Evaluation of uptake and transport of ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles by human brain-derived endothelial cells.

Aim: Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles (USPIO-NPs) are under development for imaging and drug delivery; however, their interaction with human blood-brain barrier models is not known. Materials & Methods: The uptake, reactive oxygen species production and transport of USPIO-NPs across human brain-derived endothelial cells as models of the blood-brain tumor barrier were evaluated for either uncoated, oleic acid-coated or polyvinylamine-coated USPIO-NPs. Results: Reactive oxygen species production was observed for oleic acid-coated and polyvinylamine-coated USPIO-NPs. The uptake and intracellular localization of the iron oxide core of the USPIO-NPs was confirmed by transmission electron microscopy. However, while the uptake of these USPIO-NPs by cells was observed, they were neither released by nor transported across these cells even in the presence of an external dynamic magnetic field. Conclusion: USPIO-NP-loaded filopodia were observed to invade the polyester membrane, suggesting that they can be transported by migrating angiogenic brain-derived endothelial cells.

Autologous stem cell transplantation: leukapheresis product has anti-angiogenic effects in vivo correlating with neutrophil-derived VEGFR1.

BACKGROUND: High-dose chemotherapy (HDC) followed by autologous stem cell transplantation (ASCT) is used for the treatment of hemato-oncologic malignancies. In this study, we measured the effect of HDC/ASCT on plasma concentrations of antiangiogenic soluble vascular endothelial growth factor receptor 1 (sVEGFR1) and of leukapheresis products (LP) and patient serum on chick chorioallantoic (CAM) angiogenesis. MATERIALS AND METHODS: VEGFR1- and CD34-expressing cells of leukapheresis products were analyzed by flow cytometry. Alternatively spliced isoforms of VEGFR1 mRNA were quantified using reverse transcription PCR. RESULTS: Plasma concentrations of sVEGFR1 decreased after HDC, but significantly increased after ASCT. In the CAM assay, sera of patients elicited a proangiogenic effect before and after HDC, but a strong antiangiogenic response after ASCT, comparable to that of bevacizumab at therapeutic concentrations. LP contains high concentrations of sVEGFR1, and high density of VEGFR1(+) neutrophilic granulocytes, in which mRNA expression is shifted toward the soluble VEGFR1 isoform. CONCLUSION: Neutrophil-derived antiangiogenic sVEGFR1 within the LP may contribute to the therapeutic efficacy of ASCT.

Involvement of the RasGAP derived fragment N in the resistance of pancreatic beta cells towards apoptosis

RESUME DESTINE AUX NON SCIENTIFIQUESLe diabète est une maladie associée à un excès de glucose (sucre) dans le sang. Le taux de glucose sanguin augmente lorsque l'action d'une hormone, l'insuline, responsable du transport du glucose du sang vers les tissus de l'organisme diminue, ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates.L'une des causes communes entre les deux grands types de diabète connus, le type 1 et le type 2, est la disparition des cellules beta du pancréas, spécialisées dans la sécrétion d'insuline, par mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le diabète de type 1, la destruction des cellules beta est causée par notre propre système immunitaire, dans le diabète de type 2, la mort de ces cellules, est principalement causée par des concentrations élevées de graisses saturés ou de molécules impliquées dans l'inflammation que l'on rencontre en quantités augmentées chez les personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, expliquant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. L'activation de caspase 3, une protéine clé contrôlant la mort cellulaire, était connue pour systématiquement mener à la mort cellulaire programmée. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit des mécanismes de survie qui sont activés par caspase 3 et qui expliquent sans doute pourquoi son activation ne mène pas systématiquement à la mort cellulaire. Lorsqu'elle est faiblement activée, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Durant ma thèse, j'ai été impliqué dans divers projets destinés à mieux comprendre comment le fragment Ν protégeait les cellules contre l'apoptose et à savoir s'il pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. C'est dans ce but que nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes à la mort induite par des composés connus pour induire le diabète, comme certaines molécules induisant l'inflammation ou les graisses saturées. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète expérimental que ce soit par l'injection d'une drogue induisant l'apoptose des cellules beta, que ce soit dans un fond génétique caractérisé par une attaque spontanée des cellules beta par le système immunitaire ou dans le contexte d'un diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant une voie protectrice bien connue impliquant successivement les protéines Ras, PI3K et Akt ainsi qu'en bloquant la capacité d'Akt d'activer le facteur NFKB, connu pour être délétère pour la survie de la cellule beta. La capacité qu'a le fragment Ν d'activer Akt tout en prévenant l'activation de NFKB par Akt est par conséquent particulièrement intéressante dans l'intégration des signaux régulant la mort cellulaire dans le contexte de la survenue d'un diabète.La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment N.2 SUMMARYDiabetes mellitus is an illness associated with excess blood glucose. Blood glucose levels raise when the action of insulin decreases or when insulin is provided in inappropriate amounts. In type 1 diabetes (T1D) as well as in type 2 diabetes (T2D), the insulin secreting beta cells in the pancreas undergo controlled cell death also called apoptosis. Whereas in T1D, beta cells are killed by the immune system, in T2D, they are killed by several factors, among which are increased blood glucose levels, increased levels of harmful lipids or pro-inflammatory cytokines that are released by the dysfunctional fat tissue of obese people. Given the epidemic increase in the number of obese people throughout the world, the number of diabetic people (a majority of which are type 2 diabetes) is estimated to rise from 171 million affected people in the year 2000 to 366 million in 2030 explaining the absolute requirement for new therapies to fight the disease.Apoptosis is a very complex process whose deregulation leads to a wide range of diseases going from cancer to diabetes. Caspase 3 although known as a key molecule controlling apoptosis, has been shown to have various other functions. In the past few years, our laboratory has described a survival mechanism, that takes place at low caspase activity and that might explain how cells that activate their caspases for reasons other than apoptosis survive. In such conditions, caspase 3 cleaves another protein called RasGAP into two shorter proteins, one of which, called fragment N, protects cells from apoptosis.We decided to check whether fragment Ν could be used as a therapeutical tool in the context of diabetes inducing conditions. We thus derived a transgenic mouse line, called RIP-N, in which the expression of fragment Ν is restricted to beta cells. As expected, the beta cells of these mice were more resistant ex-vivo to cell death induced by diabetes inducing factors. We then showed that the RIP-N transgenic mice were resistant to streptozotocin induced diabetes, a mouse model mimicking type 1 diabetes, which correlated to fewer number of apoptotic beta cells in the pancreas of the transgenic mice compared to their controls. The RIP-N transgene also delayed overt diabetes development in the NOD background, a mouse model of autoimmune type 1 diabetes, and delayed the occurrence of obesity induced hyperglycemia in a mouse model of type 2-like diabetes. Interestingly, fragment Ν was mediating its protection by activating the protective Akt kinase, and by blocking the detrimental NFKB factor. Our future ability to activate the protective signals elicited by fragment Ν from the outside of cells or to derive cell permeable peptides bearing the protective properties of fragment Ν might condition our ability to use this protein as a therapeutic tool.3 RESUMELe diabète est une maladie associée à un excès de glucose plasmatique. La glycémie augmente lorsque l'action de l'insuline diminue ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates. Dans le diabète de type 1 (D1) comme dans le diabète de type 2 (D2), les cellules beta du pancréas subissent la mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le D1 les cellules beta sont tuées par le système immunitaire, dans le D2 elles sont tuées par divers facteurs parmi lesquels on trouve des concentrations élevées de glucose, d'acides gras saturés ou de cytokines pro-inflammatoires qui sont sécrétées en concentrations augmentées par le tissu adipeux dysfonctionnel des personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, justifiant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. Caspase 3, bien que connue comme étant une protéine clé contrôlant l'apoptose a bien d'autres fonctions démontrées. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit un mécanisme de survie qui est activé lorsque caspase 3 est faiblement activée et qui explique probablement comment des cellules qui ont activé leurs caspases pour une autre raison que l'apoptose peuvent survivre. Dans ces conditions, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Nous avons donc décidé de vérifier si le fragment Ν pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. Pour se faire, nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes ex-vivo à la mort induite par des facteurs pro-diabétogènes. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète induit par la streptozotocine, un drogue mimant la survenue d'un D1 et que ceci était corrélée à une diminution du nombre de cellules en apoptose dans le pancréas des souris transgéniques comparé à leurs contrôles. L'expression du transgène a aussi eu pour effet de retarder la survenue d'un diabète franc dans le fond génétique NOD, un modèle génétique de diabète de type 1 auto-immun, ainsi que de retarder la survenue d'une hyperglycémie dans un modèle murin de diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant la kinase protectrice Akt ainsi qu'en bloquant le facteur délétère NFKB. La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment

CpG are efficient adjuvants for specific CTL induction against tumor antigen-derived peptide.

The identification of CTL-defined tumor-associated Ags has allowed the development of new strategies for cancer immunotherapy. To potentiate the CTL responses, peptide-based vaccines require the coadministration of adjuvants. Because oligodeoxynucleotides (ODN) containing CpG motifs are strong immunostimulators, we analyzed the ability of CpG ODN to act as adjuvant of the CTL response against tumor-derived synthetic peptide in the absence or presence of IFA. Mice transgenic for a chimeric MHC class I molecule were immunized with a peptide analog of MART-1/Melan-A(26-35) in the presence of CpG ODN alone or CpG ODN emulsified in IFA. The CTL response was monitored ex vivo by tetramer staining of lymphocytes. In blood, spleen, and lymph nodes, peptide mixed with CpG ODN alone was able to elicit a stronger systemic CTL response as compared with peptide emulsified in IFA. Moreover, CpG ODN in combination with IFA further enhanced the CTL response in terms of the frequency of tetramer+CD8+ T cells ex vivo. The CTL induced in vivo against peptide analog in the presence of CpG ODN are functional, as they were able to recognize and kill melanoma cells in vitro. Overall, these results indicate that CpG ODN by itself is a good candidate adjuvant of CTL response and can also enhance the effect of classical adjuvant.

Neural differentiation and therapeutic potential of adipose tissue derived stem cells.

Neural tissue has historically been regarded as having poor regenerative capacity but recent advances in the growing fields of tissue engineering and regenerative medicine have opened new hopes for the treatment of nerve injuries and neurodegenerative disorders. Adipose tissue has been shown to contain a large quantity of adult stem cells (ASC). These cells can be easily harvested with low associated morbidity and because of their potential to differentiate into multiple cell types, their use has been suggested for a wide variety of therapeutic applications. In this review we examine the evidence indicating that ASC can stimulate nerve regeneration by both undergoing neural differentiation and through the release of a range of growth factors. We also discuss some of the issues that need to be addressed before ASC can be developed as an effective cellular therapy for the treatment of neural tissue disorders.

Preclinical vaccine study of Plasmodium vivax circumsporozoite protein derived-synthetic polypeptides formulated in montanide ISA 720 and montanide ISA 51 adjuvants.

Plasmodium vivax circumsporozoite (CS) protein is a leading malaria vaccine candidate previously assessed in animals and humans. Here, combinations of three synthetic polypeptides corresponding to amino (N), central repeat (R), and carboxyl (C) regions of the CS protein formulated in Montanide ISA 720 or Montanide ISA 51 adjuvants were assessed for immunogenicity in rodents and primates. BALB/c mice and Aotus monkeys were divided into test and control groups and were immunized three times with doses of 50 and 100 μg of vaccine or placebo. Antigen-specific antimalarial antibodies were determined by enzyme-linked immunosorbent assay, immunofluorescent antibody test, and IFN-γ responses by enzyme-linked immunosorbent spot (ELIspot). Both vaccine formulations were highly immunogenic in both species. Mice developed better antibody responses against C and R polypeptides, whereas the N polypeptide was more immunogenic in monkeys. Anti-peptide antibodies remained detectable for several months and recognized native proteins on sporozoites. Differences between Montanide ISA 720 and Montanide ISA 51 formulations were not significant.

A Reply to comments by D. Bar-Yosef M. Stiner on "Prehistoric exploitation of marine resources in Southern Africa with particular reference to shellfish gathering: opportunities and continuities"

I am very grateful to Daniella E. Bar-Yosef Mayer and Mary Stiner for their comments on an article I published in the previous issue of Pyrenae. Having spent many years working with coastal sites in South Africa and now settling in the Mediterranean academic landscape, I value the feedback from these two well-known archaeologists who have dedicated years of hard work in this later part of the world. Their opinions are very much appreciated for they allow me to bring new contexts to some of the (old) questions I have pursued in South Africa, an exercise that would help me with the process of broadening my research interests to the Mediterranean region.