Human bocavirus 1 and 3 infection in children with acute gastroenteritis in Brazil

To determine the positivity rate of human bocavirus (HBoV) 1 and 3 among children who presented with acute gastroenteritis symptoms during the period of 1994-2004 in the Central-West Region of Brazil, 762 faecal samples were tested using polymerase chain reaction (PCR) for the detection of HBoV DNA. Primers for a segment of the non-structural viral protein 1 (NS1) gene of HBoV-1 and HBoV-3 were used. Twelve HBoV-positive samples were further characterised via genomic sequencing and phylogenetic analysis. Of the samples tested, 5.8% (n = 44) were positive for HBoV-1 or HBoV-3 and co-infection was observed in 14 (31.8%) of the 44 HBoV-positive samples. Nine of the 14 samples were also positive for Rotavirus A and five were positive for Aichi virus. The genomic sequencing of the NS1 partial sequence of 12 HBoV-samples showed that 11 samples were characterised as HBoV-1 and that one was characterised as HBoV-3. The phylogenetic analysis showed that the HBoV-1 samples had a high sequence homology to others previously identified in China, Sweden and Brazil. This is the first study conducted in the Central-West Region of Brazil to detect HBoV-1 and HBoV-3 in faecal samples from children with acute gastroenteritis. Further studies are required to define the role of HBoVs as aetiological agents of gastroenteritis.

Molecular characterisation of dengue virus type 1 reveals lineage replacement during circulation in Brazilian territory

Dengue fever is the most important arbovirus infection found in tropical regions around the world. Dispersal of the vector and an increase in migratory flow between countries have led to large epidemics and severe clinical outcomes, such as dengue haemorrhagic fever and dengue shock syndrome. This study analysed the genetic variability of the dengue virus serotype 1 (DENV-1) in Brazil with regard to the full-length structural genes C/prM/M/E among 34 strains isolated during epidemics that occurred in the country between 1994-2011. Virus phylogeny and time of divergence were also evaluated with only the E gene of the strains isolated from 1994-2008. An analysis of amino acid differences between these strains and the French Guiana strain (FGA/89) revealed the presence of important nonsynonymous substitutions in the amino acid sequences, including residues E297 (Met→Thr) and E338 (Ser→Leu). A phylogenetic analysis of E proteins comparing the studied isolates and other strains selected from the GenBank database showed that the Brazilian DENV-1 strains since 1982 belonged to genotype V. This analysis also showed that different introductions of strains from the 1990s represented lineage replacement, with the identification of three lineages that cluster all isolates from the Americas. An analysis of the divergence time of DENV-1 indicated that the lineage circulating in Brazil emerged from an ancestral lineage that originated approximately 44.35 years ago.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) and its positive regulator, the channel-activating protease 1 (CAP1) in skin

Summary: The mammalian epidermis is a pluristratified epithelium composed of 90% keratinocytes, and its main function is to serve as barrier for the body. The epithelial sodium channel (ENaC), formed by three homologous subunits α, β and γ is found in a variety of epithelia including epidermis. Previous studies showed that ENaC modulates different aspects of epidermal differentiation, such as synthesis of differentiation-specific proteins and lipid secretion. ENaC plays also a critical role in sodium homeostasis of renal and pulmonary epithelia, and its activity is thereby well controlled by hormones and non-hormonal factors, such as the serine protease CAP1 (channel-activating protease 1), also termed prostasin encoded by Prss8 gene. Serine proteases are proteolytic enzymes involved in numerous physiological and pathological processes in the epidermis. In order to evaluate the role of β and γENaC in epidermis, we analyzed the skin phenotype of β and γENaC null mutant (βENaC-/- and γENaC-/-) mice in comparison with the phenotype of αENaC-deficient mice. Furthermore, keratin14-specific CAP1-deficient mice (Prss8lox/Δ /K14-Cre) were generated in order to unveil the role of the serine protease CAP1 in epidermal development and function. This study reveals that the skin phenotype of βENaC and γENaC null mutant mice is less severe than the one of αENaC-deficient mice. However, all these mice present a common premature lipid secretion in the mid-granular layer of the epidermis. Further, the composition of the lipids of the stratum corneum in αENaC-deficient mice is strongly altered, suggesting that epidermal barrier function is compromised. K14-specific CAP1-deficient newborn mice are born at the expected Mendelian ratio, but die soon after birth, showing that CAP1 is required for postnatal survival. The epidermis of these mice exhibits striking malformations of the stratum corneum showing hyperkeratosis. These defects seriously affect both inward and outward epidermal barrier function, leading to rapid and fatal dehydration. As in αENaC-deficient mice, the lipid composition of the stratum corneum of K14-specific CAP1-deficient mice is disturbed. Furthermore, lack of CAP1 leads to the selective loss of filaggrin monomers, important for keratins aggregation and skin moisturization, and to an increased of aberrant profilaggrin precursors. In conclusion, both ENaC and CAP1 expression in the epidermis are crucial for keratinocyte differentiation processes and/or barrier function. Since the abnormalities in K14-specific CAP1-deficient mice resemble key features of human skin ichthyosis, in particular Harlequin ichthyosis, the study of ENaC and CAP1 mutant mice might allow new insights into mechanisms underlying skin diseases. Résumé: L'épiderme des mammifères est un épithélium pluristratifié, protégeant le corps contre les perturbations extérieures et la déshydratation. Le canal épithélial à sodium (ENaC), formé de trois sous-unités α, β et γ, est exprimé dans de nombreux épithélia, comme l'épiderme. Des études ont montré que l'absence de la sous-unité αENaC modulait différents aspects de la différenciation des kératinocytes de l'épiderme, comme la synthèse de protéines spécifiques ou la sécrétion de lipides dans la couche granulaire de l'épiderme. ENaC joue également un rôle crucial dans l'homéostasie du sodium dans les épithélia électriquement étanches, comme l'épithélium rénal ou pulmonaire. L'activité de ENaC est par conséquent finement régulée, en partie par des hormones, mais aussi par des facteurs non-hormonaux, telle que la sérine protéase CAP1 (« channel-activating protease 1 >>) (nommée également prostasine et codée par le gène Prss8). Le but de ce travail a donc été d'étudier le rôle des sous-unités β et γENaC dans l'épiderme en comparaison avec celui de la sous-unité α en utilisant des souris mutantes βENaC-/- et γENaC-/-. Dans un deuxième temps, le phénotype d'une souris chez qui CAP1 a été spécifiquement invalidé dans l'épiderme (Prsslox/Δ/K14-Cre) a été analysé, dans le but de mettre en évidence le rôle de cette protéase dans l'épiderme. Comme déjà montré pour les souris αENaC-/-, la sécrétion des lipides dans la couche granulaire de l'épiderme des souris βENaC-/- et γENaC-/- est prématurée. Cependant, l'hyperplasie et l'expression anormale des protéines marqueurs de la différenciation présents chez les souris αENaC-/- n'ont pas été observés dans l'épiderme des souris βENaC-/- et γENaC-/-. La composition lipidique de la couche cornée des souris αENaC-/- est fortement altérée suggérant que la fonction de barrière de l'épiderme de ces souris est compromise. Les souris mutantes CAP1 ont quant à elles révélé des malformations sévères de leur couche cornée, affectant la fonction de barrière de leur épiderme et conduisant à la mort de ces souris par déshydratation quelques jours après leur naissance. De plus, la composition en lipides de la couche cornée ainsi que la taille des cellules cornées, les cornéocytes, de ces souris sont modifiées par rapport aux souris contrôles. L'invalidation de la protéine CAP1 dans l'épiderme conduit aussi à la perte de la filaggrine, une protéine cruciale pour l'agrégation des kératines dans la couche cornée et le maintien du niveau d'hydratation de la peau, et à l'accumulation de ses précurseurs. En conclusion, l'expression de ENaC et de CAP1 est cruciale pour la différenciation de l'épiderme et/ou sa fonction de barrière. De plus, le phénotype des souris mutantes CAP1 présente des caractéristiques qui ressemblent à celles observées dans certaines pathologies humaines cutanées, comme l'ichthyose d'Harlequin. L'étude des souris mutantes ENaC et CAP1 pourrait donc apporter de nouvelles connaissances dans les mécanismes impliqués dans l'ichthyose d'Harlequin ou d'autres maladies de la peau chez l'homme. Résumé tout public: La peau est le plus grand organe vital du corps humain. Sa fonction principale est de protéger le corps comme une barrière, contre les agressions extérieures et la déshydratation. De nombreuses maladies de la peau résultent d'une perte de fonction de cette barrière. Bien que les pathologies cutanées soient très bien décrites, leur cause génétique n'est en général pas encore connue. La souris est alors un modèle de choix pour la recherche fondamentale. En effet, grâce aux progrès récents de la science, le génome de la souris peut aujourd'hui être modifié dans le but d'étudier le rôle de nombreuses protéines. Dans différents organes, comme le rein et le poumon, le canal épithélial à sodium (ENaC), composé de trois sous-unités protéiques homologues (α, β, et γ), joue un rôle essentiel dans la réabsorption du sodium. L'activité de ENaC est régulée par de nombreux facteurs hormonaux et non-hormonaux, telle que la protéase CAP1 (« channel-activating protease 1 »). L'invalidation de la sous-unité αENaC chez la souris a permis de montrer que dans la peau, le canal ENaC est impliqué dans la différenciation des cellules de l'épiderme et la croissance des poils. Durant ce travail, le phénotype des souris chez qui la protéine βENaC, γENaC ou CAP1 a été invalidée (souris mutantes), a été étudié dans le but de mieux comprendre le rôle des sous-unités du canal ENaC et de son régulateur CAP1 dans la peau. Les résultats de ce projet ont montré que les souris mutantes βENaC et γENaC présentent un épiderme anormal avec une synthèse prématurée de lipides dans la couche granulaire, suggérant l'implication de ENaC dans la fonction de barrière de la peau. De plus, quand CAP1 est invalidé de manière totale chez les souris, le développement embryonnaire est perturbé et ces souris meurent avant la naissance. CAP1 a donc été invalidé spécifiquement dans l'épiderme des souris. Ces souris mutantes « épiderme-spécifique » naissent normalement, mais meurent peu après la naissance de déshydratation. La couche superficielle de l'épiderme, appelée couche cornée, de ces souris est malformée et ne confère plus à la peau sa fonction de barrière. De plus, les composants de la couche cornée, les cellules cornées entourées de lipides, sont sévèrement altérés. Le phénotype de ces souris ressemble aux caractéristiques présentes chez les patients atteints d'ichthyoses, en particulier l'ichthyose d'Harlequin. En conclusion, le canal ENaC ainsi que son régulateur CAP1 jouent un rôle clé dans les processus de différenciation de l'épiderme et/ou de sa fonction de barrière. De plus, les souris mutantes pour CAP1 et ENaC se révéleront peut-être comme des modèles appropriés dans l'étude de l'ichthyose d'Harlequin ou d'autres maladies cutanées.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

The scaffold protein IB1/JIP-1 is a critical mediator of cytokine-induced apoptosis in pancreatic beta cells.

In insulin-secreting cells, cytokines activate the c-Jun N-terminal kinase (JNK), which contributes to a cell signaling towards apoptosis. The JNK activation requires the presence of the murine scaffold protein JNK-interacting protein 1 (JIP-1) or human Islet-brain 1(IB1), which organizes MLK3, MKK7 and JNK for proper signaling specificity. Here, we used adenovirus-mediated gene transfer to modulate IB1/JIP-1 cellular content in order to investigate the contribution of IB1/JIP-1 to beta-cell survival. Exposure of the insulin-producing cell line INS-1 or isolated rat pancreatic islets to cytokines (interferon-gamma, tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1beta) induced a marked reduction of IB1/JIP-1 content and a concomitant increase in JNK activity and apoptosis rate. This JNK-induced pro-apoptotic program was prevented in INS-1 cells by overproducing IB1/JIP-1 and this effect was associated with inhibition of caspase-3 cleavage. Conversely, reducing IB1/JIP-1 content in INS-1 cells and isolated pancreatic islets induced a robust increase in basal and cytokine-stimulated apoptosis. In heterozygous mice carrying a selective disruption of the IB1/JIP-1 gene, the reduction in IB1/JIP-1 content in happloinsufficient isolated pancreatic islets was associated with an increased JNK activity and basal apoptosis. These data demonstrate that modulation of the IB1-JIP-1 content in beta cells is a crucial regulator of JNK signaling pathway and of cytokine-induced apoptosis.

The shift from low to high non-structural protein 1 expression in rotavirus-infected MA-104 cells

A hallmark of group/species A rotavirus (RVA) replication in MA-104 cells is the logarithmic increase in viral mRNAs that occurs four-12 h post-infection. Viral protein synthesis typically lags closely behind mRNA synthesis but continues after mRNA levels plateau. However, RVA non-structural protein 1 (NSP1) is present at very low levels throughout viral replication despite showing robust protein synthesis. NSP1 has the contrasting properties of being susceptible to proteasomal degradation, but being stabilised against proteasomal degradation by viral proteins and/or viral mRNAs. We aimed to determine the kinetics of the accumulation and intracellular distribution of NSP1 in MA-104 cells infected with rhesus rotavirus (RRV). NSP1 preferentially localises to the perinuclear region of the cytoplasm of infected cells, forming abundant granules that are heterogeneous in size. Late in infection, large NSP1 granules predominate, coincident with a shift from low to high NSP1 expression levels. Our results indicate that rotavirus NSP1 is a late viral protein in MA-104 cells infected with RRV, presumably as a result of altered protein turnover.

Genome-wide mRNA expression correlates of viral control in CD4+ T-cells from HIV-1-infected individuals.

There is great interindividual variability in HIV-1 viral setpoint after seroconversion, some of which is known to be due to genetic differences among infected individuals. Here, our focus is on determining, genome-wide, the contribution of variable gene expression to viral control, and to relate it to genomic DNA polymorphism. RNA was extracted from purified CD4+ T-cells from 137 HIV-1 seroconverters, 16 elite controllers, and 3 healthy blood donors. Expression levels of more than 48,000 mRNA transcripts were assessed by the Human-6 v3 Expression BeadChips (Illumina). Genome-wide SNP data was generated from genomic DNA using the HumanHap550 Genotyping BeadChip (Illumina). We observed two distinct profiles with 260 genes differentially expressed depending on HIV-1 viral load. There was significant upregulation of expression of interferon stimulated genes with increasing viral load, including genes of the intrinsic antiretroviral defense. Upon successful antiretroviral treatment, the transcriptome profile of previously viremic individuals reverted to a pattern comparable to that of elite controllers and of uninfected individuals. Genome-wide evaluation of cis-acting SNPs identified genetic variants modulating expression of 190 genes. Those were compared to the genes whose expression was found associated with viral load: expression of one interferon stimulated gene, OAS1, was found to be regulated by a SNP (rs3177979, p = 4.9E-12); however, we could not detect an independent association of the SNP with viral setpoint. Thus, this study represents an attempt to integrate genome-wide SNP signals with genome-wide expression profiles in the search for biological correlates of HIV-1 control. It underscores the paradox of the association between increasing levels of viral load and greater expression of antiviral defense pathways. It also shows that elite controllers do not have a fully distinctive mRNA expression pattern in CD4+ T cells. Overall, changes in global RNA expression reflect responses to viral replication rather than a mechanism that might explain viral control.

Characterisation of pks15/1 in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis from Mexico

Tuberculosis (TB) is an infectocontagious respiratory disease caused by members of the Mycobacterium tuberculosis complex. A 7 base pair (bp) deletion in the locus polyketide synthase (pks)15/1 is described as polymorphic among members of the M. tuberculosis complex, enabling the identification of Euro-American, Indo-Oceanic and Asian lineages. The aim of this study was to characterise this locus in TB isolates from Mexico. One hundred twenty clinical isolates were recovered from the states of Veracruz and Estado de Mexico. We determined the nucleotide sequence of a ± 400 bp fragment of the locus pks15/1, while genotypic characterisation was performed by spoligotyping. One hundred and fifty isolates contained the 7 bp deletion, while five had the wild type locus. Lineages X (22%), LAM (18%) and T (17%) were the most frequent; only three (2%) of the isolates were identified as Beijing and two (1%) EAI-Manila. The wild type pks15/1 locus was observed in all Asian lineage isolates tested. Our results confirm the utility of locus pks15/1 as a molecular marker for identifying Asian lineages of the M. tuberculosis complex. This marker could be of great value in the epidemiological surveillance of TB, especially in countries like Mexico, where the prevalence of such lineages is unknown.

The Wnt inhibitory factor 1 (WIF1) is targeted in glioblastoma and has a tumor suppressing function potentially by induction of senescence.

Gene expression-based prediction of genomic copy number aberrations in the chromosomal region 12q13 to 12q15 that is flanked by MDM2 and CDK4 identified Wnt inhibitory factor 1 (WIF1) as a candidate tumor suppressor gene in glioblastoma. WIF1 encodes a secreted Wnt antagonist and was strongly downregulated in most glioblastomas as compared with normal brain, implying deregulation of Wnt signaling, which is associated with cancer. WIF1 silencing was mediated by deletion (7/69, 10%) or epigenetic silencing by promoter hypermethylation (29/110, 26%). Co-amplification of MDM2 and CDK4 that is present in 10% of glioblastomas was associated in most cases with deletion of the whole genomic region enclosed, including the WIF1 locus. This interesting pathogenetic constellation targets the RB and p53 tumor suppressor pathways in tandem, while simultaneously activating oncogenic Wnt signaling. Ectopic expression of WIF1 in glioblastoma cell lines revealed a dose-dependent decrease of Wnt pathway activity. Furthermore, WIF1 expression inhibited cell proliferation in vitro, reduced anchorage-independent growth in soft agar, and completely abolished tumorigenicity in vivo. Interestingly, WIF1 overexpression in glioblastoma cells induced a senescence-like phenotype that was dose dependent. These results provide evidence that WIF1 has tumor suppressing properties. Downregulation of WIF1 in 75% of glioblastomas indicates frequent involvement of aberrant Wnt signaling and, hence, may render glioblastomas sensitive to inhibitors of Wnt signaling, potentially by diverting the tumor cells into a senescence-like state.

PARP-1 regulates metastatic melanoma through modulation of vimentin-induced malignant transformation.

PARP inhibition can induce anti-neoplastic effects when used as monotherapy or in combination with chemo- or radiotherapy in various tumor settings; however, the basis for the anti-metastasic activities resulting from PARP inhibition remains unknown. PARP inhibitors may also act as modulators of tumor angiogenesis. Proteomic analysis of endothelial cells revealed that vimentin, an intermediary filament involved in angiogenesis and a specific hallmark of EndoMT (endothelial to mesenchymal transition) transformation, was down-regulated following loss of PARP-1 function in endothelial cells. VE-cadherin, an endothelial marker of vascular normalization, was up-regulated in HUVEC treated with PARP inhibitors or following PARP-1 silencing; vimentin over-expression was sufficient to drive to an EndoMT phenotype. In melanoma cells, PARP inhibition reduced pro-metastatic markers, including vasculogenic mimicry. We also demonstrated that vimentin expression was sufficient to induce increased mesenchymal/pro-metastasic phenotypic changes in melanoma cells, including ILK/GSK3-β-dependent E-cadherin down-regulation, Snail1 activation and increased cell motility and migration. In a murine model of metastatic melanoma, PARP inhibition counteracted the ability of melanoma cells to metastasize to the lung. These results suggest that inhibition of PARP interferes with key metastasis-promoting processes, leading to suppression of invasion and colonization of distal organs by aggressive metastatic cells.

Islet-brain1/C-Jun N-terminal kinase interacting protein-1 (IB1/JIP-1) promoter variant is associated with Alzheimer's disease.

Islet-brain1 (IB1) or c-Jun NH2 terminal kinase interacting protein-1 (JIP-1), the product of the MAPK8IP1 gene, functions as a neuronal scaffold protein to allow signalling specificity. IB1/JIP-1 interacts with many cellular components including the reelin receptor ApoER2, the low-density lipoprotein receptor-related protein (LRP), kinesin and the Alzheimer's amyloid precursor protein. Coexpression of IB1/JIP-1 with other components of the c-Jun NH2 terminal-kinase (JNK) pathway activates the JNK activity; conversely, selective disruption of IB1/JIP-1 in mice reduces the stress-induced apoptosis of neuronal cells. We therefore hypothesized that IB1/JIP-1 is a risk factor for Alzheimer's disease (AD). By immunocytochemistry, we first colocalized the presence of IB1/JIP-1 with JNK and phosphorylated tau in neurofibrillary tangles. We next identified a -499A>G polymorphism in the 5' regulatory region of the MAPK8IP1 gene. In two separate French populations the -499A>G polymorphism of MAPK8IP1 was not associated with an increased risk to AD. However, when stratified on the +766C>T polymorphism of exon 3 of the LRP gene, the IB1/JIP-1 polymorphism was strongly associated with AD in subjects bearing the CC genotype in the LRP gene. The functional consequences of the -499A>G polymorphism of MAPK8IP1 was investigated in vitro. In neuronal cells, the G allele increased transcriptional activity and was associated with an enhanced binding activity. Taken together, these data indicate that the increased transcriptional activity in the presence of the G allele of MAPK8IP1 is a risk factor to the onset of in patients bearing the CC genotype of the LRP gene.

Swimming prevents vulnerable atherosclerotic plaque development in hypertensive 2-kidney, 1-clip mice by modulating angiotensin II type 1 receptor expression independently from hemodynamic changes.

Exercise is known to reduce cardiovascular risk. However, its role on atherosclerotic plaque stabilization is unknown. Apolipoprotein E(-/-) mice with vulnerable (2-kidney, 1-clip: angiotensin [Ang] II-dependent hypertension model) or stable atherosclerotic plaques (1-kidney, 1-clip: Ang II-independent hypertension model and normotensive shams) were used for experiments. Mice swam regularly for 5 weeks and were compared with sedentary controls. Exercised 2-kidney, 1-clip mice developed significantly more stable plaques (thinner fibrous cap, decreased media degeneration, layering, macrophage content, and increased smooth muscle cells) than sedentary controls. Exercise did not affect blood pressure. Conversely, swimming significantly reduced aortic Ang II type 1 receptor mRNA levels, whereas Ang II type 2 receptor expression remained unaffected. Sympathetic tone also significantly diminished in exercised 2-kidney, 1-clip mice compared with sedentary ones; renin and aldosterone levels tended to increase. Ang II type 1 downregulation was not accompanied by improved endothelial function, and no difference in balance among T-helper 1, T-helper 2, and T regulatory cells was observed between sedentary and exercised mice. These results show for the first time, in a mouse model of Ang II-mediated vulnerable plaques, that swimming prevents atherosclerosis progression and plaque vulnerability. This benefit is likely mediated by downregulating aortic Ang II type 1 receptor expression independent from any hemodynamic change. Ang II type 1 downregulation may protect the vessel wall from the Ang II proatherogenic effects. Moreover, data presented herein further emphasize the pivotal and blood pressure-independent role of Ang II in atherogenesis.

Draft genome sequences of three NDM-1-producing Enterobacteriaceae species isolated from Brazil

The emergence of multidrug-resistant Enterobacteriaceae strains producing carbapenemases, such as NDM-1, has become a major public health issue due to a high dissemination capacity and limited treatment options. Here we describe the draft genome of three NDM-1-producing isolates: Providencia rettgeri(CCBH11880), Enterobacter hormaecheisubsp. oharae(CCBH10892) and Klebsiella pneumoniae(CCBH13327), isolated in Brazil. BesidesblaNDM-1, resistance genes to aminoglycosides [aadA1, aadA2,aac(6’)-Ib-cr] and quinolones (qnrA1,qnrB4) were observed which contributed to the multidrug resistance profile. The element ISAba125 was found associated to theblaNDM-1 gene in all strains.

Protection from HIV-1 infection of primary CD4 T cells by CCR5 silencing is effective for the full spectrum of CCR5 expression.

Stable gene silencing by RNA interference (RNAi) can be achieved by expression of small hairpin RNAs (shRNAs) from RNA polymerase III promoters. We have tested lentiviral vectors expressing shRNAs targetting CCR5 in primary CD4 T cells from donors representing various CCR5 and CCR2 genetic backgrounds covering the full spectrum of CCR5 expression levels and permissiveness for HIV-1 infection. A linear decrease in CCR5 expression resulted in a logarithmic decrease in cellular infection, giving up to three logs protection from HIV-1 infection in vitro. Protection was maintained at very high multiplicity of infection. This and other recent reports on RNAi should open a debate about the use of RNAi gene therapy for HIV infection.

Mayaro virus and dengue virus 1 and 4 natural infection in culicids from Cuiabá, state of Mato Grosso, Brazil

This study aimed to verify the diversity of Culicidae species and their frequency of infection with flaviviruses and alphaviruses in Cuiabá, state of Mato Grosso, Brazil. Mosquitoes were captured with Nasci aspirators and hand net in 200 census tracts, identified alive at species level and pooled in one-20 (11,090 mosquitoes, 14 species). Female pools (n = 610) were subjected to multiplex seminested-reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for 11 flavivirus and five alphavirus. Positive pools were tested by single RT-PCR followed by nucleotide sequencing, by RT-PCR for E1 gene [Mayaro virus (MAYV)] and by inoculation in Vero cells (MAYV) or C6/36 cells (flaviviruses). One/171 Aedes aegypti was positive for dengue virus (DENV)-1, 12/403 Culex quinquefasciatus, and four/171Ae. aegypti for MAYV, which was isolated from two pools containing two nonengorged females of Ae. aegypti and two ofCx. quinquefasciatus. DENV-4 was detected in 58/171 pools of Ae. aegytpi, 105/403 Cx. quinquefasciatus, two/five Psorophora sp., two/11 Psorophora varipes/Psorophora albigenu, one/one Sabethes chloropterus, two/five Culex bidens/Culex interfor, and one/one Aedes sp. DENV-4 was isolated from two pools containing three and 16 nonengorged Cx. quinquefasciatus females. Phylogenetic analysis revealed MAYV belongs to genotype L, clustering with human samples of the virus previously identified in the city. Cuiabá has biodiversity and ecosystem favourable for vector proliferation, representing a risk for arbovirus outbreaks.