Suppression and promotion of tumor growth by monoclonal antibodies to ErbB-2 differentially correlate with cellular uptake.

Amplification and overexpression of the erbB-2/neu protooncogene are frequently associated with aggressive clinical course of certain human adenocarcinomas, and therefore the encoded surface glycoprotein is considered a candidate target for immunotherapy. We previously generated a series of anti-ErbB-2 monoclonal antibodies (mAbs) that either accelerate or inhibit the tumorigenic growth of erbB-2-transformed murine fibroblasts. The present study extended this observation to a human tumor cell line grown as xenografts in athymic mice and addressed the biochemical differences between the two classes of mAbs. We show that the inhibitory effect is dominant in an antibody mixture, and it depends on antibody bivalency. By using radiolabeled mAbs we found that all of three tumor-inhibitory mAbs became rapidly inaccessible to acid treatment when incubated with tumor cells. However, a tumor-stimulatory mAb remained accessible to extracellular treatments, indicating that it did not undergo endocytosis. In addition, intracellular fragments of the inhibitory mAbs, but not of the stimulatory mAb, were observed. Electron microscopy of colloidal gold-antibody conjugates confirmed the absence of endocytosis of the stimulatory mAb but detected endocytic vesicles containing an inhibitory mAb. We conclude that acceleration of cell growth by ErbB-2 correlates with cell surface localization, whereas inhibition of tumor growth is associated with an intrinsic ability of anti-ErbB-2 mAbs to induce endocytosis. These conclusions are relevant to the selection of optimal mAbs for immunotherapy and may have implications for the mechanism of cellular transformation by an overexpressed erbB-2 gene.

Ethanol inhibits luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) secretion by blocking the response of LHRH neuronal terminals to nitric oxide.

It has previously been shown that alcohol can suppress reproduction in humans, monkeys, and small rodents by inhibiting release of luteinizing hormone (LH). The principal action is via suppression of the release of LH-releasing hormone (LHRH) both in vivo and in vitro. The present experiments were designed to determine the mechanism by which alcohol inhibits LHRH release. Previous research has indicated that the release of LHRH is controlled by nitric oxide (NO). The proposed pathway is via norepinephrine-induced release of NO from NOergic neurons, which then activates LHRH release. In the present experiments, we further evaluated the details of this mechanism in male rats by incubating medial basal hypothalamic (MBH) explants in vitro and examining the release of NO, prostaglandin E2 (PGE2), conversion of arachidonic acid to prostanoids, and production of cGMP. The results have provided further support for our theory of LHRH control. Norepinephrine increased the release of NO as measured by conversion of [14C]arginine to [14C]citrulline, and this increase was blocked by the alpha 1 receptor blocker prazosin. Furthermore, the release of LHRH induced by nitroprusside (NP), a donor of NO, is related to the activation of soluble guanylate cyclase by NO since NP increased cGMP release from MBHs and cGMP also released LHRH. Ethanol had no effect on the production of NO by MBH explants or the increased release of NO induced by norepinephrine. Therefore, it does not act at that step in the pathway. Ethanol also failed to affect the increase in cGMP induced by NP. On the other hand, as might be expected from previous experiments indicating that LHRH release was brought about by PGE2, NP increased the conversion of [14C]arachidonic acid to its metabolites, particularly PGE2. Ethanol completely blocked the release of LHRH induced by NP and the increase in PGE2 induced by NP. Therefore, the results support the theory that norepinephrine acts to stimulate NO release from NOergic neurons. This NO diffuses to the LHRH terminals where it activates guanylate cyclase, leading to an increase in cGMP. At the same time, it also activates cyclooxygenase. The increase in cGMP increases intracellular free calcium, activating phospholipase A2 to provide arachidonic acid, the substrate for conversion by the activated cyclooxygenase to PGE2, which then activates the release of LHRH. Since alcohol inhibits the conversion of labeled arachidonic acid to PGE2, it must act either directly to inhibit cyclooxygenase or perhaps it may act by blocking the increase in intracellular free calcium induced by cGMP, which is crucial for activation of of both phospholipase A2 and cyclooxygenase.

Characterization of subtype-specific antibodies to the human D5 dopamine receptor: studies in primate brain and transfected mammalian cells.

To achieve a better understanding of how D5 dopamine receptors mediate the actions of dopamine in brain, we have developed antibodies specific for the D5 receptor. D5 antibodies reacted with recombinant baculovirus-infected Sf9 cells expressing the D5 receptor but not with the D1 receptor or a variety of other catecholaminergic and muscarinic receptors. Epitope-tagged D5 receptors expressed in mammalian cells were reactive with both D5 antibodies and an epitope-specific probe. A mixture of N-linked glycosylated polypeptides and higher molecular-mass species was detected on immunoblots of membrane fractions of D5-transfected cells and also of primate brain. D5 receptor antibodies intensely labeled pyramidal neurons in the prefrontal cortex, whereas spiny medium-sized neurons and aspiny large interneurons of the caudate nucleus were relatively lightly labeled. Antibodies to the D5 dopamine receptor should prove important in experimentally determining specific roles for the D5 and D1 receptors in cortical processes and diseases.

Magnetic and orbital blocking in Ni nanocontacts

We address the fundamental question of whether magnetoresistance (MR) of atomic-sized contacts of nickel is very large because of the formation of a domain wall (DW) at the neck. Using ab initio transport calculations we find that, as in the case of nonmagnetic electrodes, transport in Ni nanocontacts depends very much on the orbital nature of the electrons. Our results are in agreement with several experiments in the average value of the conductance. On the other hand, contrary to existing claims, DW scattering does not account for large MR in Ni nanocontacts.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Middle East respiratory syndrome coronavirus neutralising serum antibodies in dromedary camels: a comparative serological study

A new betacoronavirus-Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV)-has been identified in patients with severe acute respiratory infection. Although related viruses infect bats, molecular clock analyses have been unable to identify direct ancestors of MERS-CoV. Anecdotal exposure histories suggest that patients had been in contact with dromedary camels or goats. We investigated possible animal reservoirs of MERS-CoV by assessing specific serum antibodies in livestock. METHODS: We took sera from animals in the Middle East (Oman) and from elsewhere (Spain, Netherlands, Chile). Cattle (n=80), sheep (n=40), goats (n=40), dromedary camels (n=155), and various other camelid species (n=34) were tested for specific serum IgG by protein microarray using the receptor-binding S1 subunits of spike proteins of MERS-CoV, severe acute respiratory syndrome coronavirus, and human coronavirus OC43. Results were confirmed by virus neutralisation tests for MERS-CoV and bovine coronavirus. FINDINGS: 50 of 50 (100%) sera from Omani camels and 15 of 105 (14%) from Spanish camels had protein-specific antibodies against MERS-CoV spike. Sera from European sheep, goats, cattle, and other camelids had no such antibodies. MERS-CoV neutralising antibody titres varied between 1/320 and 1/2560 for the Omani camel sera and between 1/20 and 1/320 for the Spanish camel sera. There was no evidence for cross-neutralisation by bovine coronavirus antibodies. INTERPRETATION: MERS-CoV or a related virus has infected camel populations. Both titres and seroprevalences in sera from different locations in Oman suggest widespread infection. FUNDING: European Union, European Centre For Disease Prevention and Control, Deutsche Forschungsgemeinschaft.

New insights into the pharmacokinetics and pharmacodynamics of natalizumab treatment for patients with multiple sclerosis, obtained from clinical and in vitro studies.

BACKGROUND The monoclonal antibody natalizumab (NAT) inhibits the migration of lymphocytes throughout the blood-brain barrier by blocking very late antigen (VLA)-4 interactions, thereby reducing inflammatory central nervous system (CNS) activity in patients with multiple sclerosis (MS). We evaluated the effects of different NAT treatment regimens. METHODS We developed and optimised a NAT assay to measure free NAT, cell-bound NAT and VLA-4 expression levels in blood and cerebrospinal fluid (CSF) of patients using standard and prolonged treatment intervals and after the cessation of therapy. RESULTS In paired CSF and blood samples of NAT-treated MS patients, NAT concentrations in CSF were approximately 100-fold lower than those in serum. Cell-bound NAT and mean VLA-4 expression levels in CSF were comparable with those in blood. After the cessation of therapy, the kinetics of free NAT, cell-bound NAT and VLA-4 expression levels differed. Prolonged intervals greater than 4 weeks between infusions caused a gradual reduction of free and cell-bound NAT concentrations. Sera from patients with and without NAT-neutralising antibodies could be identified in a blinded assessment. The NAT-neutralising antibodies removed NAT from the cell surface in vivo and in vitro. Intercellular NAT exchange was detected in vitro. CONCLUSIONS Incorporating assays to measure free and cell-bound NAT into clinical practice can help to determine the optimal individual NAT dosing regimen for patients with MS.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.