Implantation of a scaffold following bulbectomy induces laminar organization of regenerating olfactory axons

Primary olfactory axons expressing different odorant receptors are interspersed within the olfactory nerve. However, upon reaching the outer nerve fiber layer of the olfactory bulb they defasciculate, sort out, and refasciculate prior to targeting glomeruli in fixed topographic positions. While odorant receptors are crucial for the final targeting of axons to glomeruli, it is unclear what directs the formation of the nerve fiber and glomerular layers of the olfactory bulb. While the olfactory bulb itself may provide instructive cues for the development of these layers, it is also possible that the incoming axons may simply require the presence of a physical scaffold to establish the outer laminar cytoarchitecture. In order to begin to understand the underlying role of the olfactory bulb in development of the outer layers of the olfactory bulb, we physically ablated the olfactory bulbs in OMP-IRES-LacZ and P2-IRES-tau-LacZ neonatal mice and replaced them with artificial biological scaffolds molded into the shape of an olfactory bulb. Regenerating axons projected around the edge of the cranial cavity at the periphery of the artificial scaffold and were able to form an olfactory nerve fiber layer and, to some extent, a glomerular layer. Our results reveal that olfactory axons are able to form rudimentary cytoarchitectonic layers if they are provided with an appropriately shaped biological scaffold. Thus, the olfactory bulb does not appear to provide any tropic substance that either attracts regenerating olfactory axons into the cranial cavity or induces these axons to form a plexus around its outer surface. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

The sorting behaviour of olfactory and vomeronasal axons during regeneration

In order to begin to understand how primary olfactory and vomeronasal organ (VNO) axons target specific regions of the olfactory bulb, we examined the sorting behaviour of these axons following neonatal unilateral olfactory bulbectomy. Bulbectomy induced widespread ipsilateral death of the primary olfactory and VNO neurons. After 4 weeks, many new sensory axons had re-grown into the cranial cavity and established a prominent plexus with evidence of dense tufts that were similar in gross appearance to glomeruli. Axons expressing the cell adhesion molecule OCAM, which normally innervate the ventrolateral and rostral halves of the main and accessory olfactory bulbs, respectively, sorted out and segregated from those axons not expressing this molecule within the plexus. In addition, VNO axons formed large discrete bundles that segregated from main olfactory axons within the plexus. Thus, VNO and primary olfactory axons as well as discrete subpopulations of both are able to sort out and remain segregated in the absence of the olfactory bulb. Sorting and convergence of axons therefore occur independently of the olfactory bulb and are probably attributable either to inherent properties of the axons themselves or to interactions between the axons and accompanying glial ensheathing cells.

Comparison and characterisation of ribozyme delivery in cultured glial and neuronal cells in vivo and in vitro

Ribozymes are short strands of RNA that possess a huge potential as biological tools for studying gene expression and as therapeutic agents to down-regulate undesirable gene expression. Successful application of ribozymes requires delivery to the target site in sufficient amounts for an adequate duration. However, due to their large size and polyanionic character ribozymes are not amenable to transport across biological membranes. In this study a chemically modified ribozyme with enhanced biological stability, targeted against the EGFR mRNA has been evaluated for cellular delivery to cultured glial and neuronal cells with a view to developing treatments for brain tumours. Cellular delivery of free ribozyme was characterised in cultured glial and neuronal cells from the human and rat. Delivery was very limited and time dependent with no consistent difference observed between glial and neuronal cells in both species. Cellular association was largely temperature and energy-dependent with a small component of non-energy dependent association. Further studies showed that ribozyme cellular association was inhibited with self and cross competition with nucleic and non-nucleic acid polyanions indicating the presence of cell surface ribozyme-binding molecules. Trypsin washing experiments further implied that the ribozyme binding surface molecules were protein by nature. Dependence of cellular association on pH indicated that interaction of ribozyme with cell surface molecules was based on ionic interactions. Fluoresence studies indicated that, post cell association, ribozymes were sequestered in sub-cellular vesicles. South-Western blots identified several cell surface proteins which bind to ribozymes and could facilitate cellular association. The limited cellular association observed with free ribozyme required the development and evaluation of polylactide-co-glycolide microspheres incorporating ribozyme for enhanced cellular delivery. Characterisation of microsphere mediated delivery of ribozyme in cultured glial and neuronal cells showed that association increased by 18 to 27-fold in all cell types with no differences observed between cell lines and species. Microsphere mediated delivery was temperature and energy dependent and independent of pH. In order to assess the potential of PLGA micro spheres for the CNS delivery of ribozyme the distribution of ribozyme entrapping microspheres was investigated in rat CNS after intracerebroventricular injection. Distribution studies demonstrated that after 24 hours there was no free ribozyme present in the brain parenchyma, however microsphere entrapped ribozyme was found in the CNS. Microspheres remained in the ventricular system after deposition and passed from the lateral ventricles to the third and fourth ventricle and in the subarachnoid space. Investigation of the influence of microsphere size on the distribution in CNS demonstrated that particles up to 2.5 and O.5f.lm remained in the ventricles around the choroid plexus and ependymal lining.

Phytoestrogens modulate breast cancer resistance protein expression and function at the blood-cerebrospinal fluid barrier

PURPOSE: Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) is a drug efflux transporter expressed at the blood cerebrospinal fluid barrier (BCSFB), and influences distribution of drugs into the central nervous systems (CNS). Current inhibitors have failed clinically due to neurotoxicity. Novel approaches are needed to identify new modulators to enhance CNS delivery. This study examines 18 compounds (mainly phytoestrogens) as modulators of the expression/function of BCRP in an in vitro rat choroid plexus BCSFB model. METHODS: Modulators were initially subject to cytotoxicity (MTT) assessment to determine optimal non-toxic concentrations. Reverse-transcriptase PCR and confocal microscopy were used to identify the presence of BCRP in Z310 cells. Thereafter modulation of the intracellular accumulation of the fluorescent BCRP probe substrate Hoechst 33342 (H33342), changes in protein expression of BCRP (western blotting) and the functional activity of BCRP (membrane insert model) were assessed under modulator exposure. RESULTS: A 24 hour cytotoxicity assay (0.001 µM-1000 µM) demonstrated the majority of modulators possessed a cellular viability IC50 > 148 µM. Intracellular accumulation of H33342 was significantly increased in the presence of the known BCRP inhibitor Ko143 and, following a 24 hour pre-incubation, all modulators demonstrated statistically significant increases in H33342 accumulation (P < 0.001), when compared to control and Ko143. After a 24 hour pre-incubation with modulators alone, a 0.16-2.5-fold change in BCRP expression was observed for test compounds. The functional consequences of this were confirmed in a permeable insert model of the BCSFB which demonstrated that 17-β-estradiol, naringin and silymarin (down-regulators) and baicalin (up-regulator) can modulate BCRP-mediated transport function at the BCSFB. CONCLUSION: We have successfully confirmed the gene and protein expression of BCRP in Z310 cells and demonstrated the potential for phytoestrogen modulators to influence the functionality of BCRP at the BCSFB and thereby potentially allowing manipulation of CNS drug disposition.

Origem do plexo lombossacral e seus nervos em quatis (Nasua nasua, LINNAEUS, 1766)

The objective of this research is to study the origin of the lumbosacral plexus and its nerves in coatis (Nasua nasua). Six adult specimens, three males and three females, were used in this research. The animals were donated by IBAMA / GO or were collected when found dead by the edges of highways in Southeast Goiás. The specimens were fixed in aqueous 10% formaldehyde solution and preserved in the same solution. The observations reveal that the lumbosacral plexus of the coati has a structure with few intercommunications between its components. There are no typical handle formations, but the roots or its branches converge to form the nerves that are driven to the pelvic limb. The components of the Lumbosacral Plexus are ventral branches of L4 to S3. The Lumbosacral plexus generates several short nerves destined to pelvic structures and, at the same time, three long nerves: femoral, obturator and sciatic, all destined to the hind limb.

Les mécanismes sous-jacents aux effets pathologiques cardiaques de l’angiotensine II dans le remodelage électrique et contractile entre les sexes

L’insuffisance cardiaque (IC) est associée à un taux de mortalité et d’hospitalisations élevé causant un fardeau économique important. Les deux causes majeures de décès de l’IC sont les arythmies ventriculaires létales et les sidérations myocardiques. Il est maintenant reconnu que l’angiotensine II (ANGII) est l'un des principaux médiateurs de l’IC. Ses effets délétères découlent de l’activation du récepteur de type 1 de l’ANGII (AT1) et entraînent le développement d’hypertrophie. Toutefois, son rôle dans la genèse d’arythmies demeure incompris. De ce fait, l'étude des mécanismes électriques et contractiles sous-jacents aux effets pathologiques de l’ANGII s’avère essentielle afin de mieux comprendre et soigner cette pathologie. Il est souvent perçu que les femmes sont protégées envers les maladies cardiovasculaires. Cependant, le nombre total de femmes décédant d’IC est plus grand que le nombre d’hommes. Également, l’impact des facteurs de risque diffère entre chaque sexe. Ces différences existent, mais les mécanismes sous-jacents sont encore peu connus. De plus, les femmes reçoivent fréquemment un diagnostic ou un traitement inapproprié en raison d’un manque d’information sur les différences entre les sexes dans la manifestation d’une pathologie. Ce manque de données peut découler du fait que les sujets de sexe féminin sont souvent sous-représentés dans les essais cliniques ou la recherche fondamentale ce qui a grandement limité l’avancement de nos connaissances sur ~50 % de la population. Ainsi, il semble plus que nécessaire d’approfondir notre compréhension des différences entre les sexes, notamment dans la progression de l’IC. L’utilisation d’un modèle de souris transgénique surexprimant le récepteur AT1 (souris AT1R) a permis d’étudier les changements électriques, structurels et contractiles avant et après le développement d’hypertrophie. Premièrement, chez les souris AT1R mâles, un ralentissement de la conduction ventriculaire a été observé indépendamment de l’hypertrophie. Ce résultat était expliqué par une réduction de la densité du courant Na+, mais pas de l’expression du canal. Ensuite, le rôle des protéines kinases C (PKC) dans la régulation du canal Na+ par l’ANGII a été exploré. Les évidences ont suggéré que la PKCα était responsable de la modulation de la diminution du courant Na+ chez les souris AT1R mâles et dans les cardiomyocytes humains dérivés de cellules souches induites pluripotentes (hiPSC-CM) en réponse à un traitement chronique à l’ANGII. Ensuite, les différences entre les sexes ont été comparées chez la souris AT1R. Une plus grande mortalité a été constatée chez les femelles AT1R suggérant qu’elles sont plus sensibles à la surexpression de AT1R. Le remodelage électrique ventriculaire a donc été comparé entre les souris AT1R des deux sexes. Les courants ioniques étaient altérés de façon similaire entre les sexes excluant ainsi leur implication dans la mortalité plus élevée chez les femelles. Ensuite, l’homéostasie calcique et la fonction cardiaque ont été étudiées. Il a été démontré que les femelles développaient une hypertrophie et une dilatation ventriculaire plus sévère que les mâles. De plus, les femelles AT1R avaient de petits transitoires calciques, une extrusion du Ca2+ plus lente ainsi qu’une augmentation de la fréquence des étincelles Ca2+ pouvant participer à des troubles contractiles et à la venue de post-dépolarisations précoces. En conclusion, l’ANGII est impliquée dans le remodelage électrique, structurel et calcique associé à l'émergence de l’IC. De surcroît, ces altérations affectent plus sévèrement les femelles soulignant la présence de différences entre les sexes dans le développement de l’IC.

Rôle des récepteurs aux protéines G (GPR55, GPR91 et GPR99) dans la croissance et le guidage axonal au cours du développement du système visuel

Lors de l’attribution du prix Nobel de chimie aux docteurs Robert Leftkowitz et Brian Kobika pour leurs travaux essentiels sur les récepteurs couplés à des protéines G (RCPGs), Sven Lindin, membre du comité Nobel, a affirmé que « jusqu'à la moitié » des médicaments « reposent sur une action ciblant les RCPG ». En raison de leurs rôles importants, leurs mécanismes d'activation et l’action de leurs ligands, les RCPG demeurent les cibles potentielles de la majorité des recherches pour le développement de nouveaux médicaments et de leurs applications cliniques. Dans cette optique, nous avons concentré nos recherches à travers cette thèse pour élucider les rôles, les mécanismes d’action et les effets des ligands de trois RCPG : GPR55; GPR91 et GPR99 au cours du développement des axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs). Les résultats de nos études confirment l’expression des récepteurs lors du développement embryonnaire, postnatal et adulte des CGRs ainsi qu’au cours de l’établissement de la voie rétinothalamique. In vitro, la modulation pharmacologique et génétique de l’activité de ces RCPGs réorganise la morphologie du cône de croissance des CGRs, celle des neurones corticaux et elle modifie la croissance axonale globale. De plus, les effets de la stimulation avec des ligands des ces trois RCPGs sur le guidage axonal varient d’aucun effet (GPR91 et GPR99) à la répulsion ou l’attraction (GPR55). La voie de signalisation MAPK-ERK1/2 joue un rôle essentiel dans la médiation des effets des ligands de ces récepteurs avec une implication de la voie de RhoA à hautes concentrations pour l’agoniste endogène de GPR55. In vivo, cette recherche démontre également l’implication de GPR55 dans les processus de sélection des cibles thalamiques et de raffinement au cours du développement du système nerveux visuel.

L'effet pathologique du monoxyde d'azote est diminué dans les myocytes cardiaques hypertrophiés

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Conséquences d'un environnement foetal défavorable sur le système cardiovasculaire de rat adulte

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Adult congenital heart disease : long-term survival, arrhytmias, and emerging therapy

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mesures physiologiques de la réactivité émotionnelle des personnes souffrant d'acouphènes

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La balance sympatho-vagale et le bruxisme du sommeil

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Comparaison entre la dérive de VO₂ et de FC chez des sujets de deux niveaux d'endurance

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Prédiction du % FCmax lors d'efforts à intensité constante

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Évaluation des aptitudes musculosquelettiques chez les patients coronariens

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.