Développement d’outils analytiques pour la détection de biomolécules directement dans des fluides sanguins

Cette thèse porte sur le développement de biocapteurs basés sur la technique de résonance des plasmons de surface (SPR) pour effectuer des analyses directement dans un fluide sanguin n’ayant subi aucune purification ou dilution. L’ensemble des biocapteurs discutés exploiteront un instrument SPR portable développé dans le groupe du professeur Masson. Le premier volet de la thèse portera sur le processus d’interférence lié à l’adsorption non spécifique du sérum à la surface du capteur. L’analyse des biomolécules adsorbées sera effectuée en combinant la SPR à la spectrométrie de masse. Les informations obtenues seront exploitées pour la construction de biocapteurs adaptés à l’analyse en milieu sanguin. Un premier biocapteur développé ciblera la protéine antigène prostatique spécifique (APS) contenue dans le sérum servant de biomarqueur pour dépister le cancer de la prostate. Pour détecter les faibles concentrations de cette protéine directement dans le sérum, un matériel plasmonique microstructuré sera utilisé pour amplifier les signaux obtenus et sera recouvert d’une monocouche peptidique minimisant l’adsorption non spécifique du sérum. L’instrument SPR aura été adapté pour permettre également la détection simultanée de fluorescence. Un test ELISA sera ainsi effectué en parallèle du test SPR. Chacune des techniques fournira un contrôle pour la deuxième, tout en permettant de détecter le biomarqueur au niveau requis pour dépister la maladie. La combinaison des deux méthodes permettra aussi d’élargir la gamme dynamique du test de dépistage. Pour terminer, l’instrument SPR portable sera utilisé dans le cadre de détection de petites biomolécules ayant un potentiel thérapeutique directement dans un échantillon de sang. Des peptides ayant une activité anti-athérosclérotique pourront ainsi être détectés à même un échantillon de sang ni purifié ni dilué, et ce à des concentrations de l’ordre du micromolaire. Une modification de la microfluidique via l’introduction d’une membrane poreuse au cœur de celle-ci sera la clé permettant d’effectuer de telles analyses. La présente thèse met de l’avant de nouvelles stratégies et des modifications instrumentales permettant d’analyser des protéines et des petites molécules directement dans un échantillon non purifié de sérum ou de sang. Les modifications apportées au système fluidique, à l’instrument SPR et au niveau du biocapteur employé permettront d’effectuer des biodétections dans des matrices aussi complexes que les fluides sanguins. Les présents travaux mettent en lumière la capacité d’un instrument SPR/fluorescence portable à faire en 12 minutes la biodétection d’un marqueur du cancer de la prostate directement dans un échantillon de sérum. Finalement, on rapporte ici un des premiers articles où un biocapteur SPR est utilisé à même un échantillon de sang non-purifié pour faire des biodétections.

ADN libre plasmático como marcador molecular en lesiones pre-neoplásicas de cuello uterino y su asociación con VPH

Introducción: La concentración de ADN libre en plasma ha sido investigada como un biomarcador tumoral en diferentes tipos de cáncer. Sin embargo, son pocos los estudios que evalúan la concentración ADN libre en pacientes con cáncer cervical y hasta la fecha no hay estudios en pacientes con lesiones pre-cancerosas cervicales. Objetivo: Establecer la asociación entre la concentración de ADN libre y el grado de la neoplasia cervical y evaluar su posible asociación con el tipo viral. Metodología: Estudio de prevalencia de tipo analítico con un muestreo no probabilístico. Se cuantifico el ADN libre en plasma por PCR en tiempo real de 92 pacientes que presentaban algún tipo de lesión intraepitelial cervical, confirmado por biopsia en diferentes instituciones de la ciudad de Bogotá. Adicional a esto se realizó la genotipificación del virus por Reverse Line Blot. Resultados: La concentración de ADN libre en plasma de pacientes con lesiones pre-cancerosas fue 4515 ± 16402 ng/ µl (media ± DS), LIEBG fue de 5188.7 ± 14876.5 ng/ µl (media ± DS), en pacientes con LIEAG fue de 830.3 ± 1515.508 ng/ µl (media ± DS), en pacientes con resultado negativo fue de 7024.7 ± 24107.5 ng/ µl (media ± DS). Los serotipos encontrados en la poblacion de estudio no presentaron asociacion con la concentracion de ADN libre. Discusión: Los resultados demostraron que la concentración absoluta de ADN libre en plasma no tiene un valor predictivo para diferenciar los tipos de lesión pre-neoplasica de cuello uterino, puesto que no se encontraron diferencias significativas en la concentración de ADN libre en plasma de las diferentes etapas progresivas de cáncer de cuello uterino (p;0.57, gl;3 alfa 0.05) de la misma forma el serotipo no contribuye a explicar la concentración de ADN libre.

Cáncer gástrico en Colombia entre 2000 y 2009

Introducción: De todos los casos de cáncer en el mundo el 80% se presentan en países en vía de desarrollo siendo el cáncer de estómago o cáncer gástrico la segunda causa de muerte por cáncer en el mundo con aproximadamente 700.000 muertes cada año. En Colombia, el cáncer gástrico es la primera causa de muerte por tumores malignos en ambos sexos, aún cuando no es la primera neoplasia en frecuencia. Metodología: Estudio observacional descriptivo, de registros de defunción del DANE, Colombia 2000 a 2009. Se analizaron tasas anuales crudas y por grupos de edad, género, procedencia geográfica, estado civil, nivel educativo y área de residencia habitual estableciendo diferencias estadísticas entre las variables y sus categorías. Resultados: En el período estudiado se registraron 43759 defunciones por cáncer gástrico, con mayor frecuencia en hombres 1,5:1. Las tasas de mortalidad por cáncer gástrico ajustadas por grupos etáreos aumentan después de la quinta década de la vida. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en todos los años estudiados y el departamento de residencia habitual del fallecido presentando Cauca (18,11- 19) y Boyacá (14,54-1742) las tasas más altas por 100.000 habitantes. Las tasas más altas se concentran en la zona de la Cordillera de los Andes, al estandarizar por grupos etáreos el Cauca tiene una tasa de 114,98 casos por 100.000 habitantes. Conclusión: El cáncer gástrico es la neoplasia que causa más muertes en Colombia por lo cual es necesario diseñar e implementar programas de detección precoz que vayan dirigidos al control de la mortalidad.

Efectos del consumo de cigarrillo en la presentación y severidad de la dismenorrea

Introducción: La dismenorrea se presenta como una patología cada vez más frecuente en mujeres de 16-30 años. Dentro de los factores asociados a su presentación, el consumo de tabaco ha revelado resultados contradictorios. El objetivo del presente estudio es explorar la asociación entre el consumo de cigarrillo y la presentación de dismenorrea, y determinar si los trastornos del ánimo y la depresión, alteran dicha asociación. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de prevalencia analítica en mujeres de la Universidad del Rosario matriculadas en pregrado durante el primer semestre de 2013, para determinar la asociación entre el consumo de tabaco y la presentación de dismenorrea. En el estudio se tuvieron en cuenta variables tradicionalmente relacionadas con dismenorrea, incluyendo las variables ansiedad y depresión como potenciales variables de confusión. Los registros fueron analizados en el programa Estadístico IBM SPSS Statistics Versión 20.0. Resultados: Se realizaron 538 cuestionarios en total. La edad promedio fue 19.92±2.0 años. La prevalencia de dismenorrea se estimó en 89.3%, la prevalencia de tabaquismo 11.7%. No se encontró una asociación entre dismenorrea y tabaquismo (OR 3.197; IC95% 0.694-14.724). Dentro de las variables analizadas, la depresión y la ansiedad constituyen factores de riesgo independientes para la presentación de dismenorrea con una asociación estadísticamente significativa p=0.026 y p=0.024 respectivamente. El análisis multivariado encuentra como factor determinante en la presentación de dismenorrea, la interacción de depresión y ansiedad controlando por las variables tradicionales p<0.0001. Sin embargo, esta asociación se pierde cuando se analiza en la categoría de dismenorrea severa y gana relevancia el uso de métodos de anticoncepción diferentes a los hormonales, mientras que el hecho de haber iniciado la vida sexual presenta una tendencia limítrofe de riesgo. Conclusiones: No se puede demostrar que el tabaco es un factor asociado a la presentación de dismenorrea. Los trastornos del ánimo y la ansiedad constituyen factores determinantes a la presentación de dismenorrea independientemente de la presencia de otros concomitantes. Las variables de asociación se modifican cuando la variable dependiente se categoriza en su estado más severo. Se necesitan estudios más amplios y detallados para establecer dicha asociación.

Caracterización y dinámica de los patrones de infecciones únicas y múltiples para seis tipos del virus de papiloma humano de alto riesgo

El cáncer de cuello uterino (CCU) es la segunda causa de muerte por cáncer en la población femenina de Colombia con tasas de incidencia y mortalidad altas (32,9-36,4 y 18,7 casos/año/100.000 mujeres, respectivamente). El principal factor de riesgo para el desarrollo de lesiones cervicales pre-neoplásicas es la infección persistente por ciertos tipos de Virus de Papiloma Humano (VPH) conocidos como de alto riesgo (VPH-AR), asociados con ~90% de CCU a nivel mundial. Este trabajo tuvo como objetivo identificar las características de la infección por VPH en una población de mujeres socio-demográficamente heterogénea, que habitan en diferentes regiones de Colombia. Para esto, fueron incluidas 2109 mujeres provenientes de las ciudades de Chaparral, Tumaco, Leticia, Bogotá y Girardot, quienes acudieron a los programas de promoción y prevención de CCU implementados en los respectivos hospitales; cada mujer proporcionó información sociodemográfica y de conductas sexuales, además de una muestra de raspado cervical. Se determinó la presencia de VPH por la técnica de PCR, empleando tres juegos de cebadores genéricos, adicionalmente, se usaron cebadores tipo-específicos para determinar la frecuencia de seis tipos de VPH de alto riesgo (VPH-AR-16, -18, -31, -33, -45 y -58) y dos de bajo riesgo (VPH-BR-6/11). Se evaluó también la carga viral de los tipos de VPH-AR mediante PCR en tiempo real y se correlacionaron los datos de 219 mujeres a través de un seguimiento a dos años (cada 6 meses), con el fin de determinar la dinámica de los patrones de infecciones únicas y múltiples encontrados en nuestro país.

Desempeño de las RISS en relación al acceso, coordinación y calidad de la atención en cáncer de mama y diabetes mellitus tipo 2 en Colombia

El objetivo de este capítulo es mostrar los resultados de investigación del desempeño de las redes de servicios de salud frente a diferentes dimensiones relacionadas al acceso, coordinación y calidad de la atención en dos enfermedades crónicas como es el cáncer de mama y la diabetes en Colombia, importantes patologías por su incidencia e impacto así como por la necesidad de la mecanismos efectivos de coordinación para la adecuada atención de los usuarios del sistema de salud. Por tanto, se realiza el análisis del desempeño de dos redes de servicios de salud en la atención de usuarias con diagnostico confirmado de cáncer de mama, vinculadas unas a redes pertenecientes al régimen contributivo y otras al régimen subsidiado. Redes que también fueron consideradas para el análisis del desempeño en la atención de usuarios con diagnostico confirmado de diabetes, en el que de manera adicional participó otra red perteneciente al régimen subsidiado con área de operación en el municipio de Soacha, puesto que las dos anteriores tiene influencia en la ciudad de Bogotá. La fuente primaria de los datos fue la historia clínica y éstos fueron extraídos de acuerdo a ciertos indicadores seleccionados por el equipo investigador a través de un previo proceso de validación y a partir de su importancia para evidenciar el desempeño de las redes de servicios de salud en las dimensiones enunciadas anteriormente. Se muestran los resultados del estudio, a partir de los cuales se propone una breve discusión y conclusiones.

Archivo docente en imágenes del seno: mamografía digital. Fundación santa fe de Bogotá.

Se conformó el primer archivo docente digital de patología específica del seno en la modalidad de mamografía a nivel nacional, el cuál permitirá el entrenamiento de radiólogos y residentes de radiología según el sistema de lectura BI-RADS, buscando la unificación de criterios y mejoría de las competencias en la interpretación de las imágenes con la finalidad de aumentar la detección temprana del carcinoma de seno

Dietary predictors of serum total carotene in low-income women living in Sao Paulo, south-east Brazil

Objective Dietary intake and nutritional status of antioxidant vitamins have been reported to protect against some cancers The objective of the present study was to assess the correlations between serum levels of carotenoids (including beta-, alpha- and gamma-carotene), lycopene, retinol, alpha- and gamma-tocopherols, and dietary intakes estimated by an FFQ, among low-income women in the Brazilian Investigation into Nutrition and Cervical Cancer Prevention (BRINCA) study. Design Cross-sectional study of data for 918 women aged 21-65 years participating in the BRINCA study in Sao Paulo city. Multiple linear regression models were used with serum nutrient levels as the dependent variable and dietary intake levels as the independent variable, adjusted for confounding factors. Results In energy-adjusted analyses, the intakes of dark green and deep yellow vegetables and fruits (partial R(2) = 4.8%), total fruits and juices (partial R(2) = 1.8%), vegetables and fruits (partial R(2) = 1.8%), carrots (partial R(2) = 1.4%) and citrus fruits and juices only (partial R(2) = 0.8%) were positively correlated only with serum total carotene levels, after adjusting for serum total cholesterol concentration, age, hospital attended, smoking status. BMI and presence of cervical lesions Multiple-adjusted serum levels of carotenoids were positively correlated with intake quartiles of dark green and deep yellow vegetables and fruits and total fruits and juices independent of smoking status. Conclusions The intake of specific fruits and vegetables was an independent predictor of serum total carotene levels in low-income women living in Sao Paulo

Immune Responses and Therapeutic Antitumor Effects of an Experimental DNA Vaccine Encoding Human Papillomavirus Type 16 Oncoproteins Genetically Fused to Herpesvirus Glycoprotein D

Recombinant adenovirus or DNA vaccines encoding herpes simplex virus type 1 (HSV-1) glycoprotein D (gD) genetically fused to human papillomavirus type 16 (HPV-16) oncoproteins (E5, E6, and E7) induce antigen-specific CD8(+) T-cell responses and confer preventive resistance to transplantable murine tumor cells (TC-1 cells). In the present report, we characterized some previously uncovered aspects concerning the induction of CD8(+) T-cell responses and the therapeutic anticancer effects achieved in C57BL/6 mice immunized with pgD-E7E6E5 previously challenged with TC-1 cells. Concerning the characterization of the immune responses elicited in mice vaccinated with pgD-E7E6E5, we determined the effect of the CD4(+) T-cell requirement, longevity, and dose-dependent activation on the E7-specific CD8(+) T-cell responses. In addition, we determined the priming/boosting properties of pgD-E7E6E5 when used in combination with a recombinant serotype 68 adenovirus (AdC68) vector encoding the same chimeric antigen. Mice challenged with TC-1 cells and then immunized with three doses of pgD-E7E6E5 elicited CD8(+) T-cell responses, measured by intracellular gamma interferon (IFN-gamma) and CD107a accumulation, to the three HPV-16 oncoproteins and displayed in vivo antigen-specific cytolytic activity, as demonstrated with carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE)-labeled target cells pulsed with oligopeptides corresponding to the H-2D(b)-restricted immunodominant epitopes of the E7, E6, or E5 oncoprotein. Up to 70% of the mice challenged with 5 x 10(5) TC-1 cells and immunized with pgD-E7E6E5 controlled tumor development even after 3 days of tumor cell challenge. In addition, coadministration of pgD-E7E6E5 with DNA vectors encoding pGM-CSF or interleukin-12 (IL-12) enhanced the therapeutic antitumor effects for all mice challenged with TC-1 cells. In conclusion, the present results expand our previous knowledge on the immune modulation properties of the pgD-E7E6E5 vector and demonstrate, for the first time, the strong antitumor effects of the DNA vaccine, raising promising perspectives regarding the development of immunotherapeutic reagents for the control of HPV-16-associated tumors.

Objective Detection and Delineation of Oral Neoplasia Using Autofluorescence Imaging

Although the oral cavity is easily accessible to inspection, patients with oral cancer most often present at a late stage, leading to high morbidity and mortality. Autofluorescence imaging has emerged as a promising technology to aid clinicians in screening for oral neoplasia and as an aid to resection, but current approaches rely on subjective interpretation. We present a new method to objectively delineate neoplastic oral mucosa using autofluorescence imaging. Autofluorescence images were obtained from 56 patients with oral lesions and 11 normal volunteers. From these images, 276 measurements from 159 unique regions of interest (ROI) sites corresponding to normal and confirmed neoplastic areas were identified. Data from ROIs in the first 46 subjects were used to develop a simple classification algorithm based on the ratio of red-to-green fluorescence; performance of this algorithm was then validated using data from the ROIs in the last 21 subjects. This algorithm was applied to patient images to create visual disease probability maps across the field of view. Histologic sections of resected tissue were used to validate the disease probability maps. The best discrimination between neoplastic and nonneoplastic areas was obtained at 405 nm excitation; normal tissue could be discriminated from dysplasia and invasive cancer with a 95.9% sensitivity and 96.2% specificity in the training set, and with a 100% sensitivity and 91.4% specificity in the validation set. Disease probability maps qualitatively agreed with both clinical impression and histology. Autofluorescence imaging coupled with objective image analysis provided a sensitive and noninvasive tool for the detection of oral neoplasia.

Noninvasive Evaluation of Oral Lesions Using Depth-sensitive Optical Spectroscopy

BACKGROUND: Optical spectroscopy is a noninvasive technique with potential applications for diagnosis of oral dysplasia and early cancer. In this study, we evaluated the diagnostic performance of a depth-sensitive optical spectroscopy (DSOS) system for distinguishing dysplasia and carcinoma from non-neoplastic oral mucosa. METHODS: Patients with oral lesions and volunteers without any oral abnormalities were recruited to participate. Autofluorescence and diffuse reflectance spectra of selected oral sites were measured using the DSOS system. A total of 424 oral sites in 124 subjects were measured and analyzed, including 154 sites in 60 patients with oral lesions and 270 sites in 64 normal volunteers. Measured optical spectra were used to develop computer-based algorithms to identify the presence of dysplasia or cancer. Sensitivity and specificity were calculated using a gold standard of histopathology for patient sites and clinical impression for normal volunteer sites. RESULTS: Differences in oral spectra were observed in: (1) neoplastic versus nonneoplastic sites, (2) keratinized versus nonkeratinized tissue, and (3) shallow versus deep depths within oral tissue. Algorithms based on spectra from 310 nonkeratinized anatomic sites (buccal, tongue, floor of mouth, and lip) yielded an area under the receiver operating characteristic curve of 0.96 in the training set and 0.93 in the validation set. CONCLUSIONS: The ability to selectively target epithelial and shallow stromal depth regions appeared to be diagnostically useful. For nonkeratinized oral sites, the sensitivity and specificity of this objective diagnostic technique were comparable to that of clinical diagnosis by expert observers. Thus, DSOS has potential to augment oral cancer screening efforts in community settings. Cancer 2009;115:1669-79. (C) 2009 American Cancer Society.

HPV16 Tumor Associated Macrophages Suppress Antitumor T Cell Responses

Purpose: High-risk human papillomavirus (HPV) is the main etiologic factor for cervical cancer. The severity of HPV-associated cervical lesions has been correlated to the number of infiltrating macrophages. The objective of this work is to characterize the role of tumor-associated macrophages (TAM) on the immune cellular response against the tumor. Experimental Design: We used the HPV16 E6- and E7-expressing TC-1 mouse tumor model to study the effect of TAM on T-cell function in vitro, and depleted TAM, using clodronate-containing liposomes, to characterize its role in vivo. Results: TAM, characterized by the positive expression of CD45, F4/80, and CD11b, formed the major population of infiltrating tumor cells. TAM displayed high basal Arginase I activity, producing interleukin-10 (IL-10); they were resistant to iNOSll activity induction, therefore reversion to M1 phenotype, when stimulated in vitro with lipopolysaccharide/IFN gamma, indicating an M2 phentoype. In cultures of isolated TAM, TAM induced regulatory phenotype, characterized by IL-10 and Foxp3 expression, and inhibited proliferation of CD8 lymphocytes. In vivo, depletion of TAM inhibited tumor growth and stimulated the infiltration of tumors by HPV16 E7(49-57)-specific CD8 lymphocytes, whereas depletion of Gr1(+) tumor-associated cells had no effect. Conclusions: M2-like macrophages infiltrate HPV16-associated tumors causing suppression of antitumor T-cell response, thus facilitating tumor growth. Depletion or phenotype alteration of this population should be considered in immunotherapy strategies.

Expression of human papillomavirus type 16 E7 oncoprotein alters keratinocytes expression profile in response to tumor necrosis factor-alpha

Acute expression of E7 oncogene from human papillomavirus (HPV) 16 or HPV18 is sufficient to overcome tumor necrosis factor (TNF)-alpha cytostatic effect on primary human keratinocytes. In the present study, we investigated the molecular basis of E7-induced TNF resistance through a comparative analysis of the effect of this cytokine on the proliferation and global gene expression of normal and E7-expressing keratinocytes. Using E7 functional mutants, we show that E7-induced TNF resistance correlates with its ability to mediate pRb degradation and cell transformation. On the other hand, this effect does not depend on E7 sequences required to override DNA damage-induced cell cycle arrest or extend keratinocyte life span. Furthermore, we identified a group of 66 genes whose expression pattern differs between normal and E7-expressing cells upon cytokine treatment. These genes are mainly involved in cell cycle regulation suggesting that their altered expression may contribute to sustained cell proliferation even in the presence of a cytostatic stimulus. Differential expression of TCN1 (transcobalamin I), IFI44 (Interferon-induced protein 44), HMGB2 (high-mobility group box 2) and FUS [Fusion (involved in t(12; 16) in malignant liposarcoma)] among other genes were further confirmed by western-blot and/or real-time polymerase chain reaction. Moreover, FUS upregulation was detected in HPV-positive cervical high-grade squamous intraepithelial lesions when compared with normal cervical tissue. Further evaluation of the role of such genes in TNF resistance and HPVassociated disease development is warranted.

Identificação do linfonodo-sentinela em pacientes com carcinoma de colo uterino invasor estádio I-B 1

Objetivo: determinar a viabilidade da identificação do linfonodo-sentinela em pacientes com câncer invasor de colo uterino estádio Ib1. Material e Métodos: 16 pacientes consecutivas com câncer de colo uterino agendadas para histerectomia radical com linfadenectomia pélvica bilateral realizaram estudo para detecção de linfonodo-sentinela. Onze pacientes injetaram 1 mCi de tecnécio 99 (99Tc) em quatro pontos do estroma superficial do colo uterino ao redor do tumor, às 12, 3, 6 e 9 h ( 16 horas antes da cirurgia ). No dia da cirurgia, as pacientes foram submetidas ao mapeamento linfático com gamma-probe e azul patente injetado nos mesmos pontos que o 99Tc.Cinco pacientes realizaram a detecção apenas com azul patente. Resultados: foi detectado pelo menos um (1 a 3 por paciente) linfonodo-sentinela em cada uma das 15 pacientes (93,7 %) que realizaram a técnica combinada.Foi detectado pelo menos 1 linfonodo-sentinela em 4 pacientes ( 80% )com azul patente apenas. A maioria dos linfonodos-sentinela foi localizada nas regiões: obturadora (37 %), ilíaca externa (22,2 %) e inter-ilíacas (18,5 %). Seis pacientes (40 %) tiveram linfonodos-sentinela bilaterais. Dos 27 linfonodos-sentinela detectados, 11 (40,7 %) foram detectados pelo corante, 9 (33,3%) pela radioatividade e 7 (26 %) pela radioatividade e corante. O índice de detecção intra-operatória com o gamma-probe foi de 90,9 % ( 11 pacientes ). Destes, 7 linfonodos foram azul e quente (31,8 %), 6 linfonodos foram apenas azuis (27,2 %) e 9 linfonodos foram apenas quentes (40,9 %). A sensibilidade, especificidade e valor preditivo negativo para a detecção do linfonodo-sentinela foram 100%, 85,7 % e 100 % respectivamente. Conclusão: A combinação do radiofármaco 99Tc e azul patente é efetiva na detecção do linfonodosentinela em câncer de colo uterino inicial.