Conventional cytogenetic characterization of a new cell line, ACP01, established from a primary human gastric tumor

Gastric cancer is the second most frequent type of neoplasia and also the second most important cause of death in the world. Virtually all the established cell lines of gastric neoplasia were developed in Asian countries, and western countries have contributed very little to this area. In the present study we describe the establishment of the cell line ACP01 and characterize it cytogenetically by means of in vitro immortalization. Cells were transformed from an intestinal-type gastric adenocarcinoma (T4N2M0) originating from a 48-year-old male patient. This is the first gastric adenocarcinoma cell line established in Brazil. The most powerful application of the cell line ACP01 is in the assessment of cytotoxicity. Solid tumor cell lines from different origins have been treated with several conventional and investigational anticancer drugs. The ACP01 cell line is triploid, grows as a single, non-organized layer, similar to fibroblasts, with focus formation, heterogeneous division, and a cell cycle of approximately 40 h. Chromosome 8 trisomy, present in 60% of the cells, was the most frequent cytogenetic alteration. These data lead us to propose a multifactorial triggering of gastric cancer which evolves over multiple stages involving progressive genetic changes and clonal expansion.

Identification of clonally rearranged T-cell receptor beta chain genes in HTLV-I carriers as a potential instrument for early detection of neoplasia

We analyzed the genetic recombination pattern of the T-cell receptor beta-chain gene (TCR-beta) in order to identify clonal expansion of T-lymphocytes in 17 human T-lymphotropic virus type I (HTLV-I)-positive healthy carriers, 7 of them with abnormal features in the peripheral blood lymphocytes. Monoclonal or oligoclonal expansion of T-cells was detected in 5 of 7 HTLV-I-positive patients with abnormal lymphocytes and unconfirmed diagnosis by using PCR amplification of segments of TCR-beta gene, in a set of reactions that target 102 different variable (V) segments, covering all members of the 24 V families available in the gene bank, including the more recently identified segments of the Vbeta-5 and Vbeta-8 family and the two diversity beta segments. Southern blots, the gold standard method to detect T-lymphocyte clonality, were negative for all of these 7 patients, what highlights the low sensitivity of this method that requires a large amount of very high quality DNA. To evaluate the performance of PCR in the detection of clonality we also analyzed 18 leukemia patients, all of whom tested positive. Clonal expansion was not detected in any of the negative controls or healthy carriers without abnormal lymphocytes. In conclusion, PCR amplification of segments of rearranged TCR-beta is reliable and highly suitable for the detection of small populations of clonal T-cells in asymptomatic HTLV-I carriers who present abnormal peripheral blood lymphocytes providing an additional instrument for following up these patients with potentially higher risk of leukemia.

From genotype to phenotype : diversity and population structure of Flavobacterium psychrophilum

Flavobacterium psychrophilum is the etiological agent of bacterial cold-water disease (BCWD) causing high fish mortalities and significant economic losses to the freshwater salmonid aquaculture industry around the world. Today BCWD outbreaks are mainly treated with environmentally hazardous antimicrobial agents and alternative preventative measures are urgently needed in order to ensure the well-being of animals and the sustainability of aquaculture. The diversity of pathogenic bacteria challenges the development of universal control strategies and in many cases the pathogen population structure, i.e. the total genetic diversity of the species must be taken into account. This work integrates the tools of modern molecular biology and conventional phenotypic microbiology to gain knowledge about the diversity and population structure of F. psychrophilum. The present work includes genetic characterization of a large collection of isolates collected from diverse origins and years, from aquaculture in a whole region including different countries, and provides the first international validation of a universal multilocus sequence typing (MLST) approach for unambiguous genetic typing of F. psychrophilum. Population structure analyses showed that the global F. psychrophilum population is subdivided into pathogenic species-specific clones, of which one particular genetic lineage, clonal complex CC-ST2, has been responsible for the majority of BCWD outbreaks in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in European aquaculture facilities over several decades. Genotypic and phenotypic population heterogeneity affecting antimicrobial resistance in F. psychrophilum within BCWD outbreaks was discovered. Specific genotypes were associated with severe infections in farmed rainbow trout and Atlantic salmon (Salmo salar), and in addition to high adherence, antimicrobial resistance was strongly associated with outbreak strains. The study brought additional support for the hypothesis of an epidemic F. psychrophilum population structure, where recombination is an important force for the generation and maintenance of genetic diversity, and a significant contribution towards mapping the genetic diversity of this important fish pathogen. Evidence indicating dissemination of virulent strains with commercial movement of fish and fish products was strengthened.

Epidemiological characterization of resistance and PCR typing of Shigella flexneri and Shigella sonnei strains isolated from bacillary dysentery cases in Southeast Brazil

Shigella spp are Gram-negative, anaerobic facultative, non-motile, and non-sporulated bacilli of the Enterobacteriaceae family responsible for "Shigellosis" or bacillary dysentery, an important cause of worldwide morbidity and mortality. However, despite this, there are very few epidemiological studies about this bacterium in Brazil. We studied the antibiotic resistance profiles and the clonal structure of 60 Shigella strains (30 S. flexneri and 30 S. sonnei) isolated from shigellosis cases in different cities within the metropolitan area of Campinas, State of São Paulo, Brazil. We used the following well-characterized molecular techniques: enterobacterial repetitive intergenic consensus, repetitive extragenic palindromic, and double-repetitive element-polymerase chain reaction to characterize the bacteria. Also, the antibiotic resistance of the strains was determined by the diffusion disk method. Many strains of S. flexneri and S. sonnei were found to be multi-resistant. S. flexneri strains were resistant to ampicillin in 83.3% of cases, chloramphenicol in 70.0%, streptomycin in 86.7%, sulfamethoxazole in 80.0%, and tetracycline in 80.0%, while a smaller number of strains were resistant to cephalothin (3.3%) and sulfazotrim (10.0%). S. sonnei strains were mainly resistant to sulfamethoxazole (100.0%) and tetracycline (96.7%) and, to a lesser extent, to ampicillin (6.7%) and streptomycin (26.7%). Polymerase chain reaction-based typing supported the existence of specific clones responsible for the shigellosis cases in the different cities and there was evidence of transmission between cities. This clonal structure would probably be the result of selection for virulence and resistance phenotypes. These data indicate that the human sanitary conditions of the cities investigated should be improved.

Phenotypic and genotypic variant of MDR-Mycobacterium tuberculosis multiple isolates in the same tuberculosis episode, Rio de Janeiro, Brazil

Assuming that the IS6110-restriction fragment length polymorphism (RFLP) changes at a constant rate of 3.2 years, this methodology was applied to demonstrate, for the first time, variant patterns of Mycobacterium tuberculosis (MTB) in multiple isolates obtained at short time intervals from sputum and blood of an HIV+ patient with multiple admissions to the Emergency Room and to the multidrug-resistant tuberculosis (MDR-TB) Reference Center of a secondary-care hospital in Rio de Janeiro, Brazil. In sputum, the IS6110-RFLP appeared in isolates with two variant patterns with 10 and 13 IS6110 copies. However, blood presented only the pattern corresponding to 10 copies, suggesting compartmentalization. With regard to the exact match of 10 of 13 bands, this may be a subpopulation with the same clonal origin and this may be related to the IS6110 transposition. A susceptibility test demonstrated an MDR profile (INH R, RIF R, SM R, and EMB R), with the sputum isolate also exhibiting EMB S (R = resistant; S = sensitive). A gene mutation confirmed resistance only to streptomycin. There was agreement between the results of the phenotypic test and the clinical response to MDR-TB treatment, suggesting serious implications with regard to treatment administration based exclusively on molecular methods, and calling attention to the fact that more effective control strategies against the emergence of MDR strains must be implemented by the TB control program to prevent transmission of MDR-MTB strains at health facilities in areas highly endemic for TB.

Cross-transmission of vancomycin-resistant Enterococcus in patients undergoing dialysis and kidney transplant

The objective of this study was to investigate the occurrence of vancomycin-resistant Enterococcus (VRE) cross-transmission between two patient groups (long-term dialysis and kidney transplant patients). Molecular typing, by automated ribotyping with the RiboPrinter Microbial Characterization System (Qualicon, USA), was used to analyze VRE isolates from 31 fecal samples of 320 dialysis patients and 38 fecal samples of 280 kidney transplant patients. Clonal spread of E. faecalis and E. casseliflavus was observed intragroup, but not between the two groups of patients. In turn, transmission of E. gallinarum and E. faecium between the groups was suggested by the finding of vancomycin-resistant isolates belonging to the same ribogroup in both dialysis and transplant patients. The fact that these patients were colonized by VRE from the same ribogroup in the same health care facility provides evidence for cross-transmission and supports the adoption of stringent infection control measures to prevent dissemination of these bacteria.

Implications of infectious diseases and the adrenal hypothesis for the etiology of childhood acute lymphoblastic leukemia

Acute leukemia is the most frequent cancer in children. Recently, a new hypothesis was proposed for the pathogenesis of childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL). The so-called "adrenal hypothesis" emphasized the role of endogenous cortisol in the etiology of B-cell precursor ALL. The incidence peak of ALL in children between 3 to 5 years of age has been well documented and is consistent with this view. The adrenal hypothesis proposes that the risk of childhood B-cell precursor ALL is reduced when early childhood infections induce qualitative and quantitative changes in the hypothalamus-pituitary-adrenal axis. It suggests that the increased plasma cortisol levels would be sufficient to eliminate all clonal leukemic cells originating during fetal life. Because Brazil is a continental and tropical country, the exposure to infections is diversified with endemic viral and regionally non-viral infections, with some characteristics that support the recent adrenal hypothesis. Here we discuss this new hypothesis in terms of data from epidemiological studies and the possible implications of the diversity of infections occurring in Brazilian children.

New multilocus sequence typing of MRSA in São Paulo, Brazil

An increased incidence of nosocomial and community-acquired infections caused by methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) has been observed worldwide. The molecular characterization of MRSA has played an important role in demonstrating the existence of internationally disseminated clones. The use of molecular biology methods in the surveillance programs has enabled the tracking of MRSA spread within and among hospitals. These data are useful to alert nosocomial infection control programs about the potential introduction of these epidemic clones in their areas. Four MRSA blood culture isolates from patients hospitalized at two hospitals in the city of São Paulo, Brazil, were analyzed; one of them was community acquired. The isolates were characterized as SCCmec, mecA and PVL by PCR, pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) profile and molecular sequence typing (MLST) genotyping. The isolates presented type IV SCCmec, and none proved to be positive for PVL. The isolates showed a PFGE profile similar to the pediatric clone. MLST genotyping demonstrated that the isolates belonged to clonal complex 5 (CC5), showing a new yqiL allele gene, resulting in a new sequence typing (ST) (1176). Our results showed that strains of MRSA carrying a new ST are emerging in community and nosocomial infections, including bacteremia, in São Paulo, Brazil.

Cytogenetic studies of Brazilian pediatric myelodysplastic syndrome cases: challenges and difficulties in a large and emerging country

Myelodysplastic syndromes (MDS) and juvenile myelomonocytic leukemia (JMML) are rare hematopoietic stem cell diseases affecting children. Cytogenetics plays an important role in the diagnosis of these diseases. We report here the experience of the Cytogenetic Subcommittee of the Brazilian Cooperative Group on Pediatric Myelodysplastic Syndromes (BCG-MDS-PED). We analyzed 168 cytogenetic studies performed in 23 different cytogenetic centers; 84 of these studies were performed in patients with confirmed MDS (primary MDS, secondary MDS, JMML, and acute myeloid leukemia/MDS+Down syndrome). Clonal abnormalities were found in 36.9% of the MDS cases and cytogenetic studies were important for the detection of constitutional diseases and for differential diagnosis with other myeloid neoplasms. These data show the importance of the Cooperative Group for continuing education in order to avoid a late or wrong diagnosis.

L'épigénétique, moteur de l'évolution d'un vertébré asexué

L’objectif de cette thèse est de déterminer l’étendue de la variabilité épigénétique, plus particulièrement du polymorphisme de méthylation de l’ADN, non liée à la variabilité génétique dans les populations asexuées en milieu naturel. Cette évaluation nous a permis de mieux cerner l’importance que peuvent avoir les processus épigénétiques en écologie et en évolution. Le modèle biologique utilisé est l’hybride clonal du complexe gynogénétique Chrosomus eos-neogaeus. Malgré une homogénéité génétique, une importante variabilité phénotypique est observée entre les hybrides d’une même lignée clonale mais retrouvés dans des environnements différents. L’influence des processus épigénétiques apporte une explication sur ce paradoxe. L’épigénétique se définit comme une modification de l’expression des gènes sans changement de la séquence d’ADN. La diversité des phénotypes peut entre autre s’expliquer par des patrons de méthylation différentiels des gènes et/ou des allèles des gènes entre les hybrides génétiquement identiques. La diversité des lignées épiclonales peut quant à elle s’expliquer par la colonisation de plusieurs lignées épiclonales, s’établir en réponse à l’environnement ou de façon aléatoire. Plusieurs méthodes seront utilisées afin de survoler le génome des hybrides clonaux pour mettre en évidence le polymorphisme de méthylation de l’ADN à l’échelle de l’individu et entre les individus de différentes populations.

Étude des mécanismes moléculaires influençant la variation de phase des adhésines P, F1651 et CS31A présentes chez des souches d'Escherichia coli pathogènes.

F1651, les pili Pap et l’antigène CS31A associé aux antigènes de surface K88 sont tout trois des membres de la famille de type P des facteurs d’adhérence jouant un rôle prépondérant lors de l’établissement d’une maladie causée par des souches Escherichia coli pathogènes, en particulier des souches d’E. coli pathogènes extra-intestinales (ExPEC, Extra-intestinal pathogenic E. coli). Leur expression est sous le contrôle d’un mécanisme de régulation transcriptionnel dépendant de l’état de méthylation de l’ADN, résultant dans l’existence de deux populations définies, l’une exprimant l’adhésine (population ON) et l’autre ne l’exprimant pas (population OFF). Malgré de fortes identités de séquences, ces trois systèmes diffèrent l’un de l’autre, principalement par le pourcentage de cellules ON rencontrées. Ainsi, quand CS31A est systématiquement orienté vers un état considéré comme OFF, F1651 présente une phase ON particulièrement élevée et Pap montre deux états OFF et ON bien distincts, selon le phénotype de départ. La protéine régulatrice sensible à la leucine (Lrp, Leucine-responsive regulatory protein) joue un rôle essentiel dans la réversibilité de ce phénomène épigénétique et il est supposé que les différences de séquences au niveau de la région régulatrice modifient la localisation à ces sites de fixation de Lrp; ce qui résulte, en final, aux différences de phase existant entre CS31A, F1651 et Pap.À l’aide de divers techniques parmi lesquelles l’utilisation de gènes rapporteurs, mutagénèses dirigées et d’analyse des interactions ADN-protéines in vitro, nous montrons dans ce présent projet que la phase OFF prédominante chez CS31A est principalement due à une faible interaction de Lrp avec la région distale de l’opéron clp, et que la présence d’un homologue du régulateur local PapI joue un rôle également clef dans la production de CS31A. Dans le cas de F1651, nous montrons dans cette étude que le taux élevé de cellules en phase ON est dû à une altération dans le maintien de Lrp sur les sites répresseurs 1-3. Ceci est dû à la présence de deux nucléotides spécifiques, situé de part et d’autre du site répresseur 1, qui défavorisent la fixation de Lrp sur ce site précis. Tout comme dans le cas de CS31A, la formation d’un complexe, activateur ou répresseur de la phase ON, dépend également de l’action de du régulatuer local FooI, qui favorise alors le déplacement de Lrp des sites répresseurs 1-3 vers les sites activateurs 4-6.

Heteroplasmy in mammal mitochondrial deoxyribonucleic acid

La nature a développé diverses stratégies afin d’assurer le commencement de la vie dans des conditions d’homoplasmie, c’est-à-dire des conditions telles que les cellules sont dotées du même ADN mitochondrial. Toutefois, des nouveaux haplotypes de l’acide désoxyribonucléique mitochondrial (ADNmt) peuvent apparaitre et croître de plusieurs façons tout au long de la durée d’une vie menant à l’hétéroplasmie. Par exemple, l’hétéroplasmie de l’ADNmt peut être créée artificiellement par des technologies reproductives assistées, ainsi que naturellement par le processus de vieillissement. De ce fait, la thèse de ce doctorat fut divisée en deux principaux objectifs. Le premier étant celui d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt produit par le transfert nucléaire des cellules somatiques (SCNT) lors du développement de l’embryon jusqu’au fœtus et aux tissus adultes de bovins clonés. En ce qui concerne le second objectif, il s’agit d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt causés par le vieillissement dans une cellule somatique adulte et dans des tissus germinaux durant l’ovogénèse, ainsi qu’au début de l’embryogenèse et dans la procédure de culture in vitro sur des souris. Dans la première série d’expériences sur des bovins, des fibroblastes fœtaux transportant une mutation d’ADNmt (insertion de 66 pb) furent fusionnés avec des ovocytes receveurs transportant l’ADNmt du type sauvage. La présence d’ADNmt venant de la cellule donneuse a été analysée à différents stades de développement, soit sur des embryons âgés de 17 jours (n=17), des fœtus âgés de 40 jours (n=3), des fœtus âgés de 60 jours (n=3), un fœtus âgé de 240 jours et 3 clones post-nataux âgés de 18 à 24 mois. Chaque individu s’est avéré être hétéroplasmique et 99 % (103/104) des échantillons de tissus analysés étaient également hétéroplasmiques. Cependant, l’ovaire venant du fœtus de 240 jours fut le seul à être homoplasmique pour l’ADNmt de l’ovocyte receveur. Dans la plupart des échantillons analysés (95,2 %, soit 99/104) la moyenne d’hétéroplasmie était de 1,46 %. Par contre, un fœtus âgé de 40 jours a présenté un niveau élevé d’hétéroplasmie (20,9 %), indiquant ainsi que des évènements rares d’augmentation de l’ADNmt des cellules donneuses peuvent survenir. Étant donné que la majorité des clones SCNT montrait de l’hétéroplasmie de l’ADNmt à des proportions comparables à celles des cellules donneuses au moment de la reconstruction de l’embryon, on a pu conclure que l’hétéroplasmie produite par des techniques de transfert nucléaire utilisant des cellules somatiques est due à une ségrégation neutre de l’ADNmt. Dans la seconde série d’expériences sur des souris, des femelles de différents âges, c.à.d. jeunes (0 – 8 mois), moyennes (8 – 16 mois) et vieilles (16 – 24 mois), ont été synchronisées (gonadotrophines) et sacrifiées dans le but d’obtenir des ovocytes au stade de vésicule germinal, et des ovocytes au stade métaphase-II produits in vivo et in vitro. De plus, des embryons in vivo et in vitro au stade de deux-cellules et des embryons au stade de blastocystes ont été obtenus de femelles jeunes. Différents tissus somatiques, venant de femelles des trois stades d’âge ont été obtenus : cerveau, foie, muscle et du cumulus ovocytaire. De plus, l’effet du vieillissement a été mesuré selon la fertilité de la femelle. En effet, les effets sur l’hétéroplasmie du vieillissement, du stade de développement et de la culture in vitro ont été mesurés dans des ovocytes et dans des embryons. Les effets du vieillissement sur les mitochondries ont été mesurés par rapport au nombre total de copies de l’ADNmt, au pourcentage des délétions communes et sur l’expression de trois gènes : Ndufs4, Mt-nd2 and Mt-nd4. Il a été possible d’observer que la fertilité des femelles dans la colonie de souris diminuait avec l’âge. En fait, le vieillissement affectait l’ADNmt dans les tissus somatiques, cependant il n’avait pas d’effet sur le cumulus, les ovocytes et les embryons. Le nombre de délétions de l’ADNmt augmentait pendant la reprise de la méiose et celui-ci diminuait au début du développement embryonnaire. La culture in vitro n’affectait pas la quantité d’ADNmt dans la plupart des tissus germinaux. Puisque nous n’avons pas trouvé d’effet de l’âge dans la majorité des paramètres mitochondriaux analysés dans les ovocytes et les embryons, il est suggéré que la délétion commune de l’ADNmt dans les tissus germinaux est davantage reliée au statut cellulaire de la production d’énergie qu’au processus de vieillissement. Deux sources différentes de mutations de l’ADNmt produites dans les ovocytes normaux ou reconstitués ont produit différents résultats d’hétéroplasmie au début de l’embryogénèse. Chez les bovins, l’hétéroplasmie artificielle impliquant une petite insertion (66 pb) dans la région non codante (D-loop) de l’ADNmt a été vraisemblablement non nocive pour l’embryon, tolérant la persistance de l’ADNmt étranger pendant les différents stades du développement des clones. Chez les souris, l’hétéroplasmie naturelle produite par une grande délétion (4974 pb délétion commune) dans la région codante de l’ADNmt a été vraisemblablement nocive pour l’embryon et par conséquent éliminée pour assurer l’homoplasmie au début du développement embryonnaire.

Mécanismes de résistance aux inhibiteurs de CCR5

Le travail décrit dans ce manuscrit vise à caractériser les voies de résistance aux inhibiteurs de CCR5. Lors d’une première étape, nous avons développé un test phénotypique clonal nous permettant d’une part d’identifier le tropisme viral et d’autre part de mesurer la résistance aux inhibiteurs des CCR5. Des virus à tropisme R5 ou X4 représentant aussi peu que 0,4% d’un mélange de populations virales sont détectables par ce test, démontrant ainsi sa sensibilité. De plus, grâce à son approche clonale, cette technique permet de différencier les virus à tropisme double de populations virales mixtes. Par la suite, nous avons étudié l’impact des mutations dans les régions variables de la protéine gp120 de l’enveloppe du virus VIH-1 sur la résistance aux inhibiteurs de CCR5. Pour ce faire, nous avons généré des virus résistants par passage des isolats CC1/85 et BAL, en présence de concentrations sous-inhibitrices de maraviroc (MVC) et vicriviroc (VCV). Après quelques passages du virus CC1/85 en présence de MVC, certaines sont apparues dans differentes régions de la gp120. Par la suite, nous avons sélectionné trois mutations dans les domaines variables de la gp 120, V169M en V2, L317W en V3 et I408T en V4 pour construire des virus contenant des mutations simples, doubles et triples afin d’évaluer la contribution des mutations individuelles ou combinées au phénotype de résistance. Nous avons déterminé la sensibilité de chaque mutant à MVC et VCV, le pourcentage d’infectivité et le tropisme viral par rapport au phénotype sauvage. Tous les mutants ont conservé le tropisme R5 et ont montré une diminution d’infectivité par rapport au contrôle. Nos résultats ont montré que les mutants qui portent des mutations en V4 (I408T) ont eu le plus d'impact sur la susceptibilité au MVC. Finalement, nous avons voulu évaluer l’activité antivirale d’un nouvel inhibiteur de CCR5, VCH-286 avec d’autres inhibiteurs de CCR5 tels que MVC et VVC ainsi que ses interactions avec des médicaments représentatifs de différentes classes d’antirétroviraux ARV employés en clinique pour traiter le HIV/SIDA., afin d’évaluer si ces médicaments pourraient être utilisés dans un même régime thérapeutique. Nous avons tout d’abord évalué indépendamment l’activité antivirale des trois inhibiteurs de CCR5 : VCH-286, MVC et VVC. Par la suite nous avons évalué les interactions de VCH-286 avec MVC et VVC. Finalement nous avons évalué les interactions de VCH-286 avec d’autres médicaments antirétroviraux. Ces études ont montré que VCH-286 est un inhibiteur puissant de CCR5 avec une activité antivirale in vitro de l’ordre du nanomolaire et des interactions médicamenteuses favorables avec la majorité des ARV tels que les inhibiteurs de transcriptase inverse, de protéase, d’intégrase, et de fusion employés en clinique pour traiter le VIH/SIDA et des interactions allant de synergie à l'antagonisme avec les inhibiteurs de CCR5. Nos résultats montrent que la plasticité de l’enveloppe virale du VIH-1 a des répercussions sur la résistance aux inhibiteurs de CCR5, le tropisme et la possible utilisation de ces molécules en combinaison avec d’autres molécules appartenant à la même classe.

Effets de facteurs pédoclimatiques sur la composition et l’anatomie du bois de cinq cultivars de saule destinés aux biocarburants

En 2011, cinq (5) cultivars de saules ont été sélectionnés pour leur rendement en biomasse. Ils ont été plantés sur quatre sites de la province du Québec et ont été maintenus selon le protocole de la culture intensive sur courtes rotations (CICR) afin de déterminer leur potentiel pour la bioénergie dans des environnements contrastés. La composition et l’anatomie du bois de ces cultivars ont été caractérisées et comparés en fonction des conditions environnementales caractéristiques de chaque site. La hauteur et le diamètre à la base des plantes diffèrent selon les sites. Ainsi, les cultivars répondent de façon spécifique aux conditions pédoclimatiques dans lesquelles ils sont cultivés. L’effet de l’environnement n’a pas été mis en évidence sur la teneur en lignine des cultivars. Cependant, un effet génotypique a pu être constaté soulignant l’importance de la sélectivité des cultivars. La densité du bois a étonnamment conservé la même hiérarchie génotypique entre les sites. À l’opposé, l’anatomie du bois présente des différences notamment au niveau des caractéristiques des fibres et des vaisseaux. Une forte teneur en polyphénols ainsi que des fibres moins larges et des vaisseaux plus nombreux ont été observés sur le site dont le bois est le plus dense supposant l’effet probable d’un stress abiotique. De plus, deux fois plus de fibres gélatineuses, fibres riches en cellulose, ont été identifiées sur ce site montrant un intérêt pour la production de bioéthanol.

L’immunothérapie orale pour le traitement des allergies alimentaires multiples

La prévalence des allergies alimentaires IgE-médiées aurait triplé au cours de la dernière décennie avec des études Nord-Américaines atteignant les 8% chez les enfants. Quoiqu’il n’y ait à ce jour aucun traitement curatif pour les allergies alimentaires, l’immunothérapie oral (OIT) constitue une nouvelle approche expérimentale prometteuse. Cette dernière consiste en l’administration de doses progressive d’allergènes par voie orale sur une période prolongée dans le but d’instaurer un état de désensibilisation et possiblement une tolérance orale soutenue. Cette approche a été démontrée sécuritaire et permettrait la désensibilisation à haute dose de plus de 80% des participants allergiques aux arachides, lait ou œufs. Dans cette thèse, nous présentons 2 études de phase 1 portant sur des protocoles d’OIT, destinés à optimiser l’efficience du traitement chez les sujets avec allergies alimentaires multiples. Près de 30% des enfants avec allergie alimentaire sont allergiques à plus d’un aliment, une proportion qui augmente à 70% lorsqu’on considère les cas les plus sévères. Ces enfants sont à risque augmenté de réactions accidentelles et souffrent d’un impact plus grand sur leur qualité de vie. Dans la première étude, en créant un mélange individualisé avec un ratio stochiométrique 1:1 entre les protéines des aliments allergiques de l’enfant, nous démontrons qu’il est possible de désensibiliser jusqu’à 5 aliments simultanément avec un profil d’innocuité similaire à une monothérapie. Dans la seconde étude, nous utilisons un traitement à l’omalizumab, un anticorps monoclonal anti-IgE, pour permettre une désensibilisation orale multi-allergénique fortement accélérée. Lorsque comparé à l’approche sans omalizumab, ce protocole s’associe à une nette diminution du temps requis pour atteindre les doses d’entretien, passant d’une médiane de 21 à 4 mois, sans affecter le profil d’innocuité. Alors que ces études fournissent des approches cliniques raisonnables pour désensibiliser la population multi-allergique, plusieurs questions persistent, notamment en ce qui a trait à l’induction de tolérance permanente. Une barrière majeure à cet égard réside dans notre piètre compréhension des mécanismes sous-jacents à l’immunothérapie. Prenant avantage d’échantillons cliniques bien caractérisés provenant des essais cliniques ci-haut mentionnés, nous utilisons les nouvelles technologies de séquençage TCR pour suivre la distribution clonale des lymphocytes T spécifiques aux arachides durant une immunothérapie orale. Nous démontrons que l’OIT s’associe à des changements significatifs dans les fréquences des clones spécifiques, suggérant un processus d’épuisement clonal et de remplacement. Nous démontrons par ailleurs que le test de prolifération lymphocytaire, traditionnellement utilisé pour évaluer la réponse cellulaire allergique, est dominé par une distribution polyclonale hautement non-spécifique. Cette observation a des implications majeures considérant que la plupart de la littérature actuelle sur la réponse T se base sur cette technique. En somme, cette thèse jette les bases pour des programmes de recherche translationnelle pour optimiser et personnaliser les protocoles cliniques actuels et développer de nouvelles avenues d’investigation et de traitement pour améliorer la prise en charge des sujets avec allergies alimentaires.