Methylproamine protects against ionizing radiation by preventing DNA double-strand breaks

Purpose The majority of cancer patients will receive radiotherapy (RT), therefore, investigations into advances of this modality are important. Conventional RT dose intensities are limited by adverse responses in normal tissues and a primary goal is to ameliorate adverse normal tissue effects. The aim of these experiments is to further our understanding regarding the mechanism of radioprotection by the DNA minor groove binder, methylproamine, in a cellular context at the DNA level. Materials and methods We used immunocytochemical methods to measure the accumulation of phosphorylated H2AX (γH2AX) foci following ionizing radiation (IR) in patient-derived lymphoblastoid cells exposed to methylproamine. Furthermore, we performed pulsed field gel electrophoresis DNA damage and repair assays to directly interrogate the action of methylproamine on DNA in irradiated cells. Results We found that methylproamine-treated cells had fewer γH2AX foci after IR compared to untreated cells. Also, the presence of methylproamine decreased the amount of lower molecular weight DNA entering the gel as shown by the pulsed field gel electrophoresis assay. Conclusions These results suggest that methylproamine acts by preventing the formation of DNA double-strand breaks (dsbs) and support the hypothesis that radioprotection by methylproamine is mediated, at least in part, by decreasing initial DNA damage.

Molecular mechanism for the specific inhibition of reverse transcriptase of rous sarcoma virus by the copper complexes of isonicotinic acid hydrazide

Isonicotinic acid hydrazide (isoniazid), one of the most potent antitubercular drugs, was recently shown, in our laboratory, to form two different complexes with copper, depending upon the oxidation state of the metal ion. Both the complexes have been shown to possess antiviral activity against Rous sarcoma virus, an RNA tumor virus. The antiviral activity of the complexes has been attributed to their ability to inhibit the endogenous reverse transcriptase activity of RSV. More recent studies in our laboratory indicate that both these complexes inhibit both endogenous and exogenous reactions. As low a final concentration as 50 μM of the cupric and the cuprous complexes inhibits the endogenous reaction to the extent of 93 and 75 per cent respectively. Inhibition of the exogenous reaction varies with the templates. The inhibition can be reversed by either β-mercaptoethanol or ethylene-diamine-tetra-acetic acid. The specificity of this inhibition has been ascertained by using a synthetic primer-template, −(dG)not, vert, similar15−(rCm)n, which is highly specific for reverse transcriptases. The inhibition is found to be template specific. The studies carried out, using various synthetic primer-templates, show the inhibition of both the steps of reverse transcription by the copper complexes of isoniazid.

Comparative sequence analysis and expression in E-coli of the subgroup I-specific antigen VP6 from a G2 serotype human rotavirus IS2

VP6, the intermediate capsid protein of the virion, specifies subgroup specificity of rotavirus, It is also the most conserved, both at nucleotide and amino acid levels, among group A rotaviruses and is the target of choice for rotavirus detection, In this study we report the sequence of the subgroup I (SGI)-specific VP6 from the serotype G2 strain IS2 isolated from a child suffering from acute diarrhoea in Bangalore ana its comparison with the published VP6 sequences. Interestingly, IS2 gene 6 shared highest homology with that from bovine UK strain and the protein contained substitutions by lysine at amino acid positions 97 and 134, In contrast, the amino acids Met and Glu/Asp at these respective positions are highly conserved in all the other group A rotaviruses sequenced so far, These observations have obvious implications for the evolution of serotype G2 and G2-like strains circulating in India, The SGI VP6, of a human rotavirus, possessing epitopes that are conformationally similar to those found in the native protein in the virion, was successfully expressed in E. coli and purified for the first time by single-step affinity chromatography.

Molecular profile of oligodendrogliomas in young patients

Several studies on molecular profiling of oligodendrogliomas (OGs) in adults have shown a distinctive genetic pattern characterized by combined deletions of chromosome arms 1 p and 19q, O6-methylguanine-methyltransferase (MGMT) methylation, and isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) mutation, which have potential diagnostic, prognostic, and even therapeutic relevance. OGs in pediatric and young adult patients are rare and have been poorly characterized on a molecular and biological basis, and it remains uncertain whether markers with prognostic significance in adults also have predictive value in these patients. Fourteen cases of OGs in young patients (age, <= 25 years) who received a diagnosis over 7 years were selected (7 pediatric patients age <= 18 years and 7 young adults aged 19-25 years). The cases were evaluated for 1p/19q status, MGMT promoter methylation, p53 mutation, and IDH1 mutation. None of the pediatric cases showed 1p/19q deletion. In young adults, combined 1p/19q loss was observed in 57% and isolated 1p loss in 14% of cases. The majority of cases in both subgroups (71% in each) harbored MGMT gene promoter methylation. TP53 and IDH1 mutations were not seen in any of the cases in both the groups. To our knowledge, this is the first study to show that molecular profile of OGs in pediatric and young adult patients is distinct. Further large-scale studies are required to identify additional clinically relevant genetic alterations in this group of patients.

Finding hidden females in a crowd: Mate recognition in fig wasps

Multi-species mating aggregations are crowded environments within which mate recognition must occur. Mating aggregations of fig wasps can consist of thousands of individuals of many species that attain sexual maturity simultaneously and mate in the same microenvironment, i.e, in syntopy, within the close confines of an enclosed globular inflorescence called a syconium - a system that has many signalling constraints such as darkness and crowding. All wasps develop within individual galled flowers. Since mating mostly occurs when females are still confined within their galls,, male wasps have the additional burden of detecting conspecific females that are ``hidden'' behind barriers consisting of gall walls. In Ficus racemosa, we investigated signals used by pollinating fig wasp males to differentiate conspecific females from females of other syntopic fig wasp species. Male Ceratosolen fusciceps could detect conspecific females using cues from galls containing females, empty galls, as well as cues from gall volatiles and gall surface hydrocarbons. In many figs, syconia are pollinated by single foundress wasps, leading to high levels of wasp inbreeding due to sibmating. In F. racemosa, as most syconia contain many foundresses, we expected male pollinators to prefer non-sib females to female siblings to reduce inbreeding. We used galls containing females from non-natal figs as a proxy for non-sibs and those from natal figs as a proxy for sibling females. We found that males preferred galls of female pollinators from natal figs. However, males were undecided when given a choice between galls containing non-pollinator females from natal syconia and pollinator females from non-natal syconia, suggesting olfactory imprinting by the natal syconial environment. (C) 2013 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Structural and thermodynamic characterization of pre- and postpolymerization states in the F4 fimbrial subunit FaeG.

Enterotoxigenic Escherichia coli expressing F4 fimbriae are the major cause of porcine colibacillosis and are responsible for significant death and morbidity in neonatal and postweaned piglets. Via the chaperone-usher pathway, F4 fimbriae are assembled into thin, flexible polymers mainly composed of the single-domain adhesin FaeG. The F4 fimbrial system has been labeled eccentric because the F4 pilins show some features distinct from the features of pilins of other chaperone-usher-assembled structures. In particular, FaeG is much larger than other pilins (27 versus approximately 17 kDa), grafting an additional carbohydrate binding domain on the common immunoglobulin-like core. Structural data of FaeG during different stages of the F4 fimbrial biogenesis process, combined with differential scanning calorimetry measurements, confirm the general principles of the donor strand complementation/exchange mechanisms taking place during pilus biogenesis via the chaperone-usher pathway.

DIESE Final Report

The DIESE program (Determination of relevant Indicators for Environmental monitoring: A Strategy for Europe) brought together seven French and British research teams, a private company and the agencies responsible for the management of water bodies of the two countries (ONEMA and the Environmental Agency) in a joint effort to document the ecotoxicological effects related to the presence of chemicals in the environment. To contribute to a better understanding and management of the environment, the program has expanded its efforts to (1) use existing knowledge, or new information acquired during the research program, to identify important biological problems affecting wildlife, (2) increase our understanding of toxicological mechanisms involved and thus be able to identify the causes of the identified dysfunctions and (3) to hone our expertise and vigilance systems in order to better monitor changes in the environment and make appropriate diagnoses. The first part of the program identified clear biological effects, and using biological tests representative of the mechanisms of action of compounds, identified the responsible compounds present in the environment. In connection with the feminization observed in many fish species in European streams, a search for estrogenic and anti-androgenic compounds was conducted. A new test identifying estrogenic compounds has been developed in roach and the ER-Calux test for anti-androgenic effects has been implemented. The results showed that, in addition to biocides such as triclosan and chlorophène, many aromatic hydrocarbon compounds are likely to disturb the physiology of living organisms by interacting with the androgen receptor. Six of these were identified in sediment extracts: benzanthrone, fluoranthene, 1,2- benzodiphenylene sulfide, benzo[a]pyrene, benz[a] anthracene, and 9-phenylcarbazole. The second part of the program aimed at documenting and understanding the mechanisms of action of chemicals leading to physiological changes. This work represents a particular challenge when dealing with molluscs, as knowledge about their physiology and endocrinology is still fragmentary. Thus, new technologies including metabolomic and transcriptomic analyses have been implemented in order to obtain a comprehensive picture of the effects on molluscs. Metabolomic research demonstrated that estrogenic compounds are able to alter the metabolism of eicosanoids and amines, while transcriptomic strategies identified genes whose expression is altered in intersex clams. Because these genes mainly appear as “male” genes, the results suggest that these profound physiological changes result from demasculinisation of male clams. Proteomic studies have also been carried out to elucidate the mechanisms of action of pollutants on fish physiology. These studies generally included a set of molecular marker measurements in an integrative and ecological perspective. The results showed that not only male fish physiology is altered but also female reproductive status is impaired. Moreover, it appeared that other alterations of the fish endocrine system, such as androgenic effects, are at work and that the immune system is also subject to chemical pressure including effects from environmental estrogens. Notably, the immune system, like the endocrine system, seems to show periods of particular sensitivity during development. Measurements on growth and on the general metabolism emphasize the importance of environmental conditions in the physiology of aquatic organisms and in particular the inter-site variability due to temperature,hypoxic conditions, and fish development strategies. They thus provide a unique perspective that allow us to better understand the context and consequences of natural conditions on the population. In a third part of the program, the research conducted had the objective of developing and testing a biomarker strategy to support the environmental management methodologies. Two lanes of specific studies have been followed. The first was to implement, over all or part of the study area, robust biomarkers to establish maps that highlight the water bodies at risk and provide information on sources of compounds and associated disturbances. The second part of the work aimed at exploring methodologies to take advantage of biomarker measurements and to integrate them in a very simple and clear index. Partial or comprehensive maps of the Channel area were produced to report the presence of mutagenic or anti-androgenic compounds in the sediments, intersex fish and clams, and imposex. These maps may remain to be completed and work will be necessary to confront this information in order to learn relevant lessons for management of the environment, a goal that the DIESE program has contributed to by providing some necessary and original information.

Cloning and Characterisation of the human gene gremlin promoter

L’ostéoarthrose (OA) est une maladie articulaire invalidante caractérisée par la perte de l’intégrité du cartilage articulaire. Les recherches tentent de comprendre les mécanismes moléculaires de la maladie afin de trouver des inhibiteurs efficaces pouvant prévenir la dégradation du cartilage articulaire. Les BMPs (bone morphogenic proteins) jouent un rôle dans le processus pathophysiologique de cette maladie. Cette étude cible le rôle d’un antagoniste des BMPs, le gremlin. Nous avons étudié la régulation de l’expression de gremlin par le clonage et la caractérisation de son promoteur et en déterminant si gremlin pouvait jouer un rôle autre qu’antagoniste des BMP, en affectant l’expression d’autres gènes par l’activation d’une cascade de signalisation dans la cellule. Les résultats ont identifié une région importante dans le promoteur de gremlin qui affecte son activité basale et induite, et ont montré que le gremlin ne pouvait pas affecter l’expression génique et l’activation de signalisation intracellulaire indépendamment des BMPs. Cette étude démontre que le rôle de gremlin dans l’OA en est un essentiellement d’antagoniste des BMPs.

Stabilité de l’acide ribonucléique pour la datation des fluides corporels en biologie judiciaire

Projet de recherche réalisé en collaboration avec la section Biologie/ADN du Laboratoire de sciences judiciaires et de médecine légale (LSJML) de Montréal.

The specific in vivo role of PPARgamma and its downstream signaling pathway in the pathophysiology of Osteoarthritis

L'arthrose est une maladie articulaire dégénérative, avec une pathogenèse inconnue. Des études récentes suggèrent que l'activation du facteur de transcription du récepteur activateur de la prolifération des peroxysomes (PPAR) gamma est une cible thérapeutique pour ce maladie. Les agonistes du PPARγ inhibent l'inflammation et réduisent la synthèse des produits de dégradation du cartilage in vitro et in vivo. Cependant, des études utilisant des agonistes du PPARγ n’élucident pas les effets exacts médiés par ce gène complexe. En effet, certains de ces agonistes ont la capacité de régulariser d'autres voies de signalisation indépendantes de PPARγ, ainsi entraînant des effets secondaires graves. Afin d'obtenir une efficacité thérapeutique avec potentiellement moins de problèmes de sécurité, il est donc essentiel d'élucider, in vivo, le rôle exact de PPARγ dans la physiopathologie OA. Mon projet de thèse permettra de déterminer, pour la première fois, le rôle spécifique de PPARγ in vivo dans la physiopathologie OA. Les souris utilisées pour l’étude avaient une délétion conditionnelle du gène PPARγ dans le cartilage. Ces dernières ont été générées en employant le système LoxP/Cre. Pour tester cette hypothèse, j'ai généré deux types de souris avec une délétion au PPARγ, (a) une suppression du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage germinale pour l'étude de l'arthrose liée au développement et à l'âge et (b) la suppression inductible du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage chez la souris adulte pour les études OA. L’étude précédente dans notre laboratoire, utilisant ces souris ayant une délétion au gène PPARγ germinales, montre que ces souris présentent des anomalies du développement du cartilage. J'ai également exploré si ces souris qui présentent des défauts précoces du développement ont toutes les modifications phénotypiques dans le cartilage au cours du vieillissement. Mes résultats ont montré que les souris adultes, ayant une délétion au gène PPARγ, ont présenter un phénotype de l'arthrose spontanée associée à une dégradation du cartilage, l’hypocellularité, la fibrose synoviale. Cette étude a montré que PPARγ est un régulateur essentiel pour le cartilage, et c’est le manque (l’absence) de ce dernier qui conduit à un phénotype de l'arthrose spontanée accélérée (American Journal of Pathologie). A partir de ce but de l'étude, on n’a pas pu vérifier si ces souris présentaient l’OA spontanée en raison des défauts de développement ou à la suite de la délétion du gène PPARγ. Pour contourner les défauts de développement, j'ai généré des souris ayant une délétion du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage inductible avec le système Col2rTACre. Ces souris ont été soumises à modèle de la chirurgie OA (DMM: déstabilisation du ménisque médial) et les résultats révèlent que les souris PPARγ KO ont une dégradation accélérée du cartilage, une hypocellularité, une fibrose synoviale et une augmentation de l'expression des marqueurs cataboliques et des marqueurs inflammatoire. La perte de PPAR dans le cartilage articulaire est un évènement critique qui initie la dégradation de cartilage dans OA. Les études récentes suggèrent que le procès d’autophagie, une forme de survie cellulaire programmée, est altéré pendant l’OA et peut contribuer vers une protection diminuée des cellules, résultant la dégradation du cartilage. J’ai donc exploré le rôle de PPARγ dans la protection des cellules en déterminant l’effet de manque de PPARγ dans le cartilage par l’expression de mTOR (régulateur négatif principal d’autophagie) et les gènes d’autophagie durant OA. Mes résultats ont montré que les souris KO PPARγ présentent également une augmentation sur l'expression de mTOR et une diminution sur l’expression des marqueurs autophagiques en comparaison avec les chondrocytes articulaires isolés des souris contrôles OA. J'ai suggéré l'hypothèse que PPARγ contrôle la régulation de la signalisation de mTOR/autophagie, et finalement la mort des chondrocytes et l’expression des facteurs cataboliques et les facteurs inflammatoire. Pour tester cette hypothèse, j’ai fait la transfection des chondrocytes arthrosiques PPARγ-KO avec le vecteur d’expression de PPARγ pour déterminer si la restauration de l'expression de PPARγ peut sauver le phénotype des cellules PPARγ-KO OA. J'ai observé que la restauration de l'expression de PPARγ dans les cellules PPARγ-KO en présence du vecteur d'expression PPARγ, a pu considérablement régulariser négativement l'expression de mTOR et mettre en règle positivement l'expression des gènes autophagiques ainsi que le sauvetage significative de l'expression du collagène de type II et l’aggrecan et de baisser de manière significative l'expression de marqueurs cataboliques critiques et des marqueurs inflammatoires. Pour prouver que l’augmentation de la signalisation de mTOR et la diminution de l'autophagie est responsable du phénotype OA accélérée observée dans les souris PPARγ KO in vivo, j'ai généré les souris doubles KO PPARγ- mTOR inductible spécifique du cartilage en utilisant le système Col2 - rtTA -Cre et soumis ces souris à DMM modèle de l'arthrose. Mes résultants démontrent que les souris avec PPARγ- mTOR doubles KO ont été significativement protégés contre les OA DMM induites associées à une protection significative contre la destruction du cartilage, la perte de protéoglycanes et la perte de chondro-cellularité par rapport aux souris témoins. Considérant que mTOR est un répresseur majeur de l'autophagie, j'ai trouvé que l'expression de deux marqueurs de l'autophagie critiques (ULK1 et LC3B) a été significativement plus élevée dans les chondrocytes extraits les souris doubles KO PPARγ-mTOR par rapport aux souris témoins. En plus, les études de sauvetage in vitro en utilisant le vecteur d'expression PPAR et les études in vivo utilisant les souris doubles KO PPARγ- mTOR montrent que PPARγ est impliqué dans la régulation de la protéine signalant de mTOR/autophagie dans le cartilage articulaire. Ces résultats contournent PPARγ et sa signalisation en aval de mTOR/autophagie en tant que cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement de l'arthrose.

Nanotoxicité des points quantiques : étude in vitro chez les cellules épithéliales alvéolaires humaines A549

Les nanoparticules (NPs) sont définies comme des particules ayant au moins une dimension comprise entre 1 à 100 nanomètres. Plusieurs études in vitro et in vivo indiquent que les NPs pourraient constituer un risque potentiel pour la santé des personnes les synthétisant ou les manipulant lors de leur incorporation dans d’autres matériaux. La nanotoxicologie est un domaine de recherche émergeant. Les propriétés physico-chimiques particulières des NPs sont responsables d’interférences non spécifiques entre les nanomatériaux et certains des composants des essais in vitro pouvant mener à de faux résultats. L’inhalation a été identifiée comme une voie d’exposition présentant un risque important de toxicité. Dans le cadre de ce projet, nous avons utilisé la lignée de cellules épithéliales alvéolaires humaines, A549. Nous avons étudié chez cette lignée les conséquences de l’exposition aux points quantiques (PQs), NPs d’intérêt pour leurs applications potentielles en médecine (nanovecteur ou nanosonde). La mise au point des conditions expérimentales (interférence entre l’essai LDH et le milieu de culture) a permis de valider les essais de cytotoxicité MTS et LDH en présence des PQs. Nous avons montré que les PQs présentaient une cytotoxicité à court et long terme, et nous avons par la suite étudié un des mécanismes de toxicité potentielle, la mesure du cadmium (Cd2+) libéré des PQs. Nous avons déterminé que la mesure du Cd2+ comportait plusieurs interférences qui invalident cet essai. En conclusion, notre étude a permis d’identifier des interférences qui remettent en question plusieurs conclusions d’études publiées qui n’ont pas vérifié l’existence de telles interférences.

Impacto de dos técnicas quirúrgicas sobre la recaída local de carcinoma de mama en pacientes de una clínica de Bogotá D.C.

Introducción: El carcinoma de mama es el tumor maligno más frecuente entre las mujeres y representa una significativa mortalidad en los países en vías de desarrollo. Según datos del Instituto Nacional de Cancerología en el 2010 se reportaron 672 nuevos casos de cáncer de mama, lo que representó el 18% de todos los tumores malignos en mujeres. Durante las últimas 3 décadas las técnicas quirúrgicas para el tratamiento del cáncer de mama han presentado un cambio significativo y proponen disminución de procedimientos agresivos y radicales, intervenciones como: mastectomía radical modificada, cirugía conservadora y la disección de ganglio centinela son ejemplos claros de esta evolución asociado al incremento de la reconstrucción mamaria inmediata. Metodología: Estudio observacional tipo cohorte retrospectivo en el cual se revisó una base de datos de pacientes con cáncer de mama de las cuales 632 fueron sometidas a mastectomía radical con preservación de piel y complejo areola-pezón y mastectomía radical con preservación de piel sin preservación del complejo areola-pezón, los dos procedimientos asociados a reconstrucción mamaria inmediata y se comparó la frecuencia de recaída local entre los dos grupos. Resultados: De las 632 pacientes estudiadas al 30.5% se les realizo preservación del complejo areola pezón. Las mujeres a quienes se les realizó preservación del complejo areola pezón presentaron menor sobrevida a la recaída local a 10 años (80.51%) comparado con las mujeres a quienes no se les preservó el complejo areola pezón (87.40%), sin embargo no se encontró diferencia estadísticamente significativa para determinar que las probabilidades de sobrevida sean diferentes. Discusión: No se evidenció diferencia estadísticamente significativa entre los 2 procedimientos quirúrgicos (con y sin preservación del complejo areola pezón) en relación a la recaída local, estudios retrospectivos no han evidenciado una mayor tasa de recaídas locales en pacientes a quienes se les preserva el complejo areola-pezón, sin embargo hacen falta estudios prospectivos y aleatorizados que puedan otorgar un mayor sustento científico que garantice la seguridad de la preservación del complejo areola-pezón.