Rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293

La possibilité de programmer une cellule dans le but de produire une protéine d’intérêt est apparue au début des années 1970 avec l’essor du génie génétique. Environ dix années plus tard, l’insuline issue de la plateforme de production microbienne Escherichia coli, fut la première protéine recombinante (r-protéine) humaine commercialisée. Les défis associés à la production de r-protéines plus complexes et glycosylées ont amené l’industrie biopharmaceutique à développer des systèmes d’expression en cellules de mammifères. Ces derniers permettent d’obtenir des protéines humaines correctement repliées et de ce fait, biologiquement actives. Afin de transférer le gène d’intérêt dans les cellules de mammifères, le polyéthylènimine (PEI) est certainement un des vecteurs synthétiques le plus utilisé en raison de son efficacité, mais aussi sa simplicité d’élaboration, son faible coût et sa stabilité en solution qui facilite son utilisation. Il est donc largement employé dans le contexte de la production de r-protéines à grande échelle et fait l’objet d’intenses recherches dans le domaine de la thérapie génique non virale. Le PEI est capable de condenser efficacement l’ADN plasmidique (vecteur d’expression contenant le gène d’intérêt) pour former des complexes de petites tailles appelés polyplexes. Ces derniers doivent contourner plusieurs étapes limitantes afin de délivrer le gène d’intérêt au noyau de la cellule hôte. Dans les conditions optimales du transfert de gène par le PEI, les polyplexes arborent une charge positive nette interagissant de manière électrostatique avec les protéoglycanes à héparane sulfate (HSPG) qui décorent la surface cellulaire. On observe deux familles d’HSPG exprimés en abondance à la surface des cellules de mammifères : les syndécanes (4 membres, SDC1-4) et les glypicanes (6 membres, GPC1-6). Si l’implication des HSPG dans l’attachement cellulaire des polyplexes est aujourd’hui largement acceptée, leur rôle individuel vis-à-vis de cet attachement et des étapes subséquentes du transfert de gène reste à confirmer. Après avoir optimisées les conditions de transfection des cellules de mammifères CHO et HEK293 dans le but de produire des r-protéines secrétées, nous avons entrepris des cinétiques de capture, d’internalisation des polyplexes et aussi d’expression du transgène afin de mieux comprendre le processus de transfert de gène. Nous avons pu observer des différences au niveau de ces paramètres de transfection dépendamment du système d’expression et des caractéristiques structurelles du PEI utilisé. Ces résultats présentés sous forme d’articles scientifiques constituent une base solide de l’enchaînement dans le temps des évènements essentiels à une transfection efficace des cellules CHO et HEK293 par le PEI. Chaque type cellulaire possède un profil d’expression des HSPG qui lui est propre, ces derniers étant plus ou moins permissifs au transfert de gène. En effet, une étude menée dans notre laboratoire montre que les SDC1 et SDC2 ont des rôles opposés vis-à-vis du transfert de gène. Alors que tous deux sont capables de lier les polyplexes, l’expression de SDC1 permet leur internalisation contrairement à l’expression de SDC2 qui l’inhibe. De plus, lorsque le SDC1 est exprimé à la surface des cellules HEK293, l’efficacité de transfection est augmentée de douze pourcents. En utilisant la capacité de SDC1 à induire l’internalisation des polyplexes, nous avons étudié le trafic intracellulaire des complexes SDC1 / polyplexes dans les cellules HEK293. De plus, nos observations suggèrent une nouvelle voie par laquelle les polyplexes pourraient atteindre efficacement le noyau cellulaire. Dans le contexte du transfert de gène, les HSPG sont essentiellement étudiés dans leur globalité. S’il est vrai que le rôle des syndécanes dans ce contexte est le sujet de quelques études, celui des glypicanes est inexploré. Grâce à une série de traitements chimiques et enzymatiques visant une approche « perte de fonction », l’importance de la sulfatation comme modification post-traductionnelle, l’effet des chaînes d’héparanes sulfates mais aussi des glypicanes sur l’attachement, l’internalisation des polyplexes, et l’expression du transgène ont été étudiés dans les cellules CHO et HEK293. L’ensemble de nos observations indique clairement que le rôle des HSPG dans le transfert de gène devrait être investigué individuellement plutôt que collectivement. En effet, le rôle spécifique de chaque membre des HSPG sur la capture des polyplexes et leur permissivité à l’expression génique demeure encore inconnu. En exprimant de manière transitoire chaque membre des syndécanes et glypicanes à la surface des cellules CHO, nous avons déterminé leur effet inhibiteur ou activateur sur la capture des polyplexes sans pouvoir conclure quant à l’effet de cette surexpression sur l’efficacité de transfection. Par contre, lorsqu’ils sont présents dans le milieu de culture, le domaine extracellulaire des HSPG réduit l’efficacité de transfection des cellules CHO sans induire la dissociation des polyplexes. Curieusement, lorsque chaque HSPG est exprimé de manière stable dans les cellules CHO, seulement une légère modulation de l’expression du transgène a pu être observée. Ces travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes d'action du vecteur polycationique polyéthylènimine et à préciser le rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293.

Efeito da associação do herbicida clomazone a nanoesferas de alginato/quitosana na sorção em solos

Agrochemicals constitute the class of products most commonly found in water resources. Their high level of concentration is due to the fact that less than 0.1% of pesticides applied to crops reach their target. The present work aims to study the sorption of clomazone herbicide (associated or not with nanoparticles). The sorption tests, performed with the 2(4) factorial design, showed that the form of herbicide is the main factor for sorption of clomazone. The application of nanoparticles as delivery system for agrochemicals is a pressing area of study and can contribute for decrease in effects of clomazone in the environment.

Nanopartículas de alginato como sistema de liberação para o herbicida clomazone

In this paper, we describe the preparation of alginate nanoparticles as a delivery system for the herbicide clomazone. Two different methods were investigated and characterized by size distribution, zeta potencial, pH and in vitro release. The alginate/AOT nanoparticles had higher rates of association of the herbicide clomazone than alginate/chitosan nanoparticles. Clomazone release profile, showed a significant difference in release behavior of pure herbicide in solution when compared with herbicide loaded in both alginate nanoparticles. This study is important to construct a biodegradable release system using herbicide for later release into more specific targets, avoiding contamination of environmental matrices.

Desenvolvimento e caracterização de nanocápsulas de poli (L-lactídeo) contendo benzocaína

In this paper we describe the preparation poly (L-lactide) (PLA) nanocapsules as a drug delivery system for the local anesthetic benzocaine. The characterization and in vitro release properties of the system were investigated. The characterization results showed a polydispersity index of 0.14, an average diameter of 190.1± 3 nm, zeta potential of -38.5 mV and an entrapment efficiency of 73%. The release profile of Benzocaine loaded in PLA nanocapsules showed a significant different behavior than that of the pure anesthetic in solution. This study is important to characterize a drug release system using benzocaine for application in pain treatment.

Caracterização físico-química de complexo de inclusão entre hidroximetilnitrofurazona e hidroxipropil-beta-ciclodextrina

Hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) is a prodrug that is active against Trypanosoma cruzi. It however presents low solubility and high toxicity. Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HP-beta-CD) can be used as a drug-delivery system for NFOH modifying its physico-chemical properties. The aim of this work is to characterize the inclusion complex between NFOH and HP-beta-CD. The rate of NFOH release decreases after complexation and thermodynamic parameters from the solubility isotherm studies revealed that a stable complex is formed (deltaGº= 1.7 kJ/mol). This study focuses on the physico-chemical characterization of a drug-delivery formulation that comes out as a potentially new therapeutic option for Chagas disease treatment.

Characterization of Atrazine-Loaded Biodegradable Poly(Hydroxybutyrate-Co-Hydroxyvalerate) Microspheres

Polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate microspheres (PHBV-MS) were prepared as a delivery system for the herbicide atrazine (ATZ). Characterization of the system included investigation of in vitro release properties and genotoxicity. ATZ - PHBV-MS particle diameters showed a size distribution range of 1-13 mu m. Differential scanning calorimetry analyses indicated that ATZ was associated with the PHBV microparticles. The release profiles showed a different release behavior for the pure herbicide in solution, as compared with that containing ATZ-loaded PHBV-MS. Korsmeyer-Peppas model analyses showed that atrazine release from the microparticles occurred by a combination of diffusion through the matrix and partial diffusion through water-filled pores of the PHBV microparticles. A Lactuca sativa test result showed that the genotoxicity of ATZ-loaded PHBV-MP was decreased in relation to ATZ alone. The results demonstrate a viable biodegradable herbicide release system using atrazine for agrochemical purposes.

Salinity influences disease-induced mortality of the oyster Crassostrea gigas and infectivity of the ostreid herpesvirus 1 (OsHV-1)

Mortality of young Pacific oysters Crassostrea gigas associated with the ostreid herpesvirus 1 (OsHV-1) is occurring worldwide. Here, we examined for the first time the effect of salinity on OsHV-1 transmission and disease-related mortality of C. gigas, as well as salinity-related effects on the pathogen itself. To obtain donors for OsHV-1 transmission, we transferred laboratory-raised oysters to an estuary during a disease outbreak and then back to the laboratory. Oysters that tested OsHV-1 positive were placed in seawater tanks (35‰, 21°C). Water from these tanks was used to infect naïve oysters in 2 experimental setups: (1) oysters acclimated or non-acclimated to a salinity of 10, 15, 25 and 35‰ and (2) oysters acclimated to a salinity of 25‰; the latter were exposed to OsHV-1 water diluted to a salinity of 10 or 25‰. The survival of oysters exposed to OsHV-1 water and acclimated to a salinity of 10‰ was >95%, compared to only 43 to 73% survival in oysters acclimated to higher salinities (Expt 1), reflecting differences in the levels of OsHV-1 DNA and viral gene expression (Expts 1 and 2). However, the survival of their non-acclimated counterparts was only 23% (Expt 2), and the levels of OsHV-1 DNA and the expression of 4 viral genes were low (Expt 1). Thus, OsHV-1 may not have been the ultimate cause of mortality in non-acclimated oysters weakened by a salinity shock. It appears that reducing disease risk by means of low salinity is unlikely in the field.

South Carolina State Plan on Aging 2017-2021

The Lieutenant Governor’s Office on Aging hereby submits the Federal Fiscal Year 2017 – 2021 State Plan on Aging for the State of South Carolina to the Assistant Secretary on Aging of the United States Department of Health and Human Services. The plan is effective for the period of October 1, 2016 through September 30, 2020. This document lays out a long-term strategic blueprint that focuses on how the state will modernize its service delivery system, while expanding the service options available for older South Carolinians, adults with disabilities, and their families. It also sets goals for consumer choice, and person centered and self-directed services. It addresses marketing, outreach, and advocacy issues, as well as the development of initiatives geared toward promoting evidence-based, consumer-directed, and community-based long-term services and supports.

Síntese e caracterização do poli(ácido láctico) para potencial uso em sistemas de liberação controlada de fármacos

With the advances in medicine, life expectancy of the world population has grown considerably in recent decades. Studies have been performed in order to maintain the quality of life through the development of new drugs and new surgical procedures. Biomaterials is an example of the researches to improve quality of life, and its use goes from the reconstruction of tissues and organs affected by diseases or other types of failure, to use in drug delivery system able to prolong the drug in the body and increase its bioavailability. Biopolymers are a class of biomaterials widely targeted by researchers since they have ideal properties for biomedical applications, such as high biocompatibility and biodegradability. Poly (lactic acid) (PLA) is a biopolymer used as a biomaterial and its monomer, lactic acid, is eliminated by the Krebs Cycle (citric acid cycle). It is possible to synthesize PLA through various synthesis routes, however, the direct polycondensation is cheaper due the use of few steps of polymerization. In this work we used experimental design (DOE) to produce PLAs with different molecular weight from the direct polycondensation of lactic acid, with characteristics suitable for use in drug delivery system (DDS). Through the experimental design it was noted that the time of esterification, in the direct polycondensation, is the most important stage to obtain a higher molecular weight. The Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrograms obtained were equivalent to the PLAs available in the literature. Results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed that all PLAs produced are semicrystalline with glass transition temperatures (Tgs) ranging between 36 - 48 °C, and melting temperatures (Tm) ranging from 117 to 130 °C. The PLAs molecular weight characterized from Size Exclusion Chromatography (SEC), varied from 1000 to 11,000 g/mol. PLAs obtained showed a fibrous morphology characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM)

Development and evaluation of floating microspheres of curcumin in alloxan-induced diabetic rats

Purpose: To prepare and evaluate floating microspheres of curcumin for prolonged gastric residence and to study their effect on alloxan-induced diabetic rats. Methods: Floating microsphere were prepared by emulsion-solvent diffusion method, using hydroxylpropyl methylcellulose, chitosan and Eudragit S 100 polymer in varying proportions. Ethanol/dichloromethane blend was used as solvent in a ratio of 1:1. The floating microspheres were evaluated for flow properties, particle size, incorporation efficiency, as well as in-vitro floatability and drug release. The anti-diabetic activity of the floating microspheres of batch FM4 was performed on alloxaninduced diabetic rats. Result: The floating microspheres had particle size, buoyancy, drug entrapment efficiency and yield in the ranges of 255.32 - 365.65 μm, 75.58 - 89.59, 72.6 - 83.5, and 60.46 - 80.02 %, respectively. Maximum drug release after 24 h was 82.62 % for formulation FM4 and 73.879, 58.613 and 46.106 % for formulations FM1, FM2, and FM3 respectively. In-vivo data obtained over a 120-h period indicate that curcumin floating microspheres from batch FM4 showed the better glycemic control than control and a commercial brand of the drug. Conclusion: The developed floating curcumin delivery system seems economical and effective in diabetes management in rats, and enhances the bioavailability of the drug.

Desenvolvimento de uma nanoformulação autoemulsificante contendo o alcaloide epiisopiloturina para melhorar sua biodisponibilidade plasmática após administração via oral

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2016.

Revêtement intelligent à base des silices mésoporeuses fonctionnalisées pour le relargage stimulé d’agents antimicrobiens

Les biofilms bactériens sont composés d’organismes unicellulaires vivants au sein d’une matrice protectrice, formée de macromolécules naturelles. Des biofilms non désirés peuvent avoir un certain nombre de conséquences néfastes, par exemple la diminution du transfert de chaleur dans les échangeurs de chaleurs, l’obstruction de membranes poreuses, la contamination des surfaces coques de navires, etc. Par ailleurs, les bactéries pathogènes qui prolifèrent dans un biofilm posent également un danger pour la santé s’ils croissent sur des surfaces médicales synthétiques comme des implants biomédicaux, cathéters ou des lentilles de vue. De plus, la croissance sur le tissu naturel par certaines souches des bactéries peut être fatale, comme Pseudomonas aeruginosa dans les poumons. Cependant, la présence de biofilms reste difficile à traiter, car les bactéries sont protégées par une matrice extracellulaire. Pour tenter de remédier à ces problèmes, nous proposons de développer une surface antisalissure (antifouling) qui libère sur demande des agents antimicrobiens. La proximité et la disposition du système de relargage placé sous le biofilm, assureront une utilisation plus efficace des molécules antimicrobiennes et minimiseront les effets secondaires de ces dernières. Pour ce faire, nous envisageons l’utilisation d’une couche de particules de silice mésoporeuses comme agents de livraison d’agents antimicrobiens. Les nanoparticules de silice mésoporeuses (MSNs) ont démontré un fort potentiel pour la livraison ciblée d’agents thérapeutiques et bioactifs. Leur utilisation en nano médecine découle de leurs propriétés de porosité intéressantes, de la taille et de la forme ajustable de ces particules, de la chimie de leur surface et leur biocompatibilité. Ces propriétés offrent une flexibilité pour diverses applications. De plus, il est possible de les charger avec différentes molécules ou biomolécules (de tailles variées, allant de l’ibuprofène à l’ARN) et d’exercer un contrôle précis des paramètres d’adsorption et des cinétiques de relargage (désorption). Mots Clés : biofilms, nanoparticules de silice mésoporeuses, microfluidique, surface antisalissure.

"Lo Nuestro"

Lo Nuestro SAS es una empresa constituida por tres emprendedores que buscan volver más eficiente el sistema domiciliario de las tiendas de barrio, utilizando las tecnologías de la información, con la finalidad de fortalecer tanto a los consumidores como a los vendedores (tenderos). El potencial del concepto permite que a futuro nos posicionemos como una empresa líder e innovadora en el sector, brindado facilidades optimizadoras de servicio que beneficiara al productor, al intermediario y al consumidor final. Finalidad que se logra al ser el servicio más efectivo y de primera mano que entiende los tenderos y al consumidor final. Por consiguiente, y apalancándonos en las tecnologías de la información, a través de una red de ciclistas constituida por gente joven interesada en obtener ingresos extra. Estos se organizan de acuerdo al pacto entre el consumidor, el tendero, la empresa y ciclista, que bien se facilita a través de las características de la plataforma virtual. De acuerdo a lo ya planteado, el proyecto se expone no solo como un atractivo tanto para el tendero común y sus usuarios, sino además para todas las personas que estén interesadas en recibir una remuneración extra por sus servicios de domicilio.

Modified cyclodextrins as novel non-viral vectors for neuronal siRNA delivery: focus on Huntington’s disease

Huntington’s Disease (HD) is a rare autosomal dominant neurodegenerative disease caused by the expression of a mutant Huntingtin (muHTT) protein. Therefore, preventing the expression of muHTT by harnessing the specificity of the RNA interference (RNAi) pathway is a key research avenue for developing novel therapies for HD. However, the biggest caveat in the RNAi approach is the delivery of short interfering RNA (siRNAs) to neurons, which are notoriously difficult to transfect. Indeed, despite the great advances in the field of nanotechnology, there remains a great need to develop more effective and less toxic carriers for siRNA delivery to the Central Nervous System (CNS). Thus, the aim of this thesis was to investigate the utility of modified amphiphilic β-cyclodextrins (CDs), oligosaccharide-based molecules, as non-viral vectors for siRNA delivery for HD. Modified CDs were able to bind and complex siRNAs forming nanoparticles capable of delivering siRNAs to ST14A-HTT120Q cells and to human HD fibroblasts, and reducing the expression of the HTT gene in these in vitro models of HD. Moreover, direct administration of CD.siRNA nanoparticles into the R6/2 mouse brain resulted in significant HTT gene expression knockdown and selective alleviation of rotarod motor deficits in this mouse model of HD. In contrast to widely used transfection reagents, CD.siRNA nanoparticles only induced limited cytotoxic and neuroinflammatory responses in multiple brain-derived cell-lines, and also in vivo after single direct injections into the mouse brain. Alternatively, we have also described a PEGylation-based formulation approach to further stabilise CD.siRNA nanoparticles and progress towards a systemic delivery nanosystem. Resulting PEGylated CD.siRNA nanoparticles showed increased stability in physiological saltconditions and, to some extent, reduced protein-induced aggregation. Taken together, the work outlined in this thesis identifies modified CDs as effective, safe and versatile siRNA delivery systems that hold great potential for the treatment of CNS disorders, such as HD.