GD3 Synthase Overexpression Sensitizes Hepatocarcinoma Cells to Hypoxia and Reduces Tumor Growth by Suppressing the cSrc/NF-κB Survival Pathway

Abstract Background: Hypoxia-mediated HIF-1a stabilization and NF-kB activation play a key role in carcinogenesis by fostering cancer cell survival, angiogenesis and tumor invasion. Gangliosides are integral components of biological membranes with an increasingly recognized role as signaling intermediates. In particular, ganglioside GD3 has been characterized as a proapoptotic lipid effector by promoting cell death signaling and suppression of survival pathways. Thus, our aim was to analyze the role of GD3 in hypoxia susceptibility of hepatocarcinoma cells and in vivo tumor growth. Methodology/Principal Findings: We generated and characterized a human hepatocarcinoma cell line stably expressing GD3 synthase (Hep3B-GD3), which catalyzes the synthesis of GD3 from GM3. Despite increased GD3 levels (2-3 fold), no significant changes in cell morphology or growth were observed in Hep3B-GD3 cells compared to wild type Hep3B cells under normoxia. However, exposure of Hep3B-GD3 cells to hypoxia (2% O2) enhanced reactive oxygen species (ROS) generation, resulting in decreased cell survival, with similar findings observed in Hep3B cells exposed to increasing doses of exogenous GD3. In addition, hypoxia-induced c-Src phosphorylation at tyrosine residues, NF-kB activation and subsequent expression of Mn-SOD were observed in Hep3B cells but not in Hep3B-GD3 cells. Moreover, MnTBAP, an antioxidant with predominant SOD mimetic activity, reduced ROS generation, protecting Hep3B-GD3 cells from hypoxia-induced death. Finally, lower tumor growth, higher cell death and reduced Mn-SOD expression were observed in Hep3B-GD3 compared to Hep3B tumor xenografts. Conclusion: These findings underscore a role for GD3 in hypoxia susceptibility by disabling the c-Src/NF-kB survival pathway resulting in lower Mn-SOD expression, which may be of relevance in hepatocellular carcinoma therapy.

Collagen (NeuraGen®) nerve conduits and stem cells for peripheral nerve gap repair

Le système nerveux périphérique est responsable de la transmission des impulses motrices, ainsi que de la réception des afférences sensorielles. Les lésions traumatiques des nerfs périphériques conduisent à une impotence fonctionnelle qui peut être dévastant, notamment chez les travailleurs manuels,. La récupération fonctionnelle est donc le but principal dans chirurgie des nerfs périphériques. Malheureusement, une suture directe des moignons nerveux est souvent impossible dans le contexte des traumatismes complexes qui surviennent lors des accidents. La suture nerveuse par interposition d'autogreffe reste le gold standard dans la pratique chirurgicale mais nécessite le sacrifice d'un nerf donneur, avec dysesthésie et possibles douleurs neuropathiques conséquentes. Alternativement, des guides tubulaires pour les nerfs peuvent être utilisées si le gap nerveux est inférieur à 3 cm. Plusieurs guides résorbables en collagène sont approuve en Europe et aux Etas Unis (FDA). Dans cette étude, des conduits de collagène ont été associe a des cellules régénératives (cellules souches adultes) comme stratégie supplémentaire de régénération. Une fois testé le rapport des cellules avec le biomatériau (NeuraGen® nerve guides) in vitro, une étude in vivo dans le rat a été effectuée. Les différents groupes de conduits ont été supplémentés respectivement avec Schwann cells (SC); avec cellules souches adultes dérivées de la moelle épinière, différentiées en cellules "Schwann-like" (dMSC); avec cellules souches adultes dérivées de la graisse, différentiées en cellules "Schwann-like" (dASC). Un groupe de conduits avec du milieu de culture sans cellules a été utilisé comme group control. Les conduits ont été utilisés pour combler un gap de 1cm dans un model de section totale du nerf sciatique chez le rat. Deux semaines post implantation, une analyse immuno-histochimique a été effectuée pour évaluer la régénération axonales et l'infiltration de cellules de Schwann au niveau du conduit. Les cellules ont montré une adhérence efficace aux parois de collagène. En particulier, les cellules de Schwann ont montré une amélioration significative au niveau du sprouting distale. Par contre, aucune différence significative n'a été remarquée entre les groupes pour le sprouting axonale proximal. De plus, si les cellules souches ont montré un pattern de sprouting diffus, les cellules de Schwann ont par contre garanti un cône de croissance typique, associé a une affinité remarquable pour les parois de collagène. NeuraGen® guides pourraient donc être un moyen adapté a l'association avec la thérapie cellulaire en raison de la bonne adhérence des cellules au biomatériau. Des modifications de surface dans le but d'améliorer la performance neurotrophique cellulaire in vivo (e.g. peptides de matrice extracellulaire) pourront être utilisées dans des applications futures.

STING activation of tumor endothelial cells initiates spontaneous and therapeutic antitumor immunity.

Spontaneous CD8 T-cell responses occur in growing tumors but are usually poorly effective. Understanding the molecular and cellular mechanisms that drive these responses is of major interest as they could be exploited to generate a more efficacious antitumor immunity. As such, stimulator of IFN genes (STING), an adaptor molecule involved in cytosolic DNA sensing, is required for the induction of antitumor CD8 T responses in mouse models of cancer. Here, we find that enforced activation of STING by intratumoral injection of cyclic dinucleotide GMP-AMP (cGAMP), potently enhanced antitumor CD8 T responses leading to growth control of injected and contralateral tumors in mouse models of melanoma and colon cancer. The ability of cGAMP to trigger antitumor immunity was further enhanced by the blockade of both PD1 and CTLA4. The STING-dependent antitumor immunity, either induced spontaneously in growing tumors or induced by intratumoral cGAMP injection was dependent on type I IFNs produced in the tumor microenvironment. In response to cGAMP injection, both in the mouse melanoma model and an ex vivo model of cultured human melanoma explants, the principal source of type I IFN was not dendritic cells, but instead endothelial cells. Similarly, endothelial cells but not dendritic cells were found to be the principal source of spontaneously induced type I IFNs in growing tumors. These data identify an unexpected role of the tumor vasculature in the initiation of CD8 T-cell antitumor immunity and demonstrate that tumor endothelial cells can be targeted for immunotherapy of melanoma.

Probiotic Sonicates Selectively Induce Mucosal Immune Cells Apoptosis Through Ceramide Generation Via Neutral Sphingolyelinase.

Background: Probiotics appear to be beneficial in inflammatory bowel disease, but their mechanism of action is incompletely understood. We investigated whether probiotic-derived sphingomyelinase mediates this beneficial effect. Methodology/Principal Findings: Neutral sphingomyelinase (NSMase) activity was measured in sonicates of the probiotic L.brevis (LB)and S. thermophilus (ST) and the non-probiotic E. coli EC) and E. faecalis (EF). Lamina propria mononuclear cells (LPMC) were obtained from patients with Crohn"s disease (CD) and Ulcerative Colitis (UC), and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from healthy volunteers, analysing LPMC and PBMC apoptosis susceptibility, reactive oxygen species (ROS) generation and JNK activation. In some experiments, sonicates were preincubated with GSH or GW4869, a specific NSMase inhibitor. NSMase activity of LB and ST was 10-fold that of EC and EF sonicates. LB and ST sonicates induced significantly more apoptosis of CD and UC than control LPMC, whereas EC and EF sonicates failed to induce apoptosis. Pre-stimulation with anti-CD3/CD28 induced a significant and time-dependent increase in LB-induced apoptosis of LPMC and PBMC. Exposure to LB sonicates resulted in JNK activation and ROS production by LPMC. NSMase activity of LB sonicates was completely abrogated by GW4869, causing a dose-dependent reduction of LB -induced poptosis. LB and ST selectively induced immune cell apoptosis, an effect dependent on the degree of cell activation and mediated by bacterial NSMase. Conclusions: These results suggest that induction of immune cell apoptosis is a mechanism of action of some probiotics and that NSMase-mediated ceramide generation contributes to the therapeutic effects of probiotics.

Function of the immunoregulatory CD4-CD8- T cells in the context of autoimmune diabetes

La tolérance immunitaire dépend de la distinction entre le soi et le non soi par le système immunitaire. Un bris dans la tolérance immunitaire mène à l'auto-immunité, qui peut provoquer la destruction des organes, des glandes, des articulations ou du système nerveux central. Le diabète auto-immun, également connu sous le nom diabète juvénile et diabète de type 1, résulte d'une attaque auto-immune sur les cellules β pancréatiques sécrétrices d’insuline, localisées au niveau des îlots de Langerhans du pancréas. Bien que le diabète auto-immun soit traitable par une combinaison d’injections quotidiennes d’insuline d’origine exogène, de régime et d'exercices, beaucoup de complications chroniques peuvent se manifester chez les patients, y compris, mais non limitées à, la cécité, les maladies cardiovasculaires, l’insuffisance rénale et l'amputation. En raison des nombreuses complications liées au diabète auto-immun à long terme, la recherche continue afin de mieux comprendre tous les facteurs impliqués dans la progression de la maladie dans le but de développer de nouvelles thérapies qui empêcheront, renverseront et/ou traiteront cette maladie. Un rôle primordial dans la génération et l'entretien de la tolérance immunitaire a été attribué au nombre et à la fonction des sous-populations de cellules régulatrices. Une de ces populations est constituée de cellules T CD4-CD8- (double négatives, DN), qui ont été étudiées chez la souris et l'humain pour leur contribution à la tolérance périphérique, à la prévention des maladies et pour leur potentiel associé à la thérapie cellulaire. En effet, les cellules de T DN sont d'intérêt thérapeutique parce qu'elles montrent un potentiel immunorégulateur antigène-spécifique dans divers cadres expérimentaux, y compris la prévention du diabète auto-immun. D’ailleurs, en utilisant un système transgénique, nous avons démontré que les souris prédisposées au diabète auto-immun présentent peu de cellules T DN, et que ce phénotype contribue à la susceptibilité au diabète auto-immun. En outre, un transfert des cellules T DN est suffisant pour empêcher la progression vers le diabète chez les souris prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats suggèrent que les cellules T DN puissent présenter un intérêt thérapeutique pour les patients diabétiques. Cependant, nous devons d'abord valider ces résultats en utilisant un modèle non-transgénique, qui est plus physiologiquement comparable à l'humain. L'objectif principal de cette thèse est de définir la fonction immunorégulatrice des cellules T DN, ainsi que le potentiel thérapeutique de celles-ci dans la prévention du diabète auto-immun chez un modèle non-transgénique. Dans cette thèse, on démontre que les souris résistantes au diabète auto-immun présentent une proportion et nombre absolu plus élevés de cellules T DN non-transgéniques, lorsque comparées aux souris susceptibles. Cela confirme une association entre le faible nombre de cellules T DN et la susceptibilité à la maladie. On observe que les cellules T DN éliminent les cellules B activées in vitro par une voie dépendante de la voie perforine et granzyme, où la fonction des cellules T DN est équivalente entre les souris résistantes et prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats confirment que l'association au diabète auto-immun est due à une insuffisance en terme du nombre de cellules T DN, plutôt qu’à une déficience fonctionnelle. On démontre que les cellules T DN non-transgéniques éliminent des cellules B chargées avec des antigènes d'îlots, mais pas des cellules B chargées avec un antigène non reconnu, in vitro. Par ailleurs, on établit que le transfert des cellules T DN activées peut empêcher le développement du diabète auto-immun dans un modèle de souris non-transgénique. De plus, nous observons que les cellules T DN migrent aux îlots pancréatiques, et subissent une activation et une prolifération préférentielles au niveau des ganglions pancréatiques. D'ailleurs, le transfert des cellules T DN entraîne une diminution d'auto-anticorps spécifiques de l'insuline et de cellules B de centres germinatifs directement dans les îlots, ce qui corrèle avec les résultats décrits ci-dessus. Les résultats présentés dans cette thèse permettent de démontrer la fonction des cellules T DN in vitro et in vivo, ainsi que leur potentiel lié à la thérapie cellulaire pour le diabète auto-immun.

Role of the ASPP Family in the Regulation of p53-Mediated Apoptotic Death of Retinal Ganglion Cells after Optic Nerve Injury

Le glaucome est la première cause de cécité irréversible à travers le monde. À présent il n’existe aucun remède au glaucome, et les thérapies adoptées sont souvent inadéquates. La perte de vision causée par le glaucome est due à la mort sélective des cellules rétiniennes ganglionnaires, les neurones qui envoient de l’information visuelle de la rétine au cerveau. Le mécanisme principal menant au dommage des cellules rétiniennes ganglionnaires lors du glaucome n’est pas bien compris, mais quelques responsables putatifs ont été proposés tels que l’excitotoxicité, le manque de neurotrophines, la compression mécanique, l’ischémie, les astrocytes réactifs et le stress oxidatif, parmis d’autres. Indépendamment de la cause, il est bien établi que la perte des cellules rétiniennes ganglionnaires lors du glaucome est causée par la mort cellulaire programmée apoptotique. Cependant, les mécanismes moléculaires précis qui déclenchent l’apoptose dans les cellules rétiniennes ganglionnaires adultes sont mal définis. Pour aborder ce point, j’ai avancé l’hypothèse centrale que l’identification de voies de signalisations moléculaires impliquées dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires offrirait des avenues thérapeutiques pour ralentir ou même prévenir la mort de celles-ci lors de neuropathies oculaires telles que le glaucome. Dans la première partie de ma thèse, j’ai caractérisé le rôle de la famille de protéines stimulatrices d’apoptose de p53 (ASPP), protéines régulatrices de la famille p53, dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires. p53 est un facteur de transcription nucléaire impliqué dans des fonctions cellulaires variant de la transcription à l’apoptose. Les membres de la famille ASPP, soit ASPP1, ASPP2 et iASPP, sont des protéines de liaison de p53 qui régulent l’apoptose. Pourtant, le rôle de la famille des ASPP dans la mort des cellules rétiniennes ganglionnaires est inconnu. ASPP1 et ASPP2 étant pro-apoptotiques, l’hypothèse de cette première étude est que la baisse ciblée de ASPP1 et ASPP2 promouvrait la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires après une blessure du nerf optique. Nous avons utilisé un modèle expérimental bien caractérisé de mort apoptotique neuronale induite par axotomie du nerf optique chez le rat de type Sprague Dawley. Les résultats de cette étude (Wilson et al. Journal of Neuroscience, 2013) ont démontré que p53 est impliqué dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires, et qu’une baisse ciblée de ASPP1 et ASPP2 par acide ribonucléique d’interference promeut la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai caractérisé le rôle d’iASPP, le membre anti-apoptotique de la famille des ASPP, dans la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires. L’hypothèse de cette seconde étude est que la surexpression d’iASPP promouvrait la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires après axotomie. Mes résultats (Wilson et al. PLoS ONE, 2014) démontrent que le knockdown ciblé de iASPP exacerbe la mort apoptotique des cellules rétiniennes ganglionnaires, et que la surexpression de iASPP par virus adéno-associé promeut la survie des cellules rétiniennes ganglionnaires. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes régulateurs sous-jacents la perte de cellules rétiniennes ganglionnaires par apoptose et pourraient fournir des pistes pour la conception de nouvelles stratégies neuroprotectrices pour le traitement de maladies neurodégénératives telles que le glaucome.

Cell-line Engineering of Chinese Hamster Ovary Cells for Low-temperature Culture

Developments in mammalian cell culture and recombinant technology has allowed for the production of recombinant proteins for use as human therapeutics. Mammalian cell culture is typically operated at the physiological temperature of 37°. However, recent research has shown that the use of low-temperature conditions (30-33°) as a platform for cell-culture results in changes in cell characteristics, such as increased specific productivity and extended periods of cell viability, that can potentially improve the production of recombinant proteins. Furthermore, many recent reports have focused on investigating low-temperature mammalian cell culture of Chinese hamster ovary (CHO) cells, one of the principal cell-lines used in industrial production of recombinant proteins. Exposure to low ambient temperatures exerts an external stress on all living cells, and elicits a cellular response. This cold-stress response has been observed in bacteria, plants and mammals, and is regulated at the gene level. The exact genes and molecular mechanisms involved in the cold-stress response in prokaryotes and plants have been well studied. There are also various reports that detail the modification of cold-stress genes to improve the characteristics of bacteria or plant cells at low temperatures. However, there is very limited information on mammalian cold-stress genes or the related pathways governing the mammalian cold-stress response. This project seeks to investigate and characterise cold-stress genes that are differentially expressed during low-temperature culture of CHO cells, and to relate them to the various changes in cell characteristics observed in low-temperature culture of CHO cells. The gene information can then be used to modify CHO cell-lines for improved performance in the production of recombinant proteins.

Controversial role of toll-like receptor 4 in adult stem cells

Adult or somatic stem cells are tissue-resident cells with the ability to proliferate, exhibit self-maintenance as well as to generate new cells with the principal phenotypes of the tissue in response to injury or disease. Due to their easy accessibility and their potential use in regenerative medicine, adult stem cells raise the hope for future personalisable therapies. After infection or during injury, they are exposed to broad range of pathogen or damage-associated molecules leading to changes in their proliferation, migration and differentiation. The sensing of such damage and infection signals is mostly achieved by Toll-Like Receptors (TLRs) with Toll-like receptor 4 being responsible for recognition of bacterial lipopolysaccharides (LPS) and endogenous danger-associated molecular patterns (DAMPs). In this review, we examine the current state of knowledge on the TLR4-mediated signalling in different adult stem cell populations. Specifically, we elaborate on the role of TLR4 and its ligands on proliferation, differentiation and migration of mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells as well as neural stem cells. Finally, we discuss conceptual and technical pitfalls in investigation of TLR4 signalling in stem cells.

Expressão imuno-histoquímica da calponina em glândula parótida de rato após obstrução do ducto excretor principal

Glandular atrophy is one of several alterations which can aflict the salivary glands, caused generally by obstructive lesions such as sialo1ithiasis, infections or compression by neoplastic processes arnong others. In this work, a morphological and immunohistochemical study was carried out in rat parotid glands, which were submitted to obstruction of the main excretory duct suffering atrophy at varied time intervals, with the aim of appraising the behavior of myoepithelial cells during the process of glandular atrophy. It was analized the immunohistochemical expression of calponin which detects myoepithelial cells in the parotids of 28 animaIs, which were divided into 7 groups, each one made up of 4 rats, afier the ductal ligature procedure, in the following time intervals: zero hour (control), 24 hours, 7, 15, 21, 30 and 60 days. Analysis of the immunohistochemicaI profile was carried through in which the calponin expression was veritied through its distribution pattem and numericaI index. All specimens exhibited positivity for calponin in myoepithelial cells which were distributed around the acini and the ductaI structures, a small number of positiveIy marked cells being detected in the controI group and in the 24-hour group when compared to subsequent ones, where it was perceived a Iarge increase in the number of positiveIy marked cens, mainly surrounding the ductiform structures which originated during the obstruction time. Upon application of statistical tests it was verified that the rise in the number the myoepithelial positive cells for calponin, when the control groups (zero hour) was compared to the 7, 15,21, 30 and 60-day groups afier obstruction, was statistica1ly significant. It was concluded then that the detected rise probably carne about due to an elevation in the rate of proliferation of the myoepitheliaI cells subsequent to the ductal obstruction, associated with a growing resistance of these cells to glandular atrophy.

O Núcleo genuíno lateral dorsal do tálamo do sagüi (callithrix jacchus): Pprojeção retiniana, caracterização citoarquitetônica e neuroquimica da principal estação visual primária.

The thalamus plays an important role in the sensorial processing information, in this particular case, the visual information. Several neuronal groups have been characterized as conductors and processors of important sensorial information to the cerebral cortex. The lateral geniculate complex is one to them, and appears as a group very studied once it is responsible, in almost all totality, for the processing of visual information. Among the nuclei that constitute the lateral geniculate complex we highlight the dorsal lateral geniculate nucleus of the thalamus (DLG), the main thalamic relay for the visual information. This nucleus is located rostral and lateral to medial geniculate nucleus and ventral to thalamic pulvinar nucleus in most of the mammals. In the primates humans and non-humans, it presents as a laminate structure, arranged in layers, when observed in coronal sections. The objective of this work was to do a mapping of the retinal projections and a citoarchictetonic and neurochemical characterization of DLG in the marmoset (Callithrix jacchus), a New World primate. The retinal projections were traced by anterograde transport of subunit b of cholera toxin (CTb), the citoarchicteture was described by Nissl method, and to neurochemical characterization immunohistochemicals technical were used to examine the main neurotransmitters and neuroatives substances present in this neural center. In DGL of marmoset thalamus, in coronal sections labeled by Nissl method, was possible to visualize the division of this nucleus in four layers divided in two portions: magnocellular and parvocellular. The retinal projections were present being visualized fibers and terminals immunorreactives to CTb (IR-CTb) in the DLG ipsilateral and contralateral. And through the immunohistochemicals techniques was observed that DLG contain cells, fibers and/or terminals immunoreactives against neuronal nuclear protein, subunits of AMPA 15 glutamate receptors (GluR1, GluR2/3, GluR4), choline acetyltransferase, serotonin, glutamic acid decarboxylase, binding calcium proteins (calbindin, parvalbumin and calretinin), vasopressin, vasoactive intestinal polypeptide, and an astrocyte protein, glial fibrillary acidic protein.

Ultrastructural features of the regenerative cells of the bees (Hymenoptera, Apidae) midguts

The epithelium of the bee ventriculus is formed by two cell types: the principal or digestive cells and the regenerative cells. In this article the ultrastructure of the regenerative cells is described, as well as the features of their differentiation into digestive cells during epithelium renewal.

Comparison of metallic and ceramic tubes as atomization cells for tin determination by TS-FF-AAS

This work describes the development of an analytical procedure for on-line tin determination using thermospray flame furnace atomic absorption spectrometry (TS-FF-AAS). Two tubes were evaluated as atomization cells: a metallic tube (Ni-Cr, principal components composition: 73.95% Ni and 16.05% Cr) and a ceramic tube (99.8% Al2O3). The use of air as the carrier was made by employing a Rheodyne valve to inject the samples, allowing an analytical frequency of 90 h(-1) and avoiding sample dispersion. The carrier flow rate (air), sample volume injected, and acid concentration (HCl) were evaluated for the optimization of the TS-FF-AAS system. The sensitivity for 50 mL of analytical solution with TS-FF-AAS was 2 and 5 times higher (to metallic and ceramic tube, respectively) than using an acetylene-nitrous oxide flame with pneumatic aspiration (requiring a sample volume of approximately 20 times higher.

A New and Fast Technique to Generate Offspring after Germ Cells Transplantation in Adult Fish: The Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Model

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genotoxicity of the medicinal plant Maytenus robusta in mammalian cells in vivo.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modulation of HJURP (Holliday Junction-Recognizing Protein) Levels Is Correlated with Glioblastoma Cells Survival

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)