Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

La résistance à l’insuline en insuffisance rénale chronique et le risque de développer un diabète de type 2 : un cercle vicieux

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est caractérisée par de multiples déséquilibres homéostatiques tels que la résistance à l’insuline. Peu d’études se sont intéressées aux mécanismes sous-jacents à cette résistance à l’insuline en IRC. De plus, il est méconnu si cette résistance à l’insuline peut mener au développement d’un diabète de type II chez des patients prédisposés. Dans un modèle d’IRC, le rat Sprague-Dawley (CD) néphrectomisé 5/6e, on observe une corrélation entre la gravité de l’atteinte rénale, évaluée par la créatinine sérique, et l’hyperglycémie, évaluée par la fructosamine sérique (R2 = 0.6982, p < 0.0001). Cependant, cet état hyperglycémique n’est pas observable lors d’une glycémie à jeun. Lors d’un test de tolérance au glucose, on observe une plus grande élévation de la glycémie (AUC 1.25 fois, p < 0.0001) chez le rat atteint d’IRC. Par contre, la sécrétion d’insuline au cours de ce même test n’augmente pas significativement (AUC ≈ 1.30 fois, N.S.) en comparaison aux rats témoins. Malgré une élévation des taux d’insuline en IRC suivant un bolus de glucose, les tissus périphériques ne montrent pas d’augmentation de la captation du glucose sanguin suggérant un défaut d’expression et/ou de fonction des transporteurs de glucose chez ces rats. En effet, on observe une diminution de ces transporteurs dans divers tissus impliqués dans le métabolisme du glucose tel que le foie (≈ 0.60 fois, p < 0.01) et le muscle (GLUT1 0.73 fois, p < 0.05; GLUT4 0.69 fois, p < 0.01). En conséquence, une diminution significative du transport insulinodépendant du glucose est observable dans le muscle des rats atteint d’IRC (≈ 0.63 fois, p < 0.0001). Puisque les muscles sont responsables de la majorité de la captation insulinodépendante du glucose, la diminution de l’expression du GLUT4 pourrait être associée à la résistance à l’insuline observée en IRC. La modulation de l’expression des transporteurs de glucose pourrait être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. Cela dit, d’autres mécanismes peuvent aussi être impliqués. En dépit de cette importante perturbation du transport du glucose, nous n’avons pas observé de cas de diabète de type II chez le rat CD atteint d’IRC. Dans un modèle de rat atteint d’un syndrome métabolique, le rat Zucker Leprfa/fa, l’IRC provoque une forte hyperglycémie à jeun (1.5 fois, p < 0.0001). De plus, l’IRC chez le rat Zucker provoque une réponse glycémique (AUC 1.80 fois, p < 0.0001) exagérée lors d’un test de tolérance au glucose. Une forte résistance à l’insuline est mesurée au niveau des muscles puisque la dose usuelle d’insuline (2mU/mL) n’est pas suffisante pour stimuler la captation du glucose chez le rat Zucker atteint d’IRC. De plus, une modulation similaire des transporteurs de glucose peut être observée chez ces deux espèces. Par contre, environ 30% (p < 0.001) des rats Zucker atteints d’IRC avaient une glycosurie. L’IRC en soi ne mènerait donc pas au développement d’un diabète de type II. Par contre, lorsqu’une résistance à l’insuline est présente antérieurement au développement d’une IRC, cela pourrait précipiter l’apparition d’un diabète de type II chez ces patients prédisposés.

Proscillaridin A effects on histone acetylation and C-MYC degradation in acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) représente environ 25% des cancers pédiatriques diagnostiqués chaque année. Dans 80 % des cas, une rémission complète est observée. Cependant, les patients résistants aux traitements ainsi que les patients en rechute présentent un mauvais pronostique. Les altérations épigénétiques sont des facteurs essentiels dans le développement et la progression de la maladie, ainsi qu’à la résistance aux traitements. Lors d’un criblage de médicaments approuvés par la FDA, nous avons découvert des molécules ayant des caractéristiques anticancéreux et épigénétiques. Pour évaluer l’activité de ces molécules, nous avons procédé à un criblage secondaire sur plusieurs lignées cellulaires leucémiques. Nous avons découvert qu’une de ces molécules, un glucoside cardiotonique appelé la proscillaridine A, avait une activité anticancéreuse spécifique pour des cellules leucémiques. Nous faisons donc l’hypothèse que la proscillaridine A pourrait avoir des effets épigénétiques et anticancéreux dans des modèles précliniques de LLA. Pour tester cette hypothèse, nous avons traité deux lignées cellulaires de LLA Nalm-6 (LLA pre-B) et Molt-4 (T-LLA) in vitro pendant 2 à 96 heures à des doses pertinentes sur le plan clinique. Nous avons alors pu observer une inhibition de croissance qui était dépendante de la dose administrée dans les deux lignées cellulaires, avec des valeurs de 50% d’inhibition de croissance (CI50) de 3.0 nM pour les Nalm-6 et de et 2.3 nM pour les Molt-4. De plus, nos études sur le cycle cellulaire par BrdU démontrent un arrêt en phase G2/M. Nous avons également détecté par immunobuvardage de type western des baisses significatives de l’acétylation de résidus de l’histone 3. Les niveaux d’expression des enzymes responsables de cette acétylation, les histones acétyltransférases CBP, P300 et TIP60 ainsi que de l’oncogène C-MYC étaient également diminuées. Par des analyses de séquençage de l’ARN, nous avons observé une augmentation de l’expression des gènes impliquées dans les processus d’apoptose et de différentiation cellulaire, ainsi qu’une diminution des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire comme en particulier les gènes cibles de C-MYC. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel prometteur de la proscillaridine A comme nouvelle thérapie pour les patients atteints de LLA.

L’exploitation d’un modèle de levure présentant une déficience de l’absorption des anthracyclines révèle qu’une protéine de Caenorhabditis elegans, OCT-1, est un transporteur fonctionnel d’anthracyclines

Les anthracyclines, comme la doxorubicine (DOX) ou la daunorubicine (DNR), sont utilisées dans le traitement d’une grande variété de cancers allant des lymphomes, au cancer du sein, en passant par certaines leucémies. Encore aujourd’hui, beaucoup pensent que les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive, toutefois, la plupart de ces mêmes personnes sont d’accord pour dire que la p-glycoprotéine est responsable d’exporter ces molécules hors de la cellule. Mais pourquoi une molécule aurait besoin d’un transporteur pour sortir de la cellule, et pas pour y entrer ? Qu’est-ce qui ferait que la diffusion passive fonctionnerait dans un sens, mais pas dans l’autre, d’autant que l’entrée des anthracyclines dans les cellules est très rapide ? Nous pensons qu’il existe bel et bien un transporteur responsable de faire passer les anthracyclines du milieu extracellulaire au cytoplasme, et nous voulons développer un modèle de levure qui permettrait de déterminer si une protéine, un transporteur, issue d’un autre organisme eucaryote est en mesure de transporter la DOX à l’intérieur de la cellule. Pour ce faire, nous avons rassemblé un groupe de mutants présentant une déficience dans l’absorption d’autres molécules chargées positivement telles que la bléomycine ou le NaD1 et avons déterminé le taux d’absorption de DOX de chacun de ces mutants. Les simples mutants sam3Δ ou dur3Δ n’ont montré qu’une faible réduction de l’absorption de DOX, voire, aucune, par rapport à la souche parentale. Si le double mutant sam3Δdur3Δ a montré une réduction relativement importante de l’absorption de DOX, c’est le mutant agp2Δ qui présentait la plus grande réduction d’absorption de DOX, ainsi qu’une résistance notable à son effet létal. Nous avons utilisé, par la suite, ce mutant pour exprimer, à l’aide d’un vecteur d’expression, une protéine du ver Caenorhabditis elegans, OCT-1 (CeOCT-1). Les résultats ont montré que cette protéine était en mesure de restaurer l’absorption de DOX, compromise chez le mutant agp2Δ ainsi que d’augmenter la sensibilité de la souche parentale à son effet létal, lorsqu’exprimée chez celle-ci. Cela suggère que CeOCT-1 est un transporteur fonctionnel de DOX et contredit également le dogme selon lequel les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive.

The scientific production in health and biological sciences of the top 20 Brazilian universities

Brazilian scientific output exhibited a 4-fold increase in the last two decades because of the stability of the investment in research and development activities and of changes in the policies of the main funding agencies. Most of this production is concentrated in public universities and research institutes located in the richest part of the country. Among all areas of knowledge, the most productive are Health and Biological Sciences. During the 1998-2002 period these areas presented heterogeneous growth ranging from 4.5% (Pharmacology) to 191% (Psychiatry), with a median growth rate of 47.2%. In order to identify and rank the 20 most prolific institutions in these areas, searches were made in three databases (DataCAPES, ISI and MEDLINE) which permitted the identification of 109,507 original articles produced by the 592 Graduate Programs in Health and Biological Sciences offered by 118 public universities and research institutes. The 20 most productive centers, ranked according to the total number of ISI-indexed articles published during the 1998-2003 period, produced 78.7% of the papers in these areas and are strongly concentrated in the Southern part of the country, mainly in São Paulo State.

International Clostridium difficile animal strain collection and large diversity of animal associated strains

BACKGROUND Clostridium difficile is an important cause of intestinal infections in some animal species and animals might be a reservoir for community associated human infections. Here we describe a collection of animal associated C. difficile strains from 12 countries based on inclusion criteria of one strain (PCR ribotype) per animal species per laboratory. RESULTS Altogether 112 isolates were collected and distributed into 38 PCR ribotypes with agarose based approach and 50 PCR ribotypes with sequencer based approach. Four PCR ribotypes were most prevalent in terms of number of isolates as well as in terms of number of different host species: 078 (14.3% of isolates; 4 hosts), 014/020 (11.6%; 8 hosts); 002 (5.4%; 4 hosts) and 012 (5.4%; 5 hosts). Two animal hosts were best represented; cattle with 31 isolates (20 PCR ribotypes; 7 countries) and pigs with 31 isolates (16 PCR ribotypes; 10 countries). CONCLUSIONS This results show that although PCR ribotype 078 is often reported as the major animal C. difficile type, especially in pigs, the variability of strains in pigs and other animal hosts is substantial. Most common human PCR ribotypes (014/020 and 002) are also among most prevalent animal associated C. difficile strains worldwide. The widespread dissemination of toxigenic C. difficile and the considerable overlap in strain distribution between species furthers concerns about interspecies, including zoonotic, transmission of this critically important pathogen.

Household health assessment and associated water sample analysis in the Miches watershed of the Dominican Republic

Background. Diarrhea and malnutrition are the leading causes of mortality for children age one to four in the Dominican Republic. Communities within the Miches watershed lack sanitation infrastructure and water purification systems, which increases the risk of exposure to water-borne pathogens. The purpose of this cross-sectional study was to analyze health information gathered through household interviews and to test water samples for the presence of diarrheagenic pathogens and antibiotic-resistant bacteria within the Miches watershed. Methods. Frequency counts and thematic analysis were used to investigate Human Health Survey responses and Fisher's exact test was used to determine correlation between water source and reported illness. Bacteria cultured from water samples were analyzed by Gram stain, real-time PCR, API® 20E biochemical identification, and for antibiotic resistance. Results. Community members reported concerns about water sources with respect to water quality, availability, and environmental contamination. Pathogenic strains of E. coli were present in the water samples. Drinking aquifer water was positively-correlated with reported stomach aches (p=0.04) while drinking from rivers or creeks was associated with the reported absence of “gripe” (cold or flu) (p=0.01). The lack of association between reported illnesses and water source for the majority of variables suggested that there were multiple vehicles of disease transmission. Antibiotic resistant bacteria were isolated from the water samples tested. Conclusions. The presence of pathogenic E. coli in water samples suggested that water is at least one route of transmission for diarrheagenic pathogens in the Miches watershed. The presence of antibiotic-resistant bacteria in the water samples may indicate the proliferation of resistance plasmids in the environment as a result of antibiotic overuse in human and animal populations and a lack of sanitation infrastructure. An intervention that targets areas of hygiene, sanitation, and water purification is recommended to limit human exposure to diarrheagenic pathogens and antibiotic-resistant organisms. ^

Animal and vegetable physiology, considered with reference to natural theology,

Mode of access: Internet.

Quantitative analysis of immunolabeling for serotonin and for glutamate transporters after administration of imipramine and citalopram

Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) is an amine neurotransmitter derived from tryptophan and is important in brain systems regulating mood, emotional behavior, and sleep. Selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) drugs are used to treat disorders such as depression, stress, eating disorders, autism, and schizophrenia. It is thought that these drugs act to prolong the action of 5-HT by blocking reuptake. This may lead to decreased 5-HT content in the nerve fibers themselves; however, this has not previously been directly demonstrated. We have studied the effects of administration of two drugs, imipramine and citalopram, on levels of 5-HT in nerve fibers in the murine brain. Quantitative analysis of the areal density of 5-HT fibers throughout the brain was performed using ImageJ software. While a high density of fibers was observed in mid- and hind-brain regions and areas such as thalamus and hypothalamus, densities were far lower in areas such as cortex, where SSRIs might be thought to exert their actions. As anticipated, imipramine and citalopram produced a decline in 5-HT levels in nerve fibers, but the result was not uniform. Areas such as inferior colliculus showed significant reduction whereas little, if any, change was observed in the adjacent superior colliculus. The reason for, and significance of, this regionality is unclear. It has been proposed that serotonin effects in the brain might be linked to changes in glutamatergic transmission. Extracellular glutamate levels are regulated primarily by glial glutamate transporters. Qualitative evaluation of glutamate transporter immunolabeling in cortex of control and drug-treated mice revealed no discernable difference in intensity of glutamate transporter immunoreactivity. These data suggest that changes in intracellular and extracellular levels of serotonin do not cause concomitant changes in astroglial glutamate transporter expression, and thus cannot represent a mechanism for the delayed efficacy of antidepressants when administered clinically. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cardiac chymase: pathophysiological role and therapeutic potential of chymase inhibitors

On release from cardiac mast cells, alpha-chymase converts angiotensin I (Ang I) to Ang II. In addition to Ang II formation, alpha-chymase is capable of activating TGF-beta 1 and IL-1 beta, forming endothelins consisting of 31 amino acids, degrading endothelin-1, altering lipid metabolism, and degrading the extracellular matrix. Under physiological conditions the role of chymase in the mast cells of the heart is uncertain. In pathological situations, chymase may be secreted and have important effects on the heart. Thus, in animal models of cardiomyopathy, pressure overload, and myocardial infarction, there are increases in both chymase mRNA levels and chymase activity in the heart. In human diseased heart homogenates, alterations in chymase activity have also been reported. These findings have raised the possibility that inhibition of chymase may have a role in the therapy of cardiac disease. The selective chymase inhibitors developed to date include TY-51076, SUN-C8257, BCEAB, NK320, and TEI-E548. These have yet to be tested in humans, but promising results have been obtained in animal models of myocardial infarction, cardiomyopathy, and tachycardia-induced heart failure. It seems likely that orally active inhibitors of chymase could have a place in the treatment of cardiac diseases where injury-induced mast cell degranulation contributes to the pathology.

Biology of sensory systems

Since publication of the first edition, huge developments have taken place in sensory biology research and new insights have been provided in particular by molecular biology. These show the similarities in the molecular architecture and in the physiology of sensory cells across species and across sensory modality and often indicate a common ancestry dating back over half a billion years. Biology of Sensory Systems has thus been completely revised and takes a molecular, evolutionary and comparative approach, providing an overview of sensory systems in vertebrates, invertebrates and prokaryotes, with a strong focus on human senses. Written by a renowned author with extensive teaching experience, the book covers, in six parts, the general features of sensory systems, the mechanosenses, the chemosenses, the senses which detect electromagnetic radiation, other sensory systems including pain, thermosensitivity and some of the minority senses and, finally, provides an outline and discussion of philosophical implications. New in this edition: - Greater emphasis on molecular biology and intracellular mechanisms - New chapter on genomics and sensory systems - Sections on TRP channels, synaptic transmission, evolution of nervous systems, arachnid mechanosensitive sensilla and photoreceptors, electroreception in the Monotremata, language and the FOXP2 gene, mirror neurons and the molecular biology of pain - Updated passages on human olfaction and gustation. Over four hundred illustrations, boxes containing supplementary material and self-assessment questions and a full bibliography at the end of each part make Biology of Sensory Systems essential reading for undergraduate students of biology, zoology, animal physiology, neuroscience, anatomy and physiological psychology. The book is also suitable for postgraduate students in more specialised courses such as vision sciences, optometry, neurophysiology, neuropathology, developmental biology.

Plantibodies in human and animal health: a review.

Background: Antibodies are essential part of vertebrates’ adaptive immune system; they can now be produced by transforming plants with antibody-coding genes from mammals/humans. Although plants do not naturally make antibodies, the plant-derived antibodies (plantibodies) have been shown to function in the same way as mammalian antibodies. Methods: PubMed and Google search engines were used to download relevant publications on plantibodies in medical and veterinary fields; the papers were reviewed and findings qualitatively described. Results: The process of bioproduction of plantibodies offers several advantages over the conventional method of antibody production in mammalian cells with the cost of antibody production in plants being substantially lesser. Contrary to what is possible with animal-derived antibodies, the process of making plantibodies almost exclusively precludes transfer of pathogens to the end product. Additionally, plants not only produce a relatively high yield of antibodies in a comparatively faster time, they also serve as cost-effective bioreactors to produce antibodies of diverse specificities. Conclusion: Plantibodies are safe, cost-effective and offer more advantages over animal-derived antibodies. Methods of producing them are described with a view to inspiring African scientists on the need to embrace and harness this rapidly evolving biotechnology in solving human and animal health challenges on the continent where the climate supports growth of diverse plants.