Estimation of the diagnostic accuracy of the glyco-C and US9 gene-based polymerase chain reaction technique for the detection of bovine Herpesvirus type 5 DNA in decomposed brain suspension from a slaughter house using Bayesian analysis, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A Phase I clinical trial of lodenafil carbonate, a new phosphodiesterase Type 5 (PDE5) inhibitor, in healthy male volunteers

Lodenafil carbonate is a new phosphodiesterase Type 5 (PDE5) inhibitor used in treatment of erectile dysfunction. Objective: The present study was conducted to evaluate the safety, tolerability, and pharmacokinetics of lodenafil carbonate after administering ascending (1 - 100 mg) single oral doses to healthy male volunteers (n = 33). Methods: The study was an open-label, dose-escalation, Phase I clinical trial involving the administration of single oral doses of lodenafil carbonate. Lodenafil carbonate was administered sequentially, escalating in single doses of 1 mg - 100 mg with a washout period of at least 1 week between each dose. The progression to the next dose was allowed after clinical and laboratory exams, Ambulatory Monitoring of Arterial Pressure (AMAP) without relevant clinical modifications and adverse events without clinical relevancy. Blood samples were collected at pre-dose, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 20 and 24 h post-dosing. Plasma samples for measurement of lodenafil carbonate and lodenafil were analyzed by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Results: No serious adverse events were observed, and none of the subjects discontinued the study due to intolerance. The AMAP measurements, clinical and laboratory exams and ECG revealed no significant changes even at higher doses. Lodenafil carbonate was not detected in any samples, indicating that it acts as a prodrug. The mean lodenafil pharmacokinetic parameters for t(max) and t(1/2) were 1.6 (+/- 0.4) h and 3.3 (+/- 1.1) h, respectively. This study demonstrated that lodenafil carbonate was well tolerated and showed a good safety profile in healthy male volunteers.

Mechanism of anti-tumor activity of adenovirus type 5 E1A in ovarian cancer

The adenovirus type 5 E1A gene was originally developed as a gene therapy to inhibit tumorigenicity of HER-2-overexpressing cells by transcriptional downregulation of HER-2. Our goal is to improve the overall efficacy of E1A gene therapy. To achieve this goal, we have conducted two preclinical experiments. ^ First, we hypothesized that Bcl-2 overexpressing ovarian cancer is resistant to E1A gene therapy. This hypothesis is based on that the 19 kDa protein product of the adenoviral E1B gene which is homologous to Bcl-2 inhibits E1A-induced apoptosis. Treating high Bcl-2-xpressing cells with E1A in combination with an antisense oligonucleotide to Bcl-2 (Bcl-2-ASO) resulted in a significant decrease in cell viability due to an increased rate of apoptosis relative to cells treated with E1A alone. In an ovarian cancer xenograft model, mice implanted with low HER-2, high Bcl-2 cells, treated with E1A plus Bcl-2-ASO led to prolonged survival. Bcl-2 thus may serve as a predictive molecular marker enabling us to select patients with ovarian cancer who will benefit significantly from E1A gene therapy. ^ Second, we elucidated the molecular mechanism governing the anti-tumor effect of E1A in ovarian cancer to identify a more potent tumor suppressor gene. We identified PEA-15 (phospho-protein enriched in astrocytes) upregulated in E1A transfected low HER-2-expressing OVCAR-3 ovarian cancer cell, which showed decreased cell proliferation. PEA-15 moved ERK from the nucleus to the cytoplasm and inhibited ERK-dependent transcription and proliferation. Using small interfering RNA to knock down PEA-15 expression in OVCAR-3 cells made to constitutively express E1A resulted in accumulation of phosphoERK in the nucleus, an increase in Elk-1 activity, DNA synthesis, and anchorage-independent growth. PEA-15 also independently suppressed colony formation in some breast and ovarian cancer cell lines in which E1A is known to have anti-tumor activity. We conclude that the anti-tumor activity of E1A depends on PEA-15. ^ In summary, (1) Bcl-2 may serve as a predictive molecular marker of E1A gene therapy, allowing us to select patients and improve efficacy of E1A gene therapy. (2) PEA-15 was identified as a component of the molecular mechanism governing the anti-tumor activity of E1A in ovarian cancer, (3) PEA-15 may be developed as a novel therapeutic gene. ^

Axl -Gas6 signaling counteracts adenovirus type 5 E1A-mediated cell growth suppression and proapoptotic activity

The adenovirus type 5 E1A (abbreviated E1A) has previously been known as an immortalization oncogene because E1A is required for transforming oncogenes, such as ras and E1B, to transform cells in primary cultures. However, E1A has also been shown to downregulate the overexpression of the Her-2/neu oncogene, resulting in suppression of transformation and tumorigenesis induced by that oncogene. In addition, E1A is able to promote apoptosis induced by anticancer drugs, irradiation, and serum deprivation. Many tyrosine kinases, such as the EGF receptor, Her-2/Neu, Src, and Axl are known to play a role in oncogenic signals in transformed cells. To study the mechanism underlying the E1A-mediated tumor-suppressing function, we exploited a modified tyrosine kinase profile assay (Proc. Natl. Acad. Sci, 93, 5958–5962, 1996) to identify potential tyrosine kinases regulated by E1A. RT-PCR products were synthesized with two degenerate primers derived from the conserved motifs of various tyrosine kinases. A tyrosine kinase downregulated by E1A was identified as Axl by analyzing the Alu I-digested RT-PCR products. We isolated the DNA fragment of interest, and found that E1A negatively regulated the expression of the transforming receptor tyrosine kinase Axl at the transcriptional level. To study whether downregulation of the Axl receptor is involved in E1A-mediated growth suppression, we transfected axl cDNA into E1A-expressing cells (ip1-E1A) to establish cells that overexpressed Axl (ip1-E1A-Axl). The Axl ligand Gas6 triggered a greater mitogenic effect in these ip1-E1A-Axl cells than in the control cells ip1-E1A and protected the Axl-expressing cells from serum deprivation-induced apoptosis. Further study showed that Akt is required for Axl-Gas6 signaling to prevent ip1-E1A-Axl cells from serum deprivation-induced apoptosis. These results indicate that downregulation of the Axl receptor by E1A is involved in E1A-mediated growth suppression and E1A-induced apoptosis, and thereby contributes to E1A's anti-tumor activities. ^

Characterization of a replication-incompetent adenovirus type 5 mutant deleted for the preterminal protein gene

An adenovirus type 5 mutant deleted for the preterminal protein (pTP) gene was constructed using cell lines that express pTP. The pTP deletion mutant virus is incapable of replicating in the absence of complementation and does not express detectable levels of viral mRNAs that are expressed only after the onset of replication. Accumulation of early-region mRNAs, including that for E1A, exhibits a lag relative to that observed from the wild-type virus. However, E1A mRNA accumulation attains a steady-state level similar to the level of expression during the early phase of infection with the wild-type virus. In 293-pTP cells (human embryonic kidney cells that express pTP in addition to high levels of adenovirus E1A and E1B proteins), the pTP deletion mutant virus replicates efficiently and yields infectious titers within 5-fold of that of the wild-type virus. The deletion of 1.2 kb of pTP-encoding sequence increases the size of foreign DNA that can be introduced into the virus and, with an absolute block to replication, makes this virus an important tool for gene therapy.

The GTPase activating factor for transducin in rod photoreceptors is the complex between RGS9 and type 5 G protein β subunit

Proteins of the regulators of G protein signaling (RGS) family modulate the duration of intracellular signaling by stimulating the GTPase activity of G protein α subunits. It has been established that the ninth member of the RGS family (RGS9) participates in accelerating the GTPase activity of the photoreceptor-specific G protein, transducin. This process is essential for timely inactivation of the phototransduction cascade during the recovery from a photoresponse. Here we report that functionally active RGS9 from vertebrate photoreceptors exists as a tight complex with the long splice variant of the G protein β subunit (Gβ5L). RGS9 and Gβ5L also form a complex when coexpressed in cell culture. Our data are consistent with the recent observation that several RGS proteins, including RGS9, contain G protein γ-subunit like domain that can mediate their association with Gβ5 (Snow, B. E., Krumins, A. M., Brothers, G. M., Lee, S. F., Wall, M. A., Chung, S., Mangion, J., Arya, S., Gilman, A. G. & Siderovski, D. P. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 13307–13312). We report an example of such a complex whose cellular localization and function are clearly defined.

Role of 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase Type 5 in Breast Cancer Studied by Intracrinology

Dans cette thèse, je présente une étude (1) du rôle de la 17β-HSD5 dans la modulation des taux d’hormones et dans la prolifération, et l’impact de l’expression de la 17β-HSD5 sur d’autres protéines de BC cellules; (2) une étude comparative sur trois enzymes (17β-HSD1, 17β-HSD7 et 3α-HSD3) avec la provision de DHEA et ses substrats directes soit l’E1 ou la DHT. Les principaux résultats obtenus dans cette étude sont les suivants: (1) en utilisant l’ARN d’interférence de la 17β-HSD5, des immunodosages enzymatiques et des tests de prolifération de cellules démontrent que l’expression de la 17β-HSD5 est positivement corrélée à un niveau de T et de DHT dans les BCC, mais négativement corrélée pour l’E2 et la prolifération des cellules de BC (2) les analyses quantitatives de PCR en temps réel et de Western blot ont démontré que l’inhibition de l’expression de la 17β-HSD5 régule à la hausse l’expression de l’aromatase dans les cellules MCF-7. (3) L’analyse d’ELISA de la prostaglandine E2 a vérifié que l’expression accrue de l’aromatase a été modulée par des niveaux élevés de PGE2 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (4) Le test de cicatrisation a montré que l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5 favorise l’augmentation de la migration cellulaire. (5) L’expression du gène 17β-HSD5 dans des échantillons cliniques, à partir de l’analyse de base de données ONCOMINE, a montré que sa plus faible expression a été corrélée avec le statut de l’HER-2 et de la métastase de la tumeur. (6) Les données protéomiques révèlent également que des protéines impliquées dans les voies métaboliques sont fortement exprimées dans les cellules MCF-7 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (7) L’étude n’a démontré aucune différence dans la fonction biologique de la 17β-HSD1 et de la 17β-HSD7 lorsqu’elles sont cultivées avec différentes stéroïdes: tel que les niveaux de stéroides, la prolifération cellulaire et les protéines régulées. (8) Toutefois, la supplémentation du milieu de culture se révèle avoir un impact marqué sur l’étude de la 3α-HSD3. (9). Nous avons proposé que l’utilisation de la DHEA comme source d’hormone puisse entraîner une meilleure imitation des conditions physiologiques post-ménopausales en culture cellulaire selon l’intracrinologie.

Differences Between ""Classical"" Risk Factors for Infections Caused by Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Risk Factors for Nosocomial Bloodstream Infections Caused by Multiple Clones of the Staphylococcal Cassette Chromosome mec Type IV MRSA Strain

OBJECTIVE. To identify risk factors associated with nosocomial bloodstream infections caused by multiple clones of the staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) type IV strain of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). DESIGN. An unmatched case-control study (at a ratio of 1 : 2) performed during the period from October 2002 through September 2003. SETTING. A 2,000-bed tertiary care teaching hospital affiliated with the University of Sao Paulo in Sao Paulo, Brazil. METHODS. Case patients (n = 30) were defined either as patients who had a bloodstream infection due to SCCmec type IV strains of MRSA diagnosed at least 48 hours after hospital admission or as neonates with the infection who were born in the hospital. Control patients (n = 60) were defined as patients with SCCmec type III MRSA infection diagnosed at least 48 hours after hospital admission. Genes n = 60 encoding virulence factors were studied in the isolates recovered from case patients, and molecular typing of the SCCmec type IV MRSA isolates was also done by pulsed-field gel electrophoresis and multilocus sequence typing. RESULTS. In multivariate analysis, the following 3 variables were significantly associated with having a nosocomial bloodstream infection caused by SCCmec type IV strains of MRSA: an age of less than 1 year, less frequent use of a central venous catheter (odds ratio [OR], 0.07 [95% confidence interval {CI}, 0.02-0.28]; P = .001), and female sex. A second analysis was performed that excluded the case and Pp. 001 control patients from the neonatal unit, and, in multivariate analysis, the following variables were significantly associated with having a nosocomial bloodstream infection caused by SCCmec type IV strains of MRSA: less frequent use of a central venous catheter (OR, 0.12 [95% CI, 0.03-0.55]; P = .007), lower Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II score on admission (OR, 0.14 [95% CI, 0.03-0.61];), less frequent surgery (OR, 0.21 [95% CI, 0.06-0.83];), and female sex (OR, 5.70 [95% CI, 1.32-24.66]; P =.020). P = .009 Pp. 025 Pp). Of the 29 SCCmec type IV MRSA isolates recovered from case patients, none contained the Panton-Valentine leukocidin, gamma-hemolysin, enterotoxin B or C, or toxic shock syndrome toxin-1. All of the isolates contained genes for the LukE-LukD leukocidin and alpha-hemolysin. Genes for enterotoxin A were present in 1 isolate, and genes for beta-hemolysin were present in 3 isolates. CONCLUSIONS. ""Classical"" risk factors do not apply to patients infected with the SCCmec type IV strain of MRSA, which is an important cause of nosocomial bacteremia. This strain infects a patient population that is less ill and has had less frequent invasive procedures than a patient population infected with the multidrug-resistant strain of SCCmec type III MRSA. We found that virulence factors were rare and that Panton-Valentine leukocidin was absent. There were multiple clones of the SCCmec type IV strain in our hospital. Children under 1 year of age were at a higher risk. There was a predominant clone ( sequence type 5) in this patient population.

Phosphodiesterase-5 inhibition mimics intermittent reoxygenation and improves cardioprotection in the hypoxic myocardium.

Although chronic hypoxia is a claimed myocardial risk factor reducing tolerance to ischemia/reperfusion (I/R), intermittent reoxygenation has beneficial effects and enhances heart tolerance to I/R. AIM OF THE STUDY: To test the hypothesis that, by mimicking intermittent reoxygenation, selective inhibition of phosphodiesterase-5 activity improves ischemia tolerance during hypoxia. Adult male Sprague-Dawley rats were exposed to hypoxia for 15 days (10% O₂) and treated with placebo, sildenafil (1.4 mg/kg/day, i. p.), intermittent reoxygenation (1 h/day exposure to room air) or both. Controls were normoxic hearts. To assess tolerance to I/R all hearts were subjected to 30-min regional ischemia by left anterior descending coronary artery ligation followed by 3 h-reperfusion. Whereas hypoxia depressed tolerance to I/R, both sildenafil and intermittent reoxygenation reduced the infarct size without exhibiting cumulative effects. The changes in myocardial cGMP, apoptosis (DNA fragmentation), caspase-3 activity (alternative marker for cardiomyocyte apoptosis), eNOS phosphorylation and Akt activity paralleled the changes in cardioprotection. However, the level of plasma nitrates and nitrites was higher in the sildenafil+intermittent reoxygenation than sildenafil and intermittent reoxygenation groups, whereas total eNOS and Akt proteins were unchanged throughout. CONCLUSIONS: Sildenafil administration has the potential to mimic the cardioprotective effects led by intermittent reoxygenation, thereby opening the possibility to treat patients unable to be reoxygenated through a pharmacological modulation of NO-dependent mechanisms.

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 ^5;-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 ^5;-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 ^5;-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 ^5;-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.

Characterization of the ligand-binding site of the serotonin 5-HT3 receptor: the role of glutamate residues 97, 224, AND 235.

Ligand-gated ion channels of the Cys loop family are receptors for small amine-containing neurotransmitters. Charged amino acids are strongly conserved in the ligand-binding domain of these receptor proteins. To investigate the role of particular residues in ligand binding of the serotonin 5-HT3AS receptor (5-HT3R), glutamate amino acid residues at three different positions, Glu97, Glu224, and Glu235, in the extracellular N-terminal domain were substituted with aspartate and glutamine using site-directed mutagenesis. Wild type and mutant receptor proteins were expressed in HEK293 cells and analyzed by electrophysiology, radioligand binding, fluorescence measurements, and immunochemistry. A structural model of the ligand-binding domain of the 5-HT3R based on the acetylcholine binding protein revealed the position of the mutated amino acids. Our results demonstrate that mutations of Glu97, distant from the ligand-binding site, had little effect on the receptor, whereas mutations Glu224 and Glu235, close to the predicted binding site, are indeed important for ligand binding. Mutations E224Q, E224D, and E235Q decreased EC50 and Kd values 5-20-fold, whereas E235D was functionally expressed at a low level and had a more than 100-fold increased EC50 value. Comparison of the fluorescence properties of a fluorescein-labeled antagonist upon binding to wild type 5-HT3R and E235Q, allowed us to localize Glu235 within a distance of 1 nm around the ligand-binding site, as proposed by our model.

Serum neutralization with different types and subtypes of bovine herpesvirus 1 and 5

The serum neutralization (SN) test is the gold standard method to measure neutralizing antibodies to bovine herpesviruses. However, in view of the further subdivisions of bovine herpesviruses in types/subtypes, defining which virus to use at challenge in SN tests may be difficult. In view of that, this study was carried out to re-evaluate (SN) sensitivity with different types/subtypes of bovine herpesviruses types 1 (BoHV-1) and 5 (BoHV-5) as challenge viruses. Bovine sera (n=810) were collected from two distinct geographic regions and tested by SN with three type 1 viruses (BoHV-1.1 strains "Los Angeles" and "EVI123/98"; BoHV-1.2a strain "SV265/96") and three type 5 viruses (BoHV-5a strain "EVI88/95"; BoHV-5b strain "A663" and BoHV-5c "ISO97/95"). SN tests were performed with a 1 hour incubation of the serum-virus mixtures at 37ºC against 100 TCID50 of each of the viruses. SN sensitivity varied greatly depending on the challenge virus used in the test. The highest sensitivity (327 positive/810 total sera tested; 40.37%) was attained when the positive results to the six viruses were added together. No association could be found between any particular type or subtype of virus and the sensitivity of the test. When positive results to each single strain were considered, SN sensitivity varied from 41.7% to 81.7%, depending on the virus and the geographic region of origin of the sera. Variation was detected even when challenge viruses belonged to the same subtype, where disagreement between positive results reached 41%. These results indicate that one hour incubation SN tests against single viruses, as performed here, may display a significantly low sensitivity (p=0.05); performing SN tests against a number of different viruses may increase considerably SN sensitivity. Furthermore, the choice of virus used for challenge is critical in SN tests. In addition, sera from different geographic regions may give rise to disagreeing results with different strains of BoHV-1 and BoHV-5. This might be particularly relevant for control programs and in international trade, were maximum sensitivity should be targeted.

Locating and sequencing of the E3 and neighbouring regions in bovine advenovirus type 2

Adenoviruses are nonenveloped icosahedral shaped particles. The double stranded DNA viral genome is divided into 5 major early transcription units, designated E1 A, E1 B, and E2 to E4, which are expressed in a regulated manner soon after infection. The gene products of the early region 3 (E3), shown to be nonessential for viral replication in vitro, are believed to be involved in counteracting host immunosurveillance. In order to sequence the E3 region of Bovine adenovirus type 2 (BAV2) it was necessary to determine the restriction map for the plasmid pEA48. A physical restriction endonuclease map for BamHl, Clal, Eco RI, Hindlll, Kpnl, Pstt, Sail, and Xbal was constructed. The DNA insert in pEA48 was determined to be viral in origin using Southern hybridization. A human adenovirus type 5 recombinant plasmid, containing partial DNA fragments of the two transcription units L4 and L5 that lie just outside the E3, was used to localize this region. The recombinant plasmid pEA was subcloned to facilitate sequencing. The DNA sequences between 74.8 and 90.5 map units containing the E3, the hexon associated protein (pVIII), and the fibre gene were determined. Homology comparison revealed that the genes for the hexon associated pV11I and the fibre protein are conserved. The last 70 amino acids of the BAV2 pV11I were the most conserved, showing a similarity of 87 percent with Ad2 pV1I1. A comparison between the predicted amino acid sequences of BAV2 and Ad40, Ad41 , Ad2 and AdS, revealed that they have an identical secondary structure consisting of a tail, a shaft and a knob. The shaft is composed of 22, 15 amino acid motifs, with periodic glycines and hydrophobic residues. The E3 region was found to consist of about 2.3 Kbp and to encode four proteins that were greater than 60 amino acids. However, these four open reading frames did not show significant homology to any other known adenovirus DNA or protein sequence.

Comparaison des mécanismes de régulation des isoformes a et b des récepteurs 5-HT4

Les actions thérapeutiques des antidépresseurs, disponibles actuellement, requièrent plusieurs semaines de traitement. Ce délai est dû aux adaptations des sites pré et post-synaptiques qui, respectivement, augmentent la disponibilité synaptique des monoamines sérotonine et noradrénaline (5-HT et NA), et entraînent les changements neuroplastiques modifiant la fonction neuronales dans les régions limbiques. Il a été récemment observé, chez un modèle animal de dépression, que l’agoniste RS67333 des récepteurs sérotoninergiques de type 5-HT4 produisait des changements comportementaux, électrophysiologiques, cellulaires et biochimiques, tel qu’observé chez les antidépresseurs. Ces changements apparaissent seulement après 3 jours de traitement tandis que les antidépresseurs nécessitent souvent plusieurs semaines. De plus, l’activation des récepteurs 5-HT4 ne générait pas de tolérance, et cela pendant 21 jours de traitement. Seulement, les propriétés de signalisation et de régulation de ces récepteurs sont très loin d’êtres établies. Nous avons alors voulu mieux caractériser ces deux aspects de leur fonction, en se concentrant d’avantage sur les isoformes a et b, fortement exprimés dans le système limbique. Pour cela, nous avons voulu évaluer d’abord leur capacité de production d’AMPc dans un système hétérologue. Les essais d’accumulation d’AMPc démontrent que les deux isoformes sont capables de moduler positivement et négativement des niveaux d’AMPc en présence de 5-HT. Par contre, la stimulation au RS67333 induit seulement une augmentation du niveau d’AMPc dans les deux cas. Ensemble, ces observations indiquent que les deux isoformes sont capables de coupler à l’adénylate cyclase à travers les protéines Gαs et Gαi. La quantification des récepteurs internalisés a montré que l’isoforme b internalisait plus efficacement que l’isoforme a suite à l’incubation à la 5-HT (61 ± 3 % pour le b vs 40 ± 2 % pour le a). Les protéines kinases PKA et PKC n’étaient pas impliquées dans cette différence, toutefois, la PKC a été trouvée essentielle à l’internalisation des deux isoformes. L’internalisation de l’isoforme b par 5-HT n’a pas été affecté par la surexpression de forme inactive de GRK2 (GRK2- K220R) et a été partiellement inhibé par un mutant négative de la β-arrestine (βarr(319-418)), tandis que l’internalisation de l’isoforme a a été bloquée par les deux. Ces observations indiquent que les mécanismes d’internalisation des deux isoformes du récepteur 5-HT4 les plus abondants dans le système nerveux central sont distincts. Des comportements spécifiques à chaque isoforme ont aussi été constatés au niveau de la régulation fonctionnelle suite à l’exposition au RS67333, qui désensibilise seulement l’isoforme b. D’après nos observations, nous avons conclu que les isoformes a et b diffèrent dans leur propriétés de signalisation et de régulation. L’incapacité du RS67333 à désensibiliser l’isoforme a fournit un substrat moléculaire pour les effets antidépressifs prolongés de cet agoniste dans les études pré-cliniques.

Rôle de la plasticité synaptique des interneurones somatostatinergiques dans l’apprentissage et la mémoire dépendants de l’hippocampe

La plasticité synaptique activité-dépendante forme la base physiologique de l’apprentissage et de la mémoire dépendants de l’hippocampe. Le rôle joué par les différents sous-types d’interneurones dans l’apprentissage et la mémoire hippocampiques reste inconnu, mais repose probablement sur des mécanismes de la plasticité spécifique aux synapses de certains sous-types d’interneurones. Les synapses excitatrices établies sur les interneurones de l’oriens-alveus dans l’aire CA1 exhibent une forme persistante de potentialisation à long terme induite par la stimulation chimique des récepteurs métabotropiques du glutamate de type 1 (mGluR1) [mGluR1-mediated chemical late long-term potentiation (cL-LTPmGluR1)]. Le présent projet de recherche avait pour objectifs d’identifier les sous-types d’interneurones de l’oriens-alveus exprimant la cL-LTPmGluR1 et d’examiner les mécanismes d’induction et d’expression de celle-ci. Nous avons déterminé que la stimulation répétée des mGluR1 induit de la cL-LTPmGluR1 aux synapses excitatrices établies sur le sous-type d’interneurones exprimant le peptide somatostatine (SOM-INs). Des enregistrements électrophysiologiques couplés à des inhibiteurs pharmacologiques et à un knock-out fonctionnel de mammalian target of rapamycin complexe 1 (mTORC1) ont montré que l’induction de la cL-LTPmGluR1 (qui consiste en trois applications de l’agoniste des mGluR1/5, le (S)-3,5-dihydroxyphénylglycine (DHPG) en présence de l’antagoniste des récepteurs métabotropiques du glutamate de type 5 (mGluR5), le 2-méthyl-6-(phényléthynyl)-pyridine (MPEP)) des SOM-INs requiert les voies de signalisation des mGluR1, de extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) et de mTORC1. L’ensemble de nos résultats montre qu’une forme persistante de plasticité synaptique sous-tendue par mTORC1 est induite par la stimulation répétée des mGluR1 dans les interneurones hippocampiques exprimant le peptide somatostatine. La connaissance des mécanismes sous-tendant la cL-LTPmGluR1, couplée à l’utilisation de modèles animal in vivo, rendront maintenant possible le blocage de la cL-LTPmGluR1 dans les SOM-INs et l’examen de son rôle dans l’apprentissage et la mémoire dépendants de l’hippocampe.