Sustained release of TGF-β1 from biodegradable microparticles prepared by a new green process in CO2 medium

International audience

Purificação e caracterização de uma ß-glucuroniodase extraída do molusco Mesogastropoda Ampularidae Pomacea sp

This work studies the involved enzymatic way in the metabolism of glycosaminoglycans sulfateds in the mollusc Pomacea sp. Had been identified endoglycosidases and exoglycosidases in the enzymatic extract of the mollusc Pomacea sp by means of hydrolysis activity in condroitim sulphate of whale cartilage and of the p-Nitrofenil-β-glucuronide, respectively. The enzymatic extracts qere obtained of Pomacea sp. being used of 0.1 sodium acetate buffer, pH 5.0 and later centrifugated the 8,000 x g and the presents proteins in the sobrenadante were submitted to the fractionament with two crescents ammonium sulphate concentrations, the visualized activity biggest in the F2 fraction (50-80%). The β-glucuronidase (F3) was isolated in gel chromatography filtration Biogel 1.5m, the purification degree was ratified in Chromatography Liquid of high efficiency (HPLC). The enzyme was purificated 6.362,5 times with 35,6% yield. The β -glucuronidase isolated in this work showed a molecular mass of 100 kDa, determined for eletroforese in poliacrilamida gel . The determination of the ideal kinetic parameters for the catalysis of the p-nitrofenil- β -glucuronide for β-glucuronidase, showed excellent activity in pH 5,0 and temperature 65ºC for 6 hours and apparent Km of 72 x 10-2 mM. It is necessary for the total degradation of 3mM of p-N-β-glucoronide, the amount of 1,2μg of ss-glucuronidase. The BaCl2 increased the activity of ss-glucuronidase, and the activity was inhibited completely by the composites SDS and NaH2PO4

Distal limb osteoarthritis in the horse

The aim of this thesis was to study two objective methods of osteoarthritis (OA) diagnosis in horses and use them on the assessment of new intra-articular treatments. The studied methods were a new inertial-sensor based system of lameness detection and cartilage biomarkers in serum. It was found that distal limb flexion is significantly correlated to the presence of metacarpo-phalangeal OA in hind limbs and that inertial-sensors are sensitive in detecting asymmetry in these cases. A positive and significant correlation was observed between Coll2-1 concentration in serum and the presence of joint disease in males and young horses. Fib3-2 measurement has good potential to be used since it is not influenced by sex or age. Using an experimental model of OA, adipose stem cells pre-activated with interferon-gamma decreased joint inflammation and radiographic lesions. In clinical cases, a single injection of high-concentrated and high-molecular weight hyaluronic-acid decreased joint inflammation and biomarkers’ concentration; OSTEOARTRITE DO MEMBRO DISTAL NO CAVALO Resumo: A finalidade desta tese foi estudar dois métodos de diagnóstico objetivo de osteoartrite (OA) em equinos e aplicá-los na avaliação de novas terapias intra-articulares. Utilizou-se um sistema de sensores de movimento e foi avaliada a concentração de biomarcadores de cartilagem no soro. Concluiu-se que a flexão distal positiva está correlacionada com OA na articulação metacarpofalângica nos membros posteriores e que os sensores são sensíveis na detecção de assimetria nestes casos. Existe uma correlação positiva e significativa entre as concentrações de Coll2-1 e a presença de doença articular, sobretudo em machos e jovens. A dosagem de Fib3-2 tem utilidade por não ser influenciada pelo sexo nem idade. Num modelo experimental da doença, a terapia à base de células estaminais reduziu a inflamação articular e as lesões radiográficas. Em casos clínicos, o tratamento com ácido-hialurónico de alta concentração e peso molecular provoca uma diminuição da inflamação articular e dos biomarcadores no soro.

Efeito do Fucoidam de Fucus vesiculosus em um modelo experimental de artrite reumatóide

Rheumatoid arthritis (RA) is systemic auto imune disorder. It is caracterized by chronic inflammation of joints leading to progressive erosion of cartilage and bone. We investigated the effect of the administration of fucoidan, sulfated polysaccharides, from algae Fucus vesiculosus in the acute (6h) in zymosan-induced arthritis (AZy). Wistar rats (180-230 g) were used for all groups experimental. Non-treated animals received just intraarticular injection of 1 mg the zymosan, control group received intraarticular injection of 50 µL the saline, groups received either fucoidan of Fucus vesiculosus (15, 30, 50 or 70 mg/Kg) or parecoxib (1 mg/Kg) 1 hour after injection of zymosan. After 6 h, the articular exudates were collected for evaluation of the cell influx and nitrite (Griess reaction) release. The sinovial membranes and articular cartilages were excised for histopathological analysis and by determination of the glycosaminoglycan (GAG), respectively. ZyA led to increased NO and cell influx into the joints. Therapeutic administration of the fucoidan or parecoxib did significantly inhibited the cell influx and the synovitis, as compared to non-treated rats (p<0,05), though being able to reduced NO release. Representative agarose gel electrophoresis of the GAGs, the content of condroitin-sulphate was observed during the process. These findings suggest that the fucoidan from Fucus vesiculosus has potential anti-inflammatory activity

Aluminum and iron can be deposited in the calcified matrix of bone exostoses.

International audience

Rôle du facteur de transcription PITX1 dans les pathogenèses de l'ostéoporose et des maladies parodontales

L’ostéoporose est une maladie caractérisée par une faible masse osseuse et une détérioration du tissu osseux. Cette condition entraîne une plus grande fragilité osseuse et des risques de fractures. Plusieurs études ont associé l’ostéoporose à la faible densité osseuse des mandibules, à la perte d’attache parodontale, à l’augmentation de la hauteur de la crête alvéolaire et à la chute des dents. Cette étude vise à comprendre les mécanismes sous-jacents cette perte osseuse. En effet, au cours du développement des souris, PITX1 joue un rôle clé dans l'identité des membres postérieurs et dans le bon développement des mandibules et des dents. Son inactivation complète chez la souris mène à un phénotype squelettique sévère. Tandis que, son inactivation partielle provoque des symptômes apparentés à l'arthrose avec une augmentation de la masse osseuse au niveau de l’os cortical et de l’os trabéculaire. Inversement, une étude antérieure chez des jumelles monozygotiques discordantes pour l’ostéoporose, montrent une augmentation d’environ 8.6 fois du niveau d’expression du gène Pitx1 chez la jumelle ostéoporotique. Collectivement, ces données nous ont poussés à investiguer sur le rôle du facteur de transcription PITX1 dans le métabolisme osseux normal et pathologique. Dans ce contexte, des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 sur-exprimant Pitx1 spécifiquement dans le tissu osseux sous le promoteur du collagène de type-I (fragment 2.1kpb) ont été générées et phénotypiquement caractérisées. Ces résultats ont révelé que les souris transgéniques Col1α1-Pitx1 présentaient un phénotype similaire à celui des patients ostéoporotiques accompagné d'une perte de dents et des problèmes dentaires et parodontaux. De plus, cette étude a révélé que la surexpression de Pitx1 induit une altération de l’homéostasie osseuse via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique. Cette hypothèse a été appuyée par le fait que le traitement des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 avec du chlorure de lithium, un activateur de la voie Wnt canonique, prévient le phénotype ostéoporotique chez ces souris. Finalement, cette étude établit un rôle crucial de PITX1 dans la régulation de la masse osseuse et une implication possible dans l’ostéoporose et les maladies parodontales via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique.

Elevated hepatocyte growth factor levels in osteoarthritis osteoblasts contribute to their altered response to bone morphogenetic protein-2 and reduced mineralization capacity

International audience

Purification, biochemical characterization and localization at single cell resolution of Matrix Gla Protein (MGP) and Bone Gla Protein (BGP) in the teleost fish Argyrosomus regius

Tese de dout. em Química, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2002

Reguladores da expressão do gene da proteía Gla da matriz (MGP) numa linha celular derivada de peixe

Dissertação de mest. em Biotecnologia, Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais, Univ. do Algarve, 2004

Characterization of bone pathologies in the ins2+/akita mouse, a new model for diabetes insulindependent: contribution for a better understanding of the disease in humans

Tese de Doutoramento, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016

Similar prevalence of acetabular labral tear in professional ballet dancers and sporting participants

OBJECTIVE: To compare the prevalence of acetabular labral tear in male and female professional ballet dancers with age-matched and sex-matched sporting participants and to determine the relationship to clinical findings and cartilage defects. DESIGN: Case-control study. SETTING: Clinical and radiology practices. PARTICIPANTS: Forty-nine (98 hips) male and female professional ballet dancers (current and retired) with median age 30 years (range: 19-64 years) and 49 (98 hips) age-matched and sex-matched sporting participants. INDEPENDENT VARIABLES: Group (ballet or sports), sex, age, hip cartilage defects, history of hip pain, Hip and Groin Outcome Score, passive hip internal rotation (IR), and external rotation range of movement (ROM). MAIN OUTCOME MEASURES: Labral tear identified with 3T magnetic resonance imaging (MRI). RESULTS: Labral tears were identified in 51% of all 196 hips. The prevalence did not differ significantly between the ballet and sporting participants (P = 0.41) or between sexes (P = 0.34). Labral tear was not significantly associated with clinical measures, such as pain and function scores or rotation ROM (P > 0.01 for all). Pain provocation test using IR at 90° of hip flexion had excellent specificity [96%, 95% confidence intervals (CIs), 0.77%-0.998%] but poor sensitivity (50%, 95% CI, 0.26%-0.74%) for identifying labral tear in participants reporting hip pain. Older age and cartilage defect presence were independently associated with an increased risk of labral tear (both P < 0.001). CONCLUSIONS: The prevalence of labral tear in male and female professional ballet dancers was similar to a sporting population. Labral tears were not associated with clinical findings but were related to cartilage defects, independent of aging. CLINICAL RELEVANCE: Caution is required when interpreting MRI findings as labral tear may not be the source of the ballet dancer's symptoms.

Comparative acoustic performance and mechanical properties of silk membranes for the repair of chronic tympanic membrane perforations

The acoustic and mechanical properties of silk membranes of different thicknesses were tested to determine their suitability as a repair material for tympanic membrane perforations. Membranes of different thickness (10-100μm) were tested to determine their frequency response and their resistance to pressure loads in a simulated ear canal model. Their mechanical rigidity to pressure loads was confirmed by tensile testing. These membranes were tested alongside animal cartilage, currently the strongest available myringoplasty graft as well as paper, which is commonly used for simpler procedures. Silk membranes showed resonant frequencies within the human hearing range and a higher vibrational amplitude than cartilage, suggesting that silk may offer good acoustic energy transfer characteristics. Silk membranes were also highly resistant to simulated pressure changes in the middle ear, suggesting they can resist retraction, a common cause of graft failure resulting from chronic negative pressures in the middle ear. Part of this strength can be explained by the substantially higher modulus of silk films compared with cartilage. This allows for the production of films that are much thinner than cartilage, with superior acoustic properties, but that still provide the same level of mechanical support as thicker cartilage. Together, these in vitro results suggest that silk membranes may provide good hearing outcomes while offering similar levels of mechanical support to the reconstructed middle ear.

Identification of patients at risk of poor outcomes following hip or knee arthroplasty

Les arthroplasties totales de la hanche (ATH) et du genou (ATG) sont souvent offertes aux patients atteints de dégénérescence articulaire sévère. Bien qu’efficace chez la majorité des patients, ces interventions mènent à des résultats sous-optimaux dans de nombreux cas. Il demeure difficile d’identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux à l’heure actuelle. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser la gamme de soins et de services offerts et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie. Ce mémoire a comme objectifs : 1) de réaliser une revue systématique des déterminants associés à la douleur et aux incapacités fonctionnelles rapportées par les patients à moyen-terme suivant ces deux types d’arthroplastie et 2) de développer des modèles de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles suivant l’ATH et l’ATG. Une revue systématique de la littérature identifiant les déterminants de la douleur et de la fonction suivant l’ATH et l’ATG a été réalisée dans quatre bases de données jusqu’en avril 2015 et octobre 2014, respectivement. Afin de développer un algorithme de prédiction pouvant identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux, nous avons aussi utilisé des données rétrospectives provenant de 265 patients ayant subi une ATH à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (HMR) de 2004 à 2010. Finalement, des données prospectives sur 141 patients recrutés au moment de leur inclusion sur une liste d’attente pour une ATG dans trois hôpitaux universitaires à Québec, Canada et suivis jusqu’à six mois après la chirurgie ont permis l’élaboration d’une règle de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles. Vingt-deux (22) études d’une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été incluses dans la revue. Les principaux déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH incluaient: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, un indice de la masse corporelle plus élevé, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, une scolarité plus faible, une arthrose radiographique moins sévère et la présence d’arthrose à la hanche controlatérale. Trente-quatre (34) études évaluant les déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATG avec une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été évaluées et les déterminants suivant ont été identifiés: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, un plus grands niveau d’anxiété et/ou de symptômes dépressifs, la présence de douleur au dos, plus de pensées catastrophiques ou un faible niveau socioéconomique. Pour la création d’une règle de prédiction clinique, un algorithme préliminaire composé de l’âge, du sexe, de l’indice de masse corporelle ainsi que de trois questions du WOMAC préopératoire a permis l’identification des patients à risque de résultats chirurgicaux sous-optimaux (pire quartile du WOMAC postopératoire et percevant leur hanche opérée comme artificielle avec des limitations fonctionnelles mineures ou majeures) à une durée moyenne ±écart type de 446±171 jours après une ATH avec une sensibilité de 75.0% (95% IC: 59.8 – 85.8), une spécificité de 77.8% (95% IC: 71.9 – 82.7) et un rapport de vraisemblance positif de 3.38 (98% IC: 2.49 – 4.57). Une règle de prédiction clinique formée de cinq items du questionnaire WOMAC préopratoire a permis l’identification des patients en attente d’une ATG à risque de mauvais résultats (pire quintile du WOMAC postopératoire) six mois après l’ATG avec une sensibilité de 82.1 % (95% IC: 66.7 – 95.8), une spécificité de 71.7% (95% IC: 62.8 – 79.8) et un rapport de vraisemblance positif de 2.9 (95% IC: 1.8 – 4.7). Les résultats de ce mémoire ont permis d’identifier, à partir de la littérature, une liste de déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH et l’ATG avec le plus haut niveau d’évidence à ce jour. De plus, deux modèles de prédiction avec de très bonnes capacités prédictives ont été développés afin d’identifier les patients à risque de mauvais résultats chirurgicaux après l’ATH et l’ATG. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser leur prise en charge et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie.

The Role of the Transcription Factor Ets1 in Melanocyte Development

Melanocytes, pigment-producing cells, derive from the neural crest (NC), a population of pluripotent cells that arise from the dorsal aspect of the neural tube during embryogenesis. Many genes required for melanocyte development were identified using mouse pigmentation mutants. The deletion of the transcription factor Ets1 in mice results in hypopigmentation; nevertheless, the function of Ets1 in melanocyte development is unknown. The goal of the present study was to establish the temporal requirement and role of Ets1 in murine melanocyte development. In the mouse, Ets1 is widely expressed in developing organs and tissues, including the NC. In the chick cranial NC, Ets1 is required for the expression of Sox10, a transcription factor critical for the development of melanocytes, enteric ganglia, and other NC derivatives. Using a combination of immunofluorescence and cell survival assays Ets1 was found to be required between embryonic days 10 and 11, when it regulates NC cell and melanocyte precursor (melanoblast) survival. Given the requirement of Ets1 for Sox10 expression in the chick cranial NC, a potential interaction between these genes was investigated. Using genetic crosses, a synergistic genetic interaction between Ets1 and Sox10 in melanocyte development was found. Since Sox10 is essential for enteric ganglia formation, the importance of Ets1 on gut innervation was also examined. In mice, Ets1 deletion led to decreased gut innervation, which was exacerbated by Sox10 heterozygosity. At the molecular level, Ets1 was found to activate a Sox10 enhancer critical for Sox10 expression in melanoblasts. Furthermore, mutating Ets1 at a site I characterized in the spontaneous variable spotting mouse pigmentation mutant, led to a 2-fold decrease in enhancer activation. Overexpression and knockdown of Ets1 did not affect Sox10 expression; nonetheless, Ets1 knockdown led to a 6-fold upregulation of the transcription factor Sox9, a gene required for melanocyte and chondrocyte development, but which impairs melanocyte development when its expression is prolonged. Together, these results suggest that Ets1 is required early during melanocyte development for NC cell and melanoblast survival, possibly acting upstream of Sox10. The transcription factor Ets1 may also act indirectly in melanocyte fate specification by repressing Sox9 expression, and consequently cartilage fate.

Modifications in Early Rehabilitation Protocol after Rotator Cuff Repair : EMG Studies

La déchirure de la coiffe des rotateurs est une des causes les plus fréquentes de douleur et de dysfonctionnement de l'épaule. La réparation chirurgicale est couramment réalisée chez les patients symptomatiques et de nombreux efforts ont été faits pour améliorer les techniques chirurgicales. Cependant, le taux de re-déchirure est encore élevé ce qui affecte les stratégies de réhabilitation post-opératoire. Les recommandations post-chirurgicales doivent trouver un équilibre optimal entre le repos total afin de protéger le tendon réparé et les activités préconisées afin de restaurer l'amplitude articulaire et la force musculaire. Après une réparation de la coiffe, l'épaule est le plus souvent immobilisée grâce à une écharpe ou une orthèse. Cependant, cette immobilisation limite aussi la mobilité du coude et du poignet. Cette période qui peut durer de 4 à 6 semaines où seuls des mouvements passifs peuvent être réalisés. Ensuite, les patients sont incités à réaliser les exercices actifs assistés et des exercices actifs dans toute la mobilité articulaire pour récupérer respectivement l’amplitude complète de mouvement actif et se préparer aux exercices de résistance réalisés dans la phase suivante de la réadaptation. L’analyse électromyographique des muscles de l'épaule a fourni des évidences scientifiques pour la recommandation de beaucoup d'exercices de réadaptation au cours de cette période. Les activités sollicitant les muscles de la coiffe des rotateurs à moins de 20% de leur activation maximale volontaire sont considérés sécuritaires pour les premières phases de la réhabilitation. À partir de ce concept, l'objectif de cette thèse a été d'évaluer des activités musculaires de l'épaule pendant des mouvements et exercices qui peuvent théoriquement être effectués au cours des premières phases de la réhabilitation. Les trois questions principales de cette thèse sont : 1) Est-ce que la mobilisation du coude et du poignet produisent une grande activité des muscles de la coiffe? 2) Est-ce que les exercices de renforcement musculaire du bras, de l’avant-bras et du torse produisent une grande activité dans les muscles de la coiffe? 3) Au cours d'élévations actives du bras, est-ce que le plan d'élévation affecte l'activité de la coiffe des rotateurs? Dans notre première étude, nous avons évalué 15 muscles de l'épaule chez 14 sujets sains par électromyographie de surface et intramusculaire. Nos résultats ont montré qu’avec une orthèse d’épaule, les mouvements du coude et du poignet et même quelques exercices de renforcement impliquant ces deux articulations, activent de manière sécuritaire les muscles de ii la coiffe. Nous avons également introduit des tâches de la vie quotidienne qui peuvent être effectuées en toute sécurité pendant la période d'immobilisation. Ces résultats peuvent aider à modifier la conception d'orthèses de l’épaule. Dans notre deuxième étude, nous avons montré que l'adduction du bras réalisée contre une mousse à faible densité, positionnée pour remplacer le triangle d’une orthèse, produit des activations des muscles de la coiffe sécuritaires. Dans notre troisième étude, nous avons évalué l'électromyographie des muscles de l’épaule pendant les tâches d'élévation du bras chez 8 patients symptomatiques avec la déchirure de coiffe des rotateurs. Nous avons constaté que l'activité du supra-épineux était significativement plus élevée pendant l’abduction que pendant la scaption et la flexion. Ce résultat suggère une séquence de plan d’élévation active pendant la rééducation. Les résultats présentés dans cette thèse, suggèrent quelques modifications dans les protocoles de réadaptation de l’épaule pendant les 12 premières semaines après la réparation de la coiffe. Ces suggestions fournissent également des évidences scientifiques pour la production d'orthèses plus dynamiques et fonctionnelles à l’articulation de l’épaule.