Microstructural and metabolic changes in the brains of concussed athletes

Les commotions cérébrales ont longtemps été considérées comme une blessure ne comportant que peu ou pas de conséquences. Cependant, la mise à la retraite forcée de plusieurs athlètes de haut niveau, liée au fait d'avoir subi des commotions cérébrales multiples, a porté cette question au premier plan de la culture scientifique et sportive. Malgré la sensibilisation croissante du public et la compréhension scientifique accrue des commotions cérébrales, il reste encore beaucoup d’inconnus au sujet de ces blessures. En effet, il est difficile de comprendre comment cette atteinte peut avoir des effets si profonds malgré le fait qu’elle n’entraîne apparemment pas de conséquences physiques apparentes lorsque les techniques traditionnelles d’imagerie cérébrale sont utilisées. Les techniques de neuroimagerie fonctionnelle ont cependant contribué à répondre aux nombreuses questions entourant les conséquences des commotions cérébrales ainsi qu'à accroître la compréhension générale de la physiopathologie de commotions cérébrales. Bien que les techniques de base telles que l'imagerie structurelle comme les scans TC et IRM soient incapables de détecter des changements structurels dans la grande majorité des cas (Ellemberg, Henry, Macciocchi, Guskiewicz, & Broglio, 2009; Johnston, Ptito, Chankowsky, & Chen, 2001), d'autres techniques plus précises et plus sensibles ont été en mesure de détecter avec succès des changements dans le cerveau commotionné. Des études d’IRM fonctionelle ont entre autres établi une solide relation entre les altérations fonctionnelles et les symptômes post-commotionels (Chen, Johnston, Collie, McCrory, & Ptito, 2007; Chen et al., 2004; Chen, Johnston, Petrides, & Ptito, 2008; Fazio, Lovell, Pardini, & Collins, 2007). Les mesures électrophysiologiques telles que les potentiels évoqués cognitifs (ERP) (Gaetz, Goodman, & Weinberg, 2000; Gaetz & Weinberg, 2000; Theriault, De Beaumont, Gosselin, Filipinni, & Lassonde, 2009; Theriault, De Beaumont, Tremblay, Lassonde, & Jolicoeur, 2010) et la stimulation magnétique transcrânienne ou SMT (De Beaumont, Brisson, Lassonde, & Jolicoeur, 2007; De Beaumont, Lassonde, Leclerc, & Theoret, 2007; De Beaumont et al., 2009) ont systématiquement démontré des altérations fonctionnelles chez les athlètes commotionnés. Cependant, très peu de recherches ont tenté d'explorer davantage certaines conséquences spécifiques des commotions cérébrales, entre autres sur les plans structural et métabolique. La première étude de cette thèse a évalué les changements structurels chez les athlètes commotionnés à l’aide de l'imagerie en tenseur de diffusion (DTI) qui mesure la diffusion de l'eau dans la matière blanche, permettant ainsi de visualiser des altérations des fibres nerveuses. Nous avons comparé les athlètes commotionnés à des athlètes de contrôle non-commotionnés quelques jours après la commotion et de nouveau six mois plus tard. Nos résultats indiquent un patron constant de diffusion accrue le long des voies cortico-spinales et dans la partie du corps calleux reliant les régions motrices. De plus, ces changements étaient encore présents six mois après la commotion, ce qui suggère que les effets de la commotion cérébrale persistent bien après la phase aiguë. Les deuxième et troisième études ont employé la spectroscopie par résonance magnétique afin d'étudier les changements neurométaboliques qui se produisent dans le cerveau commotionné. La première de ces études a évalué les changements neurométaboliques, les aspects neuropsychologiques, et la symptomatologie dans la phase aiguë post-commotion. Bien que les tests neuropsychologiques aient été incapables de démontrer des différences entre les athlètes commotionnés et non-commotionnés, des altérations neurométaboliques ont été notées dans le cortex préfrontal dorsolatéral ainsi que dans le cortex moteur primaire, lesquelles se sont avérées corréler avec les symptômes rapportés. La deuxième de ces études a comparé les changements neurométaboliques immédiatement après une commotion cérébrale et de nouveau six mois après l’atteinte. Les résultats ont démontré des altérations dans le cortex préfrontal dorsolatéral et moteur primaire dans la phase aiguë post-traumatique, mais seules les altérations du cortex moteur primaire ont persisté six mois après la commotion. Ces résultats indiquent que les commotions cérébrales peuvent affecter les propriétés physiques du cerveau, spécialement au niveau moteur. Il importe donc de mener davantage de recherches afin de mieux caractériser les effets moteurs des commotions cérébrales sur le plan fonctionnel.

Définition des interactions entre l’immunité innée et adaptative pendant l’infection aiguë par le virus de l’hépatite C (VHC)

La majorité des individus exposés au virus de l’hépatite C (VHC) développent une infection chronique. Une réponse immunitaire adaptative forte et soutenue est associée avec la guérison spontanée du VHC, mais les mécanismes sous-jacents demeurent mal définis. Le rôle des cellules NK et des cellules dendritiques (DC) dans la guérison spontanée du VHC est encore méconnu. Les cellules NK sont la population effectrice la plus importante de l’immunité innée car elles tuent les cellules infectées et sécrètent diverses cytokines. Les DC reconnaissent des agents infectieux et elles sont les premières à initier et réguler l’immunité adaptative. Les cellules NK et les DC interagissent également entre elles afin de réguler l’immunité innée et adaptative. L’hypothèse du projet de doctorat est que l'activité des cellules NK pendant la phase aiguë de l'infection par le VHC module la fonction des DC afin que ces dernières puissent générer une réponse immunitaire adaptative capable d'éliminer le VHC. Le premier objectif était d’établir une corrélation entre l'activité des cellules NK et l'évolution de l'infection au VHC. Nous avons observé une augmentation de la cytotoxicité, mais une diminution de la sécrétion de cytokines par les cellules NK chez les patients chroniques et qui ont résolu spontanément pendant la phase aiguë en comparaison aux contrôles non infectés, démontrant alors une dissociation entre ces deux fonctions. Nos résultats suggèrent que les cellules NK sont activées pendant la phase aiguë indépendamment de l’évolution de l’infection. Le deuxième objectif était d’établir une corrélation entre le phénotype et la fonction des DC, et l'évolution de l'infection. Nous avons d’abord observé que les DC plasmacytoïdes de tous les patients infectés ont un phénotype plus immature que les contrôles, et que ce phénotype est plus prononcé chez les patients ayant résolu spontanément. De plus, en réponse à des stimulations, nous avons observé que pendant la phase aiguë précoce, les DC myéloïdes (mDC) de tous les patients infectés indépendamment de l’évolution de l’infection produisent davantage de cytokines en comparaison aux contrôles. Cependant, cette hyperréactivité n’est pas soutenue au cours de l’évolution chronique. Le troisième objectif était d’établir une corrélation entre les interactions NK/DC et l’évolution de l’infection. Nous avons étudié la capacité des cellules NK à lyser les DC potentiellement tolérogéniques, ainsi que la capacité des DC matures à activer les cellules NK, et nous avons observé aucune différence entre les patients infectés et les contrôles. Finalement, nous avons démontré pour la première fois la capacité des DC immatures à inhiber la fonction des cellules NK. En conclusion, nous avons démontré que les cellules NK sont activées pendant la phase aiguë de l’infection par le VHC indépendamment de l’évolution de l’infection. De plus, la capacité des cellules NK à éliminer les DC potentiellement tolérogéniques est intacte. Finalement, les mDC sont hyperréactives pendant la phase aiguë de l’infection, mais cette hyperréactivité n’est pas soutenue avec la persistance de l’infection. Cette perte d’hyperréactivité des mDC ne semble pas affecter la capacité des DC à activer les cellules NK, mais elle pourrait jouer un rôle dans l’inefficacité de l’immunité adaptative à éliminer le VHC.

Caractérisation neuro-immunitaire d'un modèle d'encéphalomyélite auto-immune expérimentale spontanée

La sclérose en plaques est une maladie neuroinflammatoire idiopathique caractérisée par la formation de lésions focales de démyélinisation, qui apparaissent suite à l’infiltration périvasculaire de cellules immunitaires et à l’augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. L’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) est le modèle animal de cette maladie. Cependant, ce modèle présente des différences importantes avec la sclérose en plaques. L’objectif de ce projet de maîtrise était d’approfondir la caractérisation d’un nouveau modèle transgénique d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale spontanée, le modèle TCR1640, afin de valider celui-ci pour l’étude des phénomènes physiopathologiques qui surviennent à différents stades de la sclérose en plaques, ainsi que pour le développement de nouveaux traitements de la maladie. La souris TCR1640 porte un récepteur des cellules T (TCR) transgénique autoréactif, qui reconnaît un peptide de la myéline et déclenche une réaction auto-immune contre la myéline endogène au sein du système nerveux central (SNC). Des observations faites in situ et in vitro ont permis d’identifier des changements qui surviennent de façon très précoce dans l’unité neurovasculaire chez les animaux TCR1640 présymptomatiques, et qui sont liés à la présence d’un profil immunitaire périphérique proinflammatoire. Lors des phases actives de l’EAE spontanée, les animaux TCR1640 au stade chronique présentent une inflammation accrue du système nerveux central associée à une infiltration leucocytaire massive, par rapport aux animaux au stade aigu de la maladie. Une étude in vivo a également permis de moduler la maladie développée par des animaux ayant subi une immunisation passive avec des cellules T auxiliaires en provenance de souris TCR1640. Enfin, l’implication de nouvelles molécules d’adhésion cellulaire dans le développement et le maintien de l’EAE spontanée a été suggérée par des observations in vitro. L’ensemble de ces résultats suggère que le modèle TCR1640 présente plusieurs avantages pour l’étude de la physiopathologie de maladies neuroinflammatoires telles que la sclérose en plaques, et servira d’outil afin de valider de nouvelles stratégies thérapeutiques.

L'impact des cellules dendritiques dans la dérégulation des cellules B dans un contexte d'infection au virus d'immunodéficience humaine

Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières cellules à rencontrer le virus d’immunodéficience humaine (VIH) au niveau des muqueuses. De plus, le fait que les DC sont, de manière directe ou indirecte par le virus et ses composantes, altérées tant par leur nombre, leur phénotype et leur fonction suggère leur implication dans les dérégulations des cellules B. Selon cette hypothèse, des études longitudinales impliquant des individus infectés au VIH-1 présentant différents profils de progression clinique menées dans notre laboratoire ont démontré que les altérations des cellules B sont concomitantes à une augmentation de l’expression de BLyS/BAFF dans le sang ainsi que par les DC myéloïdes (mDC) sanguines. De plus, lors de travaux antérieurs utilisant le modèle murin VIH-transgénique, les altérations des cellules B ont démontré une implication des DC et d’un excès de BLyS/BAFF, et ce, dépendamment du facteur négatif du VIH (Nef). Dans cette optique, nous investiguons dans cette présente étude l’implication de Nef dans la modulation du phénotype des DC ainsi que dans les dérégulations des cellules B. Chez tous les patients virémiques infectés au VIH-1, nous avons détecté la présence de Nef dans le plasma ainsi qu’au niveau des mDC et de leurs précurseurs d’origine monocytaire, tout au long du suivi de la progression clinique et au-delà de la thérapie antirétrovirale (ART). La surexpression de BLyS/BAFF est associée à la présence de Nef au niveau des mDC et de leur précurseur.. Des essais in vitro ont permis de démontrer l’induction d’un phénotype proinflammatoire par des mDC dérivés de monocytes lorsqu’en présence de Nef soluble, via l’augmentation de l’expression de BLyS/BAFF et de TNF-α, et où cet effet est bloqué par l’ajout de l’acide rétinoïque. Nos résultats suggèrent donc que Nef est impliquée dans le déclenchement et la persistance des dérégulations des cellules B retrouvées chez les individus infectés au VIH-1. Basé sur nos observations, une thérapie adjointe impliquant le blocage de BLyS/BAFF et/ou Nef pourrait contribuer au contrôle de l’inflammation et des altérations des cellules B. De plus, la quantification de Nef post-ART pourrait s’avérer utile dans l’évaluation du statut des réservoirs. Précédemment, nous avons démontré que les dérégulations des cellules B sanguines de ces mêmes individus présentant un profil de progression rapide et classique sont accompagnées par l’augmentation de la fréquence d’une population partageant des caractéristiques des cellules B transitionnelles immatures (TI) et des cellules B de la zone marginale (ZM), que nous avons nommé les cellules B précurseur de la ZM. Toutefois, cette population est préservée chez les contrôleurs élites, chez qui nous avons trouvé une diminution significative de la fréquence des cellules B de la ZM présentant des marqueurs phénotypiques plus matures. Récemment, ces cellules ont été associées à un potentiel de fonction régulatrice (Breg), motivant ainsi notre poursuite, dans cette étude, de la caractérisation de ces cellules B. Comme pour les individus non infectés au VIH-1, nous avons démontré que les cellules B matures de la ZM contrôlent leur capacité de production d’IL-10 chez les contrôleurs élites, contrairement à une augmentation chez les progresseurs rapides et classiques. Aussi, les cellules B précurseur de la ZM des contrôleurs élites fournissent une expression importante de LT-α lorsque comparés aux individus non infectés au VIH-1, alors que cet apport de LT-α est attribué aux cellules B TI chez les progresseurs. Le contrôle de la progression clinique semble associé à un ratio en faveur de LT-α vs IL-10 au niveau des cellules B précurseur de la ZM. Nos résultats suggèrent qu’un maintien de l’intégrité du potentiel régulateur ainsi qu’une expression augmentée de LT-α par les cellules B de première ligne, telles les populations de la ZM, sont impliqués dans le contrôle de la progression clinique du VIH-1, possiblement par leur contribution à la modulation et l’homéostasie immunitaire. De telles populations doivent être considérées lors de l’élaboration de vaccins, ces derniers cherchant à générer une réponse protectrice de première ligne et adaptative.

Rôle essentiel des cellules dendritiques dans l'immunité innée face a des streptocoques encapsulés

Streptococcus du Groupe B (GBS) et Streptococcus suis sont deux pathogènes encapsulés qui induisent des pathologies similaires dont la méningite et la septicémie chez les animaux et/ou les humains. Les sérotypes III et V du GBS et les sérotypes 2 et 14 du S. suis (utilisés dans cette étude) sont parmi les plus prévalents et/ou les plus virulents. La capsule polysaccharidique (CPS) définit le sérotype et est considérée comme un facteur de virulence essentiel pour les deux espèces bactériennes. Malgré que plusieurs études aient été réalisées au niveau des interactions entre ces streptocoques et les cellules de l’immunité innée, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire contre ces pathogènes par les cellules dendritiques (DCs) et leur interactions avec d’autres cellules, notamment les cellules ‘natural killer’ (NK). Dans cette étude, différentes approches (in vitro, ex vivo et in vivo) chez la souris ont été développées pour caractériser les interactions entre les DCs, les cellules NK et GBS ou S. suis. L’utilisation de mutants non encapsulés a permis d’évaluer l’importance de la CPS dans ces interactions. Les résultats in vitro avec les DCs infectées par GBS ou S. suis ont démontré que ces deux pathogènes interagissent différemment avec ces cellules. GBS est grandement internalisé par les DCs, et ce, via de multiples mécanismes impliquant notamment les radeaux lipidiques et la clathrine. Le mécanisme d’endocytose utilisé aurait un effet sur la capacité du GBS à survivre intracellulairement. Quant au S. suis, ce dernier est très faiblement internalisé et, si le cas, rapidement éliminé à l’intérieur des DCs. GBS et S. suis activent les DCs via différents récepteurs et favorisent la production de cytokines et chimiokines ainsi que l’augmentation de l’expression de molécules de co-stimulation. Cette activation permet la production d’interferon-gamma (IFN-y) par les cellules NK. Cependant, GBS semble plus efficient à activer les DCs, et par conséquent, les cellules NK que S. suis. La production d’IFN-y, en réponse à la stimulation bactérienne, est principalement assurée par un contact direct entre les DCs et les cellules NK et ne dépend qu’en partie de facteurs solubles. De plus, nos résultats in vivo ont démontré que ces deux streptocoques induisent rapidement la libération d'IFN-y par les cellules NK lors de la phase aiguë de l'infection. Ceci suggère que les interactions entre les DCs et les cellules NK pourraient jouer un rôle dans le développement d’une réponse immune T auxiliaire de type 1 (T ‘helper’ 1 en anglais; Th1). Cependant, la capacité de S. suis à activer la réponse immunitaire in vivo est également plus faible que celle observée pour GBS. En effet, les CPSs de GBS et de S. suis jouent des rôles différents dans cette réponse. La CPS de S. suis empêche une activation optimale des DCs et des cellules NK alors que c’est l’opposé pour la CPS de GBS, indépendamment du sérotype évalué. En résumé, cette étude adresse pour la première fois la contribution des DCs et des cellules NK dans la réponse immunitaire innée lors d’une infection à GBS ou à S. suis et, par extension, dans le développement d’une réponse Th1. Nos résultats renforcent davantage le rôle central des DCs dans le contrôle efficace des infections causées par des bactéries encapsulées.

Concordancia en interpretación electrocardiográfica en síndromes coronarios agudos entre especialistas del servicio de urgencias y cardiólogos

Introducción: El ECG es una herramienta básica en el estudio del dolor torácico, no hay evidencia que demuestre si la interpretación electrocardiográfica de los especialistas de medicina interna y emergencias es similar a la de cardiólogos en casos de SCA. El propósito de este estudio es determinar si existe concordancia en interpretación de los hallazgos electrocardiográficos más frecuentes en la fase aguda de los síndromes coronarios. Metodología: Estudio retrospectivo de concordancia diagnóstica electrocardiográfica, realizado en un hospital universitario de cuarto nivel. Se escogieron los hallazgos electrocardiográficos más frecuentes en síndromes coronarios agudos para ser evaluados por 3 diferentes especialidades y se hizo el análisis de concordancia mediante el cálculo estadístico kappa. Resultados: Se analizaron 200 electrocardiogramas aleatorizados, de pacientes con SCA entre noviembre de 2012 a abril de 2013. La edad promedio fue 65,14 años, la mayoría hombres (62,5%), la hipertensión arterial y enfermedad coronaria fueron las comorbilidades más frecuentes. Se encontró un grado de concordancia moderada (k = 0.61 – 0.80, p <0.001) entre cardiólogos vs emergenciólogos y cardiólogos vs internistas, excepto en lesión subendocárdica (k = 0.11 y 0.24 respectivamente), hubo un grado de concordancia débil (k = 0.41 – 0.60, p <0.001) entre emergenciólogos e internistas. El hallazgo en el que hubo grado de concordancia muy bueno (k > 0.81) fue bloqueo de rama izquierda. Conclusión: Existe grado de concordancia moderada en la lectura electrocardiográfica en la mayoría de variables en relación con síndrome coronario agudo entre los especialistas de medicina interna y emergencias al compararlo con cardiólogos.

Descripción del estado acido base en pacientes con quemaduras térmicas agudas: serie de casos

Introducción: Los pacientes con lesiones térmicas presentan alteraciones fisiológicas complejas que hacen difícil la caracterización del estado ácido-base y así mismo alteraciones electrolíticas e hipoalbuminemia que pudieran estar relacionados con un peor pronóstico. Se ha estudiado la base déficit (BD) y el lactato, encontrando una gran divergencia en los resultados. Por lo anterior, el análisis físico-químico del estado ácido-base podría tener un rendimiento superior a los métodos tradicionales. Metodología: Se realizó el análisis de una serie de casos de 15 pacientes mayores de 15 años, con superficie corporal quemada mayor al 20% que ingresaron a una unidad de cuidado intensivo (UCI) de quemados, dentro de las siguientes 48 horas del trauma. Para el análisis se utilizaron tres métodos distintos: 1) método convencional basado en la teoría de Henderson-Hasselbalch, 2) anión-gap (AG) y anión-gap corregido por albúmina, 3) análisis físico-químico del estado ácido-base según la teoría de Stewart modificado por Fencl y Figge. Resultados: Por el método de Henderson-Hasselbalch, 8 pacientes cursaron con acidosis metabólica, 4 pacientes con una BD leve, 5 pacientes con una BD moderada y 5 pacientes con una BD severa. El AG resultó menor a 16 mmol/dl en 10 pacientes, pero al corregirlo por albumina sólo 2 pacientes cursaron con AG normal. La diferencia de iones fuertes (DIF) se encontraba anormalmente elevada en la totalidad de los pacientes. Conclusión:El análisis del AG corregido por albumina y el análisis físico-químico del estado ácido-base, podrían tener mayor rendimiento al identificar las alteraciones metabólicas de estos pacientes.

Genotyping Klebsiella pneumoniae isolated from hepatic abscesses in three patients from Bogota, Colombia

Pyogenic liver abscess caused by Klebsiella pneumoniae represents an ever increasing entity which has mainly been described as occurring in Asia, even though, on a smaller scale, cases are being more frequently described from the USA and Europe, 13% overall mortality being reached worldwide. Affected patients are severely sick, suffering from fever, sweating, having increased acute phase reactants and risk factors such as Diabetes Mellitus, alcoholism and the inherent characteristics of the bacteria causing the disease. Objective: in this work we used a Multilocus Sequencing Typing (MLST), a nucleotide sequence-based method in order to characterize the genetic relationships among bacterial isolates. Materials and methods: the report is focused on three cases involving patients suffering from pyogenic liver abscess caused by Klebsiella pneumoniae in two hospitals in Bogota, Colombia, where phenotyping and hypermucoviscosity studies were carried out, as well as the genotyping of cultured Klebsiella isolates. Reults: it was found that the isolated microorganism in cases I and II corresponded to the same K. pneumoniae strain, having 100% sequence identity for the 5 genes being studied while the strain in Case III was genotypically different. Conclusion: it is important to carry out multidisciplinary studies allowing all pyogenic liver abscess cases reported in Colombia to be complied to ascertain the frequency of microorganisms causing this pathology in our country, as well as a genotyping study of different K. pneumoniae strains to compare them and confirm clonal and pathogenicity relationships through housekeeping gene analysis.

Coupling aerosol surface and bulk chemistry with a kinetic double layer model (K2-SUB): oxidation of oleic acid by ozone

We present a kinetic double layer model coupling aerosol surface and bulk chemistry (K2-SUB) based on the PRA framework of gas-particle interactions (Poschl-Rudich-Ammann, 2007). K2-SUB is applied to a popular model system of atmospheric heterogeneous chemistry: the interaction of ozone with oleic acid. We show that our modelling approach allows de-convoluting surface and bulk processes, which has been a controversial topic and remains an important challenge for the understanding and description of atmospheric aerosol transformation. In particular, we demonstrate how a detailed treatment of adsorption and reaction at the surface can be coupled to a description of bulk reaction and transport that is consistent with traditional resistor model formulations. From literature data we have derived a consistent set of kinetic parameters that characterise mass transport and chemical reaction of ozone at the surface and in the bulk of oleic acid droplets. Due to the wide range of rate coefficients reported from different experimental studies, the exact proportions between surface and bulk reaction rates remain uncertain. Nevertheless, the model results suggest an important role of chemical reaction in the bulk and an approximate upper limit of similar to 10(-11) cm(2) s(-1) for the surface reaction rate coefficient. Sensitivity studies show that the surface accommodation coefficient of the gas-phase reactant has a strong non-linear influence on both surface and bulk chemical reactions. We suggest that K2-SUB may be used to design, interpret and analyse future experiments for better discrimination between surface and bulk processes in the oleic acid-ozone system as well as in other heterogeneous reaction systems of atmospheric relevance.

The gut microbiota elicits a profound metabolic reorientation in the mouse jejunal mucosa during conventionalisation

Objective: Proper interactions between the intestinal mucosa, gut microbiota and nutrient flow are required to establish homoeostasis of the host. Since the proximal part of the small intestine is the first region where these interactions occur, and since most of the nutrient absorption occurs in the jejunum, it is important to understand the dynamics of metabolic responses of the mucosa in this intestinal region.Design: Germ-free mice aged 8-10 weeks were conventionalised with faecal microbiota, and responses of the jejunal mucosa to bacterial colonisation were followed over a 30-day time course. Combined transcriptome, histology, (1)H NMR metabonomics and microbiota phylogenetic profiling analyses were used.Results: The jejunal mucosa showed a two-phase response to the colonising microbiota. The acute-phase response, which had already started 1 day after conventionalisation, involved repression of the cell cycle and parts of the basal metabolism. The secondary-phase response, which was consolidated during conventionalisation (days 4-30), was characterised by a metabolic shift from an oxidative energy supply to anabolic metabolism, as inferred from the tissue transcriptome and metabonome changes. Detailed transcriptome analysis identified tissue transcriptional signatures for the dynamic control of the metabolic reorientation in the jejunum. The molecular components identified in the response signatures have known roles in human metabolic disorders, including insulin sensitivity and type 2 diabetes mellitus.Conclusion: This study elucidates the dynamic jejunal response to the microbiota and supports a prominent role for the jejunum in metabolic control, including glucose and energy homoeostasis. The molecular signatures of this process may help to find risk markers in the declining insulin sensitivity seen in human type 2 diabetes mellitus, for instance.

Effect of inclusion of lactulose and Lactobacillus plantarum on the intestinal environment and performance of piglets at weaning

The prebiotic lactulose, a probiotic strain of Lactobacillus plantarum (L. plantarum) and a synbiotic combination of these two agents were evaluated as growth promoters in 25–39-day old commercial weaning pigs. Ninety-six weaning pigs were allocated into 32 pens, taking initial weight into account, and distributed into four groups as follows: a control diet (CTR), the same diet supplemented daily with L. plantarum (109 CFU/mL sprayed on top; 20 mL/pig) (LPN); 10 g/kg lactulose (LAC) or a combination of both treatments (SYN). At day 14, eight piglets from each group were euthanized and proximal colon digesta was sampled for luminal pH, short-chain fatty acids (SCFA) and lactic acid concentrations. Deoxyribonucleic acid was extracted from colonic digesta and the microbial community was profiled by terminal restriction fragment length polymorphism analysis (T-RFLP) and qPCR. Blood urea nitrogen (BUN) and acute-phase proteins (Pig-MAP) were measured. Lactulose treatment (LAC) improved feed intake (P<0.05), average daily gain (P<0.01), feed:gain ratio (P<0.05) and reduced BUN (P<0.01). Both, LAC and LPN treatment, decreased the Enterobacteriaceae:Lactobacillus spp. ratio in the colonic luminal contents (P<0.05). Moreover LPN treatment promoted a decrease in the percentage of branched fatty acids (P<0.01) suggesting a reduction in proteolytic microbial activity. Microbial profiling of colonic luminal contents by T-RFLP revealed changes in some microbial species. Terminal restriction fragments (TRFs) compatible with Bifidobacterium thermoacidophilum were more frequently detected in experimental diets compared to CTR (P<0.05). Pigs receiving SYN diet demonstrated the combined positive effects of individual LAC and LPN treatment although we were not able to show a specific increase in the probiotic strain with the inclusion of lactulose. Collectively, these data suggest the combination of lactulose and L. plantarum acts as a complementary synbiotic, but not as a synergistic combination.

Trypanosoma cruzi: parasite shed vesicles increase heart parasitism and generate an intense inflammatory response

Trypanosoma cruzi trypomastigotes continuously shed into the medium plasma membrane fragments sealed as vesicles enriched in glycoproteins of the gp85 and trans-sialidase (TS) superfamily and alpha-galactosyl-containing glycoconjugates. Injection of a vesicle fraction into BALB/c mice prior to T. cruzi infection led to 40% of deaths on the 16th day post-infection and 100% on day 20th whereas 20% of untreated animals survived for more than 30 clays. The vesicle-treated animals developed severe heart pathology, with intense inflammatory reaction and higher number of amastigote nests. Analysis of the inflammatory infiltrates 15 days after infection showed predominance of TCD4(+) lymphocytes and macrophages, but not of TCD8(+) cells, as well as a decrease of areas labeled with anti-iNOS antibodies as compared to the control. Higher levels of IL-4 and IL-10 mRNAs were found in the hearts and higher IL-10 and lower NO levels in splenocytes of vesicles pretreated animals. Treatment of mice with neutralizing anti-IL-10 or anti-IL-4 antibodies precluded the effects of pre-inoculation of membrane vesicles on infection. These results indicate that T. cruzi shed membrane components increase tissue parasitism and inflammation by stimulation of IL-4 and IL-10 synthesis and thus may play a central role in the pathogenesis of Chagas` disease acute phase. (c) 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Gradual Decline in Malaria-Specific Memory T Cell Responses Leads to Failure to Maintain Long-Term Protective Immunity to Plasmodium chabaudi AS Despite Persistence of B Cell Memory and Circulating Antibody

The mechanisms responsible for the generation and maintenance of immunological memory to Plasmodium are poorly understood and the reasons why protective immunity in humans is so difficult to achieve and rapidly lost remain a matter for debate. A possible explanation for the difficulty in building up an efficient immune response against this parasite is the massive T cell apoptosis resulting from exposure to high-dose parasite Ag. To determine the immunological mechanisms required for long-term protection against P. chabaudi malaria and the consequences of high and low acute phase parasite loads for acquisition of protective immunity, we performed a detailed analysis of T and B cell compartments over a period of 200 days following untreated and drug-treated infections in female C57BL/6 mice. By comparing several immunological parameters with the capacity to control a secondary parasite challenge, we concluded that loss of full protective immunity is not determined by acute phase parasite load nor by serum levels of specific IgG2a and IgG1. Abs, but appears to be a consequence of the progressive decline in memory T cell response to parasites, which occurs similarly in untreated and drug-treated mice with time after infection. Furthermore, by analyzing adoptive transfer experiments, we confirmed the major role of CD4(+) T cells for guaranteeing long-term full protection against P. chabaudi malaria. The Journal of Immunology, 2008, 181: 8344-8355.

Crystal structure of the IL-22/IL-22R1 complex and its implications for the IL-22 signaling mechanism

Interleukin-22 (IL-22) is a member of the interleukin-10 cytokine family, which is involved in anti-microbial defenses, tissue damage protection and repair, and acute phase responses. Its signaling mechanism involves the sequential binding of IL-22 to interleukin-22 receptor 1 (IL-22R1), and of this dimer to interleukin-10 receptor 2 (IL-10R2) extracellular domain. We report a 1.9 A crystal structure of the IL-22/IL-22R1 complex, revealing crucial interacting residues at the IL-22/IL-22R1 interface. Functional importance of key residues was confirmed by site-directed mutagenesis and functional studies. Based on the X-ray structure of the binary complex, we discuss a molecular basis of the IL-22/IL-22R1 recognition by IL-10R2.

Diphtheria toxoid conformation in the context of its nanoencapsulation within liposomal particles sandwiched by chitosan

Chitosan (alpha alpha-(1-4)-amino-2-deoxy-beta beta-D-glucan) is a deacetylated form of chitin, a polysaccharide from crustacean shells. Its unique characteristics, such as positive charge, biodegradability, biocompatibility, nontoxicity, and rigid structure, make this macromolecule ideal for an oral vaccine delivery system. We prepared reverse-phase evaporation vesicles (REVs) sandwiched by chitosan (Chi) and polyvinylic alcohol (PVA). However, in this method, there are still some problems to be circumvented related to protein stabilization. During the inverted micelle phase of protein nanoencapsulation, hydrophobic interfaces are expanded, leading to interfacial adsorption, followed by protein unfolding and aggregation. Here, spectroscopic and immunological techniques were used to ascertain the effects of the Hoffmeister series ions on diphtheria toxoid (Dtxd) stability during the inverted micelle phase. A correlation was established between the salts used in aqueous solutions and the changes in Dtxd solubility and conformation. Dtxd alpha alpha-helical content was quite stable, which led us to conclude that encapsulation occurred without protein aggregation or without exposition of hydrophobic residues. Dtxd aggregation was 98% avoided by the kosmotropic, POprotein use.