BRAF inhibitors : from the laboratory to clinical trials

BRAF is one of the most commonly mutated proto-oncogenes and plays a significant role in the development of numerous cancers of high clinical impact. Due to the commonality of BRAF mutations, a number of BRAF inhibitors have been developed as tools in the management of patients with cancers dependent on the action of mutant BRAF to drive cellular proliferation. In this review, we examine the current state of clinical trials and laboratory research concerning BRAF inhibitors in development and available for clinical use. We contrast the effectiveness of type-I and type-II BRAF inhibitors, the former typically showing much more restricted inhibitory selectivity and greater patient response rates.

Nilotinib and MEK inhibitors induce synthetic lethality through paradoxical activation of RAF in drug-resistant chronic myeloid leukemia

We show that imatinib, nilotinib, and dasatinib possess weak off-target activity against RAF and, therefore, drive paradoxical activation of BRAF and CRAF in a RAS-dependent manner. Critically, because RAS is activated by BCR-ABL, in drug-resistant chronic myeloid leukemia (CML) cells, RAS activity persists in the presence of these drugs, driving paradoxical activation of BRAF, CRAF, MEK, and ERK, and leading to an unexpected dependency on the pathway. Consequently, nilotinib synergizes with MEK inhibitors to kill drug-resistant CML cells and block tumor growth in mice. Thus, we show that imatinib, nilotinib, and dasatinib drive paradoxical RAF/MEK/ERK pathway activation and have uncovered a synthetic lethal interaction that can be used to kill drug-resistant CML cells in vitro and in vivo.

Influence of cytochrome P-450 inhibitors on the inhalative uptake of methyl chloride and methylene chloride in male B6C3F1 mice

Dichloromethane (DCM) is thought to be metabolized in vivo by two independent pathways: a glutathione (GSH) dependent pathway that yields CO2 and a cytochrome P-450 mediated one that yields both CO and CO2 (Gargas et al 1986). With a physiologically based pharmacokinetic (PB-PK) model, Andersen et al (1987) calculate the quantitative parameters for both metabolic pathways. Using the kinetic parameters thus obtained and the results of two carcinogenicity studies with rodents (Serota et al 1986; NTP 1985), the authors then estimate the tumour risk for humans.

Accumulation of heme oxygenase-1 (HSP32) in Xenopus laevis A6 kidney epithelial cells treated with sodium arsenite, cadmium chloride or proteasomal inhibitors

The present study examined the effect of sodium arsenite, cadmium chloride, heat shock and the proteasomal inhibitors MG132, withaferin A and celastrol on heme oxygenase-1 (HO-1; also known as HSP32) accumulation in Xenopus laevis A6 kidney epithelial cells. Immunoblot analysis revealed that HO-1 accumulation was not induced by heat shock but was enhanced by sodium arsenite and cadmium chloride in a dose- and time-dependent fashion. Immunocytochemistry revealed that these metals induced HO-1 accumulation in a granular pattern primarily in the cytoplasm. Additionally, in 20% of the cells arsenite induced the formation of large HO-1-containing perinuclear structures. In cells recovering from sodium arsenite or cadmium chloride treatment, HO-1 accumulation initially increased to a maximum at 12h followed by a 50% reduction at 48 h. This initial increase in HO-1 levels was likely the result of new synthesis as it was inhibited by cycloheximide. Interestingly, treatment of cells with a mild heat shock enhanced HO-1 accumulation induced by low concentrations of sodium arsenite and cadmium chloride. Finally, we determined that HO-1 accumulation was induced in A6 cells by the proteasomal inhibitors, MG132, withaferin A and celastrol. An examination of heavy metal and proteasomal inhibitor-induced HO-1 accumulation in amphibians is of importance given the presence of toxic heavy metals in aquatic habitats.

Application of fragment-based screening to the design of inhibitors of Escherichia coli DsbA

The thiol-disulfide oxidoreductase enzyme DsbA catalyzes the formation of disulfide bonds in the periplasm of Gram-negative bacteria. DsbA substrates include proteins involved in bacterial virulence. In the absence of DsbA, many of these proteins do not fold correctly, which renders the bacteria avirulent. Thus DsbA is a critical mediator of virulence and inhibitors may act as antivirulence agents. Biophysical screening has been employed to identify fragments that bind to DsbA from Escherichia coli. Elaboration of one of these fragments produced compounds that inhibit DsbA activity in vitro. In cell-based assays, the compounds inhibit bacterial motility, but have no effect on growth in liquid culture, which is consistent with selective inhibition of DsbA. Crystal structures of inhibitors bound to DsbA indicate that they bind adjacent to the active site. Together, the data suggest that DsbA may be amenable to the development of novel antibacterial compounds that act by inhibiting bacterial virulence.

Effect of nitrification inhibitors (DMPP and 3MP+ TZ) on soil nitrous oxide emissions from a sub-tropical vegetable production system in Queensland, Australia

The use of nitrification inhibitors, in combination with ammonium based fertilisers, has been promoted recently as an effective method to reduce nitrous oxide (N2O) emissions from fertilised agricultural fields, whilst increasing yield and nitrogen use efficiency. Vegetable cropping systems are often characterised by high inputs of nitrogen fertiliser and consequently elevated emissions of nitrous oxide (N2O) can be expected. However, to date only limited data is available on the use of nitrification inhibitors in sub-tropical vegetable systems. A field experiment investigated the effect of the nitrification inhibitors (DMPP & 3MP+TZ) on N2O emissions and yield from a typical vegetable production system in sub-tropical Australia. Soil N2O fluxes were monitored continuously over an entire year with a fully automated system. Measurements were taken from three subplots for each treatment within a randomized complete blocks design. There was a significant inhibition effect of DMPP and 3MP+TZ on N2O emissions and soil mineral N content directly following the application of the fertiliser over the vegetable cropping phase. However this mitigation was offset by elevated N2O emissions from the inhibitor treatments over the post-harvest fallow period. Cumulative annual N2O emissions amounted to 1.22 kg-N/ha, 1.16 kg-N/ha, 1.50 kg-N/ha and 0.86 kg-N/ha in the conventional fertiliser (CONV), the DMPP treatment, the 3MP+TZ treatment and the zero fertiliser (0N) respectively. Corresponding fertiliser induced emission factors (EFs) were low with only 0.09 - 0.20% of the total applied fertiliser lost as N2O. There was no significant effect of the nitrification inhibitors on yield compared to the CONV treatment for the three vegetable crops (green beans, broccoli, lettuce) grown over the experimental period. This study highlights that N2O emissions from such vegetable cropping system are primarily controlled by post-harvest emissions following the incorporation of vegetable crop residues into the soil. It also shows that the use of nitrification inhibitors can lead to elevated N2O emissions by storing N in the soil profile that is available to soil microbes during the decomposition of the vegetable residues over the post-harvest phase. Hence the use of nitrification inhibitors in vegetable systems has to be treated carefully and fertiliser rates need to be adjusted to avoid excess soil nitrogen during the postharvest phase.

The role of endogenous scabies mite complement inhibitors in the development of Streptococcus pyogenes skin infections

This project expands upon the discovery that scabies mites produce protein molecules that interfere with the human complement cascade, disrupting a critical component of the early stages of the host immune response. This is believed to provide an optimal environment for the development of commonly associated secondary bacterial infections. The thesis investigated the effect of two distinct scabies mite proteins, namely SMS B4 and SMIPP-S I1, on the in vitro proliferation of Group A Streptococcus in whole human blood. Additionally, in vitro immunoassays were performed to determine if complement mediated opsonisation and phagocytosis were also disrupted.

Excessive bone formation in a mouse model of ankylosing spondylitis is associated with decreases in Wnt pathway inhibitors

Introduction: Ankylosing spondylitis (AS) is unique in its pathology where inflammation commences at the entheses before progressing to an osteoproliferative phenotype generating excessive bone formation that can result in joint fusion. The underlying mechanisms of this progression are poorly understood. Recent work has suggested that changes in Wnt signalling, a key bone regulatory pathway, may contribute to joint ankylosis in AS. Using the proteoglycan-induced spondylitis (PGISp) mouse model which displays spondylitis and eventual joint fusion following an initial inflammatory stimulus, we have characterised the structural and molecular changes that underlie disease progression. Methods: PGISp mice were characterised 12 weeks after initiation of inflammation using histology, immunohistochemistry (IHC) and expression profiling. Results: Inflammation initiated at the periphery of the intervertebral discs progressing to disc destruction followed by massively excessive cartilage and bone matrix formation, as demonstrated by toluidine blue staining and IHC for collagen type I and osteocalcin, leading to syndesmophyte formation. Expression levels of DKK1 and SOST, Wnt signalling inhibitors highly expressed in joints, were reduced by 49% and 63% respectively in the spine PGISp compared with control mice (P < 0.05) with SOST inhibition confirmed by IHC. Microarray profiling showed genes involved in inflammation and immune-regulation were altered. Further, a number of genes specifically involved in bone regulation including other members of the Wnt pathway were also dysregulated. Conclusions: This study implicates the Wnt pathway as a likely mediator of the mechanism by which inflammation induces bony ankylosis in spondyloarthritis, raising the potential that therapies targeting this pathway may be effective in preventing this process.

Australian data do not support current pharmaceutical benefits scheme criteria for use of tumour necrosis factor-α inhibitors in ankylosing spondylitis

On the basis of local data, we write in support of the conclusions of Smith and Ahern that current Pharmaceu- tical Benefits Scheme (PBS) criteria for tumour necrosis factor (TNF)-a inhibitors in ankylosing spondylitis (AS) are not evidence-based. 1 As a prerequisite to the appropriate use of biological therapy in AS, three aspects of the disease need to be defined: (i) diagnosis, (ii) activity and (iii) therapeutic failure (Table 1)....

Stereochemical and steric control of enzymatic glucuronidation : A rational approach for the design of novel Inhibitors for the human UDP-glucuronosyltransferase 2B7

The UDP-glucuronosyltransferases (UGTs) are enzymes of the phase II metabolic system. These enzymes catalyze the transfer of α-D-glucuronic acid from UDP-glucuronic acid to aglycones bearing nucleophilic groups affording exclusively their corresponding β-D-glucuronides to render lipophilic endobiotics and xenobiotics more water soluble. This detoxification pathway aids in the urinary and biliary excretion of lipophilic compounds thus preventing their accumulation to harmful levels. The aim of this study was to investigate the effect of stereochemical and steric features of substrates on the glucuronidation catalyzed by UGTs 2B7 and 2B17. Furthermore, this study relates to the design and synthesis of novel, selective inhibitors that display high affinity for the key enzyme involved in drug glucuronidation, UGT2B7. The starting point for the development of inhibitors was to assess the influence of the stereochemistry of substrates on the UGT-catalyzed glucuronidation reaction. A set of 28 enantiomerically pure alcohols was subjected to glucuronidation assays employing the human UGT isoforms 2B7 and 2B17. Both UGT enzymes displayed high stereoselectivity, favoring the glucuronidation of the (R)-enantiomers over their respective mirror-image compounds. The spatial arrangement of the hydroxy group of the substrate determined the rate of the UGT-catalyzed reaction. However, the affinity of the enantiomeric substrates to the enzymes was not significantly influenced by the spatial orientation of the nucleophilic hydroxy group. Based on these results, a rational approach for the design of inhibitors was developed by addressing the stereochemical features of substrate molecules. Further studies showed that the rate of the enzymatic glucuronidation of substrates was also highly dependent on the steric demand in vicinity of the nucleophilic hydroxy group. These findings provided a rational approach to turn high-affinity substrates into true UGT inhibitors by addressing stereochemical and steric features of substrate molecules. The tricyclic sesquiterpenols longifolol and isolongifolol were identified as high-affinity substrates which displayed high selectivity for the UGT isoform 2B7. These compounds served therefore as lead structures for the design of potent and selective inhibitors for UGT2B7. Selective and potent inhibitors were prepared by synthetically modifying the lead compounds longifolol and isolongifolol taking stereochemical and steric features into account. The best inhibitor of UGT2B7, β-phenyllongifolol, displayed an inhibition constant of 0.91 nM.

Die Großstadt als Gegner? : Zur Wahrnehmung Berlins in Literatur, Film und Hörspiel der späten Weimarer Republik

Tässä tutkielmassa tarkastellaan, miten Berliinin suurkaupunki vaikutti Weimarin tasavallan loppuaikoina yksilöön. Tutkimusaineistona on Alfred Döblinin romaani Berlin Alexanderplatz sekä Walter Ruttmannin elokuva Berlin. Die Sinfonie der Großstadt ja kuunnelma Weekend. Teoreettisena taustana hyödynnetään kulttuuri- ja mediahistorian mentaliteetti- ja sosiaalihistoriaa. Aihetta käsitellään myös historiallis-temaattisesta lähtökohdasta, eli työssä tutkitaan todellisen Berliinin asemaa kyseisenä aikana, modernin metropolin olemusta, modernin ajan murrosvaihetta sekä uusasiallisen taidesuuntauksen vaikutusta teoksiin. Weimarin tasavallan aikana Saksassa elettiin murroksen keskellä. Toisaalta yhteiskunta oli poliittisesti pirstoutunut ja taloudellisesti epävakaa, mutta toisaalta kulttuurielämä oli lyhyen aikaa rikasta. Suurkaupungin asukkailla oli enemmän vapaa-aikaa ja mahdollisuuksia toteuttaa itseään omassa ympäristössään. Toisaalta ajan ristiriitaisuus kuitenkin vaikeutti yksilöllisen elämäntavan toteutumista; ihmiset odottivat murroskauden päättymiseltä materiaalista tyydytystä, jolloin henkiselle kehitykselle jäi vähän tilaa. Tärkein kysymyksenasettelu koskee suurkaupungin roolia oman aikansa tuotteena: missä määrin kaupunki oli ihmisen todellinen vastustaja ja missä määrin sen asema oli kuviteltua? Todellisen Berliinin suhdetta reflektoidaan fiktiiviseen suurkaupunkiympäristöön. Ensin tarkastellaan Berliiniä toimijana murroskaudella ja sitten käsitellään ajan ja tilan havainnointia. Koska teokset ovat fiktiivisiä, erityisen tarkastelun kohteena on todellisuuden, fiktion ja simulaation suhde. Tässä yhteydessä tarkastellaan myös kaupungin ja maaseudun välistä problematiikkaa. Kolmannessa osassa esille nousee yksilön ja massan välinen suhde, joka sekin vaikuttaa ihmisen ja suurkaupungin väliseen vastakkainasetteluun. Ilmensikö koneiden ja liikenteen dominoiva asema futuristista asetelmaa? Lisäksi käsitellään alamaailman ja kultaisen 20-luvun välistä kuilua. Kaikkia kolmea teosta yhdistää 24 tunnin aikakäsite; ajalla on selkeästi rajattu alku ja loppu, ja myös tilan käsite on tarkastelussa tärkeä. Kaikissa teoksissa on hyödynnetty montaasitekniikkaa. Kohtaukset vaihtuvat hyvinkin nopeasti, jolloin lukija, katsoja tai kuulija vieraantuu varsinaisesta kohteestaan. Montaasi vaikuttaa ratkaisevasti myös kaupungin ja yksilön suhteen kuvaukseen. Suurkaupungista muotoutuu lähes hirviömäinen, personifioitu subjekti, joka konemaisella olemuksellaan pyrkii nujertamaan pienen ihmisen. Döblinin romaanissa kertoja toimii ikään kuin yksilöä vastaan liittämällä kerronnan väliin uutisaiheita, säätiedotuksia ja kohtalokertomuksia. Elokuvassa ja kuunnelmassa teknologisen kehityksen ihannointi on noussut etualalle: ihmiset muistuttavat sekä yksilöinä että massana koneita, jotka liikkuvat hektisen mekaanisesti eteenpäin kuin liikennevälineet. He eivät kyseenalaista ympäristöään eivätkä koe olevansa oravanpyörässä. Romaanin päähenkilö on heijastanut omat pelkonsa konkreettisesti suurkaupungin infrastruktuuriin, kerrostaloihin, jotka tuntuvat kaatuvan hänen päälleen. Yksilöllinen kehitys on vaarassa pysähtyä, sillä koneistuminen tekee yksilöistä massaa. Elokuvassa ja kuunnelmassa kamppailu suurkaupunkiorganismin ja ihmisten välillä jatkuu, mutta romaanissa kamppailu päättyy päähenkilön parantumiseen. Hänestä tulee mallikansalainen - vaiennettu ja kuuliainen. Kaikkien kolmen teoksen hahmoja kuvataan modernin ajan uhreina. Heiltä puuttuu mekanismi, jolla he voisivat käsitellä kokonaisuuksia. Modernin ajan hahmojen elämä on lopulta kuin tanssia tulivuoren päällä - epävarmaa ja riskialtista.

Analysis of human immunodeficiency virus type 1 drug resistance in children receiving nucleoside analogue reverse-transcriptase inhibitors plus nevirapine, nelfinavir, or ritonavir (Pediatric AIDS Clinical Trials Group 377)

In Pediatric AIDS Clinical Trials Group 377, antiretroviral therapy-experienced children were randomized to 4 treatment arms that included different combinations of stavudine, lamivudine (3TC), nevirapine (Nvp), nelfinavir (Nfv), and ritonavir (Rtv). Previous treatment with zidovudine (Zdv), didanosine (ddI), or zalcitabine (ddC) was acceptable. Drug resistance ((R)) mutations were assessed before study treatment (baseline) and at virologic failure. Zdv(R), ddI(R), and ddC(R) mutations were detected frequently at baseline but were not associated with virologic failure. Children with drug resistance mutations at baseline had greater reductions in virus load over time than did children who did not. Nvp(R) and 3TC(R) mutations were detected frequently at virologic failure, and Nvp(R) mutations were more common among children receiving 3-drug versus 4-drug Nvp-containing regimens. Children who were maintained on their study regimen after virologic failure accumulated additional Nvp(R) and 3TC(R) mutations plus Rtv(R) and Nfv(R) mutations. However, Rtv(R) and Nfv(R) mutations were detected at unexpectedly low rates.

Die deutsche Sprache als Teil der sprachlichen und beruflichen Identität : Eine Studie unter Germanistikstudierenden der Universität Helsinki

Tutkielmassa tarkastellaan saksan kielen merkitystä osana kielellistä ja ammatillista identiteettiä. Tutkimuskohteena ovat Helsingin Yliopiston germaanisen filologian opiskelijat, jotka ovat aloittaneet opintonsa vuosina 2008 ja 2009. Identiteettiä on tutkittu monilla eri tieteen aloilla, mutta yksimielisyyttä identiteetin määritelmästä ei ole, sillä eri tieteenalat painottavat tarkastelussaan eri näkökulmia. Tutkielman teoriaosassa pyritäänkin luomaan yleiskuva vallalla olevista käsityksistä ja käsitellään identiteettiä tarkemmin kielitieteellisestä näkökulmasta. Teoriaosassa kuvataan myös saksan kielen tämänhetkistä kansainvälistä asemaa, sillä kielen asema vaikuttaa vahvasti siihen, kuinka ko. kieleen suhtaudutaan ja halutaanko sitä opiskella vieraana kielenä. Vaikka identiteettiä onkin tutkittu paljon, ei vieraan kielen yliopisto-opiskelijoiden suhteesta opiskelemaansa kieleen ole kattavia tutkimuksia. Opiskelijoiden suhtautuminen vieraaseen kieleen heijastuu kuitenkin heidän oppimiseensa, motivaatioonsa ja laaja-alaisemmin koko opiskeluun, joten tätä tutkimalla voidaan saavuttaa tärkeää tietoa, jota voidaan hyödyntää mm. yliopisto-opintojen kehittämisessä. Tutkielman tavoitteena onkin kuvata tätä erityislaatuista suhdetta ja selvittää, miten opiskelijat kuvaavat suhdettaan saksan kieleen. Kielellisen identiteetin näkökulmasta tutkitaan, miten opiskelijat suhtautuvat saksan kieleen, miten he kuvaavat omaa kielitaitoaan ja mitkä tekijät ovat vaikuttaneet kielellisen identiteetin kehittymiseen senhetkiseen muotoonsa. Ammatillisen identiteetin kannalta selvitetään, kuinka suuri merkitys saksan kielellä on osana opiskelijoiden ammatillista identiteettiä ja miten opiskelijat haluavat käyttää hyväkseen saksan kielen taitoaan työelämässä. Tutkielman korpus koostuu opiskelijoiden kirjoitelmista, jotka ovat osa TAITO-hanketta, sekä Saksalaisen laitoksen (laitos on vuodesta 2010 osa Nykykielten laitosta) lukuvuosina 2008 ja 2009 uusille opiskelijoilleen teettämistä lähtökyselyistä. Analyysi on kaksiosainen, jotta saavutetaan mahdollisimman kattava kuva opiskelijoiden identiteetistä. Ensimmäisessä osassa kirjoitelmia analysoidaan autobiografisen metodin avulla. Toisessa osassa korpuksia verrataan toisiinsa kvantitatiivisesti ja tutkitaan ovatko opiskelijat kuvanneet suhdettaan saksan kieleen samalla tavalla molemmissa korpuksissa. Tutkimuksesta käy ilmi, että opiskelijat aloittavat opintonsa hyvin erilaisista lähtökohdista, mikä ilmenee opiskelijoiden eritasoisen kielitaidon ja erilaisten odotusten lisäksi myös eroina identiteeteissä. Saksan kielellä on tärkeä merkitys suurimmalle osalle tutkituista opiskelijoista. Heidän kielellinen identiteettinsä on selvästi muotoutunut, ja he ovat motivoituneita opiskeluun. Heidän ammatillinen identiteettinsä on sitä vastoin epätarkempi, mikä osoittaa tarvetta opiskelijoiden tukemiseen ja työelämäorientaatioon jo opintojen alusta lähtien.