Estimation of age- and stage-specific Catalan breast cancer survival functions using US and Catalan survival data

During the last part of the 1990s the chance of surviving breast cancer increased. Changes in survival functions reflect a mixture of effects. Both, the introduction of adjuvant treatments and early screening with mammography played a role in the decline in mortality. Evaluating the contribution of these interventions using mathematical models requires survival functions before and after their introduction. Furthermore, required survival functions may be different by age groups and are related to disease stage at diagnosis. Sometimes detailed information is not available, as was the case for the region of Catalonia (Spain). Then one may derive the functions using information from other geographical areas. This work presents the methodology used to estimate age- and stage-specific Catalan breast cancer survival functions from scarce Catalan survival data by adapting the age- and stage-specific US functions. Methods: Cubic splines were used to smooth data and obtain continuous hazard rate functions. After, we fitted a Poisson model to derive hazard ratios. The model included time as a covariate. Then the hazard ratios were applied to US survival functions detailed by age and stage to obtain Catalan estimations. Results: We started estimating the hazard ratios for Catalonia versus the USA before and after the introduction of screening. The hazard ratios were then multiplied by the age- and stage-specific breast cancer hazard rates from the USA to obtain the Catalan hazard rates. We also compared breast cancer survival in Catalonia and the USA in two time periods, before cancer control interventions (USA 1975–79, Catalonia 1980–89) and after (USA and Catalonia 1990–2001). Survival in Catalonia in the 1980–89 period was worse than in the USA during 1975–79, but the differences disappeared in 1990–2001. Conclusion: Our results suggest that access to better treatments and quality of care contributed to large improvements in survival in Catalonia. On the other hand, we obtained detailed breast cancer survival functions that will be used for modeling the effect of screening and adjuvant treatments in Catalonia

Estudi d'un receptor quinasa atípic (Mark) i de les proteïnes que interaccionen amb el seu domini intracel·lular. Transducció del senyal i desenvolupament en blat de moro (Zea mays)

Aquesta tesi doctoral s'engloba dins d'un projecte general d'estudi de gens implicats en l'embriogènesi del blat de moro. L'embriogènesi del blat de moro, i en general la de totes les plantes superiors, es dóna en tres etapes: una primera etapa on es diferencien tots els diversos teixits que formaran l'embrió, una segona etapa on l'embrió acumula productes de reserva i un tercer període, la dormància, que finalitza quan les condicions ambientals són les idònies per a la germinació. En el laboratori estàvem interessats, concretament, en l'estudi de gens implicats en la primera etapa morfogenètica, on els diferents teixits i estructures embrionàries queden definides. Per tal d'estudiar gens que s'expressaven en aquest període, una de les estratègies que es va realitzar fou un crivellat diferencial entre teixit embrionari i teixit de planta adulta. D'entre els diferents clons obtinguts, un corresponia a un clon parcial que presentava similitud amb receptors quinasa i que fou objecte d'estudi. A partir d'aquest clon es va obtenir el clon complet i es va anomenar MARK (per Maize Atypical Receptor Kinase). MARK presenta una estructura típica d'un receptor quinasa amb un domini extracel.lular, que conté 6 còpies imperfectes de LRR (Leucine- Rich Repeats), un únic domini transmembrana i un domini quinasa intracel.lular. El domini quinasa de MARK presenta, però, algunes variacions en els residus aminoacídics que es consideren claus per a la funció catalítica dels dominis quinasa. En concret cinc dels aminoàcids considerats essencials per a la fosforilació es troben substituits en el domini quinasa de MARK (DK-MARK). Els experiments de fosforilació in vitro que es van realitzar al laboratori, van mostrar com MARK era incapaç de fosforilar in vitro. Aquesta característica no és, però, exclusiva de MARK. Una búsqueda en les bases de dades ens van permetre identificar altres seqüències que també presentaven els mateixos o altres canvis en aquestes posicions aminoacídiques. En les bases de dades de plantes es van identificar un conjunt de seqüències genòmiques o ESTs amb aquestes característiques i només una d'elles, la proteïna TMKL1 d'Arabidopsis, ha sigut descrita com un receptor quinasa incapaç de fosforilar in vitro. Respecte a la búsqueda de receptors similars a MARK en les bases de dades d'animals, es van identificar també un conjunt de proteïnes que, en alguns casos, s'ha descrit que no tenen activitat quinasa in vivo. Per exemple, un dels casos més ben estudiats és el del receptor erbB3 que forma part de la família de receptors del EGF (Epidermal Growth Factor). Aquesta família de receptors està formada per 4 receptors: erbB1, erbB2, erbB3 i erbB4, dels quals només l'erbB3 no presenta activitat catalítica. S'ha descrit que erbB3 és capaç, tot i no fosforilar in vivo, de participar activament en la transducció del senyal formant heterodímers amb els altres membres de la família. Així, erbB3 és fosforilat pel seu partner i pot iniciar la cascada de transducció del senyal. La participació d'erbB3 en la transducció del senyal és essencial ja que embrions de ratolí knock-out pel gen erbB3 són inviables. Així doncs, el fet que receptors quinasa catalíticament inactius participin en les cascades de transducció del senyal, suggereix l'existència de nous mecanismes d'acció per a la transducció del senyal. Per tant, l'objectiu d'aquest treball fou l'estudi del mecanisme d'acció de MARK mitjançant la caracterització les proteïnes capaces d'interaccionar amb el seu domini quinasa. Per tal d'assolir aquest objectiu, es va realitzar un crivellat de doble-híbrid amb una llibreria de cDNA d'embrions de blat de moro de 7 DAP. D'aquest crivellat es va obtenir un conjunt de possibles clons positius que foren seqüenciats i entre els quals es van escollir per un estudi més detallat aquells que s'havien obtingut més vegades com a clons independents. Aquests clons codificaven per: una SAMDC (S-Adenosil Descarboxilasa), una eIF5 (Eukaryotic translation initiation), una hypothetical protein, una unknown protein, una gamma-adaptina i una MAP4K. Amb aquests 6 clons es van fer estudis in vitro i in vivo per tal de confirmar al seva interacció amb DK-MARK. Els estudis in vivo es van realitzar amb la soca de llevat AH109, una soca més astringent que la utilitzada en el crivellat, ja que presenta tres gens marcadors: Histidina, Adenina i Lacz. Els resultats obtinguts van mostrar que els clons codificants per SAMDC i eIF5 no van créixer en un medi selectiu per His i Ade i, per tant o es tracta de falsos positius del sistema o la seva interacció amb DK-MARK és dèbil. D'altra banda, la resta dels clons analitzats (proteïna hipotètica, una proteïna de funció desconeguda, la gamma-adaptina i una MAP4K) van créixer en medis en absència de Histidina i Adenina. Els assatjos de b-galactosidasa van ser tots positius a excepció de la proteïna hipotètica suggerint que potser aquesta interacció sigui més feble. D'altra banda també es van realitzar estudis in vitro amb la tècnica del pull-down. Els resultats obtinguts amb aquesta tècnica van recolzar els obtinguts en cèl.lules de llevat, ja que tots els clons analitzats a excepció dels codificants per SAMDC i eIF5 van donar un resultat d'interacció amb KD-MARK in vitro positiu. Davant aquests resultats ens vam centrar en l'estudi de la proteïna similar a MAP4K, doncs algunes proteïnes de la seva família s'han relacionat amb receptors de membrana. Els clons que es va obtenir del crivellat codificaven per una proteïna similar amb el domini C-terminal a les proteïnes BnMAP4Ka1 i a2 de Brassica napus. Aquestes proteïnes presenten una forta similitud de seqüència amb proteïnes de la família GCK/SPS1 que formen part d'un grup particular de MAPK relacionades amb la proteïna Ste20 (sterile 20 protein) de llevat. Ste20p activa la MAP3K de llevat Ste11 directament per fosforilació, transduint d'aquesta manera el senyal del receptor de feromones de creuament de les cèl.lules de llevat i es pot, doncs, considerar com una proteïna del tipus MAP4K (mitogen-activated protein kinase kinase kinase kinase). En els darrers anys, s'han identificat un gran nombre de proteïnes similars a Ste20: fins a una trentena en mamífers, en Drosophila, en Caenorhabditis elegans i en altres organismes. Segons la seva estructura aminoacídica, la família Ste20 s'ha classificat en dues subfamílies: les proteïnes STE20/PAK (p21-activated kinases) i la subfamília GCK/SPS1 (germinal center kinases). Les dues subfamílies estan formades per proteïnes que contenen un domini quinasa i un domini regulador, però, mentre que les proteïnes PAK presenten el domini quinasa en la part C-terminal, les GCKs el presenten en la regió N terminal. Les proteïnes GCK presenten una elevada diversitat estructural en el domini regulador permetent la seva classificació en 6 subfamílies. Mitjançant la tècnica del RACE es va obtenir el clon de cDNA complet que es va anomenar MIK (MARK Interacting Kinase). Amb la tècnica del Southern blot es va poder determinar que el gen MIK és un gen de còpia única en el genoma de blat de moro. Per tal d'analitzar la possible interacció entre DK-MARK i MIK, es va estudiar tant el patró d'expressió d'ambdós gens com el seu patró d'acumulació d'ambdues proteïnes durant l'embriogènesi del blat de moro. El patró d'expressió, analitzat per Northen blot va mostrar uns patrons coincidents al llarg de l'embriogènesi des del seu inici fins als 20 DAP amb una acumulació màxima de mRNA en embrions de 15 DAP. D'altra banda per tal d'estudiar el patró d'acumulació de la proteïna MIK així com per comparar-lo amb el de MARK, es van realitzar estudis de Westerns blot. Els resultats també van mostrar una coincidència en el temps de l'acumulació de les proteïnes MARK i MIK durant l'embriogènesi de blat de moro amb una major acumulació en embrions de 15 i 20 DAP. Es van dur a terme també estudis d'immunolocalitzacions sobre embrions de blat de moro de 15 DAP per tal d'estudiar en quins teixits s'acumulaven ambdues proteïnes. Les immunolocalitzacions van mostrar una major acumulació tant de MARK com de MIK en les zones meristemàtiques i en el teixit vascular sobretot del coleòptil on s'aprecia una forta co-localització de MARK i MIK. Totes aquestes dades són compatibles, doncs, amb una possible interacció de les proteïnes MARK i MIK, tot i que no la demostren. Per tal de demostrar la interacció es van realitzar experiments d'immunoprecipitació in vivo a partir d'extractes d'embrions. Malauradament, els resultats no són clars i en aquests moments en el laboratori s'estan posant a punt aquests experiments. També es van realitzar estudis comparatius de seqüència amb diferents proteïnes de la família GCK, mostrant una major similitud amb les proteïnes de la subfamília GCK-III. La subfamília GCK-III ha estat molt poc estudiada i en formen part un conjunt de proteïnes amb funcions molt diverses des de l'apoptosi, la citoquinesi o l'anòxia cel.lular. Per tant, la similitud de seqüència possiblement fa referència a una conservació en el mecanisme d'acció més que no pas a una conservació funcional. La possible interacció de MARK amb el domini C-terminal de MIK (el domini regulador) podria activar aquesta última iniciant una cascada de transducció del senyal en un model en el que una proteïna del tipus GCK-III faria de lligam directa entre un receptor de membrana i una cascada de senyalització intracel.lular. Aquest tipus de lligam entre un recepctor de membrana i mòduls intracel.lulars de senyalització s'ha descrit per a altres proteïnes GCK, si bé no directament sinó a través de proteïnes adaptadores. D'altra banda, la interacció directa de MARK, un receptor quinasa atípic que no té activitat catalítica, amb MIK suggereix un mecanisme on receptors atípics podrien interaccionar en la transducció del senyal activant la via de les MAPK.

New insights into boar sperm function and survival from integrated field and laboratory studies

En aquesta tesi s'han dut a terme dos tipus d'estudis diferents. L'objectiu del primer era la preservació del semen de porcí a 15ºC i el del segon eren els co-cultius homòlegs de cèl·lules epitelials de l'oviducte i espermatozoides de porcí. Pel que fa al primer estudi, s'ha observat que l'addició de la prostaglandina F2α i àcid hialurònic a les dosis seminals no malmena la qualitat espermàtica i que la tolerància dels espermatozoides als canvis d'osmolalitat del medi es pot correlacionar proves de fertilitat i prolificitat.. Respecte el segon, s'ha determinat que les cèl·lules oviductals afecten els paràmetres espermàtics i que la presència d'espermatozoides sobreexpressa els gens que codifiquen per les proteïnes de xoc tèrmic. Així, se suggereix que aquestes proteïnes tenen algun paper en els processos reproductius que tenen lloc a l'oviducte, malgrat que s'hagi observat, mitjançant la tècnica de la interferència de l'RNA, que la HSP90AA1 no està implicada en el perllongament de la viabilitat espermàtica.

Effect of neurotropic factors on survival of transplanted embryonic inner ear tissues

This paper addresses cochlear transplantation and presents a study on the effect of brain derived neurotrophic factor (BDNF) and Neurotrophin-3 (NT-3) on the survival of transplanted embryonic inner ear tissues.

Drought and Cooler Temperatures Are Associated with Higher Nest Survival in Mountain Plovers

Native grasslands have been altered to a greater extent than any other biome in North America. The habitats and resources needed to support breeding performance of grassland birds endemic to prairie ecosystems are currently threatened by land management practices and impending climate change. Climate models for the Great Plains prairie region predict a future of hotter and drier summers with strong multiyear droughts and more frequent and severe precipitation events. We examined how fluctuations in weather conditions in eastern Colorado influenced nest survival of an avian species that has experienced recent population declines, the Mountain Plover (Charadrius montanus). Nest survival averaged 27.2% over a 7-yr period (n = 936 nests) and declined as the breeding season progressed. Nest survival was favored by dry conditions and cooler temperatures. Projected changes in regional precipitation patterns will likely influence nest survival, with positive influences of predicted declines in summer rainfall yet negative effects of more intense rain events. The interplay of climate change and land use practices within prairie ecosystems may result in Mountain Plovers shifting their distribution, changing local abundance, and adjusting fecundity to adapt to their changing environment.

Age-specific survival of male Golden-cheeked Warblers on the Fort Hood Military Reservation, Texas

Population models are essential components of large-scale conservation and management plans for the federally endangered Golden-cheeked Warbler (Setophaga chrysoparia; hereafter GCWA). However, existing models are based on vital rate estimates calculated using relatively small data sets that are now more than a decade old. We estimated more current, precise adult and juvenile apparent survival (Φ) probabilities and their associated variances for male GCWAs. In addition to providing estimates for use in population modeling, we tested hypotheses about spatial and temporal variation in Φ. We assessed whether a linear trend in Φ or a change in the overall mean Φ corresponded to an observed increase in GCWA abundance during 1992-2000 and if Φ varied among study plots. To accomplish these objectives, we analyzed long-term GCWA capture-resight data from 1992 through 2011, collected across seven study plots on the Fort Hood Military Reservation using a Cormack-Jolly-Seber model structure within program MARK. We also estimated Φ process and sampling variances using a variance-components approach. Our results did not provide evidence of site-specific variation in adult Φ on the installation. Because of a lack of data, we could not assess whether juvenile Φ varied spatially. We did not detect a strong temporal association between GCWA abundance and Φ. Mean estimates of Φ for adult and juvenile male GCWAs for all years analyzed were 0.47 with a process variance of 0.0120 and a sampling variance of 0.0113 and 0.28 with a process variance of 0.0076 and a sampling variance of 0.0149, respectively. Although juvenile Φ did not differ greatly from previous estimates, our adult Φ estimate suggests previous GCWA population models were overly optimistic with respect to adult survival. These updated Φ probabilities and their associated variances will be incorporated into new population models to assist with GCWA conservation decision making.

Density dependence and phenological mismatch: consequences for growth and survival of sub-arctic nesting Canada Geese

The extent to which species are plastic in the timing of their reproductive events relative to phenology suggests how climate change might affect their demography. An ecological mismatch between the timing of hatch for avian species and the peak availability in quality and quantity of forage for rapidly growing offspring might ultimately affect recruitment to the breeding population unless individuals can adjust the timing of breeding to adapt to changing phenology. We evaluated effects of goose density, hatch timing relative to forage plant phenology, and weather indices on annual growth of pre-fledging Canada geese (Branta canadensis) from 1993-2010 at Akimiski Island, Nunavut. We found effects of both density and hatch timing relative to forage plant phenology; the earlier that eggs hatched relative to forage plant phenology, the larger the mean gosling size near fledging. Goslings were smallest in years when hatch was latest relative to forage plant phenology, and when local abundance of breeding adults was highest. We found no evidence for a trend in relative hatch timing, but it was apparent that in early springs, Canada geese tended to hatch later relative to vegetation phenology, suggesting that geese were not always able to adjust the timing of nesting as rapidly as vegetation phenology was advanced. Analyses using forage biomass information revealed a positive relationship between gosling size and per capita biomass availability, suggesting a causal mechanism for the density effect. The effects of weather parameters explained additional variation in mean annual gosling size, although total June and July rainfall had a small additive effect on gosling size. Modelling of annual first-year survival probability using mean annual gosling size as an annual covariate revealed a positive relationship, suggesting that reduced gosling growth negatively impacts recruitment.

Variables associated with nest survival of Golden-winged Warblers (Vermivora chrysoptera) among vegetation communities commonly used for nesting

Among shrubland- and young forest-nesting bird species in North America, Golden-winged Warblers (Vermivora chrysoptera) are one of the most rapidly declining partly because of limited nesting habitat. Creation and management of high quality vegetation communities used for nesting are needed to reduce declines. Thus, we examined whether common characteristics could be managed across much of the Golden-winged Warbler’s breeding range to increase daily survival rate (DSR) of nests. We monitored 388 nests on 62 sites throughout Minnesota, Wisconsin, New York, North Carolina, Pennsylvania, Tennessee, and West Virginia. We evaluated competing DSR models in spatial-temporal (dominant vegetation type, population segment, state, and year), intraseasonal (nest stage and time-within-season), and vegetation model suites. The best-supported DSR models among the three model suites suggested potential associations between daily survival rate of nests and state, time-within-season, percent grass and Rubus cover within 1 m of the nest, and distance to later successional forest edge. Overall, grass cover (negative association with DSR above 50%) and Rubus cover (DSR lowest at about 30%) within 1 m of the nest and distance to later successional forest edge (negative association with DSR) may represent common management targets across our states for increasing Golden-winged Warbler DSR, particularly in the Appalachian Mountains population segment. Context-specific adjustments to management strategies, such as in wetlands or areas of overlap with Blue-winged Warblers (Vermivora cyanoptera), may be necessary to increase DSR for Golden-winged Warblers.

Modelling the movement and survival of the root-feeding clover weevil, Sitona lepidus, in the root-zone of white clover

White clover (Trifolium repens) is an important pasture legume but is often difficult to sustain in a mixed sward because, among other things, of the damage to roots caused by the soil-dwelling larval stages of S. lepidus. Locating the root nodules on the white clover roots is crucial for the survival of the newly hatched larvae. This paper presents a numerical model to simulate the movement of newly hatched S. lepidus larvae towards the root nodules, guided by a chemical signal released by the nodules. The model is based on the diffusion-chemotaxis equation. Experimental observations showed that the average speed of the larvae remained approximately constant, so the diffusion-chernotaxis model was modified so that the larvae respond only to the gradient direction of the chemical signal but not its magnitude. An individual-based lattice Boltzmann method was used to simulate the movement of individual larvae, and the parameters required for the model were estimated from the measurement of larval movement towards nodules in soil scanned using X-ray microtomography. The model was used to investigate the effects of nodule density, the rate of release of chemical signal, the sensitivity of the larvae to the signal, and the random foraging of the larvae on the movement and subsequent survival of the larvae. The simulations showed that the most significant factors for larval survival were nodule density and the sensitivity of the larvae to the signal. The dependence of larval survival rate on nodule density was well fitted by the Michealis-Menten kinetics. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.