Use of an immunodominant p17 antigenic fraction of Neospora caninum in detection of antibody response in cattle

A Neospora caninum 17 kDa protein fraction (p17) has been described as an immunodominant antigen (IDA) under reducing and non-reducing conditions. The aim of the present study was to investigate the diagnostic utility of p17 in cattle. In order to achieve this, p17 was purified by electroelution from whole N. caninum tachyzoite soluble extract and a p17-based Western blot (WB-p17) was developed. The p17 recognition was measured by densitometry and expressed as OD values to check the validity of the WB-p17. A total of 131 sera including sequential samples from naturally- and experimentally-infected calves and breeding cattle were analysed by WB-p17 and compared with IFAT using whole formalin-fixed tachyzoites as a reference test. The results obtained highlight the feasibility of using the N. caninum p17 in a diagnostic test in cattle. Firstly, the assay based on the p-17 antigen discriminated between known positive and negative sera from different cattle populations, breeding cattle and calves. Secondly, the p17 antigen detected fluctuations in the antibody levels and seroconversion in naturally- and experimentally-infected cattle. Significant differences in p-17 antigen recognition were observed between naturally infected aborting and non-aborting cattle, as well as significant antibody fluctuations over time in experimentally infected cattle, which varied between groups. Furthermore, the results obtained with WB-p17 are in accordance with the results obtained with the IFAT, as high agreement values were obtained when all bovine subpopulations were included (kappa = 0.86).

Polysaccharide-rich fraction of Agaricus brasiliensis enhances the candidacidal activity of murine macrophages

A polysaccharide-rich fraction (ATF) of medicinal mushroom Agaricus brasiliensis was evaluated on the candidacidal activity, H2O2 and nitric oxide (NO) production, and expression of mannose receptors by murine peritoneal macrophages. Mice received three intraperitoneal (i.p.) injections of ATF and after 48 h their peritoneal resident macrophages were assayed against Candida albicans yeast forms. The treatment increased fungicidal activity and it was associated with higher levels of H2O2, whereas NO production was not affected. We also found that the treatment enhances mannose receptor expression by peritoneal macrophages, which are involved in the attachment and phagocytosis of non-opsonized microorganisms. Treatment of animals with ATF was able to enhance the clearance of C. albicans during the first 6 h after the experimental i.p. infection. Our results suggest that this extract can increase host resistance against some infectious agents through the stimulation of microbicidal activity of macrophages.

Benznidazole biotransformation in rat heart microsomal fraction without observable ultrastructural alterations: comparison to Nifurtimox-induced cardiac effects

Benznidazole (Bz) and Nifurtimox (Nfx) have been used to treat Chagas disease. As recent studies have de-monstrated cardiotoxic effects of Nfx, we attempted to determine whether Bz behaves similarly. Bz reached the heart tissue of male rats after intragastric administration. No cytosolic Bz nitroreductases were detected, although microsomal NADPH-dependent Bz nitroreductase activity was observed, and appeared to be mediated by P450 reductase. No ultrastructurally observable deleterious effects of Bz were detected, in contrast to the overt cardiac effects previously reported for Nfx. In conclusion, when these drugs are used in chagasic patients, Bz may pose a lesser risk to heart function than Nfx when any cardiopathy is present.

Reduced ejection fraction after myocardial infarction: is it sufficient to justify implantation of a defibrillator ?

Introduction : La diminution de la fraction d'éjection après infarctus du myocarde est-elle suffisante pour justifier l'implantation prophylactique de défibrillateur ? Introduction: La diminution de la fraction d'éjection (FE) est un facteur prédictif majeur de mortalité cardiaque chez les patients avec ancien infarctus du myocarde (IM). Les plus récentes études, pour la plupart conduites à la fin des années 90, montrent une diminution de la mortalité post-hospitalière à 10 à 20% par année. Une amélioration de la survie par implantation prophylactique de défibrillateurs a été démontrée chez les patients avec dysfonction myocardique avancée après ancien IM dans la cadre de l'étude MADIT II (Multicenter Automatic Defibrillator Implantation Trial) et est depuis lors, considérée comme une thérapie recommandée. Le bénéfice de l'implantation prophylactique de défibrillateurs en terme de nombre nécessaire de patients à traiter pour prévenir un évènement est d'un intérêt primordial en raison des complications potentielles liées à la procédure et l'appareillage, des implications psychologiques ainsi qu'en raison de l'analyse coût-efficacité. Le nombre de patients à traiter est corrélé au risque actuel de mortalité rythmique, probablement influencé par les récentes avancées thérapeutiques dans la prise en charge aigue de l'IM (notamment par angioplastie primaire) et de l'insuffisance cardiaque. Or, dans '' l'étude MADIT II, le recrutement des patients était effectué entre 1997 et 2001 et l'intervalle moyen entre l'IM et le recrutement était de plus de 6 ans. Le but de l'étude était donc d'évaluer, dans la pratique générale, la mortalité actuelle de patients ayant survécu à un IM avec diminution consécutive significative de la FE. La stratification du risque sur la base des variables hospitalières a de même été explorée. Méthode: Une analyse de cohorte de patients avec infarctus aigu du myocarde admis de 1999 à 2000 a été effectuée dans 2 centres hospitaliers (un universitaire et un cantonal). Tous les dossiers cliniques des patients sortis d'hôpital avec FE documentée ≤ 0.40 ont été inclus. Les caractéristiques des patients, les procédures diagnostiques et thérapeutiques ainsi que la médication étaient reportées. La période de suivi débutait à la sortie d'hôpital. Les end-points primaires étaient la mortalité globale, la mortalité cardiaque et les morts subites. Une analyse bivariée et multivariée a été effectuée. Résultats: 165 patients ont été inclus. Durant un suivi médian de 30 mois (interquartile range 22-36), 18 patients sont décédés (5 morts classifiées comme cardiaques, 8 comme subites, 5 de causes non cardiaques). Les taux de mortalité à un et deux ans selon analyse de Kaplan-Meier étaient de 6.7 et 8.6%, respectivement. Les variables reflétant l'atteinte coronarienne et sa prise en charge (antécédent d'IM, reperfusion aigue, revascularisation complète) étaient plus significativement associées à la mortalité comparées aux variables reflétant la dysfonction myocardique (FE, classe Killip à l'admission). Conclusion : La mortalité des patients ayant survécu à un IM avec dysfonction myocardique avancée a diminué de façon substantielle depuis la fin des années 90. La diminution de la mortalité rythmique implique une augmentation proportionnelle du nombre de patients à traiter par implantation de défibrillateur pour prévenir un évènement. Par ailleurs, une stratification du risque après IM basée uniquement sur la FE semble être inappropriée au vu de son impact mineur sur la mortalité comparé aux autres facteurs de risque identifiés dans notre étude. Les patients sans antécédents d'infarctus et ceux ayant bénéficié d'une revascularisation aigue ou complète avait une mortalité cumulée à 2 ans de, respectivement, 2.5%, 3.9% et 2.3%. Pour ce type de patients à bas risque le bénéfice de l'implantation prophylactique de défibrillateur doit être remis en question. Au vu de cette étude, une stratification additionnelle du risque avant implantation de défibrillateur est à considérer.

Applications of the hexanic fraction of Agave sisalana Perrine ex Engelm (Asparagaceae): control of inflammation and pain screening

The present study evaluated the anti-inflammatory and analgesic properties of Agave sisalana Perrine in classic models of inflammation and pain. The hexanic fraction of A. sisalana (HFAS) was obtained by acid hydrolysis followed by hexanic reflux. Anti-inflammatory properties were examined in three acute mouse models (xylene ear oedema, hind paw oedema and pleurisy) and a chronic mouse model (granuloma cotton pellet). The antinociceptive potential was evaluated in chemical (acetic-acid) and thermal (tail-flick and hot-plate test) models of pain. When given orally, HFAS (5, 10, 25 and 50 mg/kg) reduced ear oedema (p < 0.0001; 52%, 71%, 62% and 42%, respectively). HFAS also reduced hind paw oedema at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg (p < 0.05; 42% and 58%, respectively) and pleurisy at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg (41% and 50%, respectively). In a chronic model, HFAS reduced inflammation by 46% and 58% at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg, respectively. Moreover, this fraction showed analgesic properties against the abdominal writhing in an acetic acid model (at doses of 5-25 mg/kg) with inhibitory rates of 24%, 54% and 48%. The HFAS also showed an increased latency time in the hot-plate (23% and 28%) and tail-flick tests (61% and 66%) for the 25 mg/kg and 50 mg/kg doses, respectively. These results suggest that HFAS has anti-inflammatory and analgesic properties.

Serodiagnosis of human neurocysticercosis using antigenic components of Taenia solium metacestodes derived from the unbound fraction from jacalin affinity chromatography

The aim of the present study was to analyse Taenia solium metacestode antigens that were derived from the unbound fraction of jacalin affinity chromatography and subsequent tert-octylphenoxy poly (oxyethylene) ethanol Triton X-114 (TX-114) partitioning in the diagnosis of human neurocysticercosis (NCC). Immunoassays were designed to detect T. solium-specific IgG antibodies by ELISA and immunoblot. Serum samples were collected from 132 individuals who were categorised as follows: 40 had NCC, 62 presented Taenia spp or other parasitic diseases and 30 were healthy individuals. The jacalin-unbound (J unbound ) fraction presented higher sensitivity and specificity rates than the jacalin-bound fraction and only this fraction was subjected to subsequent TX-114 partitioning, resulting in detergent (DJ unbound ) and aqueous (AJ unbound ) fractions. The ELISA sensitivity and specificity were 85% and 84.8% for J unbound , 92.5% and 93.5% for DJ unbound and 82.5% and 82.6% for AJ unbound . By immunoblot, the DJ unbound fraction showed 100% sensitivity and specificity and only serum samples from patients with NCC recognised the 50-70 kDa T. solium-specific components. We conclude that the DJ unbound fraction can serve as a useful tool for the differential immunodiagnosis of NCC by immunoblot.

Respiratory quotient evolution during normal pregnancy: what nutritional or clinical information can we get out of it?

Food intake increases to a varying extent during pregnancy to provide extra energy for the growing fetus. Measuring the respiratory quotient (RQ) during the course of pregnancy (by quantifying O2 consumption and CO2 production with indirect calorimetry) could be potentially useful since it gives an insight into the evolution of the proportion of carbohydrate vs. fat oxidized during pregnancy and thus allows recommendations on macronutrients for achieving a balanced (or slightly positive) substrate intake. A systematic search of the literature for papers reporting RQ changes during normal pregnancy identified 10 papers reporting original research. The existing evidence supports an increased RQ of varying magnitude in the third trimester of pregnancy, while the discrepant results reported for the first and second trimesters (i.e. no increase in RQ), explained by limited statistical power (small sample size) or fragmentary data, preclude safe conclusions about the evolution of RQ during early pregnancy. From a clinical point of view, measuring RQ during pregnancy requires not only sophisticated and costly indirect calorimeters but appears of limited value outside pure research projects, because of several confounding variables: (1) spontaneous changes in food intake and food composition during the course of pregnancy (which influence RQ); (2) inter-individual differences in weight gain and composition of tissue growth; (3) technical factors, notwithstanding the relatively small contribution of fetal metabolism per se (RQ close to 1.0) to overall metabolism of the pregnant mother.

Excision of the Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec) and its crucial role in the horizontal transfer of methicillin resistance in staphylococci.

Staphylococcus aureus est un pathogène humain majeur ayant développé des résistances contre la quasi totalité des antibiotiques disponibles, incluant la très importante famille des β- lactamines. La résistance à cette classe d'antibiotiques est conférée par la « Staphylococcal Cassette Chromosome mec » (SCCmec), qui est un élément génétique mobile capable de s'insérer dans le chromosome bactérien et capable d'être transféré horizontalement chez d'autres staphylocoques. Le mécanisme moléculaire impliqué dans ce transfert horizontal demeure largement inconnu. L'une des premières étapes du transfert est l'excision du SCC mec du chromosome bactérien. Cette excision est promue par des enzymes codées par l'élément SCCmec lui- même et appelées de ce fait « Cassette Chromosome Recombinases » (Ccr). L'un des buts de ce travail de thèse a été de comprendre la régulation de l'expression des gènes codant pour les Ccr recombinases. En utilisant des outils moléculaires originaux, nous avons été en mesure de démontrer en premier lieu que les Ccr recombinases étaient exprimées de façon « bistable », c'est à dire qu'uniquement quelques pourcents de cellules dans une population exprimaient ces gènes à un temps donné. Dans un deuxième temps, nous avons également démontré que l'expression de ces gènes était régulée par des facteurs étrangers au SCC mec. L'expression bistable des recombinases est un concept important. Effectivement, cela permet à la majorité des cellules d'une population de conserver l'élément SCC mec, alors que seulement une petite fraction le perd afin de le rendre disponible pour un transfert. Ainsi, alors que l'élément SCC mec continue de se propager avec la multiplication des bactéries Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM), il peut être simultanément transmis à des souches susceptibles (Staphylococcus aureus susceptible à la méticilline, SASM), entraînant l'apparition de nouveaux SARM. De façon très intéressante, le fait que cette bistabilité est contrôlée par les bactéries, et non le SCCmec lui-même, montre que la décision de transférer ou non la cassette SCC mec appartient à la bactérie. En conséquence, il doit exister dans la nature des souches qui sont plus ou moins aptes à effectuer ce transfert. En nous appuyant sur ces observations, nous avons montré que l'excision du SCC mec était effectivement régulée de façon très étroite au cours de la division cellulaire, et ne se passait que pendant un temps limité au début de la croissance. Ce résultat est compatible avec une régulation génétique commandée par la densité cellulaire, qui pourrait être dépendante de la production de signaux extracellulaires, du type que l'on rencontre dans le quorum sensing. Les signaux hypothétiques entraînant l'excision du SCC mec restent inconnus à l'heure actuelle. La connaissance de ces signaux pourrait se révéler très importante afin de développer des stratégies pour interférer avec la dissémination de la résistance au β-lactamines. Deux sujets additionnels ont été logiquement investigués au vu de ces premiers résultats. Premièrement, si certaines souches de SARM sont plus ou moins aptes à déclencher l'excision du SCC mec, de même certaines souches de SASM devraient être plus ou moins aptes à acquérir cet élément. Deuxièmement, afin d'étudier ces mécanismes de transfert au niveau épidémiologique, il nous a été nécessaire de développer des outils nous permettant d'explorer le phénomène à une plus large échelle. Concernant le premier point, il a été postulé que certains SASM seraient réfractaires à l'intégration génomique d'un SCC mec en raison de polymorphismes particuliers à proximité du site d'insertion chromosomique (attB). En étudiant plus de 40 isolais de S. aureus, provenant de porteurs sains, nous avons confirmé ce polymorphisme dans l'environnement à'attB. De plus, nous avons pu montrer que ces régions polymorphiques ont évolué parallèlement à des groupes phylogénétiques bien connus. Ainsi, si des telles régions réfractaires à l'intégration de SCC mec existent, celles-ci devraient ségréger dans des complexes clonaux bien définis qui devraient être facilement identifiables au niveau épidémiologique. Concernant le second point, nous avons été capables de construire un système rapporteur de l'excision du SCCmec, en utilisant un plasmide à faible copie. Ce système consistait en un promoteur fort et un gène codant pour une protéine verte fluorescente (GFP) sous le contrôle d'un promoteur fort séparés à l'aide d'un élément SCC artificiel portant trois terminateurs de transcription. Ainsi, la fluorescence ne s'exprime que si l'élément SCC est excisé du plasmide. Ce système a été testé avec succès dans plusieurs types de staphylocoques, et est actuellement évalué dans d'autres souches et conditions stimulant ou inhibant l'excision. De manière générale, cette dissertation représente parcours scientifique à travers plusieurs aspects d'un problème de santé publique majeur en rapport avec la résistance bactérienne aux antibiotiques. Ce travail s'attaque à des problèmes fondamentaux concernant le transfert horizontal de l'élément SCC mec. De plus, il s'intéresse à des aspects plus généraux de cet élément génétique mobile qui pourraient se révéler très importants en terme de mouvement de gènes au sein des staphylocoques, voir d'autres bactéries gram-positives. Finalement ce travail de thèse met en place le fondamentaux requis pour des recherches futures visant à interférer avec le transfert horizontal de la résistance aux β-lactamines. - Staphylococcus aureus is a major human pathogen. Moreover, S. aureus have developed resistance to almost all available antibiotics, including the important family of β-lactam molecules. Intrinsic resistance to β-lactams is conferred by the Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec), which is a mobile genomic island that inserts into the staphylococcal chromosome and can be horizontally transferred into other staphylococci. However, little is known about the molecular mechanisms involved in this horizontal transfer into naïve strains. One of the first steps in SCC mec horizontal transfer is its excision from the chromosome. Excision is mediated by recombinase enzymes that are encoded by SCC mec itself, and named accordingly Ccr recombinases - for Cassette Chromosome recombinases. One goal of this thesis was to understand the regulation these recombinase genes. By using original molecular tools we could demonstrate first that the Ccr recombinases were expressed in a "bistable" manner, i.e. in only few percentages of the bacterial cells at a given time, and second that they were regulated by determinants that were not encoded on the SCC mec element, but elsewhere on the staphylococcal genome. "Bistable" expression Ccr recombinases is an important concept. It allows SCC mec to be excised and thus available for horizontal transfer, while ensuring that only some cells, but not the whole population, loose their valuable SCC mec genes. Thus, while the SCC mec element expands with the multiplication of the MRSA colony, it can simultaneously be transmitted into methicillin-susceptible S. aureus (MSSA), which convert into new MRSA. Most interestingly, the fact that bistability was regulated by the cells, rather than by SCC mec, indicates that it was the choice of the bacteria to trigger or not SCC mec transfer. As a consequence, there must be, in nature, staphylococcal strains that are more or less prone to sustain SCC mec transfer. Following these seminal observations we found that excision was indeed tightly regulated during bacterial division, and occurred only during a limited period of time at the beginning of bacterial growth. This is compatible with cell-density mediated gene regulation, and may depend on the production of extracellular signal molecules that transmit appropriate orders to neighboring cells, such as in quorum sensing. The potential signal triggering SCCmec excision is as yet unknown. However, it could be critical in promoting the horizontal transfer of methicillin resistance, or for the possible development of means to interfere with it. Two additional hypothesis were logically investigated in the view of these first results. First, if some strains of MRSA might be more prone than others to promote SCC mec excision, then some strains of MS SA might be more or less prone to acquire the element as well. Second, to investigate these multiple mechanisms at an epidemiological level, one would need to develop tools amenable to explore S. aureus strains at a larger scale. Regarding the first issue, it was postulated by others that some MSSA might be refractory to SCC mec integration because they had peculiar DNA polymorphisms in the vicinity of the site-specific chromosomal entry point {attB) of SCC mec. By studying >40 S. aureus isolates from healthy carriers, we confirmed the polymorphism of the attB environment. Moreover, we could show that these polymorphic regions co-evolved with well-known phylogenic clonal clusters. Therefore, if SCCwec-refractory attB environments exist, then they would segregate in well- defined S. aureus clonal clusters that would be easy to identify at the epidemiological level. Regarding the second issue, we were able to construct a new excision reporter system in a low copy number S. aureus plasmid. The reporter system consists in a strong promoter driving a green fluorescent protein {gfp) gene, separated by an artificial SCC-like element carrying three transcriptional terminators. Thus, fluorescence is not expressed unless the SCC-like element is excised. The system has been successfully tested in several aureus and non- aureus staphylococci, and is now being applied to more strains and various excision- triggering or inhibiting conditions. Altogether the dissertation is a scientific journey through various aspects of a salient medical problem with regard to antibiotic resistance and public health threat. The research work tackles fundamental issues about the mechanisms of horizontal transfer of the SCC mec element. Moreover, it also addresses more general features of this mobile element, which could be of larger importance with regard to gene trafficking in staphylococci, and maybe other gram-positive bacteria. Finally, the dissertation sets the fundamentals for future work and possible new ways to interfere with the horizontal transfer of methicillin resistance.

Long-term outcome of preterm infants treated with nasal continuous positive airway pressure

RESUME La ventilation en pression positive continue (Continuous Positive Airway Pressure, CPAP), utilisée pour la première fois chez. les prématurés en 1971, est une technique actuellement très largement utilisée dans les unités néonatales. L'utilisation de la CPAP présente de nombreux avantages à court terme: diminution de la fraction maximale inspirée d'oxygène, de la durée de l'oxygénothérapie, du taux d'intubation et donc du recours à une ventilation mécanique, réduction de l'utilisation des amines, des curares et de la morphine, possible prévention de l'apparition d'une bronchodysplasie pulmonaire, et possibles réductions du nombre d'infections postnatales et des entérocolites nécrosantes. Mais peu d'études existent concernant les effets à long terme de la CPAP sur le neurodéveloppement et la croissance, qui constituent l'objectif de la présente étude. L'utilisation systématique de la CPAP comme alternative à la ventilation mécanique a été introduite à Lausanne en 1998. La population cible de cette étude est constituée des prématurés nés à moins de 32 semaines de gestation ou pesant moins de 1500 g à la naissance; ils ont été systématiquement suivis jusqu'en âge préscolaire dans le cadre de l'étude de cohorte «Unité de Développement, CHUV». L'originalité de ce travail réside dans le fait d'évaluer le neurodéveloppement et la croissance à long terme d'enfants prématurés traités préférentiellement avec la CPAP, en comparaison avec un groupe historique contrôle traité par d'autres modes ventilatoires, en tenant compte de nombreux autres paramètres néonataux. Du point de vue du neurodéveloppement, l'usage, de la CPAP montre une tendance à diminuer l'incidence d'hémorragie intraventriculaire et le risque d'avoir un mauvais neurodéveloppement à 6 mois. Ces résultats positifs sur le neurodéveloppement s'estompent à l'âge de 18 mois, où persiste néanmoins une valeur plus élevée du quotient de développement, et disparaissent complètement en âge préscolaire. Du point de vue de la croissance, l'utilisation de la CPAP ne montre aucun effet sur le poids, mais par contre un effet positif sur la taille à 6 et 18 mois et sur le périmètre crânien à 6 mois, 18 mois et en âge préscolaire. Malgré le caractère non randomisé de cette étude, les résultats positifs obtenus ici permettent sans conteste de s'assurer d'une utilisation de la CPAP sans effet négatif sur le neurodéveloppement et la croissance, et fournissent donc un argument supplémentaire pour l'utilisation systématique de la CPAP chez les prématurés.

Assessment of construct validity of a virtual reality laparoscopy simulator.

BACKGROUND: The aim of this study was to assess whether virtual reality (VR) can discriminate between the skills of novices and intermediate-level laparoscopic surgical trainees (construct validity), and whether the simulator assessment correlates with an expert's evaluation of performance. METHODS: Three hundred and seven (307) participants of the 19th-22nd Davos International Gastrointestinal Surgery Workshops performed the clip-and-cut task on the Xitact LS 500 VR simulator (Xitact S.A., Morges, Switzerland). According to their previous experience in laparoscopic surgery, participants were assigned to the basic course (BC) or the intermediate course (IC). Objective performance parameters recorded by the simulator were compared to the standardized assessment by the course instructors during laparoscopic pelvitrainer and conventional surgery exercises. RESULTS: IC participants performed significantly better on the VR simulator than BC participants for the task completion time as well as the economy of movement of the right instrument, not the left instrument. Participants with maximum scores in the pelvitrainer cholecystectomy task performed the VR trial significantly faster, compared to those who scored less. In the conventional surgery task, a significant difference between those who scored the maximum and those who scored less was found not only for task completion time, but also for economy of movement of the right instrument. CONCLUSIONS: VR simulation provides a valid assessment of psychomotor skills and some basic aspects of spatial skills in laparoscopic surgery. Furthermore, VR allows discrimination between trainees with different levels of experience in laparoscopic surgery establishing construct validity for the Xitact LS 500 clip-and-cut task. Virtual reality may become the gold standard to assess and monitor surgical skills in laparoscopic surgery.

In vivo loading increases mechanical properties of scaffold by affecting bone formation and bone resorption rates.

A successful bone tissue engineering strategy entails producing bone-scaffold constructs with adequate mechanical properties. Apart from the mechanical properties of the scaffold itself, the forming bone inside the scaffold also adds to the strength of the construct. In this study, we investigated the role of in vivo cyclic loading on mechanical properties of a bone scaffold. We implanted PLA/β-TCP scaffolds in the distal femur of six rats, applied external cyclic loading on the right leg, and kept the left leg as a control. We monitored bone formation at 7 time points over 35 weeks using time-lapsed micro-computed tomography (CT) imaging. The images were then used to construct micro-finite element models of bone-scaffold constructs, with which we estimated the stiffness for each sample at all time points. We found that loading increased the stiffness by 60% at 35 weeks. The increase of stiffness was correlated to an increase in bone volume fraction of 18% in the loaded scaffold compared to control scaffold. These changes in volume fraction and related stiffness in the bone scaffold are regulated by two independent processes, bone formation and bone resorption. Using time-lapsed micro-CT imaging and a newly-developed longitudinal image registration technique, we observed that mechanical stimulation increases the bone formation rate during 4-10 weeks, and decreases the bone resorption rate during 9-18 weeks post-operatively. For the first time, we report that in vivo cyclic loading increases mechanical properties of the scaffold by increasing the bone formation rate and decreasing the bone resorption rate.

Antigenicity and immunogenicity of a novel Plasmodium vivax circumsporozoite derived synthetic vaccine construct.

BACKGROUND: The circumsporozoite (CS) protein is a major malaria sporozoite surface antigen currently being considered as vaccine candidate. Plasmodium vivax CS (PvCS) protein comprises a dimorphic central repeat fragment flanked by conserved regions that contain functional domains involved in parasite invasion of host cells. The protein amino (N-terminal) flank has a cleavage region (region I), essential for proteolytic processing prior to parasite invasion of liver cells. METHODS: We have developed a 131-mer long synthetic polypeptide (LSP) named PvNR1R2 that includes the N-terminal flank and the two natural repeat variant regions known as VK210 and VK247. We studied the natural immune response to this region in human sera from different malaria-endemic areas and its immunogenicity in mice. RESULTS: PvNR1R2 was more frequently recognized by sera from Papua New Guinea (PNG) (83%) than by samples from Colombia (24%) when tested by ELISA. The polypeptide formulated in Montanide ISA51 adjuvant elicited strong antibody responses in both C3H and CB6F1 mice strains. Antibodies from immunized mice as well as affinity-purified human IgG reacted with native protein by IFA test. Moreover, mouse immune sera induced strong (90%) in vitro inhibition of sporozoite invasion (ISI) of hepatoma cell lines. CONCLUSIONS: These results encourage further studies in non-human primates to confirm the elicitation of sporozoite invasion blocking antibodies, to assess cell mediated immune responses and the protective efficacy of this polypeptide.

The Three Horsemen of Growth: Plague, War and Urbanization in Early Modern Europe

How did Europe overtake China? We construct a simple Malthusian model with two sectors, and use it to explain how European per capita incomes and urbanization rates could surge ahead of Chinese ones. That living standards could exceed subsistence levels at all in a Malthusian setting should be surprising. Rising fertility and falling mortality ought to have reversed any gains. We show that productivity growth in Europe can only explain a small fraction of rising living standards. Population dynamics - changes of the birth and death schedules - were far more important drivers of the longrun Malthusian equilibrium. The Black Death raised wages substantially, creating important knock-on effects. Because of Engel's Law, demand for urban products increased, raising urban wages and attracting migrants from rural areas. European cities were unhealthy, especially compared to Far Eastern ones. Urbanization pushed up aggregate death rates. This effect was reinforced by more frequent wars (fed by city wealth) and disease spread by trade. Thus, higher wages themselves reduced population pressure. Without technological change, our model can account for the sharp rise in European urbanization as well as permanently higher per capita incomes. We complement our calibration exercise with a detailed analysis of intra-European growth in the early modern period. Using a panel of European states in the period 1300-1700, we show that war frequency can explain a good share of the divergent fortunes within Europe.