Updated response assessment criteria for high-grade gliomas: response assessment in neuro-oncology working group.

Currently, the most widely used criteria for assessing response to therapy in high-grade gliomas are based on two-dimensional tumor measurements on computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI), in conjunction with clinical assessment and corticosteroid dose (the Macdonald Criteria). It is increasingly apparent that there are significant limitations to these criteria, which only address the contrast-enhancing component of the tumor. For example, chemoradiotherapy for newly diagnosed glioblastomas results in transient increase in tumor enhancement (pseudoprogression) in 20% to 30% of patients, which is difficult to differentiate from true tumor progression. Antiangiogenic agents produce high radiographic response rates, as defined by a rapid decrease in contrast enhancement on CT/MRI that occurs within days of initiation of treatment and that is partly a result of reduced vascular permeability to contrast agents rather than a true antitumor effect. In addition, a subset of patients treated with antiangiogenic agents develop tumor recurrence characterized by an increase in the nonenhancing component depicted on T2-weighted/fluid-attenuated inversion recovery sequences. The recognition that contrast enhancement is nonspecific and may not always be a true surrogate of tumor response and the need to account for the nonenhancing component of the tumor mandate that new criteria be developed and validated to permit accurate assessment of the efficacy of novel therapies. The Response Assessment in Neuro-Oncology Working Group is an international effort to develop new standardized response criteria for clinical trials in brain tumors. In this proposal, we present the recommendations for updated response criteria for high-grade gliomas.

Moderate amounts of fructose consumption impair insulin sensitivity in healthy young men: a randomized controlled trial.

OBJECTIVE: Adverse effects of hypercaloric, high-fructose diets on insulin sensitivity and lipids in human subjects have been shown repeatedly. The implications of fructose in amounts close to usual daily consumption, however, have not been well studied. This study assessed the effect of moderate amounts of fructose and sucrose compared with glucose on glucose and lipid metabolism. RESEARCH DESIGN AND METHODS: Nine healthy, normal-weight male volunteers (aged 21-25 years) were studied in this double-blind, randomized, cross-over trial. All subjects consumed four different sweetened beverages (600 mL/day) for 3 weeks each: medium fructose (MF) at 40 g/day, and high fructose (HF), high glucose (HG), and high sucrose (HS) each at 80 g/day. Euglycemic-hyperinsulinemic clamps with [6,6]-(2)H(2) glucose labeling were used to measure endogenous glucose production. Lipid profile, glucose, and insulin were measured in fasting samples. RESULTS: Hepatic suppression of glucose production during the clamp was significantly lower after HF (59.4 ± 11.0%) than HG (70.3 ± 10.5%, P < 0.05), whereas fasting glucose, insulin, and C-peptide did not differ between the interventions. Compared with HG, LDL cholesterol and total cholesterol were significantly higher after MF, HF, and HS, and free fatty acids were significantly increased after MF, but not after the two other interventions (P < 0.05). Subjects' energy intake during the interventions did not differ significantly from baseline intake. CONCLUSIONS: This study clearly shows that moderate amounts of fructose and sucrose significantly alter hepatic insulin sensitivity and lipid metabolism compared with similar amounts of glucose.

Surgery for ruptured thoracic and thoraco-abdominal aortic aneurysms.

OBJECTIVE: To assess the outcome of patients with ruptured descending thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms undergoing emergency repair, in comparison to elective surgery for chronic lesions. METHODS: A prospective study of 100 consecutive patients operated upon the descending aorta (1-8 segments) using proximal unloading and distal protection with partial cardiopulmonary bypass, heparin surface-coated perfusion equipment and low systemic heparinization (loading dose 100 IU/kg, activated coagulation time > 180 s), staged cross-clamping, sealed grafts and graft inclusion. RESULTS: Arteriosclerotic lesions were present in 53/100 patients (53%) for all, 30/53 (56%) for chronic, and 21/33 (63%) for ruptured, aneurysms (NS). Dissecting lesions were found in 38/100 patients (38%) for all, 20/53 (38%) for chronic, and 8/33 (24%) for ruptured aneurysms (NS). Preoperative hematocrit was 38 +/- 6% for all, 40 +/- 5% for chronic, and 33 +/- 5% for ruptured aneurysmal patients (P < 0.001 ruptured versus chronic). The extent of aortic repair (1-8 segments) was 3.3 +/- 1.6 for all, 3.5 +/- 1.5 for chronic, and 3.2 +/- 1.4 for ruptured, aneurysms (NS). Transdiaphragmatic repair was performed in 51/100 (51%) of all, 28/53 (53%) of chronic, and 17/33 (51%) of ruptured aneurysms (NS). Aortic cross-clamp time was 38 +/- 21 min for all, 39 +/- 24 min for chronic, and 38 +/- 17 min for ruptured, aneurysmal patients (NS). The amount of red cells washed and autotransfused was 2792 +/- 2239 ml in all, 3143 +/- 2531 ml in chronic, and 2074 +/- 1350 ml in ruptured, aneurysmal patients (P < 0.025). The amount of packed red cells required was 2181 +/- 1830 ml for all, 1736 +/- 1333 ml for chronic, and 2947 +/- 2395 ml for ruptured aneurysmal patients (P < 0.010). Thirty-day mortality was 9/100 (9%) for all, 3/53 (6%) for chronic, and 5/33 (15%) for ruptured aneurysmal patients (NS). Parapareses/plegias occurred in 9/100 (9%) of all, 6/53 (11%) of chronic, and 3/33 (9%) of ruptured, aneurysmal patients (NS). Stepwise regression analysis identified aortic cross-clamp time as a predictor of early mortality (P = 0.002) and parapareses and paraplegias (P = 0.001). Age (P = 0.001), extent of repair (P = 0.008) and preoperative hematocrit (P = 0.001) were predictors for homologous transfusion requirements. CONCLUSION: Emergency repair of ruptured descending thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms can be achieved with acceptable results.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Bilateral uveal pigmented alterations with remarkable evolution: long term follow-up in a case of possible bilateral diffuse uveal melanocytic proliferation

Purpose: to describe a case of probable bilateral diffuse uveal melanocytic proliferation (BDUMP) with scleral involvement, free from systemic malignancies and cataract. Methods: fifty months of follow up with recurrent complete ophthalmological examinations, including fundus photography, fluorescein/indocyanine green angiography (FA) and optical coherence tomography (OCT). Investigations also included an electroretinography (ERG) and histological examination of scleral biopsy. Extraocular malignancies were repeatedly searched. Results: the patient was a 61 year-old Italian man with chronic hepatitis type C. At first visit his best corrected visual acuity (BCVA) was 20/32 in OS and 20/25 in OD. Funduscopy showed multiple patch-shaped pigmented alterations involving macular region and mid retinal periphery. FA showed corresponding areas of late-phase hyperfluorescent pinpoints (figure 1a, OS) and intemediate-phase hypocyanescence (figure 1b, OS), with subtle serous neurosensory retinal detachment confirmed by OCT. Photopic and scotopic ERG tested normal. Systemic prednisone was administered for one month without any improvement. After ten months round pigmentary lesions appeared also in superior scleral surface of both eyes. Biopsy allowed to disclose slightly pigmented spindle cells. BCVA worsened for further 10 months, with enlargement of FA alteration areas but lenses still clear. After 30 months spontaneous coalescence and atrophy of retinal lesions started, paralleled by progressive visual recovery. At the end of our follow up BCVA was 20/25 in OU while scleral pigmentary lesions remained unchanged. Conclusions: we report the case of a patient with main features of BDUMP and some unusual findings. Although not all classical diagnostic criteria were fulfilled, the presence of scleral pigmented lesions and spontaneous visual recovery may enlarge clinical spectrum of the disease.

Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project.

We report the generation and analysis of functional data from multiple, diverse experiments performed on a targeted 1% of the human genome as part of the pilot phase of the ENCODE Project. These data have been further integrated and augmented by a number of evolutionary and computational analyses. Together, our results advance the collective knowledge about human genome function in several major areas. First, our studies provide convincing evidence that the genome is pervasively transcribed, such that the majority of its bases can be found in primary transcripts, including non-protein-coding transcripts, and those that extensively overlap one another. Second, systematic examination of transcriptional regulation has yielded new understanding about transcription start sites, including their relationship to specific regulatory sequences and features of chromatin accessibility and histone modification. Third, a more sophisticated view of chromatin structure has emerged, including its inter-relationship with DNA replication and transcriptional regulation. Finally, integration of these new sources of information, in particular with respect to mammalian evolution based on inter- and intra-species sequence comparisons, has yielded new mechanistic and evolutionary insights concerning the functional landscape of the human genome. Together, these studies are defining a path for pursuit of a more comprehensive characterization of human genome function.

IDH1/IDH2 mutations predict survival in glioma and AML

Mutations in the isocitrate dehydrogenase family genes 1 or 2 (IDH1/2) have been discovered by high through put sequencing approaches inglioma and acute myeloid leukemia (AML) and related myeloproliferativeneoplasms. In both diseases, the discovery of IDH mutations has identifieda prognostically new subtype with distinct pathogenetic evolution. Ingliomas mutations are mostly found in IDH1 (>90%). They are infrequent inprimary glioblastoma (GBM) (<10%), but common in secondary GBM thatevolve from lower grade glioma (60−90%). Mutations in IDH1 precede p53mutations or 1p/19q co-deletions in sporadic low grade glioma, hence arean early evant. Co-deletions of 1p/19q, characteristic for oligodenroglioma,are highly associated with IDH1/2 mutations, while they are mutuallyexclusive with EGFR amplifications, a hall mark of primary GBM. IDH1 or 2mutations are associated with younger patient age, but absent in childhoodgliomas, and have a better prognosis that seems to be consistent in gradeII through IV gliomas. In myeloid malignancies mutations are more likelyin IDH2 and are found in de novo and secondary AML (12−18%) andpre-leukemic clonal malignancies (5% chronic; 20% transformed). IDH1/2mutations are strongly associated with NPM1 mutations that are found in30% of novo cytogenetically normal AML. In CN-AML with mutated NPM1,without FLT3 internal tandem duplication (ITD) IDH mutations constitutean adverse prognostic factor. Mutations in the metabolic enzymes IDH1 or2 result in a neomorphic reaction, generating high levels of the metabolite2-hydroxyglutarate (2-HG). IDH mutations are mutually exclusive with TET2mutations in myeloid malignancies that led to the discovery that high levelsof 2-HG inhibit the a-KG dependent dioxygenase TET2. TET2 is involved inepigenetic regulation and mediates demethylation of DNA. This mechanismis in accordance with the association of a methylator phenotype with loss offunction of TET2 by mutation or indirectly by mutation of IDH1/2 in myeloidmalignancies and gliomas, respectively.Metabolism meets Epigenetics. These discoveries will have importantclinical implications: IDH1/2 mutants may serve as unique targets fortherapy. Further, the high concentrations of the onco-metabolite 2-HGgenerated by IDH1/2 mutants, may serve as biomarker in the serum ofpatients with myeloid malignancies and may be amenable by magneticresonance spectroscopy in glioma patients.

Experimental approaches in the targeting of photodynamic therapeutics

RÉSUMÉ : Chez l'homme, le manque de sélectivité des agents thérapeutiques représente souvent une limitation pour le traitement des maladies. Le ciblage de ces agents pour un tissu défini pourrait augmenter leur sélectivité et ainsi diminuer les effets secondaires en comparaison d'agents qui s'accumuleraient dans tout le corps. Cela pourrait aussi améliorer l'efficacité des traitements en permettant d'avoir une concentration localisée plus importante. Le ciblage d'agents thérapeutiques est un champ de recherche très actif. Les stratégies sont généralement basées sur les différences entre cellules normales et malades. Ces différences peuvent porter soit sur l'expression des molécules à leurs surfaces comme des récepteurs ou des transporteurs, soit sur les activités enzymatiques exprimées. Le traitement thérapeutique choisi ici est la thérapie photodynamique et est déjà utilisé pour le traitement de certains cancers. Cette thérapie repose sur l'utilisation de molécules qui réagissent à la lumière, les photosensibilisants. Elles absorbent l'énergie lumineuse et réagissent avec l'oxygène pour former des radicaux toxiques pour les cellules. Les photosensibilisants utilisés ici sont de deux natures : (i) soit ils sont tétrapyroliques (comme les porphyrines et chlorines), c'est à dire qu'ils sont directement activables par la lumière ; (ii) soit ce sont des prodrogues de photosensibilisants comme l'acide 5aminolévulinique (ALA) qui est transformé dans la cellule en protoporphyrine IX photosensibilisante. Dans le but d'augmenter la sélectivité des photosensibilisants, nous avons utilisé deux stratégies différentes : (i) le photosensibilisant est modifié par le greffage d'un agent de ciblage ; (ii) le photosensibilisant est incorporé dans des structures moléculaires de quelques centaines de nanomètres. Les sucres et l'acide folique sont des agents de ciblage largement établis et ont été utilisés ici car leurs récepteurs sont surexprimés à la surface de nombreuses cellules malades. Ainsi, des dérivés sucres ou acide folique de l'ALA ont été synthétisés et évalués in vitro sur de nombreuses lignées cellulaires cancéreuses. La stratégie utilisant l'acide folique est apparue incompatible avec l'utilisation de l'ALA puisque aucune photosensibilité n'a été induite par le composé. La stratégie utilisant les sucres a, par ailleurs, provoquée de bonnes photosensibilités mais pas d'augmentation de sélectivité. En parallèle, la combinaison entre les propriétés anticancéreuses des complexes métalliques au ruthénium avec les propriétés photosensibilisantes des porphyrines, a été évaluée. En effet, les thérapies combinées ont émergé il y a une dizaine d'années et représentent aujourd'hui de bonnes alternatives aux monothérapies classiques. Des ruthenium(I1)-arènes complexés avec la tetrapyridylporphyrine ont ainsi présenté de bonnes cytotoxicités et de bonnes phototoxicités pour des cellules de mélanomes. Des porphyrines ont aussi été compléxées avec des noyaux de diruthénium et ce type de dérivé a présenté de bonnes phototoxicités et une bonne sélectivité pour les cellules cancéreuses de l'appareil reproducteur féminin. L'incorporation de photosensibilisants tétrapyroliques a finalement été effectuée en utilisant des nanoparticules (NP) biocompatibles composées de chitosan et de hyaluronate. L'effet de ces NP a été évalué pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Les NP ont d'abord été testées in vitro avec des macrophages de souris et les résultats ont mis en évidence de bonnes sélectivités et photosensibilités pour ces cellules. In vivo chez un modèle marin de la PR, l'utilisation de ces NP a révélé un plus grand temps de résidence des NP dans le genou de la souris en comparaison du temps obtenu avec le photosensibilisant seul. Le traitement par PDT a aussi démontré une bonne efficacité par ailleurs égale à celle obtenue avec les corticoïdes utilisés en clinique. Pour finir, les NP ont aussi démontré une bonne efficacité sur les myelomonocytes phagocytaires humains et sur les cellules contenues dans le liquide synovial de patients présentant une PR. Tous ces résultats suggèrent que les deux stratégies de ciblage peuvent être efficaces pour les agents thérapeutiques. Afm d'obtenir de bons résultats, il est toutefois nécessaire de réaliser une analyse minutieuse de la cible et du mode d'action de l'agent thérapeutique. Concernant les perspectives, la combinaison des deux stratégies c'est à dire incorporer des agents thérapeutiques dans des nanostructures porteuses d'agents de ciblage, représente probablement une solution très prometteuse. SUMMARY : In humans, the lack of selectivity of drugs and their high effective concentrations often represent limitations for the treatment of diseases. Targeting the therapeutical agents to a defined tissue could enhance their selectivity and then diminish their side effects when compared to drugs that accumulate in the entire body and could also improve treatment efûciency by allowing a localized high concentration of the agents. Targeting therapeutics to defined cells in human pathologies is a main challenge and a very active field of research. Strategies are generally based on the different behaviors and patterns of expression of diseased cells compared to normal cells such as receptors, proteases or trans-membrane carriers. The therapeutic treatment chosen here is the photodynamic therapy and is already used in the treatment of many cancers. This therapy relies on the administration of a photosensitizer (PS) which will under light, react with oxygen and induce formation of reactive oxygen species which are toxic for cells. The PSs used here are either tetrapyrolic (i. e. porphyries and chlorins) or prodrugs of PS (5-aminolevulinic acid precursor of the endogenous protoporphyrin Imo. In order to improve PS internalization and selectivity, we have used two different strategies: the modification of the PSs with diseased cell-targeting agents as well as their encapsulation into nanostructures. Sugars and folic acid are well established as targeting entities for diseased cells and were used here since their transporters are overexpressed on the surface of many cancer cells. Therefore sugar- and folic acid-derivatives of 5-aminolevulinic acid (ALA) were synthesized and evaluated in vitro in several cancer cell lines. The folic acid strategy appeared to be incompatible with ALA since no photosensitivity was induced while the strategy with sugars induced good photosensitivites but no increase of selectivity. Alternatively, the feasibility of combining the antineoplastic properties of ruthenium complexes with the porphyrin's photosensitizing properties, was evaluated since combined therapies have emerged as good alternatives to classical treatments. Tetrapyridylporphyrins complexed to ruthenium (I17 arenes presented good cytotoxicities and good phototoxicities toward melanoma cells. Porphyries were also complexed to diruthenium cores and this type of compound presented good phototoxicities and good selectivity for female reproductive cancer cells. The encapsulation of tetrapyrolic PSs was finally investigated using biocompatible nanogels composed of chitosan and hyaluronate. The behavior of these nanoparticles was evaluated for the treatment of rheumatoid arthritis (RA). They were first tested in vitro in mouse macrophages and results revealed good selectivities and phototoxicities toward these cells. In vivo in mice model of RA, the use of such nanoparticles instead of free PS showed longer time of residence in mice knees. Photodynamic protocols also demonstrated good efficiency of the treatment comparable to the corticoid injection used in the clinic. Finally our system was also efficient in human cells using phagocytic myelomonocytes or using cells of synovial fluids taken from patients with RA. Altogether, these results revealed that both strategies of modification or encapsulation of drugs can be successful in the targeting of diseased cells. However, a careful analysis of the target and of the mode of action of the drug, are needed in order to obtain good results. Looking ahead to the future, the combination of the two strategies (i.e. drugs loaded into nanostructures bearing the targeting agents) would represent probably the best solution.

The lack of effect of insulin on luteinizing hormone pulsatility in healthy male volunteers provides evidence of a sexual dimorphism in the metabolic regulation of reproductive hormones.

BACKGROUND: The activity of the neuroendocrine reproductive axis is closely related to nutritional status. This link is particularly important in healthy women, in whom insulin is a positive signal for the reproductive system. In contrast, very little is known regarding this relation in men. OBJECTIVES: This study was designed to evaluate the effect of insulin on the reproductive axis of young male volunteers and to study the effect of short-term hypercaloric feeding on this modulation. DESIGN: The activity of the neuroendocrine reproductive axis was characterized by the pattern of endogenous luteinizing hormone (LH) secretion on the basis of frequent blood sampling protocols. The effect of insulin was tested by comparing the LH secretion pattern between a baseline study and a hyperinsulinemic euglycemic clamp. These studies were performed first in subjects fed a controlled isocaloric diet for 6 d (calculated as 1.5 times their resting metabolic rate) then in the same subjects fed a controlled hypercaloric diet in which 30% extra calories were provided as fat and fructose (3 g · kg(-1) · d(-1)) before undergoing identical protocols. Serum gonadotropins, sex steroids, glucose, insulin, ghrelin, and leptin concentrations were assessed, and the HOMA-IR was calculated. RESULTS: The LH secretion pattern was not affected by insulin or by hypercaloric feeding. Insulin decreased ghrelin and increased leptin concentrations but had no additional effect of hypercaloric feeding despite significantly lower HOMA-IR indexes. CONCLUSIONS: Our data indicate that neither insulin nor short-term hypercaloric feeding has any effect on the activity of the male reproductive axis. They also further support the association between ghrelin and insulin and glucose metabolism. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT01058681.

Pioglitazone improves fat distribution, the adipokine profile and hepatic insulin sensitivity in non-diabetic end-stage renal disease subjects on maintenance dialysis: a randomized cross-over pilot study.

BACKGROUND: Fat redistribution, increased inflammation and insulin resistance are prevalent in non-diabetic subjects treated with maintenance dialysis. The aim of this study was to test whether pioglitazone, a powerful insulin sensitizer, alters body fat distribution and adipokine secretion in these subjects and whether it is associated with improved insulin sensitivity. TRIAL DESIGN: This was a double blind cross-over study with 16 weeks of pioglitazone 45 mg vs placebo involving 12 subjects. METHODS: At the end of each phase, body composition (anthropometric measurements, dual energy X-ray absorptometry (DEXA), abdominal CT), hepatic and muscle insulin sensitivity (2-step hyperinsulinemic euglycemic clamp with 2H2-glucose) were measured and fasting blood adipokines and cardiometabolic risk markers were monitored. RESULTS: Four months treatment with pioglitazone had no effect on total body weight or total fat but decreased the visceral/sub-cutaneous adipose tissue ratio by 16% and decreased the leptin/adiponectin (L/A) ratio from 3.63×10-3 to 0.76×10-3. This was associated with a 20% increase in hepatic insulin sensitivity without changes in muscle insulin sensitivity, a 12% increase in HDL cholesterol and a 50% decrease in CRP. CONCLUSIONS/LIMITATIONS: Pioglitazone significantly changes the visceral-subcutaneous fat distribution and plasma L/A ratio in non diabetic subjects on maintenance dialysis. This was associated with improved hepatic insulin sensitivity and a reduction of cardio-metabolic risk markers. Whether these effects may improve the outcome of non diabetic end-stage renal disease subjects on maintenance dialysis still needs further evaluation. TRIAL REGISTRATION: ClinicalTrial.gov NCT01253928.

Cytotoxic effects of combination of oxidosqualene cyclase inhibitors with atorvastatin in human cancer cells.

Ten oxidosqualene cyclase inhibitors with high efficacy as cholesterol-lowering agents and of different chemical structure classes were evaluated as potential anticancer agents against human cancer cells from various tissue origins and nontumoral human-brain-derived endothelial cells. Inhibition of cancer cell growth was demonstrated at micromolar concentrations, comparable to the concentrations of statins necessary for antitumor effect. Human glioblastoma cells were among the most sensitive cells. These compounds were also able to decrease the proliferation of angiogenic brain-derived endothelial cells, as a model of tumor-induced neovasculation. Additive effects in human glioblastoma cells were also demonstrated for oxidosqualene cyclase inhibitors in combination with atorvastatin while maintaining selectivity against endothelial cells. Thus, not only statins targeting the 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase but also inhibitors of oxidosqualene cyclase decrease tumor growth, suggesting new therapeutic opportunities of combined anti-cholesterol agents for dual treatment of glioblastoma.

Intestinal bacteria condition dendritic cells to promote IgA production.

Immunoglobulin (Ig) A represents the predominant antibody isotype produced at the intestinal mucosa, where it plays an important role in limiting the penetration of commensal intestinal bacteria and opportunistic pathogens. We show in mice that Peyer's Patch-derived dendritic cells (PP-DC) exhibit a specialized phenotype allowing the promotion of IgA production by B2 cells. This phenotype included increased expression of the retinaldehyde dehydrogenase 1 (RALDH1), inducible nitric oxide synthase (iNOS), B cell activating factor of the tumor necrosis family (BAFF), a proliferation-inducing ligand (APRIL), and receptors for the neuropeptide vasoactive intestinal peptide (VIP). The ability of PP-DC to promote anti-CD40 dependent IgA was partially dependent on retinoic acid (RA) and transforming growth factor (TGF)-beta, whilst BAFF and APRIL signaling were not required. Signals delivered by BAFF and APRIL were crucial for CD40 independent IgA production, although the contribution of B2 cells to this pathway was minimal. The unique ability of PP-DC to instruct naïve B cells to differentiate into IgA producing plasma cells was mainly imparted by the presence of intestinal commensal bacteria, and could be mimicked by the addition of LPS to the culture. These data indicate that exposure to pathogen-associated molecular patterns present on intestinal commensal bacteria condition DC to express a unique molecular footprint that in turn allows them to promote IgA production.

Smad3 deficiency in mice protects against insulin resistance and obesity induced by a high-fat diet.

OBJECTIVE-Obesity and associated pathologies are major global health problems. Transforming growth factor-beta/Smad3 signaling has been implicated in various metabolic processes, including adipogenesis, insulin expression, and pancreatic beta-cell function. However, the systemic effects of Smad3 deficiency on adiposity and insulin resistance in vivo remain elusive. This study investigated the effects of Smad3 deficiency on whole-body glucose and lipid homeostasis and its contribution to the development of obesity and type 2 diabetes.RESEARCH DESIGN AND METHODS-We compared various metabolic profiles of Smad3-knockout and wild-type mice. We also determined the mechanism by which Smad3 deficiency affects the expression of genes involved in adipogenesis and metabolism. Mice were then challenged with a high-fat diet to study the impact of Smad3 deficiency on the development of obesity and insulin resistance.RESULTS-Smad3-knockout mice exhibited diminished adiposity with improved glucose tolerance and insulin sensitivity. Chromatin immunoprecipitation assay revealed that Smad3 deficiency increased CCAAT/enhancer-binding protein beta-C/EBP homologous protein 10 interaction and exerted a differential regulation on proliferator-activated receptor beta/delta and proliferator-activated receptor gamma expression in adipocytes. Focused gene expression profiling revealed an altered expression of genes involved in adipogenesis, lipid accumulation, and fatty acid beta-oxidation, indicative of altered adipose physiology. Despite reduced physical activity with no modification in food intake, these mutant mice were resistant to obesity and insulin resistance induced by a high-fat diet.CONCLUSIONS-Smad3 is a multifaceted regulator in adipose physiology and the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes, suggesting that Smad3 may be a potential target for the treatment of obesity and its associated disorders.

Characterization of metabolites in infiltrating gliomas using ex vivo &supl;H high-resolution magic angle spinning spectroscopy.

Gliomas are routinely graded according to histopathological criteria established by the World Health Organization. Although this classification can be used to understand some of the variance in the clinical outcome of patients, there is still substantial heterogeneity within and between lesions of the same grade. This study evaluated image-guided tissue samples acquired from a large cohort of patients presenting with either new or recurrent gliomas of grades II-IV using ex vivo proton high-resolution magic angle spinning spectroscopy. The quantification of metabolite levels revealed several discrete profiles associated with primary glioma subtypes, as well as secondary subtypes that had undergone transformation to a higher grade at the time of recurrence. Statistical modeling further demonstrated that these metabolomic profiles could be differentially classified with respect to pathological grading and inter-grade conversions. Importantly, the myo-inositol to total choline index allowed for a separation of recurrent low-grade gliomas on different pathological trajectories, the heightened ratio of phosphocholine to glycerophosphocholine uniformly characterized several forms of glioblastoma multiforme, and the onco-metabolite D-2-hydroxyglutarate was shown to help distinguish secondary from primary grade IV glioma, as well as grade II and III from grade IV glioma. These data provide evidence that metabolite levels are of interest in the assessment of both intra-grade and intra-lesional malignancy. Such information could be used to enhance the diagnostic specificity of in vivo spectroscopy and to aid in the selection of the most appropriate therapy for individual patients.

Gonadotropin-releasing hormone secretion from hypothalamic neurons: stimulation by insulin and potentiation by leptin.

Insulin and leptin are peripheral metabolic factors signaling the body needs in energy to the central nervous system. Because energy homeostasis and reproductive function are closely related phenomena, we investigated the respective roles played by insulin and leptin in the hypothalamic control of GnRH secretion. We observed that increasing circulating insulin levels, by performing hyperinsulinemic clamp studies in male mice, was associated with a significant rise in LH secretion. This effect of insulin is likely mediated at the hypothalamic level, because it was also found to stimulate the secretion and the expression of GnRH by hypothalamic neurons in culture. Leptin was found to potentiate the effect of insulin on GnRH secretion in vitro but was devoid of any effect on its own. These data represent the first evidence of direct insulin sensing by hypothalamic neurons involved in activating the neuroendocrine gonadotrope axis. They also demonstrate that these neurons can integrate different hormonal signals to modulate net hypothalamic GnRH output. We propose that such integration is an essential mechanism for the adaptation of reproductive function to changes in the metabolic status of an individual.