Dysregulated CD40-NF-kappaB signaling in the pathophysiology of aggressive non -Hodgkin's lymphoma B cells

Non-Hodgkin's Lymphomas (NHL) are a group (>30) of important human lymphoid cancers that unlike other tumors today, are showing a marked increase in incidence. The lack of insight to the pathogenesis of B-cell NHL poses a significant problem in the early detection and effective treatment of these malignancies. This study shows that large B-cell lymphoma (LBCL) cells, the most common type of B-cell NHL (account for more than 30% of cases), have developed a novel mechanism for autonomous neoplastic B cell growth. We have identified that the key transcription factor NF-κB, is constitutively activated in LBCL cell lines and primary biopsy-derived LBCL cells, suggesting that they are autonomously activated, and do not require accessory T-cell signaling for cell growth and survival. Further studies have indicated that LBCL cells ectopically express an important T-cell associated co-mitogenic factor, CD154 (CD40 ligand), that is able to internally activate the CD401NF-κB pathway, through constitutive binding to its cognate receptor, CD40, on the lymphoma cell surface. CD40 activation triggers the formation of a “Signalosome” comprising virtually the entire canonical CD40/NF-κB signaling pathway that is anchored by CD40 in plasma membrane lipid rafts. The CD40 Signalosome is vulnerable to interdiction by antibody against CD40 that disrupts the Signalosome and induces cell death in the malignant cells. In addition to constitutive NF-κB activation, we have found that the nuclear factor of activated T cells (NFAT) transcription factor is also constitutively activated in LBCL cells. We have demonstrated that the constitutively active NFATc1 and c-rel members of the NFAT and NF-κB families of transcription factors, respectively, interact with each other, bind to the CD154 promoter, and synergistically activate CD154 gene transcription. Down-regulation of NFATc1 and c-rel with small interfering RNA inhibits CD154 gene transcription and lymphoma cell growth. Our findings suggest that continuous CD40 activation not only provides dysregulated proliferative stimuli for lymphoma cell growth and extended tumor cell survival, but also allows continuous regeneration of the CD40 ligand in the lymphoma cell and thereby recharges the system through a positive feedback mechanism. Targeting the CD40/NF-κB signaling pathway could provide potential therapeutic modalities for LBCL cells in the future. ^

Upregulation of VEGF through p70S6K in ErbB2 -mediated angiogenesis and inhibition by combined herceptin plus taxol therapy

ErbB2 overexpression in breast tumors increases metastasis, angiogenesis, and reduces survival. To study ErbB2 signaling mechanisms in metastasis and angiogenesis, a spontaneous metastasis assay was performed using human breast cancer cells transfected with constitutively active ErbB2 kinase (V659E), an ErbB2 kinase-dead mutant (K753M), or vector control. Mice injected with V659E had increased metastasis and tumor microvessel density; and the increased angiogenesis in vivo from the V659E transfectants paralleled increased angiogenic potential in vitro, which resulted from increased VEGF by increased protein synthesis. This appeared to be mediated through a PI3K, Akt, mTOR, p70S6K-signaling pathway. Furthermore, V659E xenografts had significantly increased phosphorylated Akt, phosphorylated p70S6K, and VEGF compared with control. To validate the clinical relevance of these findings, human breast tumor samples were examined. Tumors overexpressing ErbB2 correlated with p70S6K phosphorylation and VEGF expression, which significantly correlated with higher levels of Akt and mTOR phosphorylation. Additionally, patients with tumors having increased p70S6K phosphorylation showed a trend for worse disease-free survival and increased metastasis. Together, ErbB2 increases VEGF expression by activating the p70S6K signaling pathway, which may serve as targets for antiangiogenic and antimetastatic therapies. ^ Herceptin is an anti-ErbB2 antibody that demonstrated anti-tumor function, especially in combination with other chemotherapies such as Taxol, in patients with ErbB2-overexpressing tumors. Since the repeated administration of low-dose chemotherapy endorsed an antiangiogenic effect in vitro, and Herceptin was shown to inhibit angiogenesis in tumor xenografts, I investigated whether combined Taxol plus Herceptin treatment inhibits ErbB2-mediated angiogenic responses more effectively. Mice with ErbB2-overexpressing xenografts were treated with control, Herceptin, Taxol, or combination Herceptin plus Taxol. Mice treated with the combination exhibited reduced tumor volumes, tumor microvessel densities, and lung metastasis; and ErbB2-overexpressing cells treated with the combination secreted less VEGF, and stimulated less endothelial cell migration. Furthermore, Akt phosphorylation contributed to VEGF upregulation and was most effectively reduced by combination treatment. ^ In summary, ErbB2 activates signaling to Akt and p70S6K leading to increased VEGF and angiogenesis. Combination Herceptin plus Taxol treatment most effectively inhibited ErbB2-mediated angiogenesis, resulting in pronounced tumoricidal effects, and may be mediated through reduction of phosphorylated Akt, a positive regulator in the p70S6K pathway. ^

Breast cancer -specific activation of topoisomerase IIalpha and its application in the tumor -targeting gene therapy

To ensure the success of systemic gene therapy, it is critical to enhance the tumor specificity and activity of the promoter. In the current study, we identified the breast cancer-specific activity of the topoisomerase IIα promoter. We further showed that cdk2 and cyclin A activate topoisomerase IIα promoter in a breast cancer-specific manner. An element containing an inverted CCAAT box (ICB) was shown to respond this signaling. When the ICB-harboring topoisomerase IIα minimal promoter was linked with an enhancer sequence from the cytomegalovirus immediate early gene promoter (CMV promoter), this composite promoter, CT90, exhibited activity comparable to or higher than the CMV promoter in breast cancer cells in vitro and in vivo, yet expresses much lower activity in normal cell lines and normal organs than the CMV promoter. A CT90-driven construct expressing BikDD, a potent pro-apoptotic gene, was shown to selectively kill breast cancer cells in vitro and to suppress mammary tumor development in an animal model of intravenously administrated, liposome-delivered gene therapy. Expression of BikDD was readily detectable in the tumors but not in the normal organs of CT90-BikDD-treated animals. Finally, we demonstrated that CT90-BikDD treatment potentially enhanced the sensitivity of breast cancer cells to chemotherapeutic agents, especially doxorubicin and taxol. The results indicate that liposomal CT90-BikDD is a novel and effective systemic breast cancer-targeting gene therapy, and its combination with chemotherapy may further improve the current adjuvant therapy for breast cancer. ^

Heregulin -beta 1 directly associates with RhoA via the immunoglobulin -like domain thereby modulating breast cancer metastasis-related properties

Heregulins constitute a family of growth factors belonging to the epidermal growth factor (EGF) family. Breast cancers that overexpress specific members of the EGF receptor family (EGFR, ErbB2, ErbB3, ErbB4) have increased metastatic potential, and Heregulin-β1 (HRGβ1), a ligand for ErbB3 and ErbB4, has also been shown to induce metastasis-related properties in breast cancer cells in vitro. The secreted form of the HRGβ1 is composed of five distinct structural domains, including the N-terminal domain, an immunoglobulin-like domain (IgG-like), a glycosylation domain, an EGF-like domain, and a β1-specific domain. Of these, the EGF-like domain is well characterized for its function in metastasis-related properties as well as its structure. However, the contributions of the other HRGβ1 domains in breast cancer metastasis remains unclear. ^ To investigate this, HRGβ1 proteins with targeted domain deletions were purified and subjected to assays for metastasis-related properties, including aggregation, invasion, activation of EGFR family members, and motility of breast cancer cells. These assays showed that retaining the EGF-like domain of HRGβ1 is important for activation of EGFRs. Interestingly, the HRGβ1 protein lacking the IgG-like domain (NGEB) led to a decrease in breast cancer cell motility, indicating the IgG-like domain modulates cell motility, an important step in cancer metastasis. ^ To understand the underlying mechanisms, I performed protein sequence and structural analysis of HRGβ1 and identified that the IgG-like domain of HRGβ1 shares sequence homology and three-dimensional structural similarity with the IgG-like domain of TRIO. TRIO is a cytoplasmic protein that directly associates with RhoA, a GTPase involved in cell reorganization and cell motility. Therefore, I hypothesized that HRGβ1 may translocate inside the breast cancer cells through receptor mediated endocytosis and bind to RhoA via its IgG-like domain. I show wild type HRGβ1 but not NGEB binds RhoA in vitro and in vivo, leading to RhoA activation. Inhibition of HRG-β1 internalization via endocytosis disrupted HRGβ1 binding to RhoA. Additionally, breast cancer cell motility induced by HRG-β1 is reduced after treatment with inhibitors to both endocytosis and RhoA function, similar to levels seen with NGEB treatment. ^ Thus, in addition to the well-known role of HRGβ1 as an extracellular stimulator of the EGFR family members, HRGβ1 also functions within the cell as a binding partner and activator of RhoA to modulate cancer cell motility. ^

Functional studies of *Ras and Bcl-2 oncoproteins in keratinocyte homeostasis and multistep skin carcinogenesis

To assess the effect of deregulated Ha-ras and bcl-2, individually and in combination on epidermal keratinocyte homeostasis and during multistep skin carcinogenesis, we generated skin-specific transgenic mice and keratinocyte transfectants constitutively expressing oncogenic Ha-ras and bcl-2 proteins. The deregulated Ha-ras and bcl-2 expression contributing to homeostatic imbalances in the skin had an additive effect on the probability of tumor development. They were also cooperative in incidence, growth, and latency of tumor formation, and they exhibited synergistic cooperation in malignant transformation of benign papillomas. To explain the homeostatic imbalances by Ha-ras and bcl-2 overexpression in the skin, we investigated the three major cellular processes of proliferation, cell death, and differentiation. Epidermal expression of Bcl-2 retarded keratinocyte proliferation in the epidermis of neonatal mice compared with results for control littermates. Constitutive expression of Ha-ras increased keratinocyte proliferation, and co-expression of bcl-2 modestly suppressed the ras-mediated abnormal proliferation of neonatal keratinocytes. Bcl-2 proteins in keratinocytes protected UV-treated cells from apoptotic cell death regardless of oncogenic ras expression in both non-neoplastic neonatal epidermis and human keratinocyte cell lines. The spontaneous apoptotic index (AI) was also lower in papillomas constitutively expressing bcl-2 compared with the ones that developed in control mice. Ras-overexpressing epidermis, including that in ras/bcl-2 double transgenic mice, had abnormal differentiation patterns compared with controls. The oncogenic ras protein had alterations in both epidermal distribution and the extent of cytokeratin 14 and involucrin expression. Abnormal expression of the hyperproliferation marker cytokeratin 6 and modest down regulation of cytokeratin 1 were also detected. Late appearance of filaggrin was another abnormal phenotype of the ras-expressing epidermis. Overexpression of bcl-2 had no effect on epidermal differentiation. Together, these findings suggest that constitutive expression of oncogenic Ha-ras and bcl-2 are important determinants of epidermal proliferation, viability and differentiation. In summary, our results demonstrated that the disruption of epidermal homeostasis by overexpressed ras and bcl-2 predisposes to hyperplastic growth of the epidermis and to papilloma development and that these proteins with distinct mechanisms for oncogenesis are functionally synergistic for malignant transformation of chemically induced skin carcinogenesis. ^

Régulation de l'expression de PPARγ dans l'arthrose

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative très répondue touchant les articulations. Elle est caractérisée par la destruction progressive du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale et le remodelage de l’os sous chondral. L’étiologie de cette maladie n’est pas encore bien définie. Plusieurs études ont été menées pour élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l’OA. Les effets protecteurs du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes gamma (PPARγ) dans l'OA sont bien documentés. Il a été démontré que PPARγ possède des propriétés anti-inflammatoires et anti-cataboliques. Aussi, plusieurs stimuli ont été impliqués dans la régulation de l’expression de PPARγ dans différents types cellulaires. Cependant, les mécanismes exacts responsables de cette régulation ainsi que le profil de l’expression de ce récepteur au cours de la progression de l’OA ne sont pas bien connus. Dans la première partie de nos travaux, nous avons essayé d’élucider les mécanismes impliqués dans l’altération de l’expression de PPARγ dans cette maladie. Nos résultats ont confirmé l’implication de l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine pro-inflammatoire, dans la réduction de l’expression de PPARγ au niveau des chondrocytes du cartilage articulaire. Cet effet coïncide avec l'induction de l’expression du facteur de transcription à réponse précoce de type 1 (Egr-1). En plus, la diminution de l'expression de PPARγ a été associée au recrutement d'Egr-1 et la réduction concomitante de la liaison de Sp1 au niveau du promoteur de PPARγ. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons évalué le profil d’expression de ce récepteur dans le cartilage au cours de la progression de cette maladie. Le cochon d’inde avec OA spontanée et le chien avec OA induite par rupture du ligament croisé antérieur (ACLT) deux modèles animaux d’OA ont été utilisés pour suivre l’expression des trois isoformes de PPARs : PPAR alpha (α), PPAR béta (β) et PPAR gamma (γ) ainsi que la prostaglandine D synthase hématopoïétique (H-PGDS) et la prostaglandine D synthase de type lipocaline (L-PGDS) deux enzymes impliquées dans la production de l’agoniste naturel de PPARγ, la 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandine J(2) (15d-PGJ2). Nos résultats ont démontré des changements dans l’expression de PPARγ et la L-PGDS. En revanche, l’expression de PPARα, PPARβ et H-PGDS est restée stable au fil du temps. La diminution de l’expression de PPARγ dans le cartilage articulaire semble contribuer au développement de l’OA dans les deux modèles animaux. En effet, le traitement des chondrocytes par de siRNA dirigé contre PPARγ a favorisé la production des médiateurs arthrosiques tels que l'oxyde nitrique (NO) et la métalloprotéase matricielle de type 13 (MMP-13), confirmant ainsi le rôle anti-arthrosique de ce récepteur. Contrairement à ce dernier, le niveau d'expression de la L-PGDS a augmenté au cours de la progression de cette maladie. La surexpression de la L-PGDS au niveau des chondrocytes humains a été associée à la diminution de la production de ces médiateurs arthrosiques, suggérant son implication dans un processus de tentative de réparation. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la modulation du niveau d’expression de PPARγ, de la L-PGDS et d’Egr-1 au niveau du cartilage articulaire pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et probablement d’autres formes d'arthrite.

Développement et utilisation de modèles in vitro et de données précliniques pour augmenter la prédictibilité de la perméabilité et du métabolisme intestinal chez l'humain

Tout médicament administré par la voie orale doit être absorbé sans être métabolisé par l’intestin et le foie pour atteindre la circulation systémique. Malgré son impact majeur sur l’effet de premier passage de plusieurs médicaments, le métabolisme intestinal est souvent négligé comparativement au métabolisme hépatique. L’objectif de ces travaux de maîtrise est donc d’utiliser, caractériser et développer différents outils in vitro et in vivo pour mieux comprendre et prédire l’impact du métabolisme intestinal sur l’effet de premier passage des médicaments comparé au métabolisme hépatique. Pour se faire, différents substrats d’enzymes du métabolisme ont été incubés dans des microsomes intestinaux et hépatiques et des différences entre la vitesse de métabolisme et les métabolites produits ont été démontrés. Afin de mieux comprendre l’impact de ces différences in vivo, des études mécanistiques chez des animaux canulés et traités avec des inhibiteurs enzymatiques ont été conduites avec le substrat métoprolol. Ces études ont démontré l’impact du métabolisme intestinal sur le premier passage du métoprolol. De plus, elles ont révélé l’effet sur la vidange gastrique du 1-aminobenzotriazole, un inhibiteur des cytochromes p450, évitant ainsi une mauvaise utilisation de cet outil dans le futur. Ces travaux de maîtrise ont permis d’améliorer les connaissances des différents outils in vitro et in vivo pour étudier le métabolisme intestinal tout en permettant de mieux comprendre les différences entre le rôle de l’intestin et du foie sur l’effet de premier passage.

The role of protein convertases in bigdynorphin and dynorphin A metabolic pathway

Les dynorphines sont des neuropeptides importants avec un rôle central dans la nociception et l’atténuation de la douleur. De nombreux mécanismes régulent les concentrations de dynorphine endogènes, y compris la protéolyse. Les Proprotéines convertases (PC) sont largement exprimées dans le système nerveux central et clivent spécifiquement le C-terminale de couple acides aminés basiques, ou un résidu basique unique. Le contrôle protéolytique des concentrations endogènes de Big Dynorphine (BDyn) et dynorphine A (Dyn A) a un effet important sur la perception de la douleur et le rôle de PC reste à être déterminée. L'objectif de cette étude était de décrypter le rôle de PC1 et PC2 dans le contrôle protéolytique de BDyn et Dyn A avec l'aide de fractions cellulaires de la moelle épinière de type sauvage (WT), PC1 -/+ et PC2 -/+ de souris et par la spectrométrie de masse. Nos résultats démontrent clairement que PC1 et PC2 sont impliquées dans la protéolyse de BDyn et Dyn A avec un rôle plus significatif pour PC1. Le traitement en C-terminal de BDyn génère des fragments peptidiques spécifiques incluant dynorphine 1-19, dynorphine 1-13, dynorphine 1-11 et dynorphine 1-7 et Dyn A génère les fragments dynorphine 1-13, dynorphine 1-11 et dynorphine 1-7. Ils sont tous des fragments de peptides associés à PC1 ou PC2. En plus, la protéolyse de BDyn conduit à la formation de Dyn A et Leu-Enk, deux peptides opioïdes importants. La vitesse de formation des deux est réduite de manière significative dans les fractions cellulaires de la moelle épinière de souris mutantes. En conséquence, l'inhibition même partielle de PC1 ou PC2 peut altérer le système opioïde endogène.

Effet des acides gras polyinsaturés EPA et DHA dans un modèle d’infarctus du myocarde

Plusieurs études montrent que les acides gras (AG) oméga-3 sont bénéfiques pour la santé cardiovasculaire. Une étude antérieure dans notre laboratoire a montré que l’administration des acides gras oméga-3 réduit la taille de l'infarctus du myocarde (IM). Cependant, la question demeure de savoir si les deux principaux acides gras oméga-3 à longue chaîne, l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) possèdent la même efficacité à réduire la taille de l'infarctus. Le but de ce projet sera de déterminer l’efficacité relative de chacun de ces acides gras oméga-3 à protéger le cœur dans un modèle d’ischémie/reperfusion et d’étudier certaines voies de cardioprotection. Des rats mâles adultes Sprague-Dawley ont été nourris pendant 14 jours avec une diète comprenant l'un: 1- aucun AG oméga-3; 2- 5 g d'EPA / kg de nourriture; 3- 5 g de DHA / kg de nourriture; 4- 2,5 g de chaque oméga-3 AG / kg de nourriture; 5- 5 g chaque AG oméga-3 / kg de nourriture. Par la suite, les animaux ont été soumis à une ischémie pendant 40 minutes, causée par l'occlusion de l'artère coronaire gauche descendante. Au bout de 24 heures de reperfusion, la taille de l'infarctus est déterminée. Dans un sous-groupe d'animaux, l'activité d’Akt et des caspase-3 sont mesurées dans la région ischémique après 30 minutes de reperfusion. Finalement, à 15 minutes de reperfusion, l'ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale mPTP est déterminée dans un autre sous-groupe. Les résultats indiquent que les diètes EPA ou DHA réduisent de manière significative la taille de l'infarctus par rapport à la diète sans AG oméga-3, tandis que la combinaison de deux acides gras oméga-3 n'a pas montré de diminution de la taille de l'infarctus. L'activité de la caspase-3 est réduite pour le groupe DHA puis, l'activité d'Akt est augmentée avec les diètes EPA et DHA seules. Finalement, en présence d’une diète enrichie uniquement de DHA, l'ouverture des mPTP est retardée comparativement aux autres diètes.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Investigating the thymopoiesis stimulating property of interleukin-21 in aging mice

La vaccination est largement utilisée pour la génération de lymphocytes T spécifiques contre les tumeurs. Malheureusement, cette stratégie n'est pas adaptée aux personnes âgées car leur thymus régresse avec l'âge conduisant ainsi à une baisse dans la production de cellules T et à l'accumulation de cellules immunitaires âgées ayant des défauts liés à leurs stimulations. Comme il a été démontré auparavant que L’IL-21 est capable d’induire des fonctions thymiques, nous avons émis l’hypothèse que l’injection d’IL-21 à des souris âgées stimulera la thymopoïèse. Nos résultats montrent que l’administration de l’IL-21 augmente le nombre absolu de thymocytes chez les souris âgées et augmente la migration de ces cellules vers la périphérie ou ils contribuent à la diversité du TCR. De plus les cellules T en périphérie expriment un niveau plus élevé de miR181-a, et par conséquent moins de phosphatase comme SHP2, DUSP5/6 qui inhibent le TCR. En vaccinant des souris âgées avec le peptide Trp2, les souris traitées avec l’IL-21 montrent un retard dans la croissance des cellules B16 tumorales. Cette étude montre que l’IL-21 pourrait être utilisé comme stratégie pour le rétablissement du systeme immunitaire chez les personnes âgées.

Effet du CP-3(iv), un ligand du récepteur CD36, sur le stress oxydatif suite à une ischémie cardiaque transitoire chez la souris

Le récepteur éboueur CD36 facilite l’internalisation des acides gras libres non estérifiés (AGNE) au niveau des tissus cardiaque et périphériques. Lors d’une ischémie-reperfusion du myocarde (MI/R), les dommages produits sont en partie liés à l’internalisation des AGNE et à la production d’espèces réactives de l’oxygène, contrairement à ce qui est observé chez des souris déficientes en CD36 (CD36-/-). Nous avons émis l’hypothèse selon laquelle le CP-3(iv), un ligand synthétique du récepteur CD36, exercerait un effet cardioprotecteur en réduisant la taille de la zone myocardique infarcie lors d’une ischémie transitoire du myocarde. Nos objectifs étaient 1) de déterminer l’effet cardioprotecteur du CP-3(iv) et 2) de définir son mécanisme. Pour cela, des études in vivo et ex vivo ont été faites. Des souris de type sauvage ont été traitées avec le CP-3(iv) (289 nmol/kg) par voie sous-cutanée pendant 14 jours avant d’être soumises à 30 minutes d’ischémie suivant la ligature de l’artère coronaire gauche descendante et de sa reperfusion pendant une période de 6 ou 48 heures. De plus, des coeurs isolés de souris ont été perfusés 30 minutes, suivi de 40 minutes à faible débit (10%) et de 30 minutes de reperfusion pendant laquelle le coeur est perfusé avec le CP-3(iv) à une concentration de 10-6 M. Nos travaux ont montré que l’effet cardioprotecteur d’un traitement préventif par le CP-3(iv) permet de diminuer la taille de l’infarctus et préserve l’hémodynamie cardiaque de façon dépendante du CD36 puisque cet effet est non visible chez les souris CD36-/-. De plus, le CP-3(iv) exerce non seulement un effet systémique, mais aussi un effet cardioprotecteur direct sur le coeur isolé.

Genomic variation of HIV-1 and its effects on drug resistance and molecular epidemiology analyses

In the first part of this study human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) proviral DNA sequences derived from 201 clones of the C2-V3 env region and the first exon of the tat gene were obtained from six MV-1 infected heterosexual couples. These molecular data were used to confirm the epidemiological relationships. The ability of the molecular data to draw such conclusions was also tested with multiple phylogenetic analyses. The tat region was much more useful in establishing epidemiological relationships than the commonly used C2-V3.^ Subsequently, using nucleotide sequences from the first exon of the Tat gene, we tested the hypothesis that a Florida dentist (a common source) infected five of his patients in the course of dental procedures, against the null hypothesis that the dentist and each individual of the dental group independently acquired the virus within the local community. Multiple phylogenetic analyses demonstrated that the sequences of the five patients were significantly more related to each other than to sequences of the controls. Our results using Tat sequences, combined with envelope sequence data, strongly support a common phylogenetic epidemiological relationship among these five patients.^ A third study is presented, which deals with the effects of genomic variations in drug resistance. HIV-1 reverse transcriptase (RT) mutations were detected in DNA from peripheral blood mononuclear cells from 11 of 12 HIV-infected children after 11-20 months of zidovudine monotherapy. The codon 41/215 mutant combination was associated with general decline in health status. Patients developing the codon 70 mutation tended to have a better health status. ^

Establishment of a PCR and restriction enzyme assay for the detection of the hemochromatosis gene in normal subjects and diabetic patients

The purpose of this study was to establish a polymerase chain reaction (PCR)-restriction enzyme assay for detecting the hereditary hemochromatosis (HHC) mutation, C282Y, in gestational and gestational diabetic subjects in South Florida. DNA samples from 43 gestational subjects were amplified by PCR, digested with RsaI, and analyzed by electrophoresis. An allelic frequency of 2.33%, or 4.65% heterozygosity, was observed. The assay is successful and applicable to future studies on HHC and gestational diabetes. ^

Preimplantation genetic diagnosis: Analysis of gene expression, nuclear DNA and cytoplasmic DNA

Preimplantation genetic diagnosis (PGD) following in vitro fertilization (IVF) offers couples at risk for transmitting genetic disorders the opportunity to identify affected embryos prior to replacement. In particular, embryo gender determination permits screening for X-linked diseases of unknown etiology. Analysis of embryos can be performed by polymerase chain reaction (PCR) amplification of material obtained by micromanipulation. This approach provides an alternative to the termination of an established pregnancy following chorionic villi sampling or amniocentesis. ^ Lately, the focus of preimplantation diagnosis and intervention has been shifting toward an attempt to correct cytoplasmic deficiencies. Accordingly, it is the aim of this investigation to develop methods to permit the examination of single cells or components thereof for clinical evaluation. In an attempt to lay the groundwork for precise therapeutic intervention for age related aneuploidy, transcripts encoding proteins believed to be involved in the proper segregation of chromosomes during human oocyte maturation were examined and quantified. Following fluorescent rapid cycle RT-PCR analysis it was determined that the concentration of cell cycle checkpoint gene transcripts decreases significantly as maternal age increases. Given the well established link between increasing maternal age and the incidence of aneuploidy, these results suggest that the degradation of these messages in aging oocytes may be involved with inappropriate chromosome separation during meiosis. ^ In order to investigate the cause of embryonic rescue observed following clinical cytoplasmic transfer procedures and with the objective of developing a diagnostic tool, mtDNA concentrations in polar bodies and subcellular components were evaluated. First, the typical concentration of mtDNA in human and mouse oocytes was determined by fluorescent rapid cycle PCR. Some disparity was noted between the copy numbers of individual cytoplasmic samples which may limit the use of the current methodology for the clinical assessment of the corresponding oocyte. ^