertz’s equation. Stress-load curves showed spike-like decrease after entering non-elastic phase, indicating the formation and coalescence of microcracks, which led to relaxing of stress. In the vicinity of the contact area luminescence spectra with multiple peaks were observed. This indicated the presence of domains of different stress, which were mechanically decoupled. Repeated loading cycles were applied to study the fatigue of ruby at the contact region. Progressive fatigue was observed when the load exceeded 1 N. As long as the load did not exceed 2 N stress-load curves were still continuous and could be described by Hertz’s law with a reduced Young’s modulus. Once the load exceeded 2 N, periodical spike-like decreases of the stress could be observed, implying a “memory effect” under repeated loading cycles. Vibration loading with higher frequencies was applied by a piezo. Redistributions of intensity on the fluorescence spectra were observed and it was attributed to the repopulation of the micro domains of different elasticity. Two stages of under vibration loading were suggested. In the first stage continuous damage carried on until certain limit, by which the second stage, e.g. breakage, followed in a discontinuous manner.

Etablierung eines In-vivo-Modells zur Untersuchung der Rolle epidermaler Langerhanszellen bei der Entstehung der Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung nach allogener Blutstammzelltransplantation

Dendritische Zellen der Haut, wie z.B. die Langerhanszellen (LC) der Epidermis, sind potente antigenpräsentierende Zellen (APC). Nach allogener Blutstammzelltransplantation (engl.: hematopoietic stemm cell transplantation, HSCT) persistieren Empfänger-APC und können Spender-T-Zellen aktivieren. Somit spielen dendritische Zellen eine kritische Rolle bei der Initiierung von akuter Transplantat-Gegen-Wirt-Reaktion (engl.: graft-versus-host-disease, GvHD).rnIn der vorliegenden Arbeit wurde ein Modellsystem entwickelt, welches humane Haut in einem Xenotransplantationsmodell nutzt, um die Wechselwirkung dieser gewebsständigen APC mit alloreaktiven T-Zellen zu untersuchen. Dafür wurden humane Resthautpräparate von subkutanem Gewebe befreit und intraskaptulär auf immunsupprimierte NOD/LtSz-scid IL2R#-null Mäuse (NSG) transplantiert. Diesen Tieren fehlen funktionale T-, B- und NK-Zellen, und sie tolerieren somit ein xenogenes Transplantat. Im Vergleich zu anderen immundefizienten Stämmen, haben sie eine erhöhte Lebenserwartung und es ist zudem möglich humane Hämatopoese durch Stammzellgabe zu etablieren.rnPublizierte Methoden der Hauttransplantation wurden für diese Arbeit optimiert und weiterentwickelt. So konnte die Erfolgsrate von 44% auf bis zu 95% gesteigert werden. Erste Untersuchungen fokussierten den Einfluss der Wundheilung auf die Verteilung dermaler Zellpopulationen, wie z.B. CD11c positive APC, und die Population der LC in der Epidermis. Während der ersten Wochen der Wundheilung war ein vorübergehendes Verschwinden der LC aus der Epidermis zu beobachten. Im Gegensatz dazu waren CD11c positive dermale Zellen permanent detektierbar. Die zu späteren Zeitpunkten festgestellte Repopulation der Epidermis mit LC unterstützt die Hypothese einer lokalen Vorläuferzelle. Die vorgelegten Daten und die lokale proliferative Aktivität dieser Zellen unterstreichen ihre Unabhängigkeit vom peripheren Blut. Versuche, eine Depletion der LC mittels UVC-Bestrahlung zu erreichen, gelangen nicht. Auch dies spricht für das Vorhandensein eines lokalen Vorläufers.rnZur Induktion von GvHD in der transplantierten Haut wurden in vitro DC des Hautspenders generiert und damit HLA-disparate T-Zellen stimuliert. Auf diese Weise sollte eine maximale Alloreaktivität gegen das Hauttransplantat generiert werden. In allen vorgestellten Systemen ließ sich nach Infusion der T-Lymphozyten in transplantierte Tiere, eine T-Zellinduzierte inflammatorische Reaktion auslösen. Optisch war eine deutliche Rötung des Transplantats feststellbar. Diese war jedoch nur in den Proben besonders deutlich, welche T-Zellen mit vorheriger in vitro Stimulation durch DC des Hautspenders erhalten hatten. Histologisch konnten Anzeichen einer Entzündung nachgewiesen werden. Neben Akanthose und Hyperparakeratose, waren deutliche T-Zellinfiltrate detektierbar. Auch Spaltbildung und Ablösung der Epidermis, sowie vereinzelte Apoptosen der epidermalen Zellen wiesen auf eine GvHD artige Entzündung hin.rnEine weitere Beobachtung nach T-Zellgabe, war die Depletion der LC aus der Epidermis. Auch konnte durch spätere T-Zellgaben keine weitere Hautrötung ausgelöst werden. Dies belegt die Funktion der LC als primäre Zielzelle der alloreaktiven T-Zellen. Unterstrichen wird dies durch Verwendung einer LC defizienten Haut, welche keine Hautrötung oder Anzeichen einer Entzündung entwickelte.rnZusammenfassend wurde für diese Arbeit ein Modellsystem entwickelt, welches es erlaubt Untersuchungen entzündlicher Hautkrankheiten unter Berücksichtigung hautständiger APC durchzuführen. Dabei kann dieses Modell in Zukunft für die Untersuchung von APC modulierenden Agenzien genutzt werden, da präklinische Modelle für spezies-spezifische Therapien bislang fehlten. Das Entstehen einer Entzündung könnte so verhindert oder eine Behandlung ermöglicht werden.