Molecular and genealogical evidence for a founder effect in Fanconi anemia families of the Afrikaner population of South Africa

Fanconi anemia (FA) is a rare, genetically heterogeneous autosomal recessive disorder associated with progressive aplastic anemia, congenital abnormalities, and cancer. FA has a very high incidence in the Afrikaner population of South Africa, possibly due to a founder effect. Previously we observed allelic association between polymorphic markers flanking the FA group A gene (FANCA) and disease chromosomes in Afrikaners. We genotyped 26 FA families with microsatellite and single nucleotide polymorphic markers and detected five FANCA haplotypes. Mutation scanning of the FANCA gene revealed association of these haplotypes with four different mutations. The most common was an intragenic deletion of exons 12–31, accounting for 60% of FA chromosomes in 46 unrelated Afrikaner FA patients, while two other mutations accounted for an additional 20%. Screening for these mutations in the European populations ancestral to the Afrikaners detected one patient from the Western Ruhr region of Germany who was heterozygous for the major deletion. The mutation was associated with the same unique FANCA haplotype as in Afrikaner patients. Genealogical investigation of 12 Afrikaner families with FA revealed that all were descended from a French Huguenot couple who arrived at the Cape on June 5, 1688, whereas mutation analysis showed that the carriers of the major mutation were descendants of this same couple. The molecular and genealogical evidence is consistent with transmission of the major mutation to Western Germany and the Cape near the end of the 17th century, confirming the existence of a founder effect for FA in South Africa.

Reactive oxygen and nitrogen intermediates in the relationship between mammalian hosts and microbial pathogens

This review summarizes recent evidence from knock-out mice on the role of reactive oxygen intermediates and reactive nitrogen intermediates (RNI) in mammalian immunity. Reflections on redundancy in immunity help explain an apparent paradox: the phagocyte oxidase and inducible nitric oxide synthase are each nonredundant, and yet also mutually redundant, in host defense. In combination, the contribution of these two enzymes appears to be greater than previously appreciated. The remainder of this review focuses on a relatively new field, the basis of microbial resistance to RNI. Experimental tuberculosis provides an important example of an extended, dynamic balance between host and pathogen in which RNI play a major role. In diseases such as tuberculosis, a molecular understanding of host–pathogen interactions requires characterization of the defenses used by microbes against RNI, analogous to our understanding of defenses against reactive oxygen intermediates. Genetic and biochemical approaches have identified candidates for RNI-resistance genes in Mycobacterium tuberculosis and other pathogens.

Induction of "tissue" transglutaminase in HIV pathogenesis: evidence for high rate of apoptosis of CD4+ T lymphocytes and accessory cells in lymphoid tissues.

Peripheral blood mononuclear cells and lymphoid tissues from HIV-infected individuals display high levels of "tissue" transglutaminase (tTG) with respect to seronegative persons. In asymptomatic individuals, > 80% of the circulating CD4+ T cells synthesize tTG protein and the number of these cells matches the level of apoptosis detected in the peripheral blood mononuclear cells from the same patients. In HIV-infected lymph nodes tTG protein is localized in large number of cells (macrophages, follicular dendritic cells, and endothelial cells), showing distinctive morphological and biochemical features of apoptosis as well as in lymphocytes and syncytia. These findings demonstrate that during the course of HIV infection, high levels of apoptosis also occur in the accessory cells of lymphoid organs. The increased concentration of epsilon(gamma-glutamyl)lysine isodipeptide, the degradation product of tTG cross-linked proteins, observed in the blood of HIV-infected individuals demonstrates that the enzyme accumulated in the dying cells actively cross-links intracellular proteins. The enhanced levels of epsilon(gamma-glutamyl)lysine in the blood parallels the progression of HIV disease, suggesting that the isodipeptide determination might be a useful method to monitor the in vivo rate of apoptosis.

Iron chelates bind nitric oxide and decrease mortality in an experimental model of septic shock.

The hydroxamic acid siderophore ferrioxamine B [FeIII(HDFB)+] and the iron complex of diethylenetri-aminepentaacetic acid [FeIII(DTPA)2-] protected mice against death by septic shock induced by Corynebacterium parvum + lipopolysaccharide. Although FeIII(DTPA)2- was somewhat more effective than FeIII(HDFB)+, the iron-free ligand H4DFB+ was significantly more effective than DTPA. The hydroxamic acid chelator has a much higher iron affinity than the amine carboxylate, allowing for more efficient formation of the FeIII(HDFB)+ complex upon administration of the iron-free ligand. Electrochemical studies show that FeIII(DTPA)2- binds NO stoichiometrically upon reduction to iron(II) at biologically relevant potentials to form a stable NO adduct. In contrast, FeIII(HDFB)+ is a stable and efficient electrocatalyst for the reduction of NO to N2O at biologically relevant potentials. These results suggest that the mechanism of protection against death by septic shock involves NO scavenging and that particularly effective drugs that operate a low dosages may be designed based on the principle of redox catalysis. These complexes constitute a new family of drugs that rely on the special ability of transition metals to activate small molecules. In addition, the wealth of information available on siderophore chemistry and biology provides an intellectual platform for further development.

Direct evidence for tumor necrosis factor-induced mitochondrial reactive oxygen intermediates and their involvement in cytotoxicity.

Tumor necrosis factor (TNF) is selectively cytotoxic to some types of tumor cells in vitro and exerts antitumor activity in vivo. Reactive oxygen intermediates (ROIs) have been implicated in the direct cytotoxic activity of TNF. By using confocal microscopy, flow cytometry, and the ROI-specific probe dihydrorhodamine 123, we directly demonstrate that intracellular ROIs are formed after TNF stimulation. These ROIs are observed exclusively under conditions where cells are sensitive to the cytotoxic activity of TNF, suggesting a direct link between both phenomena. ROI scavengers, such as butylated hydroxyanisole, effectively blocked the formation of free radicals and arrested the cytotoxic response, confirming that the observed ROIs are cytocidal. The mitochondrial glutathione system scavenges the major part of the produced ROIs, an activity that could be blocked by diethyl maleate; under these conditions, TNF-induced ROIs detectable by dihydrorhodamine 123 oxidation were 5- to 20-fold higher.

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Immunohistochemical evidence of synaptic retraction, cytoarchitectural remodeling, and cell death in the inner retina of the rat model of Oygen-Induced Retinopathy (OIR)

Purpose. Postnatal exposure to hyperoxia destroys the plexiform layers of the neonatal rat retina, resulting in significant electroretinographic anomalies. The purpose of this study was to identify the mechanisms at the origin of this loss. Methods. Sprague-Dawley (SD) and Long Evans (LE) rats were exposed to hyperoxia from birth to postnatal day (P) 6 or P14 and from P6 to P14, after which rats were euthanatized at P6, P14, or P60. Results. At P60, synaptophysin staining confirmed the lack of functional synaptic terminals in SD (outer plexiform layer [OPL]) and LE (OPL and inner plexiform layer [IPL]) rats. Uneven staining of ON-bipolar cell terminals with mGluR6 suggests that their loss could play a role in OPL thinning. Protein kinase C(PKC)-α and recoverin (rod and cone ON-bipolar cells, respectively) showed a lack of dendritic terminals in the OPL with disorganized axonal projections in the IPL. Although photoreceptor nuclei appeared intact, a decrease in bassoon staining (synaptic ribbon terminals) suggests limited communication to the inner retina. Findings were significantly more pronounced in LE rats. An increase in TUNEL-positive cells was observed in LE (inner nuclear layer [INL] and outer nuclear layer [ONL]) and SD (INL) rats after P0 to P14 exposure (425.3%, 102.2%, and 146.3% greater than control, respectively [P < 0.05]). Conclusions. Results suggest that cell death and synaptic retraction are at the root of OPL thinning. Increased TUNEL-positive cells in the INL confirm that cells die, at least in part, because of apoptosis. These findings propose a previously undescribed mechanism of cell death and synaptic retraction that are likely at the origin of the functional consequences of hyperoxia.

Challenges, Strengths and Opportunities Related to Implementing Comprehensive Evidence-Based Guidelines on Breast Cancer Survivorship Care by Primary Care Physicians and Nurse Practitioners in Southeastern Ontario

Background Many breast cancer survivors continue to have a broad range of physical and psychosocial problems after breast cancer treatment. As cancer centres move forward with earlier discharge of stable breast cancer survivors to primary care follow-up it is important that comprehensive evidence-based breast cancer survivorship care is implemented to effectively address these needs. Research suggests primary care providers are willing to provide breast cancer survivorship care but many lack the knowledge and confidence to provide evidence-based care. Purpose The overall purpose of this thesis was to determine the challenges, strengths and opportunities related to implementing comprehensive evidence-based breast cancer survivorship guidelines by primary care physicians and nurse practitioners in southeastern Ontario. Methods This mixed-methods research was conducted in three phases: (1) synthesis and appraisal of clinical practice guidelines relevant to provision of breast cancer survivorship care within the primary care practice setting; (2) a brief quantitative survey of primary care providers to determine actual practices related to provision of evidence-based breast cancer survivorship care; and (3) individual interviews with primary care providers about the challenges, strengths and opportunities related to provision of comprehensive evidence-based breast cancer survivorship care. Results and Conclusions In the first phase, a comprehensive clinical practice framework was created to guide provision of breast cancer survivorship care and consisted of a one-page checklist outlining breast cancer survivorship issues relevant to primary care, a three-page summary of key recommendations, and a one-page list of guideline sources. The second phase identified several knowledge and practice gaps, and it was determined that guideline implementation rates were higher for recommendations related to prevention and surveillance aspects of survivorship care and lowest related to screening for and management of long-term effects. The third phase identified three major challenges to providing breast cancer survivorship care: inconsistent educational preparation, provider anxieties, and primary care burden; and three major strengths or opportunities to facilitate implementation of survivorship care guidelines: tools and technology, empowering survivors, and optimizing nursing roles. A better understanding of these challenges, strengths and opportunities will inform development of targeted knowledge translation interventions to provide support and education to primary care providers.

Numerical and experimental investigation of structural stiffness influence on ratcheting convection cell in granular soils under cyclic loading

Lateral cyclic loaded structures in granular soils can lead to an accumulation of irreversible strains by changing their mechanical response (densification) and forming a closed convective cell in the upper layer of the bedding. In the present thesis the convective cell dimension, formation and grain migration inside this closed volume have been studied and presented in relation to structural stiffness and different loads. This relation was experimentally investigated by applying a cyclic lateral force to a scaled flexible vertical element embedded in dry granular soil. The model was monitored with a camera in order to derive the displacement field by means of the PIV technique. Modelling large soil deformation turns out to be difficult, using mesh-based methods. Consequently, a mesh-free approach (DEM) was chosen in order to investigate the granular flow with the aim of extracting interesting micromechanical information. In both the numerical and experimental analyses the effect of different loading magnitudes and different dimensions of the vertical element were considered. The main results regarded the different development, shape and dimensions of the convection cell and the surface settlements. Moreover, the Discrete Element Method has proven to give satisfactory results in the modelling of large deformation phenomena such as the ratcheting convective cell.

Apoptosis in experimental cerebral malaria: spatial profile of cleaved caspase-3 and ultrastructural alterations in different disease stages

Cerebral malaria (CM) is associated with high mortality and morbidity as a certain percentage of survivors suffers from persistent neurological sequelae. The mechanisms leading to death and functional impairments are yet not fully understood. This study investigated biochemical and morphological markers of apoptosis in the brains of mice infected with Plasmodium berghei ANKA. Cleaved caspase-3 was detected in the brains of animals with clinical signs of CM and immunoreactivity directly correlated with the clinical severity of the disease. Caudal parts of the brain showed more intense immunoreactivity for cleaved caspase-3. Double-labelling experiments revealed processing of caspase-3 primarily in neurons and oligodendrocytes. These cells also exhibited apoptotic-like morphological profiles in ultrastructural analysis. Further, cleavage of caspase-3 was found in endothelial cells. In contrast to neurons and oligodendrocytes, apoptosis of endothelial cells already occurred in early stages of the disease. Our results are the first to demonstrate processing of caspase-3 in different central nervous system cells of animals with CM. Apoptosis of endothelial cells may represent a critical issue for the development of the disease in the mouse model. Neurological signs and symptoms might be attributable, at least in part, to apoptotic degeneration of neurons and glia in advanced stages of murine CM.

The Aleut language, the elements of Aleut grammar with a dictionary in two parts containing basic vocabularies of Aleut and English,

"Aleut-English dictionary, compiled by Richard Henry Geoghegan. A vocabulary of the Aleutian or Unangan language as spoken on the eastern Aleutian Islands and on the Alaska Peninsula, being a translation of the Russian, 'Slovarʹ aleutsko-lisʹevskago yazyka' or 'Dictionary of the Aleut-Fox language', by Ivan Veniaminov, 1834, with additions and annotations by the compiler": p. 89-124.