Mycobacterial laminin-binding histone-like protein mediates collagen-dependent cytoadherence

When grown in the presence of exogenous collagen I, Mycobacterium bovis BCG was shown to form clumps. Scanning electron microscopy examination of these clumps revealed the presence of collagen fibres cross-linking the bacilli. Since collagen is a major constituent of the eukaryotic extracellular matrices, we assayed BCG cytoadherence in the presence of exogenous collagen I. Collagen increased the interaction of the bacilli with A549 type II pneumocytes or U937 macrophages, suggesting that BCG is able to recruit collagen to facilitate its attachment to host cells. Using an affinity chromatography approach, we have isolated a BCG collagen-binding protein corresponding to the previously described mycobacterial laminin-binding histone-like protein (LBP/Hlp), a highly conserved protein associated with the mycobacterial cell wall. Moreover, Mycobacterium leprae LBP/Hlp, a well-characterized adhesin, was also able to bind collagen I. Finally, using recombinant fragments of M. leprae LBP/Hlp, we mapped the collagen-binding activity within the C-terminal domain of the adhesin. Since this protein was already shown to be involved in the recognition of laminin and heparan sulphate-containing proteoglycans, the present observations reinforce the adhesive activities of LBP/Hlp, which can be therefore considered as a multifaceted mycobacterial adhesin, playing an important role in both leprosy and tuberculosis pathogenesis.

New human kallikrein 14: enzymatic characterization and inhibitors development.

RESUME DESTINE A UN LARGE PUBLIC En biologie, si une découverte permet de répondre à quelques questions, en général elle en engendre beaucoup d'autres. C'est ce qui s'est produit récemment dans le monde des kallicréines. De la famille des protéases, protéines ayant la faculté de couper plus ou moins spécifiquement d'autres protéines pour exercer un rôle biologique, la famille des kallicréines humaines n'était composée que de 3 membres lors du siècle dernier. Parmi eux, une kallicréine mondialement utilisée pour détecter le cancer de la prostate, le PSA. En 2000, un chercheur de l'hôpital universitaire Mont Sinaï à Toronto, le Professeur Eleftherios Diamandis, a découvert la présence de 12 nouveaux gènes appartenant à cette famille, situés sur le même chromosome que les 3 premières kallicréines. Cette découverte majeure a placé les spécialistes des kallicréines face à une montagne d'interrogations car les fonctions de ces nouvelles protéases étaient totalement inconnues. La kallicréine humaine 14 (hK14) présente un intérêt particulier, car elle se retrouve associée à différents cancers, notamment les carcinomes ovariens et mammaires. Cette association ne répond cependant pas à la fonction de cette protéase. L'objectif de ce travail de thèse était donc de découvrir, dans un premier temps, la spécificité de cette nouvelle kallicréine, c'est-à-dire le type de coupure qu'elle engendre au niveau des protéines qu'elle cible. Utilisant une technologie de pointe qui exploite la propriété des bactériophages à se répliquer dans les bactéries à l'infini, des dizaines de millions de combinaisons protéiques aléatoires ont été présentées à hK14, qui a pu sélectionner celles qui lui étaient favorables pour la coupure. Cette technique qualitative porte le nom de Phage Display Substrate. Une fois la sélection réalisée, il fallait transférer ces séquences coupées ou substrats dans un système permettant de donner une valeur quantitative à l'efficacité de coupure. Pour cela nous avons développé une technologie qui permet d'évaluer cette efficacité en utilisant des protéines fluorescentes de méduse, modifiées génétiquement, dont l'excitation de la première (CFP : cyan fluorescent protein) par la lumière à une certaine longue d'onde permet le transfert d'énergie à la seconde (YFP : yellow fluorescent protein), via un substrat qui les lie. Pour que ce transfert d'énergie se produise, il faut que les deux protéines fluorescentes soient proches, comme c'est le cas lorsqu'elles sont liées par un substrat. La coupure de ce lien provoque un changement de transfert d'énergie qui est quantifiable en utilisant un spectrofluoromètre. Cette technologie permet donc de suivre la réaction d'hydrolyse (coupure) des protéases. Afin de poursuivre certaines expériences permettant de mieux comprendre la fonction biologique d'hK14 ainsi que son éventuelle implication dans le cancer, nous avons développé des inhibiteurs spécifiques d'hK14. Les séquences qui on été le plus efficacement coupées par hK14 ont été utilisées pour transformer deux types d'inhibiteurs classiques, qui circulent dans notre sang, en inhibiteurs d'hK14 hautement efficaces et spécifiques. Selon les résultats obtenus in vitro, ils pourront être évalués in vivo en tant que traitement potentiel contre le cancer. RESUME Les protéases sont des enzymes impliquées dans des processus physiologiques mais aussi parfois pathologiques. La famille des kallicréines tissulaires humaines représente le plus grand groupe de protéases humaines, dont plusieurs pourraient participer au développement de certaines maladies. D'autre part, ces protéases sont apparues comme des marqueurs de pathogénicité potentiels, notamment dans les cas de cancers hormono-dépendants. La kallicréine humaine 14 a été récemment découverte et son implication dans quelques maladies, particulièrement dans le cas de tumeurs, semble probable. En effet, son expression génique est augmentée au niveau des tissus cancéreux de la prostate et du sein et son expression protéique s'est révélée plus élevée dans le sérum de patientes atteintes d'un cancer du sein ou des ovaires. Cependant, comme c'est le cas pour la plupart des kallicréines, sa fonction est encore inconnue. Afin de mieux connaître son rôle biologique et/ou pathologique, nous avons décidé de caractériser son activité enzymatique. Nous avons tout d'abord mis au point un système de substrats entièrement biologique permettant d'étudier in vitro l'activité des protéases. Ce système est basé sur le phénomène de FRET, à savoir le transfert d'énergie de résonance fluorescente qui intervient entre deux molécules fluorescentes voisines si le spectre d'émission de la protéine donneuse chevauche le spectre d'excitation de la protéine receveuse. Nous avons fusionné de manière covalente une protéine fluorescente bleue (CFP) et une jaune (YFP) en les liant avec diverses séquences. Par clivage de la séquence de liaison, une perte du transfert d'énergie peut être mesurée par un spectrofluoromètre. Cette technologie représente un moyen facile de suivre la réaction d'hydrolyse des protéases. Les conditions optimales de production de ces substrats CFP-YFP ont été déterminées, de même que les paramètres pouvant éventuellement influencer le FRET. Ce système possède une grande résistance à la protéolyse non spécifique et est applicable à un grand nombre de protéase. Contrairement aux substrats fluorogéniques, il permet d'étudier les acides aminés se trouvant des deux côtés du site de clivage. Ce système étant entièrement biologique, il est le reflet des interactions protéine-protéine et représente un outil biologique facile, bon marché et rapide pour caractériser les protéases. Dans un premier temps, hK14 a été mise en présence d' une banque de haute diversité de pentapeptides aléatoires présentée à la surface de phages afin d'identifier des substrats spécifiques. Ensuite, le système CFP-YFP a été employé pour trier les peptides sélectionnés afin d'identifier les séquences de substrats les plus sensibles et spécifiques pour hK14. Nous avons montré, qu'en plus de sa prévisible activité de type trypsine, hK14 possède aussi une très surprenante activité de type chymotrypsine. Les séquences les plus sensibles ont été choisies pour cribler la banque de donnée Swissprot, permettant ainsi l'identification de 6 substrats protéiques humains potentiels pour hK14. Trois d'entre eux, la laminine α-5, le collagène IV et la matriline-4, qui sont des composants de la matrice extracellulaire, ont démontré une grande susceptibilité à l'hydrolyse par hK14. De plus, la séparation éléctrophorétique a montré que la dégradation de la laminine α-5 et de la matriline-4 par hK14 devait se produire aux sites identifiés par la technologie du phage display. Pour terminer, nous avons transformé, par mutagenèse dirigée, deux serpines (inhibiteurs de protéases de type sérine) connues, AAT et ACT (alpha anti-trypsine et alpha anti-chymotrypsine), qui inhibent un vaste éventail d'enzymes humaines en inhibiteurs d'hK14 hautement efficaces et spécifiques. Ces inhibiteurs pourront être utilisés d'une part pour poursuivre certaines expériences permettant de mieux comprendre l'implication d'hK14 dans des voies physiologiques ou dans le cancer et d'autre part pour les évaluer in vivo en tant que traitement potentiel contre le cancer. SUMMARY Proteases consist of enzymes involved in physiological events, but also, in case of dysregulation, in pathogenicity. The human tissue kallikrein family represents the largest human protease cluster and includes several members that either could participate in the course of certain diseases or emerged as potential biological markers, especially in hormone dependent cancers. The human kallikrein 14 has been recently discovered and suggested implications in some disorders, particularly in tumors since its gene expression is up-regulated in prostate and breast cancer tissues and its protein expression increased in the serum of patients with breast and ovarian cancers. However, like most kallikreins, its function remains unknown. To better understand hK14 biological and/or pathological role, we decided to characterize its enzymatic activity. First of all, we developped a biological system suitable for in vitro study of protease activity. This system is based on the so-called FRET phenomenon, that is the Fluorescence Resonance Energy Transfer that occurs between two nearby fluorescent proteins if the emission spectrum of the donor overlaps the excitation spectrum of the acceptor. We fused covalently a cyan fluorescent protein (CFP) and a yellow fluorescent protein (YFP) with diverses sequences. Upon cleavage of the linker sequence by protease, the loss of energy transfer can be measured by a spectrofluorometer allowing an easy following of hydrolysis reaction. The optimal conditions to produce in bacterial system these CFP-YFP substrates were determined as well as the parameters that could eventually influence the FRET. This system demonstrated a high degree of resistance to non-specific proteolysis and applicability to various conditions corresponding to a great number of existing proteases. Other avantages are the possibility to study the amino acids located both sides of the cleavage site as well as the interest to work in a full biological system reflecting protein-protein interaction. A phage substrate library with exhaustive diversity was used prior to CFP-substrate-YFP system to isolate specific human kallikrein 14 substrates. After that the CFP-YFP system was used to sort peptides and identify highly sensitive and specific substrate sequences for hK14. We showed that besides its predictable trypsin-like activity, hK14 also possesses a surprising chymotrypsin-like activity. The screening of the Swissprot database was achieved with the most sensitive sequences and allowed the identification of 6 potential human protein substrates for hK14. Three of them, laminin α-5, collagen IV and matrilin-4, which are components of the extracellular matrix were incubated with hK14, by which they were efficiently hydrolyzed. Moreover, electrophoretic separation revealed that degradation of laminin α-5 and matrilin-4 by hK14 generated fragments with identical molecular size than the predicted N-terminal fragments that would result from hK14 specific cleavage, proving the value of phage display substrate to identify potential substrates. Finally, with site-directed mutagenesis, we transformed two well-known serpins (serine protease inhibitors), AAT and ACT (alpha anti-trypsin and alpha anti-chymotrypsin), which inhibit a vast spectrum of human enzymes into highly efficient and specific hK14 inhibitors. These inhibitors will be used to pursue experiments that could help understand hK14 implication in physiological pathways as well as in cancer biology and also to perform their in vivo evalution as potential cancer treatment.

Arqueología de la producción agrícola. Aplicación de técnicas de análisis estadístico y geocomputacional a un caso de estudio del IV-II milenio ANE en la Cuenca del Río Grande (Perú)

Muchas investigaciones arqueobotánicas, desde un enfoque cualitativo-descriptivo, limitan el propio campo de estudio a los análisis de presencia/ausencia y/o de frecuencia de taxones a partir de su recuento en los conjuntos vegetales. De esa manera, los datos proporcionados resultan ser inconcluyentes y no fiables para la reconstrucción del paleoambiente, la determinación de la dieta alimenticia y de la práctica económica realizada (recolección VS agricultura), y totalmente insuficientes para determinar los cambios históricos ocurridos en los procesos productivos. Por lo que concierne el Perú, desde los primeros estudios con referencia a restos vegetales recuperados en yacimientos arqueológicos, principalmente de la costa, se documenta el importante papel que han desarrollado las especies vegetales en la vida de las comunidades pre-hispánicas. No obstante la excepcional abundancia y óptima preservación de este tipo de material (botánico) en muchos de los yacimientos arqueológicos de esta región, gracias a las extremas condiciones climáticas y ambientales sobre todo de sus áridas zonas costeras, los estudios arqueobotánicos desarrollados hasta el momento son muy escasos y las limitaciones análiticas que presentan en su mayoría reflejan la poca importancia dada a las investigaciones arqueobotánicas. En el presente trabajo desarrollamos y aplicamos una metodología analítica de tipo cuantitativa para el estudio de los macrorestos vegetales procedentes de un yacimiento de la Costa sur del Perú. Con ello pretendemos obtener datos representativos y objetivos de los conjuntos analizados, cuyo procesado lleve a una exhaustiva y correcta interpretación de la información.

Impact of Balanced or Unbalanced Karyotype At Diagnosis On Prognosis of CML: Long-Term Observation From 1346 Patients of the Randomized CML Study IV

Introduction: Acquired genetic instability in chronic myeloid leukemia (CML) as a consequence of the translocation t(9;22)(q34;q11) and the resulting BCR-ABL fusion causes the continuous acquisition of additional chromosomal aberrations and mutations and thereby progression to accelerated phase (AP) and blast crisis (BC). At least 10% of patients in chronic phase (CP) CML show additional alterations at diagnosis. This proportion rises during the course of the disease up to 80% in BC. Acquisition of chromosomal changes during treatment is considered as a poor prognostic indicator, whereas the impact of chromosomal aberrations at diagnosis depends on their type. Patients with major route additional chromosomal alterations (major ACA: +8, i(17)(q10), +19, +der(22)t(9;22)(q34;q11) have a worse outcome whereas patients with minor route ACA show no difference in overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) compared to patients with the standard translocation, a variant translocation or the loss of the Y chromosome (Fabarius et al., Blood 2011). However, the impact of balanced vs. unbalanced (gains or losses of chromosomes or chromosomal material) karyotypes at diagnosis on prognosis of CML is not clear yet. Patients and methods: Clinical and cytogenetic data of 1346 evaluable out of 1544 patients with Philadelphia and BCR-ABL positive CP CML randomized until December 2011 to the German CML-Study IV, a randomized 5-arm trial to optimize imatinib therapy by combination, or dose escalation and stem cell transplantation were investigated. There were 540 females (40%) and 806 males (60%). Median age was 53 years (range, 16-88). The impact of additional cytogenetic aberrations in combination with an unbalanced or balanced karyotype at diagnosis on time to complete cytogenetic and major molecular remission (CCR, MMR), PFS and OS was investigated. Results: At diagnosis 1174/1346 patients (87%) had the standard t(9;22)(q34;q11) only and 75 patients (6%) had a variant t(v;22). In 64 of 75 patients with t(v;22), only one further chromosome was involved in the translocation; In 8 patients two, in 2 patients three, and in one patient four further chromosomes were involved. Ninety seven patients (7%) had additional cytogenetic aberrations. Of these, 44 patients (3%) lacked the Y chromosome (-Y) and 53 patients (4%) had major or minor ACA. Thirty six of the 53 patients (2.7%) had an unbalanced karyotype (including all patients with major route ACA and patients with other unbalanced alterations like -X, del(1)(q21), del(5)(q11q14), +10, t(15;17)(p10;p10), -21), and 17 (1.3%) a balanced karyotype with reciprocal translocations [e.g. t(1;21); t(2;16); t(3;12); t(4;6); t(5;8); t(15;20)]. After a median observation time of 5.6 years for patients with t(9;22), t(v;22), -Y, balanced and unbalanced karyotype with ACA median times to CCR were 1.05, 1.05, 1.03, 2.58 and 1.51 years, to MMR 1.31, 1.51, 1.65, 2.97 and 2.07 years. Time to CCR and MMR was longer in patients with balanced karyotypes (data statistically not significant). 5-year PFS was 89%, 78%, 87%, 94% and 69% and 5-year OS 91%, 87%, 89%, 100% and 73%, respectively. In CML patients with unbalanced karyotype PFS (p<0.001) and OS (p<0.001) were shorter than in patients with standard translocation (or balanced karyotype; p<0.04 and p<0.07, respectively). Conclusion: We conclude that the prognostic impact of additional cytogenetic alterations at diagnosis of CML is heterogeneous and consideration of their types may be important. Not only patients with major route ACA at diagnosis of CML but also patients with unbalanced karyotypes identify a group of patients with shorter PFS and OS as compared to all other patients. Therefore, different therapeutic options such as intensive therapy with the most potent tyrosine kinase inhibitors or stem cell transplantation are required.

Extracellular matrix formation after transplantation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes.

Transplantation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes (hESC-CM) for cardiac regeneration is hampered by the formation of fibrotic tissue around the grafts, preventing electrophysiological coupling. Investigating this process, we found that: (1) beating hESC-CM in vitro are embedded in collagens, laminin and fibronectin, which they bind via appropriate integrins; (2) after transplantation into the mouse heart, hESC-CM continue to secrete collagen IV, XVIII and fibronectin; (3) integrin expression on hESC-CM largely matches the matrix type they encounter or secrete in vivo; (4) co-transplantation of hESC-derived endothelial cells and/or cardiac progenitors with hESC-CM results in the formation of functional capillaries; and (5) transplanted hESC-CM survive and mature in vivo for at least 24 weeks. These results form the basis of future developments aiming to reduce the adverse fibrotic reaction that currently complicates cell-based therapies for cardiac disease, and to provide an additional clue towards successful engraftment of cardiomyocytes by co-transplanting endothelial cells.

Pi*-pi* bonding interactions generated by halogen oxidation of zirconium(IV) redox-active ligand complexes.

The new complex, [Zr(pda)2]n (1, pda2- = N,N'-bis(neo-pentyl)-ortho-phenylenediamide, n = 1 or 2), prepared by the reaction of 2 equiv of pdaLi2 with ZrCl4, reacts rapidly with halogen oxidants to afford the new product ZrX2(disq)2 (3, X = Cl, Br, I; disq- = N,N'-bis(neo-pentyl)-ortho-diiminosemiquinonate) in which each redox-active ligand has been oxidized by one electron. The oxidation products 3a-c have been structurally characterized and display an unusual parallel stacked arrangement of the disq- ligands in the solid state, with a separation of approximately 3 A. Density functional calculations show a bonding-type interaction between the SOMOs of the disq- ligands to form a unique HOMO while the antibonding linear combination forms a unique LUMO. This orbital configuration leads to a closed-shell-singlet ground-state electron configuration (S = 0). Temperature-dependent magnetism measurements indicate a low-lying triplet excited state at approximately 750 cm-1. In solution, 3a-c show strong disq--based absorption bands that are invariant across the halide series. Taken together these spectroscopic measurements provide experimental values for the one- and two-electron energies that characterize the pi-stacked bonding interaction between the two disq- ligands.

Aqueous dynamic and histological findings after deep sclerectomy with collagen implant in an animal model.

AIM: The use of an animal model to study the aqueous dynamic and the histological findings after deep sclerectomy with (DSCI) and without collagen implant. METHODS: Deep sclerectomy was performed on rabbits' eyes. Eyes were randomly assigned to receive collagen implants. Measurements of intraocular pressure (IOP) and aqueous outflow facility using the constant pressure method through cannulation of the anterior chamber were performed. The system was filled with BSS and cationised ferritin. Histological assessment of the operative site was performed. Sections were stained with haematoxylin and eosin and with Prussian blue. Aqueous drainage vessels were identified by the reaction between ferritin and Prussian blue. All eyes were coded so that the investigator was blind to the type of surgery until the evaluation was completed. RESULTS: A significant decrease in IOP (p<0.05) was observed during the first 6 weeks after DSCI (mean IOP was 13.07 (2.95) mm Hg preoperatively and 9.08 (2.25) mm Hg at 6 weeks); DS without collagen implant revealed a significant decrease in IOP at weeks 4 and 8 after surgery (mean IOP 12.57 (3.52) mm Hg preoperatively, 9.45 (3.38) mm Hg at 4 weeks, and 9.22 (3.39) mm Hg at 8 weeks). Outflow facility was significantly increased throughout the 9 months of follow up in both DSCI and DS groups (p<0.05). The preoperative outflow facility (OF) was 0.15 (0.02) micro l/min/mm Hg. At 9 months, OF was 0.52 (0.28) microl/min/mm Hg and 0.46 (0.07) micro l/min/mm Hg for DSCI and DS respectively. Light microscopy studies showed the appearance of new aqueous drainage vessels in the sclera adjacent to the dissection site in DSCI and DS and the apparition of spindle cells lining the collagen implant in DSCI after 2 months. CONCLUSION: A significant IOP decrease was observed during the first weeks after DSCI and DS. DS with or without collagen implant provided a significant increase in outflow facility throughout the 9 months of follow up. This might be partly explained by new drainage vessels in the sclera surrounding the operated site. Microscopic studies revealed the appearance of spindle cells lining the collagen implant in DSCI after 2 months.

Promoter IV of the class II transactivator gene is essential for positive selection of CD4+ T cells.

Major histocompatibility complex class II (MHCII) expression is regulated by the transcriptional coactivator CIITA. Positive selection of CD4(+) T cells is abrogated in mice lacking one of the promoters (pIV) of the Mhc2ta gene. This is entirely due to the absence of MHCII expression in thymic epithelia, as demonstrated by bone marrow transfer experiments between wild-type and pIV(-/-) mice. Medullary thymic epithelial cells (mTECs) are also MHCII(-) in pIV(-/-) mice. Bone marrow-derived, professional antigen-presenting cells (APCs) retain normal MHCII expression in pIV(-/-) mice, including those believed to mediate negative selection in the thymic medulla. Endogenous retroviruses thus retain their ability to sustain negative selection of the residual CD4(+) thymocytes in pIV(-/-) mice. Interestingly, the passive acquisition of MHCII molecules by thymocytes is abrogated in pIV(-/-) mice. This identifies thymic epithelial cells as the source of this passive transfer. In peripheral lymphoid organs, the CD4(+) T-cell population of pIV(-/-) mice is quantitatively and qualitatively comparable to that of MHCII-deficient mice. It comprises a high proportion of CD1-restricted natural killer T cells, which results in a bias of the V beta repertoire of the residual CD4(+) T-cell population. We have also addressed the identity of the signal that sustains pIV expression in cortical epithelia. We found that the Jak/STAT pathways activated by the common gamma chain (CD132) or common beta chain (CDw131) cytokine receptors are not required for MHCII expression in thymic cortical epithelia.

Biological activity of ectodysplasin A is conditioned by its collagen and heparan sulfate proteoglycan-binding domains.

Mutations in the TNF family ligand EDA1 cause X-linked hypohidrotic ectodermal dysplasia (XLHED), a condition characterized by defective development of skin appendages. The EDA1 protein displays a proteolytic processing site responsible for its conversion to a soluble form, a collagen domain, and a trimeric TNF homology domain (THD) that binds the receptor EDAR. In-frame deletions in the collagen domain reduced the thermal stability of EDA1. Removal of the collagen domain decreased its activity about 100-fold, as measured with natural and engineered EDA1-responsive cell lines. The collagen domain could be functionally replaced by multimerization domains or by cross-linking antibodies, suggesting that it functions as an oligomerization unit. Surprisingly, mature soluble EDA1 containing the collagen domain was poorly active when administered in newborn, EDA-deficient (Tabby) mice. This was due to a short stretch of basic amino acids located at the N terminus of the collagen domain that confers EDA1 with proteoglycan binding ability. In contrast to wild-type EDA1, EDA1 with mutations in this basic sequence was a potent inducer of tail hair development in vivo. Thus, the collagen domain activates EDA1 by multimerization, whereas the proteoglycan-binding domain may restrict the distribution of endogeneous EDA1 in vivo.

Calmodulin-dependent protein kinase IV during T-cell development.

In a primary cell culture system of fetal rat brain, the calmodulin-dependent protein-kinase IV (CaMKIV) could be induced by the thyroid hormone T3 in a time- and concentration-dependent manner, provided the tissue was excised not later than day 15 of gestation (E15) (Krebs et al., J. Biol. Chem. 271, 11055, 1996). We report here that in the fetal thymus CaMKIV could not be detected earlier than day 16 of gestation and that the expression of this enzyme was fully upregulated at day 18. In mouse fetal thymus organ culture (FTOC) of day 14 embryonic thymus, CaMKIV could not be detected, even after several days of culture if a minimal culture medium lacking fetal calf serum was used. However, after addition of fetal calf serum to the culture medium the expression of CaMKIV could be specifically induced. Furthermore, it could also be shown that during T-cell development in the adult murine thymus the expression of CaMKIV was tightly regulated. Taken together, these results demonstrate that the expression of CaMKIV, an enzyme involved in the regulation of Ca(2+)-dependent gene expression, is itself under stringent regulatory control during tissue development.

Long-lasting antidiabetic effect of a dipeptidyl peptidase IV-resistant analog of glucagon-like peptide-1.

Glucagon-like peptide-1(7-37) (GLP-1) is the most potent insulinotropic hormone characterized thus far. Because its activity is preserved in non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM) patients, it is considered a potential new drug for the treatment of this disease. One limitation in its therapeutic use is a short half-life in vivo (5 minutes), due in part to a fast degradation by the endoprotease dipeptidylpeptidase IV (DPPIV). Recently, it was reported that GLP-1 became resistant to DPPIV when the alanine residue at position 8 was replaced by a glycine (GLP-1-Gly8). We report here that this change slightly decreased the affinity of the peptide for its receptor (IC50, 0.41 +/- 0.14 and 1.39 +/- 0.61 nmol/L for GLP-1 and GLP-1-Gly8, respectively) but did not change the efficiency to stimulate accumulation of intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) (EC50, 0.25 +/- 0.05 and 0.36 +/- 0.06 nmol/L for GLP-1 and GLP-1-Gly8, respectively). Second, we demonstrate for the first time that this mutant has an improved insulinotropic activity compared with the wild-type peptide when tested in vivo in an animal model of diabetes. A single injection of 0.1 nmol GLP-1-Gly8 in diabetic mice fed a high-fat diet can correct fasting hyperglycemia and glucose intolerance for several hours, whereas the activity of 1 nmol GLP-1 vanishes a few minutes after injection. These actions were correlated with increased insulin and decreased glucagon levels. Interestingly, normoglycemia was maintained over a period that was longer than the predicted peptide half-life, suggesting a yet undescribed long-term effect of GLP-1-Gly8. GLP-1-Gly8 thus has a markedly improved therapeutic potential compared with GLP-1, since it can be used at much lower doses and with a more flexible schedule of administration.

BMP-2 and TGF-beta1 differentially control expression of type II procollagen and alpha 10 and alpha 11 integrins in mouse chondrocytes.

Bone morphogenetic protein (BMP)-2 and transforming growth factor (TGF)-beta1 are multifunctional cytokines both proposed as stimulants for cartilage repair. Thus it is crucial to closely examine and compare their effects on the expression of key markers of the chondrocyte phenotype, at the gene and protein level. In this study, the expression of alpha 10 and alpha 11 integrin subunits and the IIA/IIB spliced forms of type II procollagen have been monitored for the first time in parallel in the same in vitro model of mouse chondrocyte dedifferentiation/redifferentiation. We demonstrated that TGF-beta1 stimulates the expression of the non-chondrogenic form of type II procollagen, IIA isoform, and of a marker of mesenchymal tissues, i.e. the alpha 11 integrin subunit. On the contrary, BMP-2 stimulates the cartilage-specific form of type II procollagen, IIB isoform, and a specific marker of chondrocytes, i.e. the alpha 10 integrin subunit. Collectively, our results demonstrate that BMP-2 has a better capability than TGF-beta1 to stimulate chondrocyte redifferentiation and reveal that the relative expressions of type IIB to type IIA procollagens and alpha 10 to alpha 11 integrin subunits are good markers to define the differentiation state of chondrocytes. In addition, adenoviral expression of Smad6, an inhibitor of BMP canonical Smad signaling, did not affect expression of total type II procollagen or the ratio of type IIA and type IIB isoforms in mouse chondrocytes exposed to BMP-2. This result strongly suggests that signaling pathways other than Smad proteins are involved in the effect of BMP-2 on type II procollagen expression.

Ten years follow-up after deep sclerectomy with collagen implant

RAPPORT DE SYNTHESE : BUT : Le but de ce sujet de recherche est d'évaluer le taux de succès et les complications à long terme de la sclérectomie profonde non pénétrante avec implant de collagène (SPIC) chez les patients atteints de glaucome à angle ouvert. METODES ET PATIENTS : Il s'agit d'une étude clinique, prospective, monocentrique, non-randomisée, effectuée sur 105 patients atteints d'un glaucome à angle ouvert médicalement non-contrôlé. Ces patients ont tous bénéficiés d'une SPIC, effectuée selon le geste chirurgicale standard (technique décrite dans l'article). Dans le cadre de cette étude, nous avons effectué un bilan ophtalmologique complet avant l'acte chirurgical puis un suivi postopératoire à 1 et 7 jours ; 1,2,3,6,9,12 mois et ensuite tous les 6 mois durant les dix années suivantes. RESULTATS : Le suivit moyen de cette étude s'étend sur 101.5 ± 43.1, [3-144] mois (moyenne ± écart type, [étendue]). La pression intraoculaire (PIO) préopératoire était élevée à 26.8 ± 7.7, (14-52] mmHg, et l'acuité visuelle corrigée à 0.71 ± 0.33, [0.02-1.5]. Au terme des dix années après le traitement chirurgical, le nombre de patients suivit était de 52 avec une pression intraoculaire abaissée à 12.2 ± 4.7, [6-20] mmHg et une acuité visuelle corrigée de 0.63 ± 0.34, [0.01-1.2]. Le nombre de médicaments par patient a diminué de 2.3 ± 0.7, [ 1-4] à 1.3 ± 1.1, [0-3]. Dix ans après la SPIC, une pression intraoculaire <_ 21 mmHg sans médicaments (succès complet) était obtenue chez 47.7 % des patients et 89 % avec ou sans traitement médicamenteux (succès relatif). Les gestes postopératoires additionnels par gonioponcture ont été effectués sur 61 yeux (59.8%) et les injections sous-conjonctival de 5-fluorouracil ont été pratiquées sur 25 yeux dont 5 incluant un needling. CONCLUSIONS : Le suivit à long terme sur une période de dix ans, démontre que la sclérectomie profonde avec implant de collagène (SPIC) est efficace dans le contrôle de la pression intraoculaire et présente peu de complications postopératoires.

L'implication des cellules de type cellules souches cancéreuses dans la résistance aux drogues du neuroblastome

Le neuroblastome (NB), tumeur spécifique de l'enfant, se situe au second rang en terme de¦fréquence des tumeurs solides dans la population pédiatrique (1). Il dérive des cellules¦primitives de la crête neurale, une population de cellules embryonnaires dotées d'une¦capacité de différentiation en une panoplie de tissus très variés, dont le système nerveux¦sympathique (2). Cette origine explique la très grande hétérogénéité du NB, tant du point de¦vue biologique que clinique (3). Malgré un traitement intensif et multimodal (chirurgie,¦chimiothérapie à haute dose, greffe de moelle osseuse et immunothérapie), seuls 30 % des¦patients de haut risque (stade IV) survivent sans rechute. La forte résistance du¦neuroblastome de haut grade aux diverses thérapies est une des causes probable du¦pronostic sombre de cette tumeur. Les thérapies actuelles étant insuffisamment efficaces, il¦est primordial de comprendre les mécanismes impliqués dans le processus de résistance¦afin d'élaborer de nouveaux traitements, mieux ciblés, capables de contrer toute résistance¦(4).¦Il a été démontré que certains cancers, tels que les tumeurs du poumon, du sein, de la¦prostate ou du colon, possédaient des cellules souches cancéreuses (CSCs) (5). Ces¦dernières, définies comme étant une petite sous-population de cellules malignes, jouent un¦rôle prépondérant dans l'initiation et la progression tumorale. Elles partagent certaines¦propriétés avec les cellules souches physiologiques, telles que la capacité d'autorenouvellement,¦un potentiel de prolifération indéfini, une dépendance à un¦microenvironnement spécifique, une faculté de pluripotence et une résistance accrue aux¦drogues (6). Ce modèle de CSCs a également été étudié pour le NB (7), permettant ainsi¦d'avancer l'hypothèse selon laquelle cette population de CSCs serait responsable de la¦résistance aux chimiothérapies des cellules tumorales du NB.¦Afin de tenter d'éclaircir le caractère résistant aux drogues des CSCs du NB, nous avons¦sélectionné des sous-populations cellulaires résistantes, en traitant par divers agents¦cytotoxiques (cisplatine, doxorubicine, rapamycine et vincristine) cinq lignées différentes de¦neuroblastes. Dans le but d'établir un potentiel enrichissement en CSCs au sein de ces¦sous-populations par rapport aux populations contrôles non traitées, nous avons testé leurs¦fonctions d'auto-renouvellement et de clonogénicité. Ces propriétés ont été respectivement¦mises en évidence par la capacité des cellules à former des sphères de plusieurs¦générations dans des conditions de culture inhibant l'adhésion cellulaire et par la mesure de¦la croissance cellulaire en milieu semi-solide (soft agar assay). Une analyse d'expression¦génique effectuée préalablement par microarray (Human Genome U133Plus 2.0 Affymetrix¦GeneChip oligonucleotide) dans le laboratoire avait révélé une liste de gènes surexprimés¦dans les CSCs, dont fait partie mdr1 (8). Ce gène code la protéine de transport Pgp (Pglycoprotein),¦impliquée dans le mécanisme de résistance (9,10). Une étude par cytométrie¦en flux de l'expression de MDR1 dans nos diverses populations a également été réalisée¦afin de mettre en évidence une potentielle surexpression de ce gène au sein des cellules¦résistantes aux chimiothérapies.

Evaluation des résultats du traitement chirurgical des luxations acromio-claviculaires de type III selon un score cinématique

Introduction : Le traitement des entorses acromio-claviculaires (AC) est aujourd'hui encore controversé. Les luxations AC avec lésion du fascia delto-trapézoidale (grade IV, V et VI) sont généralement traitées par une chirurgie de stabilisation. A l'inverse les entorses sans luxation de la clavicule (grade I et II) sont traitées conservativement avec de bons résultats. Il reste une interrogation concernant le traitement des luxations AC sans lésion du fascia delto-trapézoidale (grade III). Le but de notre étude est d'évaluer les résultats du traitement chirurgical des entorses AC de grade III selon un score cinématique. Matériel et Méthode : 30 patients avec une entorse AC de grade III ont été opérés d'une stabilisation de la clavicule entre 2003 et 2011 par le service d'Orthopédie et traumatologie du CHUV. Tous ont été cliniquement évalués selon le score de Constant. L'évaluation cinématique a été effectuée à l'aide d'un iPod touch, fixé sur l'humérus. Cet outil de mesure, décrit et validé par l'EPFL, prend en considération l'accélération et la vitesse angulaire du membre supérieur pour 7 différents mouvements des deux bras. L'évaluation cinématique a été effectuée en comparant le côté opéré par rapport au côté sain selon 2 scores (RAV et P) provenant de ces variables. Les scores RAV et P sont calculés par l'application installée sur l'iPod touch, ils sont donnés en pourcentage par rapport à l'épaule saine. Nous avons défini un score de Constant relatif de plus de 60 et un score cinématique de plus de 75% comme satisfaisant. Résultats : Nous avons revus dix patients avec un recul moyen de 36 mois (6 à 72 mois) d'un âge moyen de 42 ans (27 à 62 ans). Le score de Constant moyen est de 75.9 ± 21.7. Le score P moyen est de 89.3% ± 23.4 et le score RAV moyen est de 91.8% ± 15.8 (tab.1). Quatre sujets obtiennent un excellent score de Constant pour le bras opéré, 2 sujets obtiennent un bon score et un sujet obtient un score moyen, tandis que 3 sujets obtiennent un mauvais score. Huit patients obtiennent un score cinématique satisfaisant alors que nous observons 2 résultats non satisfaisants. Les mauvais résultats tant cliniques que cinématiques ont été observés chez des patients travailleurs de force, nécessitant d'effectuer des mouvements de l'épaule au-dessus du niveau du buste. Discussion et Conclusion : Sur la base d'une évaluation clinique et cinématique, le traitement chirugical des entorses AC de grade III donne des résultats satisfaisants. Notre étude ne comportant pas de groupe contrôle et notre série étant non homogène, avec un nombre limité de sujet, nous ne pouvons conclure que le traitement chirurgical est le traitement le mieux adapté aux patients avec une entorse acromio-claviculaires de type III. Nous recommandons toutefois un traitement chirugical chez les patients actifs, et les patients exerçant un métier avec nécessité de mobilisation de l'épaule au dessus du buste. Un travail manuel lourd représente un facteur de mauvais pronostic.