Untersuchung der physiologischen Rolle des Wilms-Tumorgens 1 (WT1) im Rahmen der Generierung muriner in-vivo-Modelle für die Wilms-Tumorerkrankung

Der Wilms-Tumor ist eine embryonale Tumorerkrankung der Niere, als deren Ursprung Nierenvorläuferzellen des metanephrischen Mesenchyms gelten, deren Differenzierung während der frühen Nephrogenese ausbleibt und aus denen nachfolgend durch eine maligne Transformation Wilms-Tumore entstehen. Zwei Gene, die an der Wilms-Tumorgenese beteiligt zu sein scheinen, sind WT1 (Wilms-Tumorgen 1) und CTNNB1 (Catenin, cadherin-associated protein, beta 1). Während WT1 u.a. die Differenzierung des metanephrischen Mesenchyms steuert, begünstigen aktivierende Mutationen von CTNNB1 und eine dadurch bedingte Akkumulation seines Proteins β-Catenin die Tumorgenese vieler Organe. So verwundert es nicht, dass eine alleinige heterozygote Keimbahnmutation von WT1, die einen dominant-negativen Effekt auf funktionsfähiges WT1 ausübt, häufig zur Entstehung von Wilms-Tumoren in Patienten mit Denys-Drash-Syndrom (DDS) führt, sowie in etwa 15 % aller sporadischen Wilms-Tumore WT1 und CTNNB1 mutiert sind.rnDer Mechanismus der Entstehung von Wilms-Tumoren ist weitgehend unbekannt, was u.a. daran liegt, dass homozygote Wt1-Mutationen in der Maus embryonal (~ Tag 13,5 d.p.c.) letal sind. In der vorliegenden Arbeit sollten daher mit Hilfe einer Wt1 k.o.-Effektormaus (WE2) vier murine konditional reversible Wilms-Tumor-Modelle auf Basis des Tet off-Systems hergestellt werden. Dadurch lag in den zu generierenden Tieren Wt1 durch die Integration des WE2-Transgens zwar nur heterozygot mutiert vor, doch durch den endogenen Wt1-Promotor des Transgens sollte es zur zeitlichen und räumlichen Wt1-analogen Expression eines tetrazyklinabhängigen Transaktivators (tTA) kommen, der ohne die Gabe von Doxycyclin Tet-regulierbare Transgene in Wt1-exprimierenden Zellen aktivieren kann, die einen positiven Einfluss auf die Wilms-Tumorgenese haben könnten. So sollte durch das WE2 DDS-Modell ein DDS simuliert werden und es in Tieren der Modelle WE2 TC bCat∆Ex3, WE2 LC bCat∆Ex3 und WE2 Wnt1 zur Akkumulation von β-Catenin in Wt1-exprimierenden Nierenvorläuferzellen kommen, so dass deren Differenzierung ausbleibt und es durch eine maligne Transformation zur Entstehung eines Wilms-Tumors kommt.rnrnMit Hilfe von histologischen Analysen an entsprechenden Responder-Linien konnte zunächst gezeigt werden, dass die embryonale und adulte Expressionsdomäne des WE2-Effektors mit der von endogenen Wt1 übereinstimmt. Gleichzeitig wurden aber auch neue Expressionsorte von Wt1 nachgewiesen. So konnte die Expression des WE2-Effektors z.B. im Endothel der dorsalen Aorta detektiert werden, der als Entstehungsort von hämatopoetischen Stammzellen gilt. Anschließende hier vorgestellte Experimente zeigten, dass Wt1 direkt an diesem Prozess beteiligt ist und belegten eine noch nicht beschriebene Funktion von Wt1 in der frühen Hämatopoese.rnEs war jedoch mit keinem System möglich, eine Wilms-Tumorerkrankung zu simulieren. Während Tiere des WE2 DDS-Modells trotz nachweisbarer Induktion keinen Phänotyp aufwiesen, war wohl in den anderen Modellen eine konstitutive β-Catenin-Aktivierung in der Frühschwangerschaft nicht mit dem embryonalen Überleben vereinbar. Dabei schienen alle tripeltransgenen bzw. doppeltransgenen Embryonen, in denen durch einen frühen Doxycyclinentzug die Entstehung von Wilms-Tumoren möglich gewesen wäre, intrauterin zu sterben. Wurde dagegen Doxycyclin erst in der dritten Lebenswoche entzogen, so entwickelten die Tiere durch eine Wt1-vermittelte β-Catenin-Aktivierung Granulosazelltumore, polyzystische Nieren und Veränderungen der Hoden. Da alle diese organischen Veränderungen während der prä- bis frühen postnatalen Phase induziert wurden, schien die Doxycyclinmenge nicht auszureichen, um eine β-Catenin-Aktivierung zu verhindern. Es hätte also auch zur Entstehung von Wilms-Tumoren kommen können, so dass diese Ergebnisse darauf hinweisen, dass eine β-Catenin-Aktivierung wahrscheinlich nicht der physiologisch entscheidende Schritt bei der Entstehung eines Wilms-Tumors ist.rnrnDie Charakterisierung der WE2-Effektormaus und die Herstellung und Analysen der Systeme geben damit Einblick in die WT1- bzw. WT1/CTNNB1-assoziierte Wilms-Tumorgenese und ermöglichen die weitere Erforschung von Granulosazelltumoren, polyzystsischen Nieren, Veränderungen von Hoden und der Rolle von WT1 in der frühen Hämatopoese.rn

Charakterisierung von optischen Partikelspektrometern und in-situ Messungen zur Mikrophysik der polaren Stratosphärenwolken

Polare Stratosphärenwolken (PSC), die unterhalb einer Temperatur von etwa -78 °C in polaren Regionen auftreten, üben einen starken Einfluss auf die stratosphärische Ozonschicht aus. Dieser Einfluss erfolgt größtenteils über heterogene chemische Reaktionen, die auf den Oberflächen von Wolkenpartikeln stattfinden. Chemische Reaktionen die dabei ablaufen sind eine Voraussetzung für den späteren Ozonabbau. Des Weiteren verändert die Sedimentation der Wolkenpartikel die chemische Zusammensetzung bzw. die vertikale Verteilung der Spurengase in der Stratosphäre. Für die Ozonchemie spielt dabei die Beseitigung von reaktivem Stickstoff durch Sedimentation Salpetersäure-haltiger Wolkenpartikeln (Denitrifizierung) eine wichtige Rolle. Durch gleichen Sedimentationsprozess von PSC Elementen wird der Stratosphäre des weiteren Wasserdampf entzogen (Dehydrierung). Beide Prozesse begünstigen einen länger andauernden stratosphärischen Ozonabbau im polaren Frühling.rnGerade im Hinblick auf die Denitrifikation durch Sedimentation größerer PSC-Partikel werden in dieser Arbeit neue Resultate von in-situ Messungen vorgestellt, die im Rahmen der RECONCILE-Kampagne im Winter des Jahres 2010 an Bord des Höhenforschungs-Flugzeugs M-55 Geophysica durchgeführt wurden. Dabei wurden in fünf Flügen Partikelgrößenverteilungen in einem Größenbereich zwischen 0,5 und 35 µm mittels auf der Lichtstreuung basierender Wolkenpartikel-Spektrometer gemessen. Da polare Stratosphärenwolken in Höhen zwischen 17 und 30 km auftreten, sind in-situ Messungen vergleichsweise selten, so dass noch einige offene Fragen bestehen bleiben. Gerade Partikel mit optischen Durchmessern von bis zu 35µm, die während der neuen Messungen detektiert wurden, müssen mit theoretischen Einschränkungen in Einklang gebracht werden. Die Größe der Partikel wird dabei durch die Verfügbarkeit der beteiligten Spurenstoffe (Wasserdampf und Salpetersäure), die Sedimentationsgeschwindigkeit, Zeit zum Anwachsen und von der Umgebungstemperatur begrenzt. Diese Faktoren werden in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Aus dem gemessenen Partikelvolumen wird beispielsweise unter der Annahme der NAT-Zusammensetzung (Nitric Acid Trihydrate) die äquivalente Konzentration des HNO 3 der Gasphase berechnet. Im Ergebnis wird die verfügbare Konzentration von Salpetersäure der Stratosphäre überschritten. Anschließend werden Hypothesen diskutiert, wodurch das gemessene Partikelvolumen überschätzt worden sein könnte, was z.B. im Fall einer starken Asphärizität der Partikel möglich wäre. Weiterhin wurde eine Partikelmode unterhalb von 2-3µm im Durchmesser aufgrund des Temperaturverhaltens als STS (Supercooled Ternary Solution droplets) identifiziert.rnUm die Konzentration der Wolkenpartikel anhand der Messung möglichst genau berechnen zu können, muss das Messvolumen bzw. die effektive Messfläche der Instrumente bekannt sein. Zum Vermessen dieser Messfläche wurde ein Tröpfchengenerator aufgebaut und zum Kalibrieren von drei Instrumenten benutzt. Die Kalibration mittels des Tröpfchengenerators konzentrierte sich auf die Cloud Combination Probe (CCP). Neben der Messfläche und der Größenbestimmung der Partikel werden in der Arbeit unter Zuhilfenahme von Messungen in troposphärischen Wolken und an einer Wolkensimulationskammer auch weitere Fehlerquellen der Messung untersucht. Dazu wurde unter anderem die statistische Betrachtung von Intervallzeiten einzelner Messereignisse, die in neueren Sonden aufgezeichnet werden, herangezogen. Letzteres ermöglicht es, Messartefakte wie Rauschen, Koinzidenzfehler oder „Shattering“ zu identifizieren.rn

Species specific nitrogen isotope analysis by NanoSIMS

Der atmosphärische Kreislauf reaktiver Stickstoffverbindungen beschäftigt sowohl die Naturwissenschaftler als auch die Politik. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass reaktive Stickoxide die Bildung von bodennahem Ozon kontrollieren. Reaktive Stickstoffverbindungen spielen darüber hinaus als gasförmige Vorläufer von Feinstaubpartikeln eine wichtige Rolle und der Transport von reaktivem Stickstoff über lange Distanzen verändert den biogeochemischen Kohlenstoffkreislauf des Planeten, indem er entlegene Ökosysteme mit Stickstoff düngt. Die Messungen von stabilen Stickstoffisotopenverhältnissen (15N/14N) bietet ein Hilfsmittel, welches es erlaubt, die Quellen von reaktiven Stickstoffverbindungen zu identifizieren und die am Stickstoffkeislauf beteiligten Reaktionen mithilfe ihrer reaktionsspezifischen Isotopenfraktionierung genauer zu untersuchen. rnIn dieser Doktorarbeit demonstriere ich, dass es möglich ist, mit Hilfe von Nano-Sekundärionenmassenspektrometrie (NanoSIMS) verschiedene stickstoffhaltige Verbindungen, die üblicherweise in atmosphärischen Feinstaubpartikeln vorkommen, mit einer räumlichen Auflösung von weniger als einem Mikrometer zu analysieren und zu identifizieren. Die Unterscheidung verschiedener stickstoffhaltiger Verbindungen erfolgt anhand der relativen Signalintensitäten der positiven und negativen Sekundärionensignale, die beobachtet werden, wenn die Feinstaubproben mit einem Cs+ oder O- Primärionenstrahl beschossen werden. Die Feinstaubproben können direkt auf dem Probenahmesubstrat in das Massenspektrometer eingeführt werden, ohne chemisch oder physikalisch aufbereited zu werden. Die Methode wurde Mithilfe von Nitrat, Nitrit, Ammoniumsulfat, Harnstoff, Aminosären, biologischen Feinstaubproben (Pilzsporen) und Imidazol getestet. Ich habe gezeigt, dass NO2 Sekundärionen nur beim Beschuss von Nitrat und Nitrit (Salzen) mit positiven Primärionen entstehen, während NH4+ Sekundärionen nur beim Beschuss von Aminosäuren, Harnstoff und Ammoniumsalzen mit positiven Primärionen freigesetzt werden, nicht aber beim Beschuss biologischer Proben wie z.B. Pilzsporen. CN- Sekundärionen werden beim Beschuss aller stickstoffhaltigen Verbindungen mit positiven Primärionen beobachtet, da fast alle Proben oberflächennah mit Kohlenstoffspuren kontaminiert sind. Die relative Signalintensität der CN- Sekundärionen ist bei kohlenstoffhaltigen organischen Stickstoffverbindungen am höchsten.rnDarüber hinaus habe ich gezeigt, dass an reinen Nitratsalzproben (NaNO3 und KNO3), welche auf Goldfolien aufgebracht wurden speziesspezifische stabile Stickstoffisotopenverhältnisse mithilfe des 15N16O2- / 14N16O2- - Sekundärionenverhältnisses genau und richtig gemessen werden können. Die Messgenauigkeit auf Feldern mit einer Rastergröße von 5×5 µm2 wurde anhand von Langzeitmessungen an einem hausinternen NaNO3 Standard als ± 0.6 ‰ bestimmt. Die Differenz der matrixspezifischen instrumentellen Massenfraktionierung zwischen NaNO3 und KNO3 betrug 7.1 ± 0.9 ‰. 23Na12C2- Sekundärionen können eine ernst zu nehmende Interferenz darstellen wenn 15N16O2- Sekundärionen zur Messung des nitratspezifischen schweren Stickstoffs eingesetzt werden sollen und Natrium und Kohlenstoff im selben Feinstaubpartikel als interne Mischung vorliegt oder die natriumhaltige Probe auf einem kohlenstoffhaltigen Substrat abgelegt wurde. Selbst wenn, wie im Fall von KNO3, keine derartige Interferenz vorliegt, führt eine interne Mischung mit Kohlenstoff im selben Feinstaubpartikel zu einer matrixspezifischen instrumentellen Massenfraktionierung die mit der folgenden Gleichung beschrieben werden kann: 15Nbias = (101 ± 4) ∙ f − (101 ± 3) ‰, mit f = 14N16O2- / (14N16O2- + 12C14N-). rnWird das 12C15N- / 12C14N- Sekundärionenverhältnis zur Messung der stabilen Stickstoffisotopenzusammensetzung verwendet, beeinflusst die Probematrix die Messungsergebnisse nicht, auch wenn Stickstoff und Kohlenstoff in den Feinstaubpartikeln in variablen N/C–Verhältnissen vorliegen. Auch Interferenzen spielen keine Rolle. Um sicherzustellen, dass die Messung weiterhin spezifisch auf Nitratspezies eingeschränkt bleibt, kann eine 14N16O2- Maske bei der Datenauswertung verwendet werden. Werden die Proben auf einem kohlenstoffhaltigen, stickstofffreien Probennahmesubstrat gesammelt, erhöht dies die Signalintensität für reine Nitrat-Feinstaubpartikel.

Hypoxia aggravates non-alcoholic steatohepatitis in mice lacking hepatocellular PTEN

The metabolic disorders that predispose patients to NASH (non-alcoholic steatohepatitis) include insulin resistance and obesity. Repeated hypoxic events, such as occur in obstructive sleep apnoea syndrome, have been designated as a risk factor in the progression of liver disease in such patients, but the mechanism is unclear, in particular the role of hypoxia. Therefore we studied the influence of hypoxia on the development and progression of steatohepatitis in an experimental mouse model. Mice with a hepatocellular-specific deficiency in the Pten (phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10) gene, a tumour suppressor, were exposed to a 10% O2 (hypoxic) or 21% O2 (control) atmosphere for 7 days. Haematocrit, AST (aspartate aminotransferase), glucose, triacylglycerols (triglycerides) and insulin tolerance were measured in blood. Histological lesions were quantified. Expression of genes involved in lipogenesis and mitochondrial beta-oxidation, as well as FOXO1 (forkhead box O1), hepcidin and CYP2E1 (cytochrome P450 2E1), were analysed by quantitative PCR. In the animals exposed to hypoxia, the haematocrit increased (60+/-3% compared with 50+/-2% in controls; P<0.01) and the ratio of liver weight/body weight increased (5.4+/-0.2% compared with 4.7+/-0.3% in the controls; P<0.01). Furthermore, in animals exposed to hypoxia, steatosis was more pronounced (P<0.01), and the NAS [NAFLD (non-alcoholic fatty liver disease) activity score] (8.3+/-2.4 compared with 2.3+/-10.7 in controls; P<0.01), serum AST, triacylglycerols and glucose were higher. Insulin sensitivity decreased in mice exposed to hypoxia relative to controls. The expression of the lipogenic genes SREBP-1c (sterol-regulatory-element-binding protein-1c), PPAR-gamma (peroxisome-proliferator-activated receptor-gamma), ACC1 (acetyl-CoA carboxylase 1) and ACC2 (acetyl-CoA carboxylase 2) increased significantly in mice exposed to hypoxia, whereas mitochondria beta-oxidation genes [PPAR-alpha (peroxisome-proliferator-activated receptor-alpha) and CPT-1 (carnitine palmitoyltransferase-1)] decreased significantly. In conclusion, the findings of the present study demonstrate that hypoxia alone aggravates and accelerates the progression of NASH by up-regulating the expression of lipogenic genes, by down-regulating genes involved in lipid metabolism and by decreasing insulin sensitivity.

Relating the physicochemical characteristics and dispersion of multiwalled carbon nanotubes in different suspension media to their oxidative reactivity in vitro and inflammation in vivo

Reactive oxygen species (ROS) production is important in the toxicity of pathogenic particles such as fibres. We examined the oxidative potential of straight (50 microm and 10 microm) and tangled carbon nanotubes in a cell free assay, in vitro and in vivo using different dispersants. The cell free oxidative potential of tangled nanotubes was higher than for the straight fibres. In cultured macrophages tangled tubes exhibited significantly more ROS at 30 min, while straight tubes increased ROS at 4 h. ROS was significantly higher in bronchoalveolar lavage cells of animals instilled with tangled and 10 mum straight fibres, whereas the number of neutrophils increased only in animals treated with the long tubes. Addition of dispersants in the suspension media lead to enhanced ROS detection by entangled tubes in the cell-free system. Tangled fibres generated more ROS in a cell-free system and in cultured cells, while straight fibres generated a slower but more prolonged effect in animals.

Frequency-dependent social dominance in a color polymorphic cichlid fish

A mechanism commonly suggested to explain the persistence of color polymorphisms in animals is negative frequency-dependent selection. It could result from a social dominance advantage to rare morphs. We tested for this in males of red and blue color morphs of the Lake Victoria cichlid, Pundamilia. Earlier work has shown that males preferentially attack the males of their own morph, while red males are more likely to win dyadic contests with blue males. In order to study the potential contribution of both factors to the morph co-existence, we manipulated the proportion of red and blue males in experimental assemblages and studied its effect on social dominance. We then tried to disentangle the effects of the own-morph attack bias and social dominance of red using simulations. In the experiment, we found that red males were indeed socially dominant to the blue ones, but only when rare. However, blue males were not socially dominant when rare. The simulation results suggest that an own-morph attack bias reduces the social dominance of red males when they are more abundant. Thus, there is no evidence of symmetric negative frequency-dependent selection acting on social dominance, suggesting that additional fitness costs to the red morph must explain their co-existence.

Toxoplasma gondii in Switzerland: a serosurvey based on meat juice analysis of slaughtered pigs, wild boar, sheep and cattle

Toxoplasmosis is one of the most important zoonotic diseases worldwide and is caused by the protozoan Toxoplasma gondii. Besides vertical infection during pregnancy, humans can get infected post-natally either by peroral uptake of sporulated Toxoplasma oocysts or by ingestion of tissue cysts upon consumption of raw or undercooked meat. The aim of this study was to approximate the risk of human infection via meat consumption by estimating the seroprevalence of T. gondii in slaughtered animals in Switzerland and to compare data with prevalences assessed 10 years ago. The study included pigs, cattle, sheep and wild boar of different age groups and housing conditions whenever possible and applicable. A P-30-ELISA was used to detect T. gondii-specific antibodies and to determine seroprevalences in meat juice of slaughtered animals. A total of 270 domestic pigs (120 adults, 50 finishing, 100 free-ranging animals), 150 wild boars, 250 sheep (150 adults, 100 lambs) and 406 cattle (47 calves, 129 heifers, 100 bulls, 130 adult cows) were tested. Seropositivity increased with the age of the assessed animals. Independent of the age-group, the overall seroprevalence was lowest in wild boars (6.7%), followed by pigs (23.3%), cattle (45.6%) and sheep (61.6%), respectively. Conventional fattening pigs and free-ranging pigs surprisingly had comparable seroprevalences (14.0% and 13.0%, respectively). Unlike in other European countries, where generally a decrease in the number of seropositive animals had been observed, we found that the prevalence of seropositive animals, when compared with that of 10 years ago, had increased for most species/age groups. Conclusively, the results demonstrated a high seroprevalence of T. gondii in animals slaughtered for meat production and revealed that increasing age of the animals is a more important risk factor than housing conditions in Switzerland.

An attenuated Salmonella enterica serovar Typhimurium strain lacking the ZnuABC transporter induces protection in a mouse intestinal model of Salmonella infection

Salmonella enterica serovar Typhimurium has long been recognised as a zoonotic pathogen of economic significance in animals and humans. Attempts to protect humans and livestock may be based on immunization with vaccines aimed to induce a protective response. We recently demonstrated that the oral administration of a Salmonella enterica serovar Typhimurium strain unable to synthesize the zinc transporter ZnuABC is able to protect mice against systemic salmonellosis induced by a virulent homologous challenge. This finding suggested that this mutant strain could represent an interesting candidate vaccine for mucosal delivery. In this study, the protective effect of this Salmonella strain was tested in a streptomycin-pretreated mouse model of salmonellosis that is distinguished by the capability of evoking typhlitis and colitis. The here reported results demonstrate that mice immunized with Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) SA186 survive to the intestinal challenge and, compared to control mice, show a reduced number of virulent bacteria in the gut, with milder signs of inflammation. This study demonstrates that the oral administration a of S. Typhimurium strain lacking ZnuABC is able to elicit an effective immune response which protects mice against intestinal S. Typhimurium infection. These results, collectively, suggest that the streptomycin-pretreated mouse model of S. typhimurium infection can represent a valuable tool to screen S. typhimurium attenuated mutant strains and potentially help to assess their protective efficacy as potential live vaccines.

Susceptibility of primary human endothelial cells to C. perfringens beta-toxin suggesting similar pathogenesis in human and porcine necrotizing enteritis

Clostridium perfringens type C causes fatal necrotizing enteritis in different mammalian hosts, most commonly in newborn piglets. Human cases are rare, but the disease, also called pigbel, was endemic in the Highlands of Papua New Guinea. Lesions in piglets and humans are very similar and characterized by segmental necro-hemorrhagic enteritis in acute cases and fibrino-necrotizing enteritis in subacute cases. Histologically, deep mucosal necrosis accompanied by vascular thrombosis and necrosis was consistently reported in naturally affected pigs and humans. This suggests common pathogenetic mechanisms. Previous in vitro studies using primary porcine aortic endothelial cells suggested that beta-toxin (CPB) induced endothelial damage contributes to the pathogenesis of C. perfringens type C enteritis in pigs. In the present study we investigated toxic effects of CPB on cultured primary human macro- and microvascular endothelial cells. In vitro, these cells were highly sensitive to CPB and reacted with similar cytopathic and cytotoxic effects as porcine endothelial cells. Our results indicate that porcine and human cell culture based in vitro models represent valuable tools to investigate the pathogenesis of this bacterial disease in animals and humans.

Meningitis caused by Mycoplasma mycoides subspecies capri in a goat

A 2-year-old, female goat from Connecticut was submitted for necropsy with a 5-day history of pyrexia and intermittent neurologic signs, including nystagmus, seizures, and circling. Postmortem examination revealed suppurative meningitis. Histologic examination of the brain revealed that the meninges were diffusely infiltrated by moderate numbers of lymphocytes, macrophages, and fibrin, with scattered foci of dense neutrophilic infiltrate. Culture of pus and brainstem yielded typical mycoplasma colonies. DNA sequencing of the 16S ribosomal RNA gene revealed 99% sequence homology with Mycoplasma mycoides subspecies capri and Mycoplasma mycoides subspecies mycoides Large Colony biotype, which are genetically indistinguishable and likely to be combined as a single subspecies labeled M. mycoides subsp. capri. The present case is unusual in that not only are mycoplasma an uncommon cause of meningitis in animals, but additionally, in that all other reported cases of mycoplasma meningitis in goats, systemic lesions were also present. In the present case, meningitis was the only lesion, thus illustrating the need to consider mycoplasma as a differential diagnosis for meningitis in goats.

Acinetobacter baumannii isolates from pets and horses in Switzerland: molecular characterization and clinical data

OBJECTIVES: We investigated whether Acinetobacter baumannii isolates of veterinary origin shared common molecular characteristics with those described in humans. METHODS: Nineteen A. baumannii isolates collected in pets and horses were analysed. Clonality was studied using repetitive extragenic palindromic PCR (rep-PCR) and multilocus sequence typing (MLST). PCR and DNA sequencing for various beta-lactamase, aminoglycoside-modifying enzyme, gyrA and parC, ISAba1 and IS1133, adeR and adeS of the AdeABC efflux pump, carO porin and class 1/2/3 integron genes were performed. RESULTS: Two main clones [A (n = 8) and B (n = 9)] were observed by rep-PCR. MLST indicated that clone A contained isolates of sequence type (ST) ST12 (international clone II) and clone B contained isolates of ST15 (international clone I). Two isolates of ST10 and ST20 were also noted. Seventeen isolates were resistant to gentamicin, 12 to ciprofloxacin and 3 to carbapenems. Isolates of ST12 carried bla(OXA-66), bla(ADC-25), bla(TEM-1), aacC2 and IS1133. Strains of ST15 possessed bla(OXA-69), bla(ADC-11), bla(TEM-1) and a class 1 integron carrying aacC1 and aadA1. ISAba1 was found upstream of bla(ADC) (one ST10 and one ST12) and/or bla(OXA-66) (seven ST12). Twelve isolates of different STs contained the substitutions Ser83Leu in GyrA and Ser80Leu or Glu84Lys in ParC. Significant disruptions of CarO porin and overexpressed efflux pumps were not observed. The majority of infections were hospital acquired and in animals with predisposing conditions for infection. CONCLUSIONS: STs and the molecular background of resistance observed in our collection have been frequently described in A. baumannii detected in human patients. Animals should be considered as a potential reservoir of multidrug-resistant A. baumannii.

Cage-induced stereotypies in female ICR CD-1 mice do not correlate with recurrent perseveration

Stereotypies are repetitive, unvarying, apparently purposeless behavioural patterns. They develop in animals kept in barren environments and are highly prevalent in laboratory mice (Mus musculus), yet their underlying mechanisms have remained elusive. In humans, stereotypies are associated with several psychiatric disorders and are thought to reflect dysfunction of inhibition of motor programs mediated by the corticostriatal circuitry, resulting in recurrent perseveration (=inappropriate repetition of behavioural responses). Several studies in captive animals of different species have reported a correlation between stereotypy performance and perseverative behaviour, indicating a similar dysfunction. To examine whether stereotypies in mice correlate with recurrent perseveration and whether they are causally related, we raised 40 female ICR CD-1 mice in either barren or enriched cages from three to either six or 16 weeks of age (2 x 2 factorial design) and assessed stereotypic behaviour in the home cage and recurrent perseveration on a two-choice guessing task. Enrichment significantly reduced stereotypic behaviour both at six and 16 weeks of age and recurrent perseveration increased with age. Although enriched housing reduced the number of repetitions in the guessing task significantly, there was no clear evidence for an effect on recurrent perseveration, and recurrent perseveration did not correlate positively with stereotypy level. These findings indicate either that this test did not measure recurrent perseveration or that cage stereotypies in these mice do not reflect behavioural disinhibition as measured by recurrent perseveration.

Investigation of Rudimentary Meta-Cognition in Lion-Tailed Macaques and Tufted Capuchins

Meta-cognition, or "thinking about thinking," has been studied extensively in humans, but very little is known about the process in animals. Although great apes and rhesus macaques (Macaca mulatta) have demonstrated multiple apparently meta-cognitive abilities, other species have either been largely ignored or failed to convincingly display meta-cognitive traits. Recent work by Marsh, however, raised the possibility that some species may possess rudimentary or partial forms of meta-cognition. This thesis sought to further investigate this possibility by running multiple comparative experiments. The goal of the first study was to examine whether lion-tailed macaques, a species that may have a rudimentary form of meta-cognition, are able to use an uncertainty response adaptively, and if so, whether they could use the response flexibly when the stimuli for which the subjects should be uncertain changed. The macaques' acquisition of the initial discrimination task is ongoing, and as such there were not yet data to support a conclusion either way. In the second study, tufted capuchins were required to locate a food reward hidden beneath inverted cups that sat on a Plexiglas tray. In some conditions the capuchins were shown where the food was hidden, in others they could infer its location, and in yet others they were not given information about the location of the food. On all trials, however, capuchins could optionally seek additional information by looking up through the Plexiglas into the cups. In general, capuchins did this less often when they were shown the food reward, but not when they could infer the reward's location. These data suggest capuchins only meta-cognitively control their information seeking in some conditions, and thus, add support to the potential for a rudimentary form of meta-cognition. In convergence with other studies, these results may represent early models for rudimentary meta-cognition, although viable alternative explanations still remain.

Assessment of Alcohol Reward in Prairie Voles (Microtus ochrogaster)

The purpose of our study was to assess whether prairie voles find alcohol rewarding. Prairie voles have recently become a species of interest for alcohol studies, which have traditionally used other rodent model species including several different strains of mice and rats. The prairie vole is one of only two known rodent species that readily administers high levels of unsweetened alcohol, implicating it as a potentially effective animal model for studying alcohol abuse. However, voluntary consumption does not necessarily imply that prairie voles find it rewarding. Therefore the purpose of our study was to investigate if alcohol has rewarding properties for prairie voles using three different approaches: place conditioning, flavor conditioning, and immunohistochemistry. Furthermore, we sought to characterize their reward profile and compare it to other commonly used rodent models ¿ C57BL/6 mice, DBA/2J mice, and Sprague-Dawley rats. Place and flavor conditioning are behavioral methods that rely on the learned association between a stimulus and the effects of a drug; the drug of interest in these studies is alcohol. To assess whether prairie voles will demonstrate a conditioned preference for alcohol-paired stimuli, seven place conditioning studies were run that investigated a range of different doses, individual conditioning session durations, and trial durations. Video analysis revealed no difference in the amount of time spent on the alcohol-paired floor, suggesting no conditioned place preference for alcohol. Two flavor conditioning tests were conducted to assess whether voles would demonstrate a preference for an alcohol-paired flavored saccharin solution. Voles demonstrated reduced consumption of the alcohol-paired flavored saccharin solution, regardless of dose or flavor, when alcohol administration occurred after conditioning sessions (p=<0.001). When alcohol was administered before conditioning sessions, no difference in consumption of the alcohol-paired and saline-paired flavored saccharin solutions was seen (p=0.545). Previous studies that have documented similar behavior have hypothesized that this is an example of an anticipatory contrast effect. This theory proposes that prairie voles reduce their intake of a hedonic solution (flavored saccharin solution) in anticipation of later drug administration (alcohol). However, conditioning-based behavioral methods of studying alcohol reward are highly sensitive to the parameters of the conditioned stimulus, thus it is possible that voles will not show preference for alcohol-related stimuli, even if they do find alcohol rewarding. Immunohistochemical analysis supplemented this behavioral data by allowing us to identify specific neural regions that were directly activated in response to the acute administration of alcohol. No difference in the number of activated c-Fos neurons in the Nucleus Accumbens (NAc) core or shell was seen (p=0.3364; p=0.6698) in animals that received an acute injection of alcohol or saline. There was a significant increase in the number of activated c-Fos neurons in the Paraventricular Nucleus of the Hypothalamus (PVN) in alcohol-treated animals compared to saline-treated animals (p=0.0034). There was no difference in the pixel count of activated c-Fos neurons or in the % area activated in the Arcuate Nucleus between alcohol and saline-treated animals (p=0.4523; p=0.3304). In conclusion, the place conditioning studies that were conducted in this thesis suggest that prairie voles do not demonstrate preference or aversion towards alcohol-paired stimuli. The flavor conditioning studies suggest that prairie voles do not demonstrate aversion but rather avoidance of the alcohol-paired flavor in anticipation of future alcohol administration. The preliminary immunohistochemical data collected is inconclusive but cannot rule out the possibility of neuronal activation patterns indicative of reward. Taken together, our data indicate that prairie voles hav