Molécula HLA-G y su importancia en la inmunorregulación de la unidad feto-materna. Aplicaciones en inmunoterapia celular

OBJETIVOS El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en determinar la presencia de la proteína HLA-G en la superficie celular de células madre CD34/CD133, células dendríticas mieloides y plasmacitoides, células dendríticas derivadas de células CD34/CD133 y derivadas de monocitos de sangre de cordón umbilical y sangre periférica materna, por técnicas de citometría de flujo y la expresión de la proteína HLA-G soluble en plasma de sangre de cordón umbilical por técnicas de ELISA. MATERIALES Y METODOS Se obtuvo un total de 35 unidades de sangre de cordón umbilical y 35 muestras de sangre periférica de gestantes a término que acudieron al Servicio de Ginecología y Obstetricia del Hospital Clínico Universitario San Carlos con cesáreas programadas, según aprobación de Comité Ético. Se realizaron técnicas de cultivo celular, citometría de flujo, Elisa y anticuerpos monoclonales, según protocolo, para la obtención de las células madre CD34+, células dendríticas mieloides y plasmacitoides del cordón umbilical y células dendríticas derivadas de células madre CD34+, y determinación de la molécula HLA-G, isoformas, nuevos alelos y polimorfismos...

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Scaffold-free, Human Mesenchymal Stem Cell-Based Tissue Engineered Blood Vessels.

Tissue-engineered blood vessels (TEBV) can serve as vascular grafts and may also play an important role in the development of organs-on-a-chip. Most TEBV construction involves scaffolding with biomaterials such as collagen gel or electrospun fibrous mesh. Hypothesizing that a scaffold-free TEBV may be advantageous, we constructed a tubular structure (1 mm i.d.) from aligned human mesenchymal cell sheets (hMSC) as the wall and human endothelial progenitor cell (hEPC) coating as the lumen. The burst pressure of the scaffold-free TEBV was above 200 mmHg after three weeks of sequential culture in a rotating wall bioreactor and perfusion at 6.8 dynes/cm(2). The interwoven organization of the cell layers and extensive extracellular matrix (ECM) formation of the hMSC-based TEBV resembled that of native blood vessels. The TEBV exhibited flow-mediated vasodilation, vasoconstriction after exposure to 1 μM phenylephrine and released nitric oxide in a manner similar to that of porcine femoral vein. HL-60 cells attached to the TEBV lumen after TNF-α activation to suggest a functional endothelium. This study demonstrates the potential of a hEPC endothelialized hMSC-based TEBV for drug screening.

Development and validation of a rapid, aldehyde dehydrogenase bright-based cord blood potency assay.

Banked, unrelated umbilical cord blood provides access to hematopoietic stem cell transplantation for patients lacking matched bone marrow donors, yet 10% to 15% of patients experience graft failure or delayed engraftment. This may be due, at least in part, to inadequate potency of the selected cord blood unit (CBU). CBU potency is typically assessed before cryopreservation, neglecting changes in potency occurring during freezing and thawing. Colony-forming units (CFUs) have been previously shown to predict CBU potency, defined as the ability to engraft in patients by day 42 posttransplant. However, the CFU assay is difficult to standardize and requires 2 weeks to perform. Consequently, we developed a rapid multiparameter flow cytometric CBU potency assay that enumerates cells expressing high levels of the enzyme aldehyde dehydrogenase (ALDH bright [ALDH(br)]), along with viable CD45(+) or CD34(+) cell content. These measurements are made on a segment that was attached to a cryopreserved CBU. We validated the assay with prespecified criteria testing accuracy, specificity, repeatability, intermediate precision, and linearity. We then prospectively examined the correlations among ALDH(br), CD34(+), and CFU content of 3908 segments over a 5-year period. ALDH(br) (r = 0.78; 95% confidence interval [CI], 0.76-0.79), but not CD34(+) (r = 0.25; 95% CI, 0.22-0.28), was strongly correlated with CFU content as well as ALDH(br) content of the CBU. These results suggest that the ALDH(br) segment assay (based on unit characteristics measured before release) is a reliable assessment of potency that allows rapid selection and release of CBUs from the cord blood bank to the transplant center for transplantation.

Performance study of the Galway Bay wave energy test site floating power system

The Galway Bay wave energy test site promises to be a vital resource for wave energy researchers and developers. As part of the development of this site, a floating power system is being developed to provide power and data acquisition capabilities, including its function as a local grid connection, allowing for the connection of up to three wave energy converter devices. This work shows results from scaled physical model testing and numerical modelling of the floating power system and an oscillating water column connected with an umbilical. Results from this study will be used to influence further scaled testing as well as the full scale design and build of the floating power system in Galway Bay.

Investigating metabolomic biomarkers of hypoxic ischaemic encephalopathy

Background An early objective biomarker to predict the severity of hypoxic-ischaemic encephalopathy (HIE) and identify infants suitable for intervention remains elusive. This thesis aims to progress metabolomic markers of HIE through a pipeline of biomarker discovery and validation by employing a novel untargeted mass spectrometry metabolomic method. Methodology Term infants with perinatal asphyxia were recruited, all having umbilical cord blood (UCB) drawn and biobanked within three hours of birth. HIE was defined by Sarnat score at 24hours and continuous multichannel-EEG. Infant neurodevelopment was assessed at 36-42 months using the Bayley Scales of Infant and Toddler Development Ed. III (BSID-III). Untargeted metabolomic analysis of UCB was performed using direct injection FT-ICR mass spectrometry (DI FT-ICR MS). Putative metabolite annotations and lipid classes were assigned and pathway analysis was performed. Results Untargeted metabolomic analysis: Thirty enrolled infants were diagnosed with HIE, including 17 mild, 8 moderate, and 5 severe cases. Pathway analysis revealed that ΔHIE was associated with a 50% and 75% perturbation of tryptophan and pyrimidine metabolism respectively, alongside alterations in amino acid pathways. Significant metabolite alterations were detected from six putatively identified lipid classes including fatty acyls, glycerolipids, glycerophospholipids, sphingolipids, sterol lipids and prenol lipids. Outcome prediction: Metabolite model scores significantly correlated with outcome R=0.429 (model A) and R=0.549 (model B) respectively. Model B demonstrates the potential to predict both severe outcome (AUROC of 0.915) and intact survival (AUROC of 0.800). The effect of haemolysis: On average 5% of polar and 1.5% of non-polar features were altered between paired haemolysed and clean samples. However unsupervised multivariate analysis concluded that the preanalytical variability introduced by haemolysis was negligible compared with the inherent biological inter-individual variability. Conclusion This research has employed untargeted metabolomics to identify potential early cord blood biomarkers of HIE and has performed the technical validation of previously proposed markers.

MicroRNA expression and function in neonatal hypoxic ischaemic encephalopathy

Hypoxic ischaemic encephalopathy (HIE) is a devastating neonatal condition which affects 2-3 per 1000 infants annually. The current gold standard of treatment - induced hypothermia, has the ability to reduce neonatal mortality and improve neonatal morbidity. However, to be effective it needs to be initiated within the therapeutic window which exists following initial insult until approximately 6 hours after birth. Current methods of assessment which are relied upon to identify infants with HIE are subjective and unreliable. To overcome this issue, an early and reliable biomarker of HIE severity must be identified. MicroRNA (miRNA) are a class of small non-coding RNA molecules which have potential as biomarkers of disease state and potential therapeutic targets. These tiny molecules can modulate gene expression by inhibiting translation of messenger RNA (mRNA) and as a result, can regulate protein synthesis. These miRNA are understood to be released into the circulation during cellular stress, where they are highly stable and relatively easy to quantify. Therefore, these miRNAs may be ideal candidates for biomarkers of HIE severity and may aid in directing the clinical management of these infants. By using both transcriptomic and proteomic approaches to analyse the expression of miRNAs and their potential targets in the umbilical cord blood, I have confirmed that infants with perinatal asphyxia and HIE have a significantly different UCB miRNA signature compared to UCB samples from healthy controls. Finally, I have identified and investigated 2 individual miRNAs; both of which show some potential as classifiers of HIE severity and predictors of long term outcome, particularly when coupled with their downstream targets. While this work will need to be validated and expanded in a new and larger cohort of infants, it suggests the potential of miRNA as biomarkers of neonatal pathological conditions such as HIE.

Therapeutically targeting mitochondrial redox signalling alleviates endothelial dysfunction in preeclampsia

Aberrant placentation generating placental oxidative stress is proposed to play a critical role in the pathophysiology of preeclampsia. Unfortunately, therapeutic trials of antioxidants have been uniformly disappointing. There is provisional evidence implicating mitochondrial dysfunction as a source of oxidative stress in preeclampsia. Here we provide evidence that mitochondrial reactive oxygen species mediates endothelial dysfunction and establish that directly targeting mitochondrial scavenging may provide a protective role. Human umbilical vein endothelial cells exposed to 3% plasma from women with pregnancies complicated by preeclampsia resulted in a significant decrease in mitochondrial function with a subsequent significant increase in mitochondrial superoxide generation compared to cells exposed to plasma from women with uncomplicated pregnancies. Real-time PCR analysis showed increased expression of inflammatory markers TNF-α, TLR-9 and ICAM-1 respectively in endothelial cells treated with preeclampsia plasma. MitoTempo is a mitochondrial-targeted antioxidant, pre-treatment of cells with MitoTempo protected against hydrogen peroxide-induced cell death. Furthermore MitoTempo significantly reduced mitochondrial superoxide production in cells exposed to preeclampsia plasma by normalising mitochondrial metabolism. MitoTempo significantly altered the inflammatory profile of plasma treated cells. These novel data support a functional role for mitochondrial redox signaling in modulating the pathogenesis of preeclampsia and identifies mitochondrial-targeted antioxidants as potential therapeutic candidates.

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Characterization of three human sec14p-like proteins: a-Tocopherol

Three closely related human sec14p-like proteins (hTAP1, 2, and 3, or SEC14L2, 3, and 4, respectively) have been described. These proteins may participate in intracellular lipid transport (phospholipids, squalene, tocopherol analogues and derivatives) or influence regulatory lipid-dependent events. Here, we show that the three recombinant hTAP proteins associate with the Golgi apparatus and mitochondria, and enhance the in vitro transport of radioactively labeled α-tocopherol to mitochondria in the same order of magnitude as the human α-tocopherol transfer protein (α-TTP). hTAP1 and hTAP2 are expressed in several cell lines, whereas the expression level of hTAP3 is low. Expression of hTAP1 is induced in human umbilical cord blood-derived mast cells upon differentiation by interleukin 4. In tissues, the three hTAPs are detectable ubiquitously at low level; pronounced and localized expression is found for hTAP2 and hTAP3 in the perinuclear region in cerebellum, lung, liver and adrenal gland. hTAP3 is well expressed in the epithelial duct cells of several glands, in ovary in endothelial cells of small arteries as well as in granulosa and thecal cells, and in testis in Leydig cells. Thus, the three hTAPs may mediate lipid uptake, secretion, presentation, and sub-cellular localization in a tissue-specific manner, possibly using organelle- and enzyme-specific docking sites.

Settlement Duration and Materiality:Formal Chronological Models for the Development of Barnhouse, a Grooved Ware Settlement in Orkney

Radiocarbon dating and Bayesian chronological modelling, undertaken as part of the investigation by the Times of Their Lives project into the development of Late Neolithic settlement and pottery in Orkney, has provided precise new dating for the Grooved Ware settlement of Barnhouse, excavated in 1985–91. Previous understandings of the site and its pottery are presented. A Bayesian model based on 70 measurements on 62 samples (of which 50 samples are thought to date accurately the deposits from which they were recovered) suggests that the settlement probably began in the later 32nd century cal bc (with Houses 2, 9, 3 and perhaps 5a), possibly as a planned foundation. Structure 8 – a large, monumental structure that differs in character from the houses – was probably built just after the turn of the millennium. Varied house durations and replacements are estimated. House 2 went out of use before the end of the settlement, and Structure 8 was probably the last element to be abandoned, probably during the earlier 29th century cal bc. The Grooved Ware pottery from the site is characterised by small, medium-sized, and large vessels with incised and impressed decoration, including a distinctive, false-relief, wavy-line cordon motif. A considerable degree of consistency is apparent in many aspects of ceramic design and manufacture over the use-life of the settlement, the principal change being the appearance, from c. 3025–2975 cal bc, of large coarse ware vessels with uneven surfaces and thick applied cordons, and of the use of applied dimpled circular pellets. The circumstances of new foundation of settlement in the western part of Mainland are discussed, as well as the maintenance and character of the site. The pottery from the site is among the earliest Grooved Ware so far dated. Its wider connections are noted, as well as the significant implications for our understanding of the timing and circumstances of the emergence of Grooved Ware, and the role of material culture in social strategies.

Expansion ex vivo des cellules CD34+ du sang adulte: étude du microenvironnement et caractérisation des cellules générées en condition d’hypoxie

Les transplanteurs ont actuellement trois options lorsqu’ils doivent choisir une source de cellules pour la greffe de cellules souches hématopoïétiques soit le sang de cordon, la moelle osseuse ou le sang périphérique mobilisé. Les cellules souches hématopoïétiques retrouvées dans le sang des adultes sains pourraient toutefois être une autre option intéressante pour la transplantation. Les résultats de cette présente étude, récemment publié dans la revue Cytotherapy, montrent le potentiel des cellules CD34+ trappées dans les chambres de leucoréduction à générer les différentes lignées cellulaires retrouvées dans le sang. Un système de culture in vitro en milieu sans sérum et en condition hypoxique a été mis a point. La différenciation des cellules dans l’hématopoïèse durant la culture a été caractérisée par analyse multiparamétrique du phénotype avec SPADE. L’expansion a généré une grande hétérogénéité populationnelle mais principalement des progéniteurs engagés vers l’érythropoïèse et la mégacaryopoïèse.

Bisphenol A alters transcript levels of biomarker genes for major depressive disorder in vascular endothelial cells and colon cancer cells

Bisphenol A (BPA) is capable of mimicking endogenous hormones with potential consequences for human health and BPA exposure has been associated with several human diseases including neuropsychiatric disorders. Here, quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR) results show that BPA at low concentrations (10 ng/mL and 1 μg/mL) induces differential transcript levels of four biomarker genes for Major Depressive Disorder (MDD) in HT29 human colon adenocarcinona cell line and Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC). These results substantiate increasing concerns of BPA exposure in levels currently detected in humans.

Étude des gènes de fusion MLL dans les leucémies aigues humaines

Les leucémies aigues sont la conséquence d’une prolifération clonale et maligne des cellules hématopoïétiques. Elles surviennent suite à un évènement oncogénique qui se produit dans une cellule souche hématopoïétique (CSH) ou progénitrice. Cela lui confère une certaine instabilité qui engendre l’accumulation d’autres évènements génétiques et/ou épigénétiques responsables du développement clinique de la maladie. Les leucémies MLL représentent environ 10% des leucémies aigues et aujourd’hui, plus de 70 gènes de fusion ont été caractérisés. Les sangs de cordon sont une source importante de CSH et progénitrices. La purification de ces cellules et leur transformation en cellules leucémiques à l’aide de gènes de fusion MLL nous permettent de générer des leucémies aigues humaines dans des souris immunodéficientes NSG et ainsi étudier le potentiel leucémique de différents gènes de fusion MLL. Dans un premier temps, 4 gènes de fusion MLL ont été étudiés : MLL-AF9, MLL-AF4, MLL-ENL et MLL-ELL. In vitro, nous sommes capables de transformer des CSH en cellules leucémiques capables de proliférer rapidement. Les résultats in vivo nous montrent qu’il est possible de générer des leucémies avec les oncogènes MLL-AF9 et MLL-ENL. Pour les fusions MLL-ELL et MLL-AF4, bien que quelques leucémies ont pu être obtenues, plusieurs problèmes techniques nous empêchent aujourd’hui de disposer d’un modèle adéquat permettant l’étude complète de ces oncogènes. Dans un second temps, les leucémies aigues MLL-AF9 ont été étudiées dans un modèle contrôlé où les cellules souches proviennent d’un donneur unique. Grâce à ce modèle, nous avons pu démontrer que l’oncogène MLL-AF9 est suffisant pour induire le développement de la maladie. En effet aucune nouvelle mutation n’a pu être identifiée au cours du développement de la leucémie. Parmi les leucémies myéloïdes aigues (LMA) MLL-AF9 issues de ce modèle, certains gènes non mutés, dont RET, ont été identifiés comme étant de potentiels biomarqueurs de ce sous-groupe de leucémie.

The regulation of AMP-activated protein kinase by vascular endothelial growth factor

The function of the vascular endothelium is to maintain vascular homeostasis, by providing an anti-thrombotic, anti-inflammatory and vasodilatory interface between circulating blood and the vessel wall, meanwhile facilitating the selective passage of blood components such as signaling molecules and immune cells. Dysfunction of the vascular endothelium is implicated in a number of pathological states including atherosclerosis and hypertension, and is thought to precede atherogenesis by a number of years. Vascular endothelial growth factor A (VEGF) is a crucial mitogenic signaling molecule, not only essential for embryonic development, but also in the adult for regulating both physiological and pathological angiogenesis. Previous studies by our laboratory have demonstrated that VEGF-A activates AMP-activated protein kinase (AMPK), the downstream component of a signaling cascade important in the regulation of whole body and cellular energy status. Furthermore, studies in our laboratory have indicated that AMPK is essential for VEGF-A-stimulated vascular endothelial cell proliferation. AMPK activation typically stimulates anabolic processes and inhibits catabolic processes including cell proliferation, with the ultimate aim of redressing energy imbalance, and as such is an attractive therapeutic target for the treatment of obesity, metabolic syndromes, and type 2 diabetes. Metabolic diseases are associated with adverse cardiovascular outcomes and AMPK activation is reported to have beneficial effects on the vascular endothelium. The mechanism by which VEGF-A stimulates AMPK, and the functional consequences of VEGF-A-stimulated AMPK activation remain uncertain. The present study therefore aimed to identify the specific mechanism(s) by which VEGF-A regulates the activity of AMPK in endothelial cells, and how this might differ from the activation of AMPK by other agents. Furthermore, the role of AMPK in the pro-proliferative actions of VEGF-A was further examined. Human aortic and umbilical vein endothelial cells were therefore used as a model system to characterise the specific effect(s) of VEGF-A stimulation on AMPK activation. The present study reports that AMPK α1 containing AMPK complexes account for the vast majority of both basal and VEGF-A-stimulated AMPK activity. Furthermore, AMPK α1 is localized to the endoplasmic reticulum when sub-confluent, but translocated to the Golgi apparatus when cells are cultured to confluence. AMPK α2 appears to be associated with a structural cellular component, but neither α1 nor α2 complexes appear to translocate in response to VEGF-A stimulation. The present study confirms previous reports that when measured using the MTS cell proliferation assay, AMPK is required for VEGF-A-stimulated endothelial cell proliferation. However, parallel experiments measuring cell proliferation using the Real-Time Cell Analyzer xCELLigence system, do not agree with these previous reports, suggesting that AMPK may in fact be required for an aspect of mitochondrial metabolism which is enhanced by VEGF-A. Studies into the mitochondrial activity of endothelial cells have proved inconclusive at this time, but further studies into this are warranted. During previous studies in our laboratory, it was suggested that VEGF-A-stimulated AMPK activation may be mediated via the diacylglycerol (DAG)-sensitive transient receptor potential cation channel (TRPCs -3, -6 or -7) family of ion channels. The present study can neither confirm, nor exclude the expression of TRPCs in vascular endothelial cells, nor rule out their involvement in VEGF-A-stimulated AMPK activation; more specific investigative tools are required in order to characterise their involvement. Furthermore, nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate (NAADP)-stimulated Ca2+ release from acidic intracellular organelles is not required for AMPK activation by VEGF-A. Despite what is known about the mechanisms by which AMPK is activated, far less is known concerning the downregulation of AMPK activity, as observed in human and animal models of metabolic disease. Phosphorylation of AMPK α1 Ser485 (α2 Ser491) has recently been characterised as a mechanism by which the activity of AMPK is negatively regulated. We report here for the first time that VEGF-A stimulates AMPK α1 Ser485 phosphorylation independently of the previously reported AMPK α1 Ser485 kinases Akt (protein kinase B) and ERK1/2 (extracellular signal-regulated kinase 1/2). Furthermore, inhibition of protein kinase C (PKC), the activity of which is reported to be elevated in metabolic disease, attenuates VEGF-A- and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-stimulated AMPK α1 Ser485 phosphorylation, and increases basal AMPK activity. In contrast to this, PKC activation reduces AMPK activity in human vascular endothelial cells. Attempts to identify the PKC isoform responsible for inhibiting AMPK activity suggest that it is one (or more) of the Ca2+-regulated DAG-sensitive isoforms of PKC, however cross regulation of PKC isoform expression has limited the present study. Furthermore, AMPK α1 Ser485 phosphorylation was inversely correlated with human muscle insulin sensitivity. As such, enhanced AMPK α1 Ser485 phosphorylation, potentially mediated by increased PKC activation may help explain some of the reduced AMPK activity observed in metabolic disease.