Cooperative transcriptional activity of Jun and Stat3 beta, a short form of Stat3.

To identify proteins that regulate the transcriptional activity of c-Jun, we have used the yeast two-hybrid screen to detect mammalian polypeptides that might interact functionally with the N-terminal segment of c-Jun, a known regulatory region. Among the proteins identified is a short form of Stat3 (designated Stat3 beta). Stat3 beta is missing the 55 C-terminal amino acid residues of the long form (Stat3 alpha) and has 7 additional amino acid residues at its C terminus. In the absence of added cytokines, expression of Stat3 beta (but not Stat3 alpha) in transfected cells activated a promoter containing the interleukin 6 responsive element of the rat alpha 2-macroglobulin gene; coexpression of Stat3 beta and c-Jun led to enhanced cooperative activation of the promoter. Nuclear extracts of cells transfected with a Stat3 beta expression plasmid formed a complex with an oligonucleotide containing a Stat3 binding site, whereas extracts of cells transfected with a Stat3 alpha plasmid did not. We conclude that there is a short form of Stat3 (Stat3 beta), that Stat3 beta is transcriptionally active under conditions where Stat3 alpha is not, and that Stat3 beta and c-Jun are capable of cooperative activation of certain promoters.

Critical role of the interleukin 2 (IL-2) receptor gamma-chain-associated Jak3 in the IL-2-induced c-fos and c-myc, but not bcl-2, gene induction.

The interleukin 2 receptor (IL-2R) consists of three subunits, the IL-2R alpha, IL-2R beta c, and IL-2R gamma c chains. Two Janus family protein tyrosine kinases (PTKs), Jak1 and Jak3, were shown to associate with IL-2R beta c and IL-2R gamma c, respectively, and their PTK activities are increased after IL-2 stimulation. A Jak3 mutant with truncation of the C-terminal PTK domain lacks its intrinsic kinase activity but can still associate with IL-2R gamma c. In a hematopoietic cell line, F7, that responds to either IL-2 or IL-3, overexpression of this Jak3 mutant results in selective inhibition of the IL-2-induced activation of Jak1/Jak3 PTKs and of cell proliferation. Of the three target nuclear protooncogenes of the IL-2 signaling, c-fos and c-myc genes, but not the bcl-2 gene, were found to be impaired. On the other hand, overexpression of the dominant negative form of the IL-2R gamma c chain, which lacks most of its cytoplasmic domain, in F7 cells resulted in the inhibition of all three protooncogenes. These results provide a further molecular basis for the critical role of Jak3 in IL-2 signaling and also suggest a Jak PTK-independent signaling pathway(s) for the bcl-2 gene induction by IL-2R.

Human intestinal epithelial cells express functional cytokine receptors sharing the common gamma c chain of the interleukin 2 receptor.

Interleukin (IL) 2 signaling requires the dimerization of the IL-2 receptor beta (IL-2R beta) and common gamma (gamma c) chains. The gamma is also a component of the receptors for IL-4, IL-7, and IL-9. To assess the extent and role of the receptor signal transducing system utilizing the gamma c chain on human intestinal epithelial cells, the expression of gamma c, IL-2R beta, and receptor chains specific for IL-4, IL-7, and IL-9 was assessed by reverse transcription-coupled PCR on human intestinal epithelial cell lines and on isolated primary human intestinal epithelial cells. Caco-2, HT-29, and T-84 cells were found to express transcripts for the gamma c and IL-4R chains constitutively. IL-2R beta chain expression was demonstrated in Caco-2 and HT-29 but not in T-84 cells. None of the cell lines expressed mRNA for the IL-2R alpha chain. After stimulation with epidermal growth factor for 24 h Caco-2, HT-29, and T-84 cells expressed transcripts for IL-7R. In addition, Caco-2 and HT-29 cells expressed mRNA for the IL-9R. Receptors for IL-2, IL-4, IL-7, and IL-9 on intestinal epithelial cells lines appeared to be functional; stimulation with these cytokines caused rapid tyrosine phosphorylation of proteins. The relevance of the observations in intestinal epithelial cell lines for intestinal epithelial function in vivo was supported by the demonstration of transcripts for gamma c, IL-2R beta, IL-4R, IL-7R, and IL-9R in primary human intestinal epithelial cells.

Similarities and differences in signal transduction by interleukin 4 and interleukin 13: analysis of Janus kinase activation.

The cytokines interleukin (IL) 4 and IL-13 induce many of the same biological responses, including class switching to IgE and induction of major histocompatibility complex class II antigens and CD23 on human B cells. It has recently been shown that IL-4 induces the tyrosine phosphorylation of a 170-kDa protein, a substrate called 4PS, and of the Janus kinase (JAK) family members JAK1 and JAK3. Because IL-13 has many functional effects similar to those of IL-4, we compared the ability of IL-4 and IL-13 to activate these signaling molecules in the human multifactor-dependent cell line TF-1. In this report we demonstrate that both IL-4 and IL-13 induced the tyrosine phosphorylation of 4PS and JAK1. Interestingly, although IL-4 induced the tyrosine phosphorylation of JAK3, we did not detect JAK3 phosphorylation in response to IL-13. These data suggest that IL-4 and IL-13 signal in similar ways via the activation of JAK1 and 4PS. However, our data further indicate that there are significant differences because IL-13 does not activate JAK3.

Signaling through the interleukin 2 receptor beta chain activates a STAT-5-like DNA-binding activity.

To explore the possible involvement of STAT factors ("signal transducers and activators of transcription") in the interleukin 2 receptor (IL-2R) signaling cascade, murine HT-2 cells expressing chimeric receptors composed of the extracellular domain of the erythropoietin receptor fused to the cytoplasmic domains of the IL-2R beta or -gamma c chains were prepared. Erythropoietin or IL-2 activation of these cells resulted in rapid nuclear expression of a DNA-binding activity that reacted with select STAT response elements. Based on reactivity with specific anti-STAT antibodies, this DNA-binding activity was identified as a murine homologue of STAT-5. Induction of nuclear expression of this STAT-5-like factor was blocked by the addition of herbimycin A, a tyrosine kinase inhibitor, but not by rapamycin, an immunophilin-binding antagonist of IL-2-induced proliferation. The IL-2R beta chain appeared critical for IL-2-induced activation of STAT-5, since a mutant beta chain lacking all cytoplasmic tyrosine residues was incapable of inducing this DNA binding. In contrast, a gamma c mutant lacking all of its cytoplasmic tyrosine residues proved fully competent for the induction of STAT-5. Physical binding of STAT-5 to functionally important tyrosine residues within IL-2R beta was supported by the finding that phosphorylated, but not nonphosphorylated, peptides corresponding to sequences spanning Y392 and Y510 of the IL-2R beta tail specifically inhibited STAT-5 DNA binding.

Competence for collagenase gene expression by tissue fibroblasts requires activation of an interleukin 1 alpha autocrine loop.

The enzyme collagenase (EC 3.4.24.7), a key mediator in biological remodeling, can be induced in early-passage fibroblasts by a wide variety of agents and conditions. In contrast, at least some primary tissue fibroblasts are incompetent to synthesize collagenase in response to many of these stimulators. In this study, we investigate mechanisms controlling response to two of the conditions in question: (i) trypsin or cytochalasin B, which disrupt actin stress fibers, or (ii) phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), which activates growth factor signaling pathways. We demonstrate that collagenase expression stimulated by trypsin or cytochalasin B is regulated entirely through an autocrine cytokine, interleukin 1 alpha (IL-1 alpha). The IL-1 alpha intermediate also constitutes the major mechanism by which PMA stimulates collagenase expression, although a second signaling pathway(s) contributes to a minor extent. Elevation of the IL-1 alpha level in response to stimulators is found to be sustained by means of an autocrine feedback loop in early-passage fibroblast cultures. In contrast, fibroblasts freshly isolated from the tissue are incompetent to activate and sustain the IL-1 alpha feedback loop, even though they synthesize collagenase in response to exogenous IL-1. We conclude that this is the reason why tissue fibroblasts are limited, in comparison with subcultured fibroblasts, in their capacity to synthesize collagenase. Activation of the IL-1 alpha feedback loop, therefore, seems likely to be an important mechanism by which resident tissue cells adopt the remodeling phenotype.

Growth factors can enhance lymphocyte survival without committing the cell to undergo cell division.

Growth factors have been defined by their ability to promote the proliferative expansion of receptor-bearing cells. For example, antigen-activated T cells expressing the alpha beta gamma form of the interleukin 2 (IL-2) receptor will proliferate in response to IL-2. In contrast, resting T cells, which express the IL-2 receptor beta and gamma chains, do not proliferate in response to IL-2. We demonstrate that the survival of resting T cells following gamma irradiation is greatly enhanced by pretreatment with IL-2. The radioprotective effect of IL-2 is dose dependent, does not result from the induction of cell proliferation, and does not require expression of the IL-2 receptor alpha chain. Thus, the beta gamma IL-2 receptor expressed on resting T cells can transduce signals that promote cell survival without committing the T cell to undergo cell division. IL-4 and IL-7, but not IL-1, IL-3, or IL-6, were also found to enhance the survival of quiescent T cells following gamma irradiation. Thus, certain growth factor-receptor interactions can serve to maintain cell viability in a manner that is independent of their ability to initiate or maintain cell proliferation. These data may have important implications for the use of growth factors in patients being treated with radiation and/or chemotherapy.

Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension.

Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) is found in mammalian cells cultured under reduced O2 tension and is necessary for transcriptional activation mediated by the erythropoietin gene enhancer in hypoxic cells. We show that both HIF-1 subunits are basic-helix-loop-helix proteins containing a PAS domain, defined by its presence in the Drosophila Per and Sim proteins and in the mammalian ARNT and AHR proteins. HIF-1 alpha is most closely related to Sim. HIF-1 beta is a series of ARNT gene products, which can thus heterodimerize with either HIF-1 alpha or AHR. HIF-1 alpha and HIF-1 beta (ARNT) RNA and protein levels were induced in cells exposed to 1% O2 and decayed rapidly upon return of the cells to 20% O2, consistent with the role of HIF-1 as a mediator of transcriptional responses to hypoxia.

Characterization of the stable L-arginine-derived relaxing factor released from cytokine-stimulated vascular smooth muscle cells as an NG-hydroxyl-L-arginine-nitric oxide adduct.

The nature of an L-arginine-derived relaxing factor released from vascular smooth muscle cells cultured on microcarrier beads and stimulated for 20 h with interleukin 1 beta was investigated. Unlike the unstable relaxation elicited by authentic nitric oxide (NO) in a cascade superfusion bioassay system, the effluate from vascular smooth muscle cells induced a stable relaxation that was susceptible to inhibition by oxyhemoglobin. Three putative endogenous NO carriers mimicked this stable relaxing effect: S-nitroso-L-cysteine, low molecular weight dinitrosyl-iron complexes (DNICs), and the adduct of NG-hydroxy-L-arginine (HOArg) with NO. Inactivation of S-nitroso-L-cysteine by Hg2+ ions or trapping of DNICs with agarose-bound bovine serum albumin abolished their relaxing effects, whereas that of the vascular smooth muscle cell effluate remained unaffected. In addition, neither S-nitrosothiols nor DNICs were detectable in the effluate from these cells, as judged by UV and electron spin resonance (ESR) spectroscopy. The HOArg-NO adduct was instantaneously generated upon reaction of HOArg with authentic NO under bioassay conditions. Its pharmacological profile was indistinguishable from that of the vascular smooth muscle cell effluate, as judged by comparative bioassay with different vascular and nonvascular smooth muscle preparations. Moreover, up to 100 nM HOArg was detected in the effluate from interleukin 1 beta-stimulated vascular smooth muscle cells, suggesting that sufficient amounts of HOArg are released from these cells to spontaneously generate the HOArg-NO adduct. This intercellular NO carrier probably accounts for the stable L-arginine-derived relaxing factor released from cytokine-stimulated vascular smooth muscle cells and also from other NO-producing cells, such as macrophages and neutrophils.

La riproduzione nei rettili: nuove prospettive e sviluppi futuri

L’allevamento in cattività dei rettili è in costante crescita negli ultimi anni e richiede conoscenze mediche sempre più specialistiche per far fronte ai numerosi problemi legati a questi animali. Il corretto approccio medico prevede una profonda conoscenza delle specie prese in esame dal momento che la maggior parte delle problematiche riproduttive di questi animali sono legate ad una non corretta gestione dei riproduttori. L’apparato riproduttore dei rettili è estremamente vario a seconda delle specie prese in considerazione. Sauri ed ofidi possiedono due organi copulatori denominati emipeni e posizionati alla base della coda caudalmente alla cloaca che vengono estroflessi alternativamente durante l’accoppiamento per veicolare lo spera all’interno della cloaca della femmina. In questi animali il segmento posteriore renale è chiamato segmento sessuale, perché contribuisce alla formazione del fluido seminale. Tale porzione, durante la stagione dell’accoppiamento, diventa più voluminosa e cambia drasticamente colore, tanto che può essere confusa con una manifestazione patologica. I cheloni al contrario possiedono un unico pene che non viene coinvolto nella minzione. In questi animali. I testicoli sono due e sono situati all’interno della cavità celomatica in posizione cranioventrale rispetto ai reni. I testicoli possono variare notevolmente sia come forma che come dimensione a seconda del periodo dell’anno. Il ciclo estrale dei rettili è regolato, come pure nei mammiferi, dagli ormoni steroidei. La variazione di questi ormoni a livello ematico è stata studiato da diversi autori con il risultato di aver dimostrato come la variazione dei dosaggi degli stessi determini l’alternanza delle varie fasi del ciclo riproduttivo. La relazione tra presenza di uova (anche placentari) ed alti livelli di progesterone suggerisce che questo ormone gioca un ruolo importante nelle riproduzione delle specie ovipare per esempio stimolando la vascolarizzazione degli ovidutti durante i tre mesi in cui si ha lo sviluppo delle uova. Il 17-beta estradiolo è stato descritto come un ormone vitellogenico grazie alla sua capacità di promuovere lo sviluppo dei follicoli e la formazione di strati protettivi dell’uovo. L’aumento del livello di estradiolo osservato esclusivamente nelle femmine in fase vitellogenica è direttamente responsabile della mobilizzazione delle riserve materne in questa fase del ciclo. Va sottolineato come il progesterone sia in effetti un antagonista dell’estradiolo, riducendo la vitellogenesi e intensificando gli scambi materno fetali a livello di ovidutto. Le prostaglandine (PG) costituiscono un gruppo di molecole di origine lipidica biologicamente attive, sintetizzate sotto varie forme chimiche. Sono noti numerosi gruppi di prostaglandine ed è risputo che pesci, anfibi, rettili e mammiferi sintetizzano una o più prostaglandine partendo da acidi grassi precursori. Queste sostanze anche nei rettili agiscono sulla mucosa dell’utero aumentandone le contrazioni e sui corpi lutei determinandone la lisi. La maturità sessuale dei rettili, dipende principalmente dalla taglia piuttosto che dall’età effettiva dell’animale. In cattività, l’alimentazione e le cure dell’allevatore, possono giocare un ruolo fondamentale nel raggiungimento della taglia necessaria all’animale per maturare sessualmente. Spesso, un animale d’allevamento raggiunge prima la maturità sessuale rispetto ai suoi simili in natura. La maggior parte dei rettili sono ovipari, ovvero depongono uova con guscio sulla sabbia o in nidi creati appositamente. La condizione di ovoviviparità è riscontrabile in alcuni rettili. Le uova, in questo caso, vengono ritenute all’interno del corpo, fino alla nascita della progenie. Questa può essere considerata una strategia evolutiva di alcuni animali, che in condizioni climatiche favorevoli effettuano l’ovo deposizione, ma se il clima non lo permette, ritengono le uova fino alla nascita della prole. Alcuni serpenti e lucertole sono vivipari, ciò significa che l’embrione si sviluppa all’interno del corpo dell’animale e che è presente una placenta. I piccoli fuoriescono dal corpo dell’animale vivi e reattivi. La partenogenesi è una modalità di riproduzione asessuata, in cui si ha lo sviluppo dell’uovo senza che sia avvenuta la fecondazione. Trenta specie di lucertole e alcuni serpenti possono riprodursi con questo metodo. Cnemidophorus uniparens, C. velox e C. teselatus alternano la partenogenesi a una riproduzione sessuata, a seconda della disponibilità del maschio. La maggior parte dei rettili non mostra alcuna cura materna per le uova o per i piccoli che vengono abbandonati al momento della nascita. Esistono tuttavia eccezioni a questa regola generale infatti alcune specie di pitoni covano le uova fino al momento della schiusa proteggendole dai predatori e garantendo la giusta temperatura e umidità. Comportamenti di guardia al nido sono poi stati documentati in numerosi rettili, sia cheloni che sauri che ofidi. Nella maggior parte delle tartarughe, la riproduzione è legata alla stagione. Condizioni favorevoli, possono essere la stagione primaverile nelle zone temperate o la stagione umida nelle aree tropicali. In cattività, per riprodurre queste condizioni, è necessario fornire, dopo un periodo di ibernazione, un aumento del fotoperiodo e della temperatura. L’ atteggiamento del maschio durante il corteggiamento è di notevole aggressività, sia nei confronti degli altri maschi, con i quali combatte copiosamente, colpendoli con la corazza e cercando di rovesciare sul dorso l’avversario, sia nei confronti della femmina. Infatti prima della copulazione, il maschio insegue la femmina, la sperona, la morde alla testa e alle zampe e infine la immobilizza contro un ostacolo. Il comportamento durante la gravidanza è facilmente riconoscibile. La femmina tende ad essere molto agitata, è aggressiva nei confronti delle altre femmine e inizia a scavare buche due settimane prima della deposizione. La femmina gravida costruisce il nido in diverse ore. Scava, con gli arti anteriori, buche nel terreno e vi depone le uova, ricoprendole di terriccio e foglie con gli arti posteriori. A volte, le tartarughe possono trattenere le uova, arrestando lo sviluppo embrionale della prole per anni quando non trovano le condizioni adatte a nidificare. Lo sperma, inoltre, può essere immagazzinato nell’ovidotto fino a sei anni, quindi la deposizione di uova fertilizzate può verificarsi senza che sia avvenuto l’accoppiamento durante quel ciclo riproduttivo. I comportamenti riproduttivi di tutte le specie di lucertole dipendono principalmente dalla variazione stagionale, correlata al cambiamento di temperatura e del fotoperiodo. Per questo, se si vuole far riprodurre questi animali in cattività, è necessario valutare per ogni specie una temperatura e un’illuminazione adeguata. Durante il periodo riproduttivo, un atteggiamento caratteristico di diverse specie di lucertole è quello di riprodurre particolari danze e movimenti ritmici della testa. In alcune specie, possiamo notare il gesto di estendere e retrarre il gozzo per mettere in evidenza la sua brillante colorazione e richiamare l’attenzione della femmina. L’aggressività dei maschi, durante la stagione dell’accoppiamento, è molto evidente, in alcuni casi però, anche le femmine tendono ad essere aggressive nei confronti delle altre femmine, specialmente durante l’ovo deposizione. La fertilizzazione è interna e durante la copulazione, gli spermatozoi sono depositati nella porzione anteriore della cloaca femminile, si spostano successivamente verso l’alto, dirigendosi nell’ovidotto, in circa 24-48 ore; qui, fertilizzano le uova che sono rilasciate nell’ovidotto dall’ovario. Negli ofidi il corteggiamento è molto importante e i comportamenti durante questa fase possono essere diversi da specie a specie. I feromoni specie specifici giocano un ruolo fondamentale nell’attrazione del partner, in particolar modo in colubridi e crotalidi. La femmina di queste specie emette una traccia odorifera, percepita e seguita dal maschio. Prima dell’accoppiamento, inoltre, il maschio si avvicina alla femmina e con la sua lingua bifida o con il mento, ne percorre tutto il corpo per captare i feromoni. Dopo tale comportamento, avviene la copulazione vera e propria con la apposizione delle cloache; gli emipeni vengono utilizzati alternativamente e volontariamente dal maschio. Durante l’ovulazione, il serpente aumenterà di volume nella sua metà posteriore e contrazioni muscolari favoriranno lo spostamento delle uova negli ovidotti. In generale, se l’animale è oviparo, avverrà una muta precedente alla ovo deposizione, che avviene prevalentemente di notte. Gli spermatozoi dei rettili sono morfologicamente simili a quelli di forme superiori di invertebrati. La fecondazione delle uova, da parte di spermatozoi immagazzinati nel tratto riproduttivo femminile, è solitamente possibile anche dopo mesi o perfino anni dall’accoppiamento. La ritenzione dei gameti maschili vitali è detta amphigonia retardata e si ritiene che questa caratteristica offra molti benefici per la sopravvivenza delle specie essendo un adattamento molto utile alle condizioni ambientali quando c’è una relativa scarsità di maschi conspecifici disponibili. Nell’allevamento dei rettili in cattività un accurato monitoraggio dei riproduttori presenta una duplice importanza. Permette di sopperire ad eventuali errori di management nel caso di mancata fertilizzazione e inoltre permette di capire quale sia il grado di sviluppo del prodotto del concepimento e quindi di stabilire quale sia il giorno previsto per la deposizione. Le moderne tecniche di monitoraggio e l’esperienza acquisita in questi ultimi anni permettono inoltre di valutare in modo preciso lo sviluppo follicolare e quindi di stabilire quale sia il periodo migliore per l’accoppiamento. Il dimorfismo sessuale nei serpenti è raro e anche quando presente è poco evidente. Solitamente nei maschi, la coda risulta essere più larga rispetto a quella della femmina in quanto nel segmento post-cloacale vi sono alloggiati gli emipeni. Il maschio inoltre, è generalmente più piccolo della femmina a parità di età. Molti cheloni sono sessualmente dimorfici sebbene i caratteri sessuali secondari siano poco apprezzabili nei soggetti giovani e diventino più evidenti dopo la pubertà. In alcune specie si deve aspettare per più di 10 anni prima che il dimorfismo sia evidente. Le tartarughe di sesso maschile tendono ad avere un pene di grosse dimensioni che può essere estroflesso in caso di situazioni particolarmente stressanti. I maschi sessualmente maturi di molte specie di tartarughe inoltre tendono ad avere una coda più lunga e più spessa rispetto alle femmine di pari dimensioni e la distanza tra il margine caudale del piastrone e l’apertura cloacale è maggiore rispetto alle femmine. Sebbene la determinazione del sesso sia spesso difficile nei soggetti giovani molti sauri adulti hanno dimorfismo sessuale evidente. Nonostante tutto comunque anche tra i sauri esistono molte specie come per esempio Tiliqua scincoides, Tiliqua intermedia, Gerrhosaurus major e Pogona vitticeps che anche in età adulta non mostrano alcun carattere sessuale secondario evidente rendendone molto difficile il riconoscimento del sesso. Per garantire un riconoscimento del sesso degli animali sono state messe a punto diverse tecniche di sessaggio che variano a seconda della specie presa in esame. L’eversione manuale degli emipeni è la più comune metodica utilizzata per il sessaggio dei giovani ofidi ed in particolare dei colubridi. I limiti di questa tecnica sono legati al fatto che può essere considerata attendibile al 100% solo nel caso di maschi riconosciuti positivi. L’eversione idrostatica degli emipeni esattamente come l’eversione manuale degli emipeni si basa sull’estroflessione di questi organi dalla base della coda, pertanto può essere utilizzata solo negli ofidi e in alcuni sauri. La procedura prevede l’iniezione di fluido sterile (preferibilmente soluzione salina isotonica) nella coda caudalmente all’eventuale posizione degli emipeni. Questa tecnica deve essere eseguita solo in casi eccezionali in quanto non è scevra da rischi. L’utilizzo di sonde cloacali è il principale metodo di sessaggio per gli ofidi adulti e per i sauri di grosse dimensioni. Per questa metodica si utilizzano sonde metalliche dello spessore adeguato al paziente e con punta smussa. Nei soggetti di genere maschile la sonda penetra agevolmente al contrario di quello che accade nelle femmine. Anche gli esami radiografici possono rendersi utili per il sessaggio di alcune specie di Varani (Varanus achanturus, V. komodoensis, V. olivaceus, V. gouldi, V. salvadorii ecc.) in quanto questi animali possiedono zone di mineralizzazione dei tessuti molli (“hemibacula”) che possono essere facilmente individuate nei maschi. Diversi studi riportano come il rapporto tra estradiolo e androgeni nel plasma o nel liquido amniotico sia un possibile metodo per identificare il genere sessuale delle tartarughe. Per effettuare il dosaggio ormonale, è necessario prelevare un campione di sangue di almeno 1 ml ad animale aspetto che rende praticamente impossibile utilizzare questo metodo di sessaggio nelle tartarughe molto piccole e nei neonati. L’ecografia, volta al ritrovamento degli emipeni, sembra essere un metodo molto preciso, per la determinazione del sesso nei serpenti. Uno studio compiuto presso il dipartimento di Scienze Medico Veterinarie dell’Università di Parma, ha dimostrato come questo metodo abbia una sensibilità, una specificità e un valore predittivo positivo e negativo pari al 100%. La radiografia con mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata possono essere utilizzate nel sessaggio dei sauri, con buoni risultati. Uno studio, compiuto dal dipartimento di Scienze Medico Veterinarie, dell’Università di Parma, ha voluto mettere a confronto diverse tecniche di sessaggio nei sauri, tra cui l’ecografia, la radiografia con e senza mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata con e senza mezzo di contrasto. I risultati ottenuti, hanno dimostrato come l’ecografia non sia il mezzo più affidabile per il riconoscimento degli emipeni e quindi del sesso dell’animale, mentre la radiografia e la tomografia computerizza con mezzo di contrasto siano tecniche affidabili e accurate in queste specie. Un metodo valido e facilmente realizzabile per il sessaggio dei cheloni anche prepuberi è la cistoscopia. In un recente studio la cistoscopia è stata effettuata su quindici cheloni deceduti e venticinque cheloni vivi, anestetizzati. In generale, questo metodo si è dimostrato non invasivo per le tartarughe, facilmente ripetibile in diversi tipi di tartarughe e di breve durata. Tra le principali patologie riproduttive dei rettili le distocie sono sicuramente quelle che presentano una maggior frequenza. Quando si parla di distocia nei rettili, si intendono tutte quelle situazioni in cui si ha una mancata espulsione e deposizione del prodotto del concepimento entro tempi fisiologici. Questa patologia è complessa e può dipendere da diverse cause. Inoltre può sfociare in malattie sistemiche a volte molto severe. Le distocie possono essere classificate in ostruttive e non ostruttive in base alle cause. Si parla di distocia ostruttiva quando si verificano delle condizioni per cui viene impedito il corretto passaggio delle uova lungo il tratto riproduttivo (Fig.13). Le cause possono dipendere dalla madre o dalle caratteristiche delle uova. Nel caso di distocia non ostruttiva le uova rinvenute sono solitamente di dimensioni normali e la conformazione anatomica della madre è fisiologica. L’eziologia è da ricercare in difetti comportamentali, ambientali e patologici. Non esistono sintomi specifici e patognomonici di distocia. La malattia diviene evidente e conclamata solamente in presenza di complicazioni. Gli approcci terapeutici possibili sono vari a seconda della specie animale e della situazione. Fornire un’area adeguata per la nidiata: se la distocia non è ostruttiva si può cercare di incoraggiare l’animale a deporre autonomamente le uova creando un idoneo luogo di deposizione. Il trattamento medico prevede la stimolazione della deposizione delle uova ritenute mediante l’induzione con ossitocina. L’ossitocina viene somministrata alle dosi di 1/3 UI/kg per via intramuscolare. Uno studio condotto presso l’Università veterinaria di Parma ha comparato le somministrazioni di ossitocina per via intramuscolare e per via intravenosa, confrontando le tempistiche con le quali incominciano le contrazioni e avviene la completa ovodeposizione e dimostrando come per via intravenosa sia possibile somministrare dosi più basse rispetto a quelle riportate solitamente in letteratura ottenendo comunque un ottimo risultato. Nel caso in cui il trattamento farmacologico dovesse fallire o non fosse attuabile, oppure in casi di distocia ostruttiva è possibile ricorrere alla chirurgia. Per stasi follicolare si intende la incapacità di produrre sufficiente quantità di progesterone da corpi lutei perfettamente funzionanti. Come per la distocia, l’eziologia della stasi follicolare è variegata e molto ampia: le cause possono essere sia ambientali che patologiche. La diagnosi clinica viene fatta essenzialmente per esclusione. Come per la distocia, anche in questo caso l’anamnesi e la raccolta del maggior quantitativo di informazioni è fondamentale per indirizzarsi verso il riconoscimento della patologia. Per prolasso si intende la fuoriuscita di un organo attraverso un orifizio del corpo. Nei rettili, diversi organi possono prolassare attraverso la cloaca: la porzione terminale dell’apparato gastroenterico, la vescica urinaria, il pene nel maschio (cheloni) e gli ovidutti nella femmina. In sauri e ofidi gli emipeni possono prolassare dalle rispettive tasche in seguito ad eccesiva attività sessuale97. La corretta identificazione del viscere prolassato è estremamente importante e deve essere effettuata prima di decidere qualsiasi tipologia di trattamento ed intervento. Nei casi acuti e non complicati è possibile la riduzione manuale dell’organo, dopo un accurato lavaggio e attenta pulizia. Se questo non dovesse essere possibile, l’utilizzo di lubrificanti e pomate antibiotiche garantisce all’organo una protezione efficiente. Nel caso in cui non si sia potuto intervenire celermente e l’organo sia andato incontro a infezione e congestione venosa prolungata con conseguente necrosi, l’unica soluzione è l’amputazione

Investigação do papel de SIGIRR/IL-1R8 no crosstalk entre células tumorais e o infiltrado leucocitário

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico.

Efeito da desnutrição proteica sobre aspectos da mobilização, migração e sinalização celular. Papel da glutamina na modulação desses processos

A desnutrição é uma condição nutricional que pode afetar muitos aspectos da resposta imunológica, como alterações na migração celular, na fagocitose, na resposta bactericida, mudanças na produção de radicais livres e espécies de nitrogênio e na produção de citocinas pró-inflamatórias. Logo, indivíduos desnutridos apresentam maior susceptibilidade a infecções. Visto que a glutamina é um aminoácido de extrema importância para a funcionalidade de diversas células do sistema imune e que as mesmas apresentam aumento da utilização desse aminoácido durante processos infecciosos, investigou-se, neste trabalho, quais os efeitos da glutamina sobre alguns aspectos da mobilização, migração e sinalização celular em um modelo experimental de desnutrição proteica. Para tanto, utilizou-se camundongos da linhagem BALB/c machos, os quais foram divididos em dois grupos, Controle e Desnutrido, que passaram a receber dietas isocalóricas contendo 12% (normoproteica) e 2% de caseína (hipoproteica), respectivamente, durante 5 semanas. Para as avaliações in vivo, animais de ambos os grupos receberam por via endovenosa 100µL de solução contendo 1,25µg de LPS e após 1 hora 0,75mg/Kg de L-glutamina (GLUT). Após o período de desnutrição ou de indução ao processo inflamatório, os animais foram eutanasiados e as amostras biológicas coletas. Foram avaliados nos animais estimulados in vivo hemograma, mielograma, as citocinas IL-10 e TNF-α circulantes e a expressão de CD11b/CD18 nos granulócitos do sangue periférico. Foi avaliado, in vitro, a capacidade migratória, a expressão de CD11b/CD18 de polimorfonucleados da medula óssea e do sangue periférico, bem como a síntese de citocinas IL-1α, IL-6, IL-10, IL-12 e TNF-α e a expressão de NF-κB e IκBα em células cultivadas em meio com 0; 0,6; 2 e 10 mM de GLUT. Os animais desnutridos apresentaram anemia, leucopenia, hipoplasia medular e diminuição na concentração sérica de proteínas, albumina e pré-albumina. A GLUT, in vitro, apresentou capacidade de reduzir a produção de IL-1α e IL-6, bem como a ativação da via do NF-κB. No modelo in vivo a GLUT, em animais estimulados com LPS, alterou a cinética de migração neutrofílica e reduziu a expressão de CD18, bem como diminuiu os níveis de TNFα circulantes.

Ação da proteína amiloide sérica A em melanomas

Concentrações séricas basais da proteína amiloide sérica A (SAA) estão significativamente aumentadas em pacientes com câncer e alguns autores sugerem uma relação causal. Trabalho anterior do grupo mostrou que a SAA induz a proliferação de duas linhagens de glioblastoma humano e afeta os processos de invasividade in vitro, sustentando um papel pró-tumoral para esta proteína. Com base nesse trabalho, investigamos a abrangência dos efeitos de SAA para outro tipo de célula tumoral e para isso escolhemos um painel de linhagens de melanoma humano e uma linhagem primária obtida a partir de aspirado de linfonodo de paciente com melanoma, por nós isolada. Observamos que apesar da célula precursora de melanomas, isto é, melanócito, não produzir SAA, todas as linhagens de melanoma produziram a proteína e expressaram alguns dos seus receptores. Além disso, quando estas células foram estimuladas com SAA houve uma inibição da proliferação em tempos curtos de exposição (48 horas) e efeitos citotóxicos após um tempo maior (7 dias). A SAA também afetou processos de invasividade e a produção das citocinas IL-6, IL-8 e TNF-α. Aos avaliarmos o efeito da SAA na interação das células de melanoma com células do sistema imune, vimos que a SAA ativou uma resposta imune anti-tumoral aumentando a expressão de moléculas co-estumolatórias, como CD69 e HLA-DR, e sua função citotóxica. Ainda, vimos que a produção de TNF-α, IFN-γ, IL-10, IL-1β e IL-8 estimuladas por SAA podem contribuir com os efeitos desta. De forma geral estes resultados nos levam a crer que a SAA tem atividade anti-tumoral em melanomas. Finalizando, com base na importância do desenvolvimento da resistência às terapias atuais para o melanoma, observamos que em células resistentes ao PLX4032, um inibidor de BRAF, os efeitos imunomodulatórios induzidos pela SAA estão abolidos, possivelmente identificando um novo componente da resistência.

Single-cell derived clones from human adipose stem cells present different immunomodulatory properties

Human adipose mesenchymal stem cells are a heterogeneous population, where cell cultures derived from single cell-expanded clones present varying degrees of differential plasticity. This work focuses on the immunomodulatory/anti-inflammatory properties of these cells. To this end, 5 single cell clones were isolated (generally called 1.X and 3.X) from 2 volunteers. Regarding the expression level of the lineage-characteristic surface antigens, clones 1.10 and 1.22 expressed the lowest amounts, while clones 3.10 and 3.5 expressed more CD105 than the rest and clone 1.7 expressed higher amounts of CD73 and CD44. Regarding cytokine secretion, all clones were capable of spontaneously releasing high levels of IL-6 and low to moderate levels of IL-8. These differences can be explained in part by the distinct methylation profile exhibited by the clones. Furthermore and after lipopolysaccharide stimulation, clone 3.X produced the highest amounts of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β, while clones 1.10 and 1.22 highly expressed IL-4 and IL-5. In co-culture experiments, clones 1.X are altogether more potent inhibitors than clones 3.X for proliferation of total, CD3+T, CD4+T and CD8+T lymphocytes and NK cells. The results of this work indicates that adipose stem cell population is heterogeneous in cytokine production profile, and that isolation, characterization and selection of the appropriate cell clone is a more exact method for the possible treatment of different patients or pathologies.

The Role of IL-25 in Colitis-Associated Colon Cancer and Pulmonary Inflammation

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06