Drug-eluting beads loaded with antiangiogenic agents for chemoembolization: in vitro sunitinib loading and release and in vivo pharmacokinetics in an animal model.

PURPOSE: The combination of embolic beads with a multitargeted tyrosine kinase inhibitor that inhibits tumor vessel growth is suggested as an alternative and improvement to the current standard doxorubicin-eluting beads for use in transarterial chemoembolization. This study demonstrates the in vitro loading and release kinetics of sunitinib using commercially available embolization microspheres and evaluates the in vitro biologic efficacy on cell cultures and the resulting in vivo pharmacokinetics profiles in an animal model. MATERIALS AND METHODS: DC Bead microspheres, 70-150 µm and 100-300 µm (Biocompatibles Ltd., Farnham, United Kingdom), were loaded by immersion in sunitinib solution. Drug release was measured in saline in a USP-approved flow-through apparatus and quantified by spectrophotometry. Activity after release was confirmed in cell culture. For pharmacokinetics and in vivo toxicity evaluation, New Zealand white rabbits received sunitinib either by intraarterial injection of 100-300 µm sized beads or per os. Plasma and liver tissue drug concentrations were assessed by liquid chromatography-tandem mass spectroscopy. RESULTS: Sunitinib loading on beads was close to complete and homogeneous. A total release of 80% in saline was measured, with similar fast-release profiles for both sphere sizes. After embolization, drug plasma levels remained below the therapeutic threshold (< 50 ng/mL), but high concentrations at 6 hours (14.9 µg/g) and 24 hours (3.4 µg/g) were found in the liver tissue. CONCLUSIONS: DC Bead microspheres of two sizes were efficiently loaded with sunitinib and displayed a fast and almost complete release in saline. High liver drug concentrations and low systemic levels indicated the potential of sunitinib-eluting beads for use in embolization.

Morphostructural characterization of soil conventionally tilled with mechanized and animal traction with and without cover crop

The structural stability and restructuring ability of a soil are related to the methods of crop management and soil preparation. A recommended strategy to reduce the effects of soil preparation is to use crop rotation and cover crops that help conserve and restore the soil structure. The aim of this study was to evaluate and quantify the homogeneous morphological units in soil under conventional mechanized tillage and animal traction, as well as to assess the effect on the soil structure of intercropping with jack bean (Canavalia ensiformis L.). Profiles were analyzed in April of 2006, in five counties in the Southern-Central region of Paraná State (Brazil), on family farms producing maize (Zea mays L.), sometimes intercropped with jack bean. The current structures in the crop profile were analyzed using Geographic Information Systems (GIS) and subsequently principal component analysis (PCA) to generate statistics. Morphostructural soil analysis showed a predominance of compact units in areas of high-intensity cultivation under mechanized traction. The cover crop did not improve the structure of the soil with low porosity and compact units that hamper the root system growth. In areas exposed to animal traction, a predominance of cracked units was observed, where roots grew around the clods and along the gaps between them.

What can animal memory study bring to the assessment of memory and cognitive skills for intellectual Disability?

Three case studies are presented to investigate the possibility of evaluating memory and cognitive capacities of severe intellectual disability with attention given to the ecological environment. Two 22-year-old male patients and a 27-year-old male patient, all three with severe intellectual disability with no verbal communication skills, were evaluated with a new and original paradigm adapted to study cognition in humans from experimental paradigms. We developed a test based on animal models to complement the "home" scale of the Adolescent and Adult Psychoeducational Profile (AAPEP), an assessment instrument designed for adolescents and adults with severe developmental disabilities. Results show that the new instrument is helpful, not only to staff members who can better understand the poor performances of their patients in daily life activities but also in the elaboration of individual acquisition plans. These preliminary results demonstrate the interest in developing a larger controlled study and in publishing our procedure.

Detection of bias in animal model pedigree indices of heifers

Selostus: Eläinmalliin perustuvien hiehojen odotusarvojen luotettavuus jalostusarvon ennusteena

External beam radiotherapy ± chemotherapy in the treatment of anal canal cancer: a single-institute long-term experience on 100 patients.

One-hundred patients treated with curative radiotherapy (RT) ± chemotherapy (CT) for an anal canal carcinoma (T1-4N0-3M0) were retrospectively analyzed. Five- and 10-year local control (LC) rates were 73% and 67%, respectively. Acute and late G3-G4 toxicity rates were 32% and 12%, respectively. Two patients underwent a colostomy for a G4 anal toxicity. This study confirms the outcomes of RT ± CT in the treatment of anal canal cancer. Concomitant CT and LC statistically influenced Overall Survival and Colostomy-Free Survival. CT also statistically reduced the risk of nodal relapse. High rates of acute skin toxicity impose tailored volumes and techniques of irradiation.

Iowa Animal Industry News, 2012, Vol. 13, no. 1

Newsletter produced by Department of Agriculture and Land Stewardship about the animal industry in Iowa. Previously titled Animal Industry News.

Regulation of Nav1.7 and Nav1.8 voltage-gated sodium channels by Nedd4-2 and β-subunits and its implication in neuropathic pain

In mammals, the presence of excitable cells in muscles, heart and nervous system is crucial and allows fast conduction of numerous biological information over long distances through the generation of action potentials (AP). Voltage-gated sodium channels (Navs) are key players in the generation and propagation of AP as they are responsible for the rising phase of the AP. Navs are heteromeric proteins composed of a large pore-forming a-subunit (Nav) and smaller ß-auxiliary subunits. There are ten genes encoding for Navl.l to Nav1.9 and NaX channels, each possessing its own specific biophysical properties. The excitable cells express differential combinations of Navs isoforms, generating a distinct electrophysiological signature. Noteworthy, only when anchored at the membrane are Navs functional and are participating in sodium conductance. In addition to the intrinsic properties of Navs, numerous regulatory proteins influence the sodium current. Some proteins will enhance stabilization of membrane Navs while others will favour internalization. Maintaining equilibrium between the two is of crucial importance for controlling cellular excitability. The E3 ubiquitin ligase Nedd4-2 is a well-characterized enzyme that negatively regulates the turnover of many membrane proteins including Navs. On the other hand, ß-subunits are known since long to stabilize Navs membrane anchoring. Peripheral neuropathic pain is a disabling condition resulting from nerve injury. It is characterized by the dysregulation of Navs expressed in dorsal root ganglion (DRG) sensory neurons as highlighted in different animal models of neuropathic pain. Among Navs, Nav1.7 and Nav1.8 are abundantly and specifically expressed in DRG sensory neurons and have been recurrently incriminated in nociception and neuropathic pain development. Using the spared nerve injury (SNI) experimental model of neuropathic pain in mice, I observed a specific reduction of Nedd4-2 in DRG sensory neurons. This decrease subsequently led to an upregulation of Nav1.7 and Nav1.8 protein and current, in the axon and the DRG neurons, respectively, and was sufficient to generate neuropathic pain-associated hyperexcitability. Knocking out Nedd4-2 specifically in nociceptive neurons led to the same increase of Nav1.7 and Nav1.8 concomitantly with an increased thermal sensitivity in mice. Conversely, rescuing Nedd4-2 downregulation using viral vector transfer attenuated neuropathic pain mechanical hypersensitivity. This study demonstrates the significant role of Nedd4-2 in regulating cellular excitability in vivo and its involvement in neuropathic pain development. The role of ß-subunits in neuropathic pain was already demonstrated in our research group. Because of their stabilization role, the increase of ßl, ß2 and ß3 subunits in DRGs after SNI led to increased Navs anchored at the membrane. Here, I report a novel mechanism of regulation of a-subunits by ß- subunits in vitro; ßl and ß3-subunits modulate the glycosylation pattern of Nav1.7, which might account for stabilization of its membrane expression. This opens new perspectives for investigation Navs state of glycosylation in ß-subunits dependent diseases, such as in neuropathic pain. - Chez les mammifères, la présence de cellules excitables dans les muscles, le coeur et le système nerveux est cruciale; elle permet la conduction rapide de nombreuses informations sur de longues distances grâce à la génération de potentiels d'action (PA). Les canaux sodiques voltage-dépendants (Navs) sont des participants importants dans la génération et la propagation des PA car ils sont responsables de la phase initiale de dépolarisation du PA. Les Navs sont des protéines hétéromériques composées d'une grande sous-unité a (formant le pore du canal) et de petites sous-unités ß accompagnatrices. Il existe dix gènes qui codent pour les canaux sodiques, du Nav 1.1 au Nav 1.9 ainsi que NaX, chacun possédant des propriétés biophysiques spécifiques. Les cellules excitables expriment différentes combinaisons des différents isoformes de Navs, qui engendrent une signature électrophysiologique distincte. Les Navs ne sont fonctionnels et ne participent à la conductibilité du Na+, que s'ils sont ancrés à la membrane plasmique. En plus des propriétés intrinsèques des Navs, de nombreuses protéines régulatrices influencent également le courant sodique. Certaines protéines vont favoriser l'ancrage et la stabilisation des Navs exprimés à la membrane, alors que d'autres vont plutôt favoriser leur internalisation. Maintenir l'équilibre des deux processus est crucial pour contrôler l'excitabilité cellulaire. Dans ce contexte, Nedd4-2, de la famille des E3 ubiquitin ligase, est une enzyme bien caractérisée qui régule l'internalisation de nombreuses protéines, notamment celle des Navs. Inversement, les sous-unités ß sont connues depuis longtemps pour stabiliser l'ancrage des Navs à la membrane. La douleur neuropathique périphérique est une condition débilitante résultant d'une atteinte à un nerf. Elle est caractérisée par la dérégulation des Navs exprimés dans les neurones sensoriels du ganglion spinal (DRG). Ceci a été démontré à de multiples occasions dans divers modèles animaux de douleur neuropathique. Parmi les Navs, Nav1.7 et Nav1.8 sont abondamment et spécifiquement exprimés dans les neurones sensoriels des DRG et ont été impliqués de façon récurrente dans le développement de la douleur neuropathique. En utilisant le modèle animal de douleur neuropathique d'épargne du nerf sural (spared nerve injury, SNI) chez la souris, j'ai observé une réduction spécifique des Nedd4-2 dans les neurones sensoriels du DRG. Cette diminution avait pour conséquence l'augmentation de l'expression des protéines et des courants de Nav 1.7 et Nav 1.8, respectivement dans l'axone et les neurones du DRG, et était donc suffisante pour créer l'hyperexcitabilité associée à la douleur neuropathique. L'invalidation pour le gène codant pour Nedd4-2 dans une lignée de souris génétiquement modifiées a conduit à de similaires augmentations de Nav1.7 et Nav1.8, parallèlement à une augmentation à la sensibilité thermique. A l'opposé, rétablir une expression normale de Nedd4-2 en utilisant un vecteur viral a eu pour effet de contrecarrer le développement de l'hypersensibilité mécanique lié à ce modèle de douleur neuropathique. Cette étude démontre le rôle important de Nedd4-2 dans la régulation de l'excitabilité cellulaire in vivo et son implication dans le développement des douleurs neuropathiques. Le rôle des sous-unités ß dans les douleurs neuropathiques a déjà été démontré dans notre groupe de recherche. A cause de leur rôle stabilisateur, l'augmentation des sous-unités ßl, ß2 et ß3 dans les DRG après SNI, conduit à une augmentation des Navs ancrés à la membrane. Dans mon travail de thèse, j'ai observé un nouveau mécanisme de régulation des sous-unités a par les sous-unités ß in vitro. Les sous-unités ßl et ß3 régulent l'état de glycosylation du canal Nav1.7, et stabilisent son expression membranaire. Ceci ouvre de nouvelles perspectives dans l'investigation de l'état de glycosylation des Navs dans des maladies impliquant les sous-unités ß, notamment les douleurs neuropathiques.

Extensive circumferential endoscopic mucosal resection with a new rigid esophagoscope: an animal study

RÉSUME Les techniques de résection muqueuse endoscopique utilisées actuellement ne permettent pas d'effectuer une résection circonférentielle d'un long segment de muqueuse oesophagienne. Une telle résection permettrait le traitement de foyers multicentriques de dysplasies de haut grade (HGIN) ou d'adénocarcinomes précoces (AC) développés sur oesophage de Barrett. Sachant que la prévalence des métastases ganglionnaires régionales est d'environ 7 % pour les adénocarcinomes intra-muqueux (Tis,T1a), les méthodes de traitement non-chirurgicales et moins invasives sont actuellement préférées à une oesophagectomie, dont la morbidité et la mortalité restent élevées en comparaison avec les mucosectomies endoscopiques. Un oesophagoscope rigide modifié a été développé à Lausanne en collaboration avec la maison Karl Storz GmbH, de façon à permettre des résections muqueuses étendues dans l'oesophage. Cette étude animale pilote a investigué la faisabilité et la fiabilité des résections muqueuses circonférentielles de différentes longueurs dans l'oesophage du mouton. Des résections circonférentielles de 2,2 cm (n=6), 3,3 cm (n=6), 4,4 cm (n=7) et 5,5 cm (n=5) de longueur ont été effectuées dans l'oesophage de 24 moutons. Elles consistaient en 2 mucosectomies hémi-circonférentielles opposées. Les animaux ont été suivis par des examens endoscopiques à une semaine puis chaque mois pendant 6 mois ou jusqu'à réépithélialisation complète sans sténose. Au cours du processus de guérison, les sténoses cicatricielles ont été traitées par une ou plusieurs dilatations avec les bougies de Savary. Des résections circonférentielles de 2,2 à 5,5 cm de longueur ont été réalisées avec succès dans 23/24 des cas. Une seule perforation, secondaire à une erreur de manipulation, est survenue directement après la mucosectomie. A l'analyse histologique, une profondeur de résection précise à travers la sousmuq Tyrp1ueuse a été obtenue dans 85% des specimens. Les sténoses cicatricielles ont été contrôlées dans 95% des cas par dilatations avec les bougies de Savary. L'oesophagoscope rigide modifié a permis de réaliser des résections muqueuses circonférentielles et étendues en une seule séance endoscopique d'une durée de moins d'une demi-heure. L'utilisation de ce résectoscope chez l'homme devrait permettre l'éradication complète de l'oesophage de Barrett avec HGIN et/ou AC précoce dans un avenir très proche.

Animal Toxins: How is Complexity Represented in Databases?

Peptide toxins synthesized by venomous animals have been extensively studied in the last decades. To be useful to the scientific community, this knowledge has been stored, annotated and made easy to retrieve by several databases. The aim of this article is to present what type of information users can access from each database. ArachnoServer and ConoServer focus on spider toxins and cone snail toxins, respectively. UniProtKB, a generalist protein knowledgebase, has an animal toxin-dedicated annotation program that includes toxins from all venomous animals. Finally, the ATDB metadatabase compiles data and annotations from other databases and provides toxin ontology.

Bioinformatic study of selection in animal genomes

Les gènes orthologues divergent sur plusieurs aspects durant l'évolution. Après une revue de la littérature cherchant à montrer de la divergence entre les orthologues de l'humain et de la souris, j'ai souligné les différentes causes de cette divergence. En comparant les gènes qui divergent en fonction, je n'ai pas trouvé de lien avec la divergence des séquences, pour cette raison je me suis penché sur l'étude de l'expression. Notamment, j'ai étudié le niveau, la spécificité ainsi que la présence/absence d'expression des orthologues humain-souris liés aux maladies Mendéliennes. Malgré les similarités trouvées entre l'humain et la souris, j'ai détecté une différence d'expression spécifique à une des deux espèces liée a un phénotype précis (gène essentiel/non-essentiel). Cela m'a permis de conclure que la différence sur le plan phénotypique entre l'humain et la souris est mieux expliquée par les patrons d'expression plutôt que le niveau d'expression ou la sélection. J'ai été également intéressé par l'évolution des séquences d'ADN codantes pour des protéines, en particulier sur le rôle de la sélection. J'ai commencé par une étude sur la fiabilité de détection de la sélection positive en comparant des séquences divergentes. J'ai trouvé, en utilisant le model de branche-site que la sélection peut être détectée sur des séquences qui ont divergé il y a plus de 500 millions d'années. J'ai analysé le biais de GC entres les séquences sans trouver une influence sur l'estimation de la sélection positive. Finalement, Je crois que ce travail est une première étape dans l'établissement d'un lien entre la sélection et les patrons d'expression des gènes chez les vertébrés.

Animal manure phosphorus characterization by sequential chemical fractionation, release kinetics and 31P-NMR analysis

Phosphate release kinetics from manures are of global interest because sustainable plant nutrition with phosphate will be a major concern in the future. Although information on the bioavailability and chemical composition of P present in manure used as fertilizer are important to understand its dynamics in the soil, such studies are still scarce. Therefore, P extraction was evaluated in this study by sequential chemical fractionation, desorption with anion-cation exchange resin and 31P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) spectroscopy to assess the P forms in three different dry manure types (i.e. poultry, cattle and swine manure). All three methods showed that the P forms in poultry, cattle and swine dry manures are mostly inorganic and highly bioavailable. The estimated P pools showed that organic and recalcitrant P forms were negligible and highly dependent on the Ca:P ratio in manures. The results obtained here showed that the extraction of P with these three different methods allows a better understanding and complete characterization of the P pools present in the manures.

Iowa Animal Industry News, 2011, Vol. 12, no. 1

Newsletter produced by Department of Agriculture and Land Stewardship about the animal industry in Iowa. Previously titled Animal Industry News.

Altura de Pastejo de Braquiária e Carga Animal Limitada pelos Atributos Físicos do Solo em Sistema Integração Lavoura-Pecuária com Soja

O manejo da altura de pastejo das forrageiras pelos bovinos pode comprometer os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da altura de pastejo de braquiária (Urochloa ruziziensis) e a carga animal média, após três anos de sistema integração lavoura-pecuária com soja, nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico típico. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com três repetições. Cinco tratamentos com 10, 20, 30 e 40 cm de altura de pastejo, após 84 dias de pastejo contínuo mantidos com carga variável de bovinos, e um tratamento testemunha sem pastejo foram avaliados em parcelas experimentais de 1 ha. Em novembro de 2012, após o terceiro período de pastejo, com carga animal média de 1.262, 919, 892 e 724 kg ha-1 de peso vivo, respectivamente, para as alturas de pastejo de 10, 20, 30 e 40 cm, coletaram-se amostras indeformadas de solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, as quais foram utilizadas para determinar as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração e a densidade do solo (Ds), bem como para calcular o intervalo hídrico ótimo (IHO). A menor Ds ocorreu na camada de 0-10 cm para a altura de pastejo de 31 cm da braquiária que correspondeu a 72 % da carga animal máxima. O maior IHO ocorreu na camada de 10-20 cm para a altura de pastejo de 23 cm da braquiária que correspondeu a 83 % da carga animal máxima. O manejo da altura de pastejo da braquiária foi limitado em 23 cm pela maior carga animal e melhores atributos físicos na camada de 10-20 cm do Latossolo Vermelho distrófico típico.

Rapid cohort generation and analysis of disease spectrum of large animal model of cone dystrophy.

Large animal models are an important resource for the understanding of human disease and for evaluating the applicability of new therapies to human patients. For many diseases, such as cone dystrophy, research effort is hampered by the lack of such models. Lentiviral transgenesis is a methodology broadly applicable to animals from many different species. When conjugated to the expression of a dominant mutant protein, this technology offers an attractive approach to generate new large animal models in a heterogeneous background. We adopted this strategy to mimic the phenotype diversity encounter in humans and generate a cohort of pigs for cone dystrophy by expressing a dominant mutant allele of the guanylate cyclase 2D (GUCY2D) gene. Sixty percent of the piglets were transgenic, with mutant GUCY2D mRNA detected in the retina of all animals tested. Functional impairment of vision was observed among the transgenic pigs at 3 months of age, with a follow-up at 1 year indicating a subsequent slower progression of phenotype. Abnormal retina morphology, notably among the cone photoreceptor cell population, was observed exclusively amongst the transgenic animals. Of particular note, these transgenic animals were characterized by a range in the severity of the phenotype, reflecting the human clinical situation. We demonstrate that a transgenic approach using lentiviral vectors offers a powerful tool for large animal model development. Not only is the efficiency of transgenesis higher than conventional transgenic methodology but this technique also produces a heterogeneous cohort of transgenic animals that mimics the genetic variation encountered in human patients.