MicroRNAs in pathology and as therapeutic target in gene therapy?

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Profound activity of the anti-cancer drug bortezomib against Echinococcus multilocularis metacestodes identifies the proteasome as a novel drug target for cestodes.

A library of 426 FDA-approved drugs was screened for in vitro activity against E. multilocularis metacestodes employing the phosphoglucose isomerase (PGI) assay. Initial screening at 20 µM revealed that 7 drugs induced considerable metacestode damage, and further dose-response studies revealed that bortezomib (BTZ), a proteasome inhibitor developed for the chemotherapy of myeloma, displayed high anti-metacestodal activity with an EC50 of 0.6 µM. BTZ treatment of E. multilocularis metacestodes led to an accumulation of ubiquinated proteins and unequivocally parasite death. In-gel zymography assays using E. multilocularis extracts demonstrated BTZ-mediated inhibition of protease activity in a band of approximately 23 kDa, the same size at which the proteasome subunit beta 5 of E. multilocularis could be detected by Western blot. Balb/c mice experimentally infected with E. multilocularis metacestodes were used to assess BTZ treatment, starting at 6 weeks post-infection by intraperitoneal injection of BTZ. This treatment led to reduced parasite weight, but to a degree that was not statistically significant, and it induced adverse effects such as diarrhea and neurological symptoms. In conclusion, the proteasome was identified as a drug target in E. multilocularis metacestodes that can be efficiently inhibited by BTZ in vitro. However, translation of these findings into in vivo efficacy requires further adjustments of treatment regimens using BTZ, or possibly other proteasome inhibitors.

Neospora caninum calcium-dependent protein kinase 1 is an effective drug target for neosporosis therapy.

Despite the enormous economic importance of Neospora caninum related veterinary diseases, the number of effective therapeutic agents is relatively small. Development of new therapeutic strategies to combat the economic impact of neosporosis remains an important scientific endeavor. This study demonstrates molecular, structural and phenotypic evidence that N. caninum calcium-dependent protein kinase 1 (NcCDPK1) is a promising molecular target for neosporosis drug development. Recombinant NcCDPK1 was expressed, purified and screened against a select group of bumped kinase inhibitors (BKIs) previously shown to have low IC50s against Toxoplasma gondii CDPK1 and T. gondii tachyzoites. NcCDPK1 was inhibited by low concentrations of BKIs. The three-dimensional structure of NcCDPK1 in complex with BKIs was studied crystallographically. The BKI-NcCDPK1 structures demonstrated the structural basis for potency and selectivity. Calcium-dependent conformational changes in solution as characterized by small-angle X-ray scattering are consistent with previous structures in low Calcium-state but different in the Calcium-bound active state than predicted by X-ray crystallography. BKIs effectively inhibited N. caninum tachyzoite proliferation in vitro. Electron microscopic analysis of N. caninum cells revealed ultra-structural changes in the presence of BKI compound 1294. BKI compound 1294 interfered with an early step in Neospora tachyzoite host cell invasion and egress. Prolonged incubation in the presence of 1294 interfered produced observable interference with viability and replication. Oral dosing of BKI compound 1294 at 50 mg/kg for 5 days in established murine neosporosis resulted in a 10-fold reduced cerebral parasite burden compared to untreated control. Further experiments are needed to determine the PK, optimal dosage, and duration for effective treatment in cattle and dogs, but these data demonstrate proof-of-concept for BKIs, and 1294 specifically, for therapy of bovine and canine neosporosis.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Time-differentiated target temperature management after out-of-hospital cardiac arrest: a multicentre, randomised, parallel-group, assessor-blinded clinical trial (the TTH48 trial): study protocol for a randomised controlled trial

BACKGROUND The application of therapeutic hypothermia (TH) for 12 to 24 hours following out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) has been associated with decreased mortality and improved neurological function. However, the optimal duration of cooling is not known. We aimed to investigate whether targeted temperature management (TTM) at 33 ± 1 °C for 48 hours compared to 24 hours results in a better long-term neurological outcome. METHODS The TTH48 trial is an investigator-initiated pragmatic international trial in which patients resuscitated from OHCA are randomised to TTM at 33 ± 1 °C for either 24 or 48 hours. Inclusion criteria are: age older than 17 and below 80 years; presumed cardiac origin of arrest; and Glasgow Coma Score (GCS) <8, on admission. The primary outcome is neurological outcome at 6 months using the Cerebral Performance Category score (CPC) by an assessor blinded to treatment allocation and dichotomised to good (CPC 1-2) or poor (CPC 3-5) outcome. Secondary outcomes are: 6-month mortality, incidence of infection, bleeding and organ failure and CPC at hospital discharge, at day 28 and at day 90 following OHCA. Assuming that 50 % of the patients treated for 24 hours will have a poor outcome at 6 months, a study including 350 patients (175/arm) will have 80 % power (with a significance level of 5 %) to detect an absolute 15 % difference in primary outcome between treatment groups. A safety interim analysis was performed after the inclusion of 175 patients. DISCUSSION This is the first randomised trial to investigate the effect of the duration of TTM at 33 ± 1 °C in adult OHCA patients. We anticipate that the results of this trial will add significant knowledge regarding the management of cooling procedures in OHCA patients. TRIAL REGISTRATION NCT01689077.

Thick-target excitation functions for alpha particles /

"LADC 61"

Strategic target planning : bridging the gap between theory and practice /

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55 mph - Interstate Communications Project. Task 2: target audience segmentation study. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Defense Finance and Accounting Service : accounting systems strategic plan for the Department of Defense : target architecture.

Shipping list no.: 97-0197-P.

The 1990 Farm Act and the 1990 Budget Reconciliation Act : how U.S. farm policy mechanisms will work under the new legislation : includes description of target prices, loan rates, deficiency payments, and new planting flexibility provisions.

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Targeted items list : eliminating sole-source is our target at TACOM.

Cover title.

Moving target detector data utilization investigation /

Mode of access: Internet.

Target Seedling Symposium : proceedings, combined meeting of the Western Forest Nursery Associations, August 13-17, 1990, Roseburg, Oregon /

"December, 1990."