Cell microencapsulation for therapeutic purposes: towards greater control over biocompatibility

233 p.: il.

他克莫司对UVA照射后HaCaT细胞增殖的影响

　目的　探讨不同浓度他克莫司(TM)对不同强度长波紫外线(UVA)照射HaCaT细胞24h和48h后细胞 增殖活性的影响。方法将培养的HaCaT细胞分别行2, 4 和8J / cm2 的UVA 照射,且照射前1h 分别加入50, 500 和 5 000pg/mL的TM,对照组分别加入50, 500和5 000pg/mL的TM,但不行UVA照射。各剂量组分别照射24h和48h后在 倒置相差显微镜下观察细胞的形态变化,MTT法检测细胞的增殖活性。结果　HaCaT细胞经UVA照射24h后,细胞连接 松散,细胞折光性较未照射组差,部分细胞死亡、脱壁;与未经UVA照射组相比,细胞增殖受到抑制( P < 0. 05) ,加入TM 组无明显变化( P > 0. 05) ;照射48h后细胞虽有大量增殖,但体积较小;与未经UVA 照射组相比,细胞增殖明显( P < 0. 05) ,加入TM组细胞增殖受到抑制(P < 0. 05) 。结论　TM可抑制UVA照射HaCaT细胞引起的过度增殖,对UVA照射 后的HaCaT细胞有保护作用。

Neutralizing BAFF/APRIL with atacicept prevents early DSA formation and AMR development in T cell depletion induced nonhuman primate AMR model.

Depletional strategies directed toward achieving tolerance induction in organ transplantation have been associated with an increased incidence and risk of antibody-mediated rejection (AMR) and graft injury. Our clinical data suggest correlation of increased serum B cell activating factor/survival factor (BAFF) with increased risk of antibody-mediated rejection in alemtuzumab treated patients. In the present study, we tested the ability of BAFF blockade (TACI-Ig) in a nonhuman primate AMR model to prevent alloantibody production and prolong allograft survival. Three animals received the AMR inducing regimen (CD3-IT/alefacept/tacrolimus) with TACI-Ig (atacicept), compared to five control animals treated with the AMR inducing regimen only. TACI-Ig treatment lead to decreased levels of DSA in treated animals at 2 and 4 weeks posttransplantation (p < 0.05). In addition, peripheral B cell numbers were significantly lower at 6 weeks posttransplantation. However, it provided only a marginal increase in graft survival (59 ± 22 vs. 102 ± 47 days; p = 0.11). Histological analysis revealed a substantial reduction in findings typically associated with humoral rejection with atacicept treatment. More T cell rejection findings were observed with increased graft T cell infiltration in atacicept treatment, likely secondary to the graft prolongation. We show that BAFF/APRIL blockade using concomitant TACI-Ig treatment reduced the humoral portion of rejection in our depletion-induced preclinical AMR model.

Enhanced de novo alloantibody and antibody-mediated injury in rhesus macaques.

Chronic allograft rejection is a major impediment to long-term transplant success. Humoral immune responses to alloantigens are a growing clinical problem in transplantation, with mounting evidence associating alloantibodies with the development of chronic rejection. Nearly a third of transplant recipients develop de novo antibodies, for which no established therapies are effective at preventing or eliminating, highlighting the need for a nonhuman primate model of antibody-mediated rejection. In this report, we demonstrate that depletion using anti-CD3 immunotoxin (IT) combined with maintenance immunosuppression that included tacrolimus with or without alefacept reliably prolonged renal allograft survival in rhesus monkeys. In these animals, a preferential skewing toward CD4 repopulation and proliferation was observed, particularly with the addition of alefacept. Furthermore, alefacept-treated animals demonstrated increased alloantibody production (100%) and morphologic features of antibody-mediated injury. In vitro, alefacept was found to enhance CD4 effector memory T cell proliferation. In conclusion, alefacept administration after depletion and with tacrolimus promotes a CD4+memory T cell and alloantibody response, with morphologic changes reflecting antibody-mediated allograft injury. Early and consistent de novo alloantibody production with associated histological changes makes this nonhuman primate model an attractive candidate for evaluating targeted therapeutics.

Costimulation blockade alters germinal center responses and prevents antibody-mediated rejection.

De novo donor-specific antibody (DSA) after organ transplantation promotes antibody-mediated rejection (AMR) and causes late graft loss. Previously, we demonstrated that depletion using anti-CD3 immunotoxin combined with tacrolimus and alefacept (AMR regimen) reliably induced early DSA production with AMR in a nonhuman primate kidney transplant model. Five animals were assigned as positive AMR controls, four received additional belatacept and four received additional anti-CD40 mAb (2C10R4). Notably, production of early de novo DSA was completely attenuated with additional belatacept or 2C10R4 treatment. In accordance with this, while positive controls experienced a decrease in peripheral IgM(+) B cells, bela- and 2C10R4-added groups maintained a predominant population of IgM(+) B cells, potentially indicating decreased isotype switching. Central memory T cells (CD4(+) CD28(+) CD95(+)) as well as PD-1(hi) CD4(+) T cells were decreased in both bela-added and 2C10R4-added groups. In analyzing germinal center (GC) reactions in situ, lymph nodes further revealed a reduction of B cell clonal expansion, GC-follicular helper T (Tfh) cells, and IL-21 production inside GCs with additional belatacept or 2C10R4 treatment. Here we provide evidence that belatacept and 2C10R4 selectively suppresses the humoral response via regulating Tfh cells and prevents AMR in this nonhuman primate model.

Characterization of the FKBP12-Encoding Genes in Aspergillus fumigatus.

Invasive aspergillosis, largely caused by Aspergillus fumigatus, is responsible for a growing number of deaths among immunosuppressed patients. Immunosuppressants such as FK506 (tacrolimus) that target calcineurin have shown promise for antifungal drug development. FK506-binding proteins (FKBPs) form a complex with calcineurin in the presence of FK506 (FKBP12-FK506) and inhibit calcineurin activity. Research on FKBPs in fungi is limited, and none of the FKBPs have been previously characterized in A. fumigatus. We identified four orthologous genes of FKBP12, the human FK506 binding partner, in A. fumigatus and designated them fkbp12-1, fkbp12-2, fkbp12-3, and fkbp12-4. Deletional analysis of the four genes revealed that the Δfkbp12-1 strain was resistant to FK506, indicating FKBP12-1 as the key mediator of FK506-binding to calcineurin. The endogenously expressed FKBP12-1-EGFP fusion protein localized to the cytoplasm and nuclei under normal growth conditions but also to the hyphal septa following FK506 treatment, revealing its interaction with calcineurin. The FKBP12-1-EGFP fusion protein didn't localize at the septa in the presence of FK506 in the cnaA deletion background, confirming its interaction with calcineurin. Testing of all deletion strains in the Galleria mellonella model of aspergillosis suggested that these proteins don't play an important role in virulence. While the Δfkbp12-2 and Δfkbp12-3 strains didn't show any discernable phenotype, the Δfkbp12-4 strain displayed slight growth defect under normal growth conditions and inhibition of the caspofungin-mediated "paradoxical growth effect" at higher concentrations of the antifungal caspofungin. Together, these results indicate that while only FKBP12-1 is the bona fide binding partner of FK506, leading to the inhibition of calcineurin in A. fumigatus, FKBP12-4 may play a role in basal growth and the caspofungin-mediated paradoxical growth response. Exploitation of differences between A. fumigatus FKBP12-1 and human FKBP12 will be critical for the generation of fungal-specific FK506 analogs to inhibit fungal calcineurin and treat invasive fungal disease.

Corneal Allograft Rejection:Risk Factors, Diagnosis, Prevention, and Treatment

Recent advances in corneal graft technology, including donor tissue retrieval, storage and surgical techniques, have greatly improved the clinical outcome of corneal grafts. Despite these advances, immune mediated corneal graft rejection remains the single most important cause of corneal graft failure. Several host factors have been identified as conferring a "high risk" status to the host. These include: more than two quadrant vascularisation, with associated lymphatics, which augment the afferent and efferent arc of the immune response; herpes simplex keratitis; uveitis; silicone oil keratopathy; previous failed (rejected) grafts; "hot eyes"; young recipient age; and multiple surgical procedures at the time of grafting. Large grafts, by virtue of being closer to the host limbus, with its complement of vessels and antigen-presenting Langerhans cells, also are more susceptible to rejection. The diagnosis of graft rejection is entirely clinical and in its early stages the clinical signs could be subtle. Graft rejection is largely mediated by the major histocompatibility antigens, minor antigens and perhaps blood group ABO antigens and some cornea-specific antigens. Just as rejection is mediated by active immune mediated events, the lack of rejection (tolerance) is also sustained by active immune regulatory mechanisms. The anterior chamber associated immune deviation (ACAID) and probably, conjunctiva associated lymphoid tissue (CALT) induced mucosal tolerance, besides others, play an important role. Although graft rejection can lead to graft failure, most rejections can be readily controlled if appropriate management is commenced at the proper time. Topical steroids are the mainstay of graft rejection management. In the high-risk situations however, systemic steroids, and other immunosuppressive drugs such as cyclosporin and tacrolimus (FK506) are of proven benefit, both for treatment and prevention of rejection.

Molecular subtyping of primary prostate cancer reveals specific and shared target genes of different ETS rearrangements

This work aimed to evaluate whether ETS transcription factors frequently involved in rearrangements in prostate carcinomas (PCa), namely ERG and ETV1, regulate specific or shared target genes. We performed differential expression analysis on nine normal prostate tissues and 50 PCa enriched for different ETS rearrangements using exon-level expression microarrays, followed by in vitro validation using cell line models. We found specific deregulation of 57 genes in ERG-positive PCa and 15 genes in ETV1-positive PCa, whereas deregulation of 27 genes was shared in both tumor subtypes. We further showed that the expression of seven tumor-associated ERG target genes (PLA1A, CACNA1D, ATP8A2, HLA-DMB, PDE3B, TDRD1, and TMBIM1) and two tumor-associated ETV1 target genes (FKBP10 and GLYATL2) was significantly affected by specific ETS silencing in VCaP and LNCaP cell line models, respectively, whereas the expression of three candidate ERG and ETV1 shared targets (GRPR, KCNH8, and TMEM45B) was significantly affected by silencing of either ETS. Interestingly, we demonstrate that the expression of TDRD1, the topmost overexpressed gene of our list of ERG-specific candidate targets, is inversely correlated with the methylation levels of a CpG island found at -66 bp of the transcription start site in PCa and that TDRD1 expression is regulated by direct binding of ERG to the CpG island in VCaP cells. We conclude that ETS transcription factors regulate specific and shared target genes and that TDRD1, FKBP10, and GRPR are promising therapeutic targets and can serve as diagnostic markers for molecular subtypes of PCa harboring specific fusion gene rearrangements.

Identification de marqueurs phénotypiques et génétiques influençant la réponse au traitement et le pronostic des patients atteints d'insuffisance cardiaque

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Nouveaux outils de pharmacodynamie des immunosuppresseurs chez des receveurs pédiatriques de greffe d’organe

L’immunosuppression optimale après greffe d’organe solide est une balance délicate et propre à chaque individu entre le risque de rejet et les risques liés à une surexposition au traitement immunosuppresseur. L’évaluation de la fonction résiduelle des lymphocytes T après stimulation par un mitogène (pharmacodynamie effective) devrait permettre de mesurer l’effet direct des médicaments immunosuppresseurs sur leur cible. Nous avons étudié différents paramètres de pharmacodynamie effective chez 34 receveurs pédiatriques de greffe d’organes solides traités par tacrolimus et mycophénolate. Les tests proposés dans ce travail sont adaptés au milieu pédiatrique et à une réalisation en temps réel. La quantification du CD25 parmi les CD4 activés par l’OKT3 permet de distinguer deux groupes de patients selon leur degré d’immunosuppression. L’âge médian est plus bas et la concentration plasmatique médiane en MPA plus élevée dans le groupe de patients plus fortement immunosupprimés. L’étude des paramètres immunologiques pouvant influencer la réponse (sécrétion des interleukines, proportion des sous-populations lymphocytaires CD4, CD8, T naïfs et Trég) ainsi que l’étude du pouvoir de restauration de la fonction lymphocytaire par l’Il-2, la guanosine ou la xanthosine, ne permettent pas de mieux comprendre les variabilités interindividuelles observées. Ces résultats devront être confirmés sur une cohorte plus grande de patients afin de juger de leur intérêt en pratique clinique.

Modulation par le récepteur neurokinine-1du mécanisme d’action des immunosuppresseurs chez les cellules T.

Le récepteur neurokinine 1 (NK1R) est impliqué dans la régulation des réponses immunitaires innées et adaptatives. Cependant, les mécanismes par lesquels le NK1R modulerait ces réponses ne sont pas connus. Chez les cellules T, les voies de la calcineurine et de la mTOR constituent les cibles d’immunosuppresseurs, comme la cyclosporine A (CsA), le tacrolimus et la rapamycine. Ainsi, nous avons voulu déterminer si le NK1R pourrait agir sur ces voies et si le blocage pharmacologique du NK1R avec des antagonistes sélectifs, pourrait augmenter l’action de ces immunosuppresseurs sur l’activation des cellules T. Tout d’abord, nos résultats ont montré que les cellules Jurkat (celules T humaines) exprimaient à la fois le gène du NK1R et de son ligand (les endokinines). Ceci suggère l'existence d'une régulation autocrine tachykinergique de la fonction des cellules T. Cette hypothèse est appuyée par nos données, où nous avons observé que le blocage du NK1R avec des antagonistes spécifiques (L-733,060 et L-703,606) chez les cellules Jurkat, inhibe la production d'IL-2 et diminue l'activation du NFAT (substrat de la calcineurine). De façon intéressante, nous avons montré un effet de combinaison entre les antagonistes du NK1R et les inhibiteurs de la calcineurine (CsA et tacrolimus) sur la production d’IL-2 et l’activation du NFAT. En revanche, le blocage du NK1R n'a pas d'effet inhibiteur sur l’activation de la mTOR et la p70S6K, mais réduit la phosphorylation de S6R (Ser235/236) et Akt (Ser473). Enfin, nous n’avons observé aucun effet de combinaison avec la rapamycine et l’antagoniste NK1R sur l’activation de mTOR et de sa voie de signalisation. L’ensemble de nos résultats, démontrent la présence d'un nouveau mécanisme de régulation de NFAT impliquant le système tachykinergique NK1R/endokinines chez les cellules T. Par conséquent, nous suggérons que la combinaison des antagonistes NK1R avec les inhibiteurs de la calcineurine pourrait être une alternative thérapeutique intéressante afin de réduire les doses de CsA et le FK506 dans les protocoles de prévention de rejet de greffes.

Optimisation de l’administration des médicaments chez les enfants transplantés grâce à la pharmacocinétique de population

Ce travail de thèse porte sur l’application de la pharmacocinétique de population dans le but d’optimiser l’utilisation de certains médicaments chez les enfants immunosupprimés et subissant une greffe. Parmi les différents médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, l’utilisation du busulfan, du tacrolimus et du voriconazole reste problématique, notamment à cause d’une très grande variabilité interindividuelle de leur pharmacocinétique rendant nécessaire l’individualisation des doses par le suivi thérapeutique pharmacologique. De plus, ces médicaments n’ont pas fait l’objet d’études chez les enfants et les doses sont adaptées à partir des adultes. Cette dernière pratique ne prend pas en compte les particularités pharmacologiques qui caractérisent l’enfant tout au long de son développement et rend illusoire l’extrapolation aux enfants des données acquises chez les adultes. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont étudié successivement la pharmacocinétique du busulfan, du voriconazole et du tacrolimus par une approche de population en une étape (modèles non-linéaires à effets mixtes). Ces modèles ont permis d’identifier les principales sources de variabilités interindividuelles sur les paramètres pharmacocinétiques. Les covariables identifiées sont la surface corporelle et le poids. Ces résultats confirment l’importance de tenir en compte l’effet de la croissance en pédiatrie. Ces paramètres ont été inclus de façon allométrique dans les modèles. Cette approche permet de séparer l’effet de la mesure anthropométrique d’autres covariables et permet la comparaison des paramètres pharmacocinétiques en pédiatrie avec ceux des adultes. La prise en compte de ces covariables explicatives devrait permettre d’améliorer la prise en charge a priori des patients. Ces modèles développés ont été évalués pour confirmer leur stabilité, leur performance de simulation et leur capacité à répondre aux objectifs initiaux de la modélisation. Dans le cas du busulfan, le modèle validé a été utilisé pour proposer par simulation une posologie qui améliorerait l’atteinte de l’exposition cible, diminuerait l’échec thérapeutique et les risques de toxicité. Le modèle développé pour le voriconazole, a permis de confirmer la grande variabilité interindividuelle dans sa pharmacocinétique chez les enfants immunosupprimés. Le nombre limité de patients n’a pas permis d’identifier des covariables expliquant cette variabilité. Sur la base du modèle de pharmacocinétique de population du tacrolimus, un estimateur Bayesien a été mis au point, qui est le premier dans cette population de transplantés hépatiques pédiatriques. Cet estimateur permet de prédire les paramètres pharmacocinétiques et l’exposition individuelle au tacrolimus sur la base d’un nombre limité de prélèvements. En conclusion, les travaux de cette thèse ont permis d’appliquer la pharmacocinétique de population en pédiatrie pour explorer les caractéristiques propres à cette population, de décrire la variabilité pharmacocinétique des médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, en vue de l’individualisation du traitement. Les outils pharmacocinétiques développés s’inscrivent dans une démarche visant à diminuer le taux d'échec thérapeutique et l’incidence des effets indésirables ou toxiques chez les enfants immunosupprimés suite à une transplantation.

Facteurs de risque d’insuffisance rénale chronique chez les greffés cardiaques : du phénotype aux tests pharmacogénomiques

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème majeur fréquemment rencontré chez les greffés cardiaques. Les inhibiteurs de la calcineurine, pierre angulaire de l’immunosuppression en transplantation d’organes solides, sont considérés comme une des principales causes de dysfonction rénale postgreffe. Plusieurs autres éléments tels que les caractéristiques démographiques, cliniques et génétiques du receveur contribuent également au phénomène, mais il demeure plutôt difficile de déterminer quels sont les patients les plus à risque de développer une IRC après la transplantation. Ainsi, la découverte de nouveaux marqueurs génétiques de dysfonction rénale pourrait un jour mener à l’individualisation de la thérapie immunosuppressive selon le profil génétique de chaque patient. Or, on ne connaît pas les opinions des greffés à l’égard des tests pharmacogénomiques et l’on ne sait pas si celles-ci diffèrent des opinions exprimées par les individus en bonne santé. Cette thèse de doctorat a donc pour objectifs : 1- De décrire l’évolution de la fonction rénale à très long terme après la transplantation et d’identifier les marqueurs démographiques et phénotypiques associés à l’IRC postgreffe cardiaque; 2- D’identifier les marqueurs génétiques associés à la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine; 3- D’évaluer et de comparer les attitudes des patients et des individus en bonne santé par rapport à l’intégration clinique potentielle des marqueurs pharmacogénomiques. Trois projets ont été réalisés pour répondre à ces questions. Le premier repose sur une analyse rétrospective de l’évolution de la fonction rénale chez les patients greffés au sein de notre établissement entre 1983 et 2008. Nous y avons découvert que le déclin de la fonction rénale se poursuit jusqu’à 20 ans après la transplantation cardiaque et que les facteurs de risque d’IRC incluent entre autres l’âge avancé, le sexe féminin, la dysfonction rénale prégreffe, l’hypertension, l’hyperglycémie et l’utilisation de la prednisone. Le deuxième projet est une étude pharmacogénomique s’intéressant aux déterminants génétiques de la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine. Elle nous a permis d’illustrer pour la première fois qu’un polymorphisme génétique lié à PRKCB (gène codant pour la protéine kinase C-β) est associé avec la fonction rénale des patients greffés cardiaques, alors que cela n’est probablement pas le cas pour les polymorphismes de TGFB1 (gène codant pour le transforming growth factor-β1). La troisième section de cette thèse rapporte les résultats d’un questionnaire dont le but était de comparer les attitudes envers les tests pharmacogénomiques parmi un groupe de personnes en bonne santé, de patients greffés cardiaques et de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Cette étude a démontré que, bien que l’enthousiasme pour la pharmacogénomique soit partagé par tous ces individus, les craintes liées à la confidentialité et aux répercussions potentielles sur l’emploi et les assurances sont plus prononcées chez les personnes en bonne santé. En résumé, les travaux issus de cette thèse ont révélé que l’identification précoce des patients greffés cardiaques les plus susceptibles de présenter une détérioration de la fonction rénale ainsi que l’adoption d’une approche thérapeutique individualisée reposant notamment sur les applications cliniques de la pharmacogénomique pourraient éventuellement permettre de freiner cette complication postgreffe.

La experiencia de los receptores en el trasplante de órganos y tejidos

El trasplante de órganos y/o tejidos es considerado como una opción terapéutica viable para el tratamiento tanto de enfermedades crónicas o en estadios terminales, como de afectaciones no vitales, pero que generen una disminución en la calidad de vida percibida por el paciente. Este procedimiento, de carácter multidimensional, está compuesto por 3 actores principales: el donante, el órgano/tejido, y el receptor. Si bien un porcentaje significativo de investigaciones y planes de intervención han girado en torno a la dimensión biológica del trasplante, y a la promoción de la donación; el interés por la experiencia psicosocial y la calidad de vida de los receptores en este proceso ha aumentado durante la última década. En relación con esto, la presente monografía se plantea como objetivo general la exploración de la experiencia y los significados construidos por los pacientes trasplantados, a través de una revisión sistemática de la literatura sobre esta temática. Para ello, se plantearon unos objetivos específicos derivados del general, se seleccionaron términos o palabras claves por cada uno de estos, y se realizó una búsqueda en 5 bases de datos para revistas indexadas: Ebsco Host (Academic Search; y Psychology and Behavioral Sciences Collection); Proquest; Pubmed; y Science Direct. A partir de los resultados, se establece que si bien la vivencia de los receptores ha comenzado a ser investigada, aún es necesaria una mayor exploración sobre la experiencia de estos pacientes; exploración que carecería de objetivo si no se hiciera a través de las narrativas o testimonios de los mismos receptores

Avaliação clínica e microbiológica das condições de saúde oral dos receptores de transplante renal do Hospital Universitário Onofre Lopes, Natal RN

Introduction: The chronic immunosuppression promotes the development of changes in the oral cavity of the kidney transplant recipients (KTR), however with the exception of gingival overgrowth, little is known regarding the prevalence of oral lesions in this population. Objective: To evaluate the prevalence of clinical and microbiological conditions of the oral cavity of the recipients of kidney transplantation and the associated factors. Methods: This was a cross-sectional study which examined 96 clinical KTR and experimental where collected saliva stimulated them to identify Candida sp. Data collection consisted of evaluation stomatologic, socio-demographic, clinical aspects of transplantation, condition of oral hygiene and dental caries, yonder to questions about knowledge of oral alteration after transplantation. Results: Of the total, 66.7% of KTR had some type of oral manifestation. The most common was saburral tongue, followed by gingival overgrowth, with both oral manifestations related to gender and concomitant use of cyclosporine and nifedipine (p <0.05). Tacrolimus showed a protective effect for gingival overgrowth (OR = 0.13). The oral hygiene was associated with saburral tongue(p = 0.03) and severity of gingival overgrowth (p = 0.0001). Oral candidiasis was diagnosed in 17.7% of patients and Candida albicans was isolated most frequently in the saliva of RTR with a colonization of 58.3%. The average DMF-T increased with age. The method of oral hygiene was most used brush and toothpaste to 61.5%. Changes in the oral cavity was seen in 54.2% of KTR, citing as the main growth and gingival ulcers. Instructions for oral hygiene after transplantation were neglected for 61.5% of RTR. Dry mouth and halitosis were reported in 30.2% and 36.5% respectively. Conclusions: More the half of the KTR had at least one injury of the mouth, the immunosuppressive drugs and oral hygiene are associated with these alterations. Prospective cohort studies are needed to elucidate the relationship between oral manifestations and levels of drug and risk of oral manifestations occur over time. The kidney transplant recipients showed to be aware of oral alterations occurred after transplantation and uninformed about the oral hygiene instructions. With regard to hygiene, the incidence of caries was considered high, conditions of risk were identified and improvements in primary attention should be encouraged and reflected in the monitoring of renal transplant