MAST3 : facteur de risque génétique aux maladies inflammatoires de l’intestin et modulateur d’inflammation

La maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU) sont des maladies inflammatoires chroniques du tube digestif qu’on regroupe sous le terme maladies inflammatoires de l’intestin (MII). Les mécanismes moléculaires menant au développement des MII ne sont pas entièrement connus, mais des études génétiques et fonctionnelles ont permis de mettre en évidence des interactions entre des prédispositions génétiques et des facteurs environnementaux - notamment la flore intestinale – qui contribuent au développement d’une dérégulation de la réponse immunitaire menant à l’inflammation de la muqueuse intestinale. Des études d’association pangénomiques et ciblées ont permis d’identifier plusieurs gènes de susceptibilité aux MII mais les estimations de la contribution de ces gènes à l’héritabilité suggèrent que plusieurs gènes restent à découvrir. Certains d’entre eux peuvent se trouver dans les régions identifiées par des études de liaison génétique. L’objectif de mon projet de doctorat était d’identifier un ou des facteurs de risque génétique dans la région chromosomale 19p (identifiée comme région de liaison IBD6) et de le/les caractériser au niveau fonctionnel. Nous avons d’abord entrepris une cartographie d’association de la région 19p. À la suite du génotypage successif de deux cohortes indépendantes, nous avons identifié un SNP intronique et quatre SNP codants dont un non-synonyme, rs8108738, tous localisés dans le gène microtubule associated serine threonine kinase gene-3 (MAST3) et associés aux MII. Peu d’information fonctionnelle sur MAST3 était disponible. Par contre MAST2, une protéine encodée par un gène de la même famille, régule l’activité du facteur de transcription inflammatoire NF-kappaB. Nous avons confirmé l’implication de MAST3 dans l’activité de NF-kappaB via un knockdown de MAST3 et des essais gène-rapporteur. Pour poursuivre la caractérisation fonctionnelle de MAST3, nous avons choisi une approche non ciblée pour étudier les effets de la variation des niveaux d’expression de MAST3 sur la cellule. C’est-à-dire que nous avons créé un 1er modèle cellulaire de surexpression du gène MAST3 dans les cellules HEK293 et analysé l’expression pangénomique endogène. La validation de l’expression génique dans un 2e modèle cellulaire de knockdown et de type cellulaire différent (THP1), nous a permis d’identifier et de contrer les effets non-spécifiques dus aux niveaux non-physiologiques. Notre étude d’expression a mené à l’identification d’un groupe de gènes dont l’expression est régulée par MAST3. Ces gènes sont majoritairement impliqués dans des fonctions immunitaires (cytokines pro-inflammatoires, régulateurs de NF-kappaB, migration cellulaire, etc.) et une forte proportion est régulée par NF-kappaB. Nous avons évalué l’importance du groupe de gènes régulés par MAST3 dans la présentation clinique des MII à travers des études d’expression dans des biopsies intestinales de patients atteints de CU. Nous avons constaté que l’expression de ces gènes est significativement supérieure dans les régions enflammées par rapport aux régions saines de la muqueuse intestinale des patients atteints de CU. Globalement, les résultats de nos études suggèrent que le facteur de risque aux MII MAST3 agit via la voie du facteur de transcription NF-kappaB pour influencer l’expression d’un groupe de gènes impliqués dans l’inflammation intestinale typique des MII. Chaque étude génétique sur les MII a le potentiel d’orienter les recherches fonctionnelles vers de nouvelles voies biologiques causales. Le dévoilement des mécanismes moléculaires sous-jacents à ces voies permet d’augmenter les connaissances sur le développement de ces maladies vers une compréhension plus complète de la pathogenèse qui permettra d’optimiser le diagnostic et le traitement de ces maladies.

Étude génétique et fonctionnelle des Interferon-producing Killer Dendritic Cells

L’idée qu’une cellule puisse effectuer la cytolyse de cellules transformées, comme une cellule Natural Killer (NK), tout en ayant la capacité de présenter des antigènes, comme une cellule dendritique (DC), peut sembler fantaisiste. Cependant, de telles cellules furent bel et bien identifiées chez la souris en 2006. Ces cellules, nommées Interferon-producing Killer Dendritic Cells (IKDC), furent l’objet d’une caractérisation extensive qui révéla leur énorme potentiel immunologique. La combinaison de fonctions associées à des cellules NK et à des DC a doté les IKDC d’un pouvoir antitumoral remarquable. D’ailleurs, il a été démontré que les IKDC sont plus efficaces que les cellules NK pour limiter la croissance tumorale. Ainsi, suite à leur découverte, les IKDC ont suscité beaucoup d’intérêt. Cependant, une controverse émergea sur la nature des IKDC. Plusieurs groupes indépendants tentèrent de reproduire les expériences attestant les fonctions de DC des IKDC, sans y parvenir. De plus, des études additionnelles révélèrent que les IKDC possèdent des similitudes très importantes avec les cellules NK. Ces observations ont mené la communauté scientifique à suggérer que les IKDC sont des cellules NK en état d’activation (aNK). Malgré cette controverse, les caractéristiques antitumorales des IKDC sont si uniques et considérables qu’il est primordial de poursuivre l’étude de ces cellules. Pour y arriver, il est essentiel de déterminer la nature des IKDC et de mettre fin à ce débat. Par la suite, il sera important d’identifier des façons de cibler spécifiquement les IKDC pour permettre leur usage dans le cadre de thérapies antitumorales. Ainsi, l’objectif de cette thèse est de définir l’identité des IKDC, puis de déterminer les facteurs génétiques responsables de la régulation de ces cellules. Nous avons démontré que les IKDC ne sont pas des cellules aNK, contrairement à ce qui avait été suggéré. Nous avons constaté que les IKDC prolifèrent activement et possèdent un phénotype unique, des caractéristiques associées à des cellules NK très immatures. Afin de déterminer si les IKDC peuvent acquérir un phénotype mature, nous avons effectué des expériences de transfert adoptif. Suite à leur injection in vivo, les IKDC acquièrent un phénotype de cellules matures, mais étonnamment, elles se différencient aussi en cellules NK. Ainsi, nous avons révélé que les IKDC sont un intermédiaire dans la différenciation des cellules NK. En parallèle, nous avons démontré que la proportion d’IKDC varie grandement entre des souris de fond génétique différent, indiquant que des facteurs génétiques sont impliqués dans la régulation de ces cellules. Nous avons alors effectué une analyse génétique qui a révélé que les IKDC sont régulées par des facteurs génétiques compris dans une région distale du chromosome 7. Les résultats présentés dans cette thèse constituent une avancée importante pour la recherche sur les IKDC. Ils ont permis de définir la nature des IKDC et d’identifier un intervalle génétique impliqué dans la régulation de ces cellules. Ces découvertes sont des connaissances précieuses pour l’identification des IKDC chez l’Homme et la création de nouvelles thérapies dans la lutte contre le cancer.

Quand la politique et la génétique se rencontrent : comment le public interprète-t-il la recherche?

L’objectif général de cette thèse de doctorat est de mieux comprendre comment le public interprète les nouvelles scientifiques portant sur la génétique humaine, plus précisément les nouvelles portant sur la génétique des comportements et celles portant sur la génétique des groupes raciaux. L’ouvrage prend la forme d’une thèse par article. Le Chapitre 1 introduit le lecteur aux buts et aux pratiques de la vulgarisation scientifique, présente un sommaire de la recherche sur les effets des médias, résume les principaux travaux produits par le champ de la génopolitique, et définit la structure des croyances du public à l’égard de l’influence de la génétique sur les traits humains. Le Chapitre 2 présente les fondements de la méthode expérimentale, il en explique les atouts et il offre des exemples de différents types de devis expérimentaux utilisés en science politique. Toutes les recherches produites dans cette thèse reposent au moins en partie sur cette méthode. Le Chapitre 3 présente les résultats d’une expérience de sondage qui vise à mesurer l’effet de la lecture d’une nouvelle à propos de la recherche en génétique des comportements sur des participants. L’étude démontre que le public interprète la nouvelle avec maladresse et tend à généraliser l’influence de la génétique à d’autres traits humains qui n’y sont pas mentionnés. J’avance l’hypothèse qu’un raccourci psychologique amplement documenté puisse expliquer cette réaction : l’heuristique de l’ancrage et de l’ajustement. Le Chapitre 4 présente lui aussi les résultats d’une expérience de sondage. L’étude consiste à manipuler certaines informations du contenu d’une nouvelle sur la génopolitique de manière à vérifier si certains éléments sont particulièrement susceptibles de mener à la généralisation hâtive mise en évidence dans le Chapitre 3. Les analyses suggèrent que cette généralisation est amplifiée lorsque la nouvelle présente de hauts niveaux d’héritabilité tirés d’études de jumeaux, ainsi que lorsqu’elle présente des travaux de génétique des populations visant à étudier l’origine des différences géographiques. Ce chapitre présente des recommandations à l’égard des journalistes scientifiques. Le Chapitre 5 s’intéresse à un aspect différent de la génétique humaine : celui de la génétique des races. L’objectif de cette recherche est de comprendre comment le public réagit aux travaux qui invalident l’idée selon laquelle les humains sont divisés en différentes races génétiquement distinctes. Les analyses de données transversales ainsi que les résultats d’une expérience de sondage convergent et indiquent que les conservateurs et les libéraux réagissent de manière diamétralement opposée à cette information. D’un côté, les libéraux acceptent le constat scientifique et réduisent leur impression que la génétique explique en partie les inégalités sociales; de l’autre, les conservateurs rejettent l’argument avec une intensité si forte que le rôle qu’ils attribuent aux différences génétiques s’en voit bonifié. Ces résultats sont interprétés à partir de la théorie du raisonnement motivé. Enfin, le Chapitre 6 résume les principaux constats, met en évidence les contributions que ma thèse apporte à la science politique et à la communication scientifique, et présente quelques pistes pour la recherche future.

Uso del test de cuantificación sensitiva para el estudio de la neuropatía de fibra pequeña

Introducción La mutación genética Val30Met de la proteína transtiretina (TTR) es causante de la polineuropatía amiloidótica familiar, comprometiendo en fases iniciales las fibras nerviosas pequeñas (mielinizadas Aδ y amielínicas tipo C), involucradas en funciones autonómicas, nocicepción, percepción térmica y sudoración. Los métodos neurofisiológicos convencionales, no logran detectar dichas anormalidades, retardando el inicio de tratamientos específicos para la enfermedad. Metodología El objetivo principal fue evaluar el test de cuantificación sensitiva (QST) como método de detección temprana de anormalidades de fibra pequeña, en individuos Val30Met, seguidos en el Hospital Universitario Santa María, Lisboa. Se clasificaron los pacientes en 3 grupos, según sintomatología y examen neurológico. Se analizaron los umbrales para percepción de frío, dolor con el calor y vibración en los grupos, en correlación con controles sanos. Resultados 18 registros de controles sanos y 33 de individuos con la mutación, divididos en asintomáticos (24,2%), sintomáticos con examen neurológico normal (42,4%) y sintomáticos con examen neurológico anormal (33,3%). No se encontraron diferencias entre los pacientes asintomáticos y los controles. Los umbrales para frío (p=0,042) y en el dolor intermedio con el calor (HP 5) (p=0,007) se encuentran elevados en individuos Val30Met sintomáticos con examen normal. En los pacientes sintomáticos con alteraciones al examen, también se presentaron alteraciones en el intervalo entre el inicio y el dolor intermedio con el calor (HP 5-0,5) (p=0,009). Discusión Los umbrales de frío y de percepción de dolor con el calor, permiten detectar anormalidades en personas con la mutación TTR Val30Met, sintomáticos, incluyendo aquellos sin cambios objetivos al examen neurológico.

Elucidating the Evolution of the Red Brocket Deer Mazama americana Complex (Artiodactyla; Cervidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Development of 22 Polymorphic Microsatellite Loci for the Critically Endangered Morato's Digger Toad, Proceratophrys moratoi

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Birth defects in newborns and stillborns: An example of the Brazilian reality

Background: This study constitutes a clinical and genetic study of all newborn and stillborn infants with birth defects seen in a period of one year in a medical school hospital located in Brazil. The aims of this study were to estimate the incidence, causes and consequences of the defects. Methods. For all infants we carried out physical assessment, photographic records, analysis of medical records and collection of additional information with the family, besides the karyotypic analysis or molecular tests in indicated cases. Result: The incidence of birth defects was 2.8%. Among them, the etiology was identified in 73.6% (ci95%: 64.4-81.6%). Etiology involving the participation of genetic factors single or associated with environmental factors) was more frequent 94.5%, ci95%: 88.5-98.0%) than those caused exclusively by environmental factors (alcohol in and gestational diabetes mellitus). The conclusive or presumed diagnosis was possible in 85% of the cases. Among them, the isolated congenital heart disease (9.5%) and Down syndrome (9.5%) were the most common, followed by gastroschisis (8.4%), neural tube defects (7.4%) and clubfoot (5.3%). Maternal age, parental consanguinity, exposure to teratogenic agents and family susceptibility were some of the identified risk factors. The most common observed consequences were prolonged hospital stays and death. Conclusions: The current incidence of birth defects among newborns and stillbirths of in our population is similar to those obtained by other studies performed in Brazil and in other underdeveloped countries. Birth defects are one of the major causes leading to lost years of potential life. The study of birth defects in underdeveloped countries should continue. The identification of incidence, risk factors and consequences are essential for planning preventive measures and effective treatments. © 2011 Fett-Conte et al; licensee BioMed Central Ltd.

Desenvolvimento de metodologia high-throughput para estudo populacional do mosquito Aedes aegypti e comparação de dados de genes mitocondriais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo genético prospectivo de recém-nascidos e natimortos com defeitos congênitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estimativas de parâmetros genéticos para caracteres quantitativos em progênies de Eucalyptus urophylla S. T. Blake

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Diretrizes de conduta e tratamento de síndromes febris periódicas associadas à criopirina (Criopirinopatias–CAPS)

To establish guidelines based on cientific evidences for the management of cryopyrin associated periodic syndromes. The Guideline was prepared from 4 clinical questions that were structured through Pico (Patient, Intervention or indicator, Comparison and Outcome), to search in key primary scientific information databases. After defining the potential studies to support the recommendations, these were graduated considering their strength of evidence and grade of recommendation. 1215 articles were retrieved and evaluated by title and abstract; from these, 42 articles were selected to support the recommendations. 1. The diagnosis of Caps is based on clinical history and clinical manifestations, and later confirmed by genetic study. Caps may manifest itself in three phenotypes: FCAS (mild form), MWS (intermediate form) and Cinca (severe form). Neurological, ophthalmic, otorhinolaryngological and radiological assessments may be highly valuable in distinguishing between syndromes; 2. The genetic diagnosis with NLRP3 gene analysis must be conducted in suspected cases of Caps, i.e., individuals presenting before 20 years of age, recurrent episodes of inflammation expressed by a mild fever and urticaria; 3. Laboratory abnormalities include leukocytosis and elevated serum levels of inflammatory proteins; 4. Targeted therapies directed against interleukin-1 lead to rapid remission of symptoms in most patients. However, there are important limitations on the long-term safety. None of the three anti-IL-1β inhibitors prevents progression of bone lesions.

Etiolofia, epidemiologia e prognóstico das pneumonias associadas à ventilação mecânica em um hospital de ensino, com ênfase no estudo molecular e virulência de Staphylococcus aureus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Etiolofia, epidemiologia e prognóstico das pneumonias associadas à ventilação mecânica em um hospital de ensino, com ênfase no estudo molecular e virulência de Staphylococcus aureus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mannose-binding lectin and MBL-associated serine protease-2 gene polymorphisms in a Brazilian population from Rio de Janeiro

Mannose-binding lectin (MBL) is a protein able to bind to carbohydrate patterns on pathogen membranes; upon MBL binding, its associated serine protease MBL-associated serine protease type 2 (MASP2) is autoactivated, promoting the activation of complement via the lectin pathway. For both MBL2 and MASP2 genes, the frequencies of polymorphisms are extremely variable between different ethnicities, and this aspect has to be carefully considered when performing genetic studies. While polymorphisms in the MBL-encoding gene (MBL2) have been associated, depending upon ethnicity, with several diseases in different populations, little is known about the distribution of MASP2 gene polymorphisms in human populations. The aim of our study was thus to determine the frequencies of MBL2 (exon 1 and promoter) and MASP2 (p.D371Y) polymorphisms in a Brazilian population from Rio de Janeiro. A total of 294 blood donor samples were genotyped for 27 polymorphisms in the MBL2 gene by direct sequencing of a region spanning from the promoter polymorphism H/L rs11003125 to the rs1800451 polymorphism (at codon 57 in the first exon of the gene). Genotyping for MASP2 p.D371Y was carried out using fluorogenic probes. To our knowledge, this is the first study reporting the prevalence of the MASP2 p.D371Y polymorphism in a Brazilian population. The C allele frequency 39% is something intermediate between the reported 14% in Europeans and 90% in Sub-Saharan Africans. MBL2 polymorphisms frequencies were quite comparable to those previously reported for admixed Brazilians. Both MBL2 and MASP2 polymorphisms frequencies reported in our study for the admixed Brazilian population are somehow intermediate between those reported in Europeans and Africans, reflecting the ethnic composition of the southern Brazilian population, estimated to derive from an admixture of Caucasian (31%), African (34%) and Native American (33%) populations. In conclusion, our population genetic study describes the frequencies of MBL2 and MASP2 functional SNPs in a population from Rio de Janeiro, with the aim of adding new information concerning the distribution of these SNPs in a previously unanalysed Brazilian population, thus providing a new genetic tool for the evaluation of the association of MBL2 and MASP2 functional SNPs with diseases in Brazil, with particular emphasis on the state of Rio de Janeiro.

Birth defects in newborns and stillborns: an example of the Brazilian reality

Abstract Background This study constitutes a clinical and genetic study of all newborn and stillborn infants with birth defects seen in a period of one year in a medical school hospital located in Brazil. The aims of this study were to estimate the incidence, causes and consequences of the defects. Methods For all infants we carried out physical assessment, photographic records, analysis of medical records and collection of additional information with the family, besides the karyotypic analysis or molecular tests in indicated cases. Result The incidence of birth defects was 2.8%. Among them, the etiology was identified in 73.6% (ci95%: 64.4-81.6%). Etiology involving the participation of genetic factors single or associated with environmental factors) was more frequent 94.5%, ci95%: 88.5-98.0%) than those caused exclusively by environmental factors (alcohol in and gestational diabetes mellitus). The conclusive or presumed diagnosis was possible in 85% of the cases. Among them, the isolated congenital heart disease (9.5%) and Down syndrome (9.5%) were the most common, followed by gastroschisis (8.4%), neural tube defects (7.4%) and clubfoot (5.3%). Maternal age, parental consanguinity, exposure to teratogenic agents and family susceptibility were some of the identified risk factors. The most common observed consequences were prolonged hospital stays and death. Conclusions The current incidence of birth defects among newborns and stillbirths of in our population is similar to those obtained by other studies performed in Brazil and in other underdeveloped countries. Birth defects are one of the major causes leading to lost years of potential life. The study of birth defects in underdeveloped countries should continue. The identification of incidence, risk factors and consequences are essential for planning preventive measures and effective treatments.