Proteomic identification of plasma proteins as markers of growth promoter abuse in cattle

Growth-promoting agents are continually misused for increasing animal growth and fraudulent gain in the meat industry, yet detection rates from conventional targeted testing for drug residues do not reflect this. This is because testing currently relies on direct detection of drugs or related metabolites and administrators of such compounds can take adaptive measures to avoid detection through the use of endogenous or unknown drugs, and low dose or combined mixtures. New detection methods are needed which focus on the screening of biological responses of an animal to such growth-promoting agents as it has been demonstrated that genomic, proteomic and metabolomics profiles are altered by xenobiotic intake. Therefore, an untargeted proteomics approach using comparative two-dimensional gel electrophoresis (2DE) was carried out to identify putative proteins altered in plasma after treatment with oestradiol, dexamethasone or prednisolone. Twenty-four male cattle were randomly assigned to four groups (n = 6) for experimental treatment over 40 days, namely a control group of non-treated cattle, and three groups administered 17β-oestradiol-3-benzoate (0.01 mg/kg, intramuscular), dexamethasone sodium phosphate (0.7 mg/day, per os) or prednisolone acetate (15 mg/day, per os), respectively. Plasma collected from each animal at day 25 post study initiation was subjected to proteomic analysis by 2DE for comparison of protein expression between treated and untreated animals. Analysis of acquired gel images revealed 22 plasma proteins which differed in expression by more than 50 % (p < 0.05) in treated animals compared to untreated animals. Proteins of interest underwent identification by LC–MS/MS analysis and were found to have associated roles in transport, blood coagulation, immune response and metabolism pathways. In this way, seven proteins are highlighted as novel biomarker candidates including transthyretin which is shown to be significantly increased in all treatment groups compared to control animals and potentially may find use as global markers of suspect anabolic practice.

Sustained inhibition of deacetylases is required for the antitumor activity of the histone deactylase inhibitors panobinostat and vorinostat in models of colorectal cancer

Despite compelling preclinical data in colorectal cancer (CRC), the efficacy of HDACIs has been disappointing in the clinic. The goal of this study was to evaluate the effectiveness of vorinostat and panobinostat in a dose- and exposure-dependent manner in order to better understand the dynamics of drug action and antitumor efficacy. In a standard 72 h drug exposure MTS assay, notable concentration-dependent antiproliferative effects were observed in the IC50 range of 1.2-2.8 μmol/L for vorinostat and 5.1-17.5 nmol/L for panobinostat. However, shorter clinically relevant exposures of 3 or 6 h failed to elicit any significant growth inhibition and in most cases a >24 h exposure to vorinostat or panobinostat was required to induce a sigmoidal dose-response. Similar results were observed in colony formation assays where ≥ 24 h of exposure was required to effectively reduce colony formation. Induction of acetyl-H3, acetyl-H4 and p21 by vorinostat were transient and rapidly reversed within 12 h of drug removal. In contrast, panobinostat-induced acetyl-H3, acetyl-H4, and p21 persisted for 48 h after an initial 3 h exposure. Treatment of HCT116 xenografts with panobinostat induced significant increases in acetyl-H3 and downregulation of thymidylate synthase after treatment. Although HDACIs exert both potent growth inhibition and cytotoxic effects when CRC cells were exposed to drug for ≥ 24 h, these cells demonstrate an inherent ability to survive HDACI concentrations and exposure times that exceed those clinically achievable. Continued efforts to develop novel HDACIs with improved pharmacokinetics/phamacodynamics, enhanced intratumoral delivery and class/isoform-specificity are needed to improve the therapeutic potential of HDACIs and HDACI-based combination regimens in solid tumors.

Combining environmental and medical datasets to explore potential associations between environmental factors and health: Policy implications for human health risk assessments

This review paper discusses the use of Tellus and Tellus Border soil and stream geochemistry data to investigate the relationship between medical data and naturally occurring background levels of potentially toxic elements (PTEs) such as heavy metals in soils and water. The research hypothesis is that long-term low level oral exposure of PTEs via soil and water may result in cumulative exposures that may act as risk factors for progressive diseases including cancer and chronic kidney disease. A number of public policy implications for regional human health risk assessments, public health policy and education are also explored alongside the argument for better integration of multiple data sets to enhance ongoing medical and social research. This work presents a partnership between the School of Geography, Archaeology and Palaeoecology, Northern Ireland Cancer Registry, Queen’s University Belfast, and the nephrology (kidney medicine) research group.

Applications of Statistical Modeling in Iterative CT Image Reconstruction

Thesis (Master's)--University of Washington, 2015

Exercise training reduces fatty acid availability and improves the insulin sensitivity of glucose metabolism

Aims/hypothesis - It is not known whether the beneficial effects of exercise training on insulin sensitivity are due to changes in hepatic and peripheral insulin sensitivity or whether the changes in insulin sensitivity can be explained by adaptive changes in fatty acid metabolism, changes in visceral fat or changes in liver and muscle triacylglycerol content. We investigated the effects of 6 weeks of supervised exercise in sedentary men on these variables. Subjects and methods - We randomised 17 sedentary overweight male subjects (age 50 ± 2.6 years, BMI 27.6 ± 0.5 kg/m2) to a 6-week exercise programme (n = 10) or control group (n = 7). The insulin sensitivity of palmitic acid production rate (Ra), glycerol Ra, endogenous glucose Ra (EGP), glucose uptake and glucose metabolic clearance rate were measured at 0 and 6 weeks with a two-step hyperinsulinaemic–euglycaemic clamp [step 1, 0.3 (low dose); step 2, 1.5 (high dose) mU kg−1 min−1]. In the exercise group subjects were studied >72 h after the last training session. Liver and skeletal muscle triacylglycerol content was measured by magnetic resonance spectroscopy and visceral adipose tissue by cross-sectional computer tomography scanning. Results - After 6 weeks, fasting glycerol, palmitic acid Ra (p = 0.003, p = 0.042) and NEFA concentration (p = 0.005) were decreased in the exercise group with no change in the control group. The effects of low-dose insulin on EGP and of high-dose insulin on glucose uptake and metabolic clearance rate were enhanced in the exercise group but not in the control group (p = 0.026; p = 0.007 and p = 0.04). There was no change in muscle triacylglycerol and liver fat in either group. Conclusions/interpretation - Decreased availability of circulating NEFA may contribute to the observed improvement in the insulin sensitivity of EGP and glucose uptake following 6 weeks of moderate exercise.

Reabilitação de um imóvel industrial em Marvila: projeto de investimento

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Tranexamic Acid for Major Spinal Surgery in Children. A Retrospective Study

Introduction: Paediatric patients who undergo posterior spinal fusion surgery to correct scoliosis often require multiple blood transfusions. Tranexamic acid is a synthetic antifibrinolytic drug that reduces transfusion requirements in scoliosis surgery (1),(2),(3). Methods: To evaluate the efficacy of prophylactic tranexamic acid (TA) (initial dose of 10mg/kg and infusion of 1mg.kg(-1).h(-1)) in reducing perioperative blood transfusion requirements, we reviewed patients files and compared the amount of blood lost and blood transfused in the perioperative period of 12 patients (54.5%) that received TA and 10 patients (45.5%) who did not received TA. T-Student test was applied. Results: The average difference of blood losses (2,67 +/- 6,06ml) and blood transfused (212,9 +/- 101,1ml) between the two groups was not statistically significant (p>0.05). No thrombotic complications were detected in either group. Discussion: Results of the current study showed that prophylactic low dose of TA did not have a significant effect in the management of intraoperative blood loss and transfusion requirements in children undergoing scoliosis surgery. It is important to emphasize that our study is retrospective and that the size of the sample is small. Further studies are needed to evaluate the efficacy and safety of TA on paediatric scoliosis surgery.

Outpatient treatment of acute psychotic episode with neuroleptic infusions: a retrospective study.

In this retrospective pragmatic study, we define the necessary conditions that allow outpatient low dose intravenous neuroleptization, when hospitalization should otherwise be required. Intravenous neuroleptization is infrequently used in the outpatient treatment of acute psychotic decompensation. Rapid tranquilization with high dosage neuroleptics is controversial, and has a high risk of side effects. The indications for and potential advantages of this method in the perspective of a long-term ambulatory treatment are discussed by comparing a group of outpatients treated with infusions to a group of hospitalized patients. The method offers a satisfactory alternative to hospitalization for subjects who are not in imminent danger (current GAF rating between 20 and 40) and whose normal functioning is good (past year GAF rating = 70). Previous repeated hospitalizations favor the choice of hospitalization over infusion. Its potential advantages are the rapid evolution of the condition, with controlled regression but without psychosocial withdrawal, and an improvement in the patient's attitude towards treatment.

Cardiovascular response to beta-adrenergic blockade or activation in 23 inbred mouse strains.

We report the characterisation of 27 cardiovascular-related traits in 23 inbred mouse strains. Mice were phenotyped either in response to chronic administration of a single dose of the beta-adrenergic receptor blocker atenolol or under a low and a high dose of the beta-agonist isoproterenol and compared to baseline condition. The robustness of our data is supported by high trait heritabilities (typically H(2)>0.7) and significant correlations of trait values measured in baseline condition with independent multistrain datasets of the Mouse Phenome Database. We then focused on the drug-, dose-, and strain-specific responses to beta-stimulation and beta-blockade of a selection of traits including heart rate, systolic blood pressure, cardiac weight indices, ECG parameters and body weight. Because of the wealth of data accumulated, we applied integrative analyses such as comprehensive bi-clustering to investigate the structure of the response across the different phenotypes, strains and experimental conditions. Information extracted from these analyses is discussed in terms of novelty and biological implications. For example, we observe that traits related to ventricular weight in most strains respond only to the high dose of isoproterenol, while heart rate and atrial weight are already affected by the low dose. Finally, we observe little concordance between strain similarity based on the phenotypes and genotypic relatedness computed from genomic SNP profiles. This indicates that cardiovascular phenotypes are unlikely to segregate according to global phylogeny, but rather be governed by smaller, local differences in the genetic architecture of the various strains.

Decision analysis of the effectiveness of lung cancer screening using autofluorescence bronchoscopy and computed tomography

Background: Lung cancer (LC) is the leading cause of cancer death in the developed world. Most cancers are associated with tobacco smoking. A primary hope for reducing lung cancer has been prevention of smoking and successful smoking cessation programs. To date, these programs have not been as successful as anticipated. Objective: The aim of the current study was to evaluate whether lung cancer screening combining low dose computed tomography with autofluorescence bronchoscopy (combined CT & AFB) is superior to CT or AFB screening alone in improving lung cancer specific survival. In addition, the extent of improvement and ideal conditions for combined CT & AFB screening were evaluated. Methods: We applied decision analysis and Monte Carlo simulation modeling using TreeAge Software to evaluate our study aims. Histology- and stage specific probabilities of lung cancer 5-year survival proportions were taken from Surveillance and Epidemiologic End Results (SEER) Registry data. Screeningassociated data was taken from the US NCI Prostate, Lung, Colorectal and Ovarian Cancer Screening Trial (PLCO), National Lung Screening Trial (NLST), and US NCI Lung Screening Study (LSS), other relevant published data and expert opinion. Results: Decision Analysis - Combined CT and AFB was the best approach at Improving 5-year survival (Overall Expected Survival (OES) in the entire screened population was 0.9863) and in lung cancer patients only (Lung Cancer Specific Expected Survival (LOSES) was 0.3256). Combined screening was slightly better than CT screening alone (OES = 0.9859; LCSES = 0.2966), and substantially better than AFB screening alone (OES = 0.9842; LCSES = 0.2124), which was considerably better than no screening (OES = 0.9829; LCSES = 0.1445). Monte Carlo simulation modeling revealed that expected survival in the screened population and lung cancer patients is highest when screened using CT and combined CT and AFB. CT alone and combined screening was substantially better than AFB screening alone or no screening. For LCSES, combined CT and AFB screening is significantly better than CT alone (0.3126 vs. 0.2938, p< 0.0001). Conclusions: Overall, these analyses suggest that combined CT and AFB is slightly better than CT alone at improving lung cancer survival, and both approaches are substantially better than AFB screening alone or no screening.

Prescription channeling of COX-2 inhibitors and traditional nonselective nonsteroidal anti-inflammatory drugs: a population-based case–control study

Affiliation: Faculté de pharmacie, Université de Montréal

Effet de l'atorvastatine et de l'amlodipine sur le remodelage vasculaire dans l'hypertension

Résumé Introduction L’amlodipine et l’atorvastatine offrent des avantages thérapeutiques au-delà de leur indication primaire, soit la réduction de la pression artérielle et des lipides sanguins, respectivement. L’amlodipine induit l’apoptose des cellules de muscle lisse vasculaire (CMLV) in vivo, contribuant à la régression de l'hypertrophie aortique chez le rat spontanément hypertendu (SHR). L'atorvastatine induit l’apoptose des CMLV in vitro, un effet proportionnel à la dose. Toutefois, cet effet reste à être démontré in vivo. Nous postulons que l’atorvastatine induira la régression de l’hypertrophie aortique via l’apoptose des CMLV chez le SHR, et que la combinaison de l’amlodipine et de l’atorvastatine aura un effet synergique sur la régression de l’hypertrophie aortique via l’apoptose des CMLV chez le SHR. Méthodologie L’amlodipine et l’atorvastatine ont été administrées à des SHR âgés de 11 semaines durant trois ou six semaines, individuellement ou en combinaison. Les points principaux à l'étude étaient le remodelage vasculaire et la pression artérielle. La fragmentation et le contenu en ADN, le stress oxydant, le taux de cholestérol et les niveaux de nitrates ont aussi été mesurés. Résultats Lorsque l’atorvastatine a été administrée seule, une diminution significative du stress oxydant et de la pression artérielle a été observée après trois et six semaines de traitement, respectivement. Par contre, aucune différence n’a pu être décelée quant au remodelage vasculaire. L'amlodipine a réduit la pression artérielle et l'hypertrophie aortique de façon dépendante de la dose. Une diminution significative de l'hyperplasie a été détectée après trois semaines de traitement avec la combinaison, et après six semaines avec une faible dose d'amlodipine. Conclusion Nos résultats ne supportent pas l'hypothèse que l'atorvastatine induit l'apoptose des CMLV in vivo. Par contre, lorsque combinée à l'amlodipine, elle pourrait ajouter un bénéfice supplémentaire au niveau de la réduction de l'hyperplasie aortique.

Regulation of the memory T cell development and islet beta-cell survival by DAPK-related apoptosis-inducing protein kinase 2 (Drak2)

Drak2 est un membre de la famille des protéines associées à la mort et c’est une sérine/thréonine kinase. Chez les souris mutantes nulles Drak2, les cellules T ne présentent aucune défectuosité apparente en apoptose induite par activation, après stimulation avec anti-CD3 et anti-CD28, mais ont un seuil de stimulation réduit, comparées aux cellules T de type sauvage (TS). Dans notre étude, l’analyse d’hybridation in situ a révélé que l’expression de Drak2 est ubiquiste au stade de la mi-gestation chez les embryons, suivie d’une expression plus focale dans les divers organes pendant la période périnatale et l’âge adulte, notamment dans le thymus, la rate, les ganglions lymphatiques, le cervelet, les noyaux suprachiasmatiques, la glande pituitaire, les lobes olfactifs, la médullaire surrénale, l’estomac, la peau et les testicules. Nous avons créé des souris transgéniques (Tg) Drak2 en utilisant le promoteur humain beta-actine. Ces souris Tg montraient des ratios normaux entre cellules T versus B et entre cellules CD4 versus CD8, mais leur cellularité et leur poids spléniques étaient inférieurs comparé aux souris de type sauvage. Après activation TCR, la réponse proliférative des cellules T Tg Drak2 était normale, même si leur production d’interleukine (IL)-2 et IL-4 mais non d’interféron-r était augmentée. Les cellules T Tg Drak2 activées ont démontré une apoptose significativement accrue en présence d’IL-2 exogène. Au niveau moléculaire, les cellules T Tg Drak2 ont manifesté une augmentation moins élevée des facteurs anti-apoptotiques durant l’activation; un tel changement a probablement rendu les cellules vulnérables aux attaques subséquentes d’IL-2. L’apoptose compromise dans les cellulesT Tg Drak2 a été associée à un nombre réduit de cellules T ayant le phénotype des cellules mémoires (CD62Llo) et avec des réactions secondaires réprimées des cellules T dans l’hypersensibilité de type différé. Ces résultats démontrent que Drak2 s’exprime dans le compartiment des cellules T mais n’est pas spécifique aux cellules T; et aussi qu’il joue des rôles déterminants dans l’apoptose des cellules T et dans le développement des cellules mémoires T. En outre, nous avons recherché le rôle de Drak2 dans la survie des cellules beta et le diabète. L’ARNm et la protéine Drak2 ont été rapidement induits dans les cellules beta de l’îlot après stimulation exogène par les cytokines inflammatoires ou les acides gras libres et qui est présente de façon endogène dans le diabète, qu’il soit de type 1 ou de type 2. La régulation positive de Drak2 a été accompagnée d’une apoptose accrue des cellules beta. L’apoptose des cellules beta provoquée par les stimuli en question a été inhibée par la chute de Drak2 en utilisant petit ARNi. Inversement, la surexpression de Drak2 Tg a mené à l’apoptose aggravée des cellules beta déclenchée par les stimuli. La surexpression de Drak2 dans les îlots a compromis l’augmentation des facteurs anti-apoptotiques, tels que Bcl-2, Bcl-xL et Flip, sur stimulation par la cytokine et les acides gras libres. De plus, les expériences in vivo ont démontré que les souris Tg Drak2 étaient sujettes au diabète de type 1 dans un modèle de diabète provoqué par de petites doses multiples de streptozotocine et qu’elles étaient aussi sujettes au diabète de type 2 dans un modèle d’obésité induite par la diète. Nos données montrent que Drak2 est défavorable à la survie des cellules beta. Nous avons aussi étudié la voie de transmission de Drak2. Nous avons trouvé que Drak2 purifiée pouvait phosphoryler p70S6 kinase dans une analyse kinase in vitro. Lasurexpression de Drak2 dans les cellules NIT-1 a entraîné l’augmentation de la phosphorylasation p70S6 kinase tandis que l’abaissement de Drak2 dans ces cellules a réduit la phosphorylation. Ces recherches mécanistes ont prouvé que p70S6 kinase était véritablement un substrat de Drak2 in vitro et in vivo. Cette étude a découvert les fonctions importantes de Drak2 dans l’homéostasie des cellules T et le diabète. Nous avons prouvé que p70S6 kinase était un substrat de Drak2. Nos résultats ont approfondi nos connaissances de Drak2 à l’intérieur des systèmes immunitaire et endocrinien. Certaines de nos conclusions, comme les rôles de Drak2 dans le développement des cellules mémoires T et la survie des cellules beta pourraient être explorées pour des applications cliniques dans les domaines de la transplantation et du diabète.

Régulation des hémicanaux de connexine 43 : implication dans la cardioprotection contre les lésions ischémiques

La connexine 43 (Cx43) est l’unité protéique de base dans la formation des canaux des jonctions gap (JG) responsables des échanges intercellulaires. Toutefois, elle forme aussi des canaux non-jonctionnels à large conductance, nommés hémicanaux (Hc), qui fournissent un accès entre l’intérieure des cellules et le milieu extracellulaire. Bien qu’ils soient beaucoup moins étudiés que les JG, on estime que les Hc restent normalement à l’état fermé, et ce, grâce à la phosphorylation des connexines qui les forment. Suite à un stress ischémique, les Cx43 se déphosphorylent et entraînent ainsi l’ouverture des Hc de Cx43 (HcCx43), un effet qui compromet la survie des cellules. La protéine kinase C (PKC) est l’enzyme de phosphorylation qui possède le plus grand nombre de sites de phosphorylation sur la Cx43 en comparaison avec les autres kinases. Ses fonctions dépendent de la mise en jeu d’un répertoire d’au moins 12 isoformes distinctes. Dans les cardiomyocytes, les isoformes de PKC participent au développement des réponses adaptées ou mésadaptées au stress ischémique. Malgré que la régulation des canaux de Cx43 par la PKC lors d’une ischémie soit bien documentée, il n’existe pas à l’heure actuelle de connaissances sur les effets fonctionnels spécifiques qu’exercent des différentes isoformes de PKC sur les HcCx43, ni sur la valeur thérapeutique de la modulation de ses derniers. Dans ce contexte, nous avons proposé que les HcCx43 sont régulés sélectivement et différentiellement par les différentes isoformes de PKC et que l’inhibition spécifique de ces hémicanaux peut protéger le coeur lors d’un événement ischémique. Le présent travail comporte trois études qui ont été entreprises spécialement dans le but de valider ces hypothèses. Dans la première étude, nous avons profité de l’expertise du laboratoire du Dr Baroudi dans la dissection des isoformes de PKC pour étudier le rôle fonctionnel de chacune d’elles dans la régulation des HcCx43 en utilisant une gamme unique de peptides synthétiques inhibiteurs et activateurs spécifiques des isoformes de PKC, en combinaison avec la technique du patch-clamp. Nous avons démontré, entre autre, que les HcCx43 sont particulièrement inhibés par l’isoforme PKC epsilon, connue pour son effet cardioprotecteur contre les dommages ischémiques lors d’un préconditionnement ischémique. Dans la deuxième étude, nous avons caractérisé l’effet d’un peptide synthétique mimétique structural de la Cx43 sur la fonction des HcCx43. En plus d’avoir élucidé ces effets sur les propriétés fonctionnelles du canal, nous avons démontré d’une manière directe et indéniable que le peptide Gap26 inhibe et spécifiquement les HcCx43 et que son administration in vitro (cardiomyocytes isolés) et ex vivo (coeur intact) confère à ces modèles expérimentaux une résistance importante contre le stress ischémique. Dans la troisième étude, nous avons investigué pour la première fois in vivo le potentiel de deux peptides uniques mimétiques structuraux de la Cx43, Gap26 et Gap27, dans la cardioprotection contre les lésions ischémiques lorsqu’ils sont administrés à basse dose sous forme d’un bolus intraveineux unique. Nous avons démontré que l’injection de ces peptides avant ou après la survenue de l’ischémie réduit significativement la taille de l’infarctus qui en résulte.En conclusion, l’ensemble de ces résultats révèlent le rôle bénéfique de l’inhibition des HcCx43 lors d’une ischémie et dévoilent un potentiel thérapeutique prometteux des mimétiques structuraux de Cx43 dans la prévention et le traitement de l’infarctus du myocarde.

Étude de la cinétique de biomarqueurs d’exposition à la perméthrine dans des conditions d’exposition réelles chez les travailleurs agricoles au Québec

La perméthrine fait partie de la famille des pyréthrinoïdes qui sont abondamment utilisés en agriculture. Le but de cette étude était d'obtenir des données sur la cinétique des biomarqueurs d'exposition à la perméthrine en condition réelle d'exposition chez les travailleurs agricoles. Douze travailleurs (un applicateur, un superviseur et dix cueilleurs) exposés à la perméthrine dans le cadre de leur emploi ont été recrutés dans une ferme maraichère de la Montérégie (Québec). Ils ont fourni toutes leurs urines sur une période de trois jours suivant le début des travaux dans un champ traité. Les trois principaux métabolites de la perméthrine, l'acide cis-/trans-3-(2,2-dichlorovinyle)-2,2-diméthylecyclopropane carboxylique (cis-/trans-DCCA) et l'acide 3-phénoxybenzoïque (3-PBA) ont été analysés par chromatographie liquide à ultra-haute performance couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol. Pour l'applicateur, une augmentation progressive des valeurs d'excrétion a été observée avec un pic unique atteint environ 30 h après le début de l'exposition d'une durée de 3,5 h suivi d'une élimination avec une demi-vie de 8 h. Pour le superviseur et l'un des cueilleurs, les profils d'excrétion de trans-DCCA et de 3-PBA étaient compatibles avec de multiples entrées dans la zone traitée pendant la période d'échantillonnage accompagné d'une élimination rapide entre les épisodes d'exposition.L'applicateur aurait été exposé indirectement par contact main-bouche, alors que les autres travailleurs auraient été exposés par la voie cutanée. Pour une surveillance biologique adéquate, nous recommandons de mesurer deux biomarqueurs de la perméthrine, soit le trans-DCCA et le 3-PBA et de prendre un minimum de trois échantillons urinaires, un avant et deux pendant ou suivant la période d'exposition.