Study of conformational changes of ASIC1a by voltage-clamp fluorometry

Le fonctionnement du système nerveux est sensible aux variations de la concentration d'acide. Une acidification des tissus peut se produire pendant une activité neuronale intense ou dans des situations physiopathologiques telles que l'inflammation ou les lésions cérébrales. Les canaux ioniques sensibles à l'acide (ASIC) sont activés par acidification et jouent un rôle important dans la détection des changements d'acide. Les ASICs contribuent à la dégénérescence neuronale après une lésion cérébrale, puisque leur inhibition limite la lésion neuronale. L'acidification induite par une inflammation du tissu nerveux conduit à des stimuli de douleur, qui sont détectés par ces canaux. En effet, les toxines qui bloquent spécifiquement les ASICs montrent des effets analgésiques dans des modèles animaux. La structure 3D d'ASIC peut être comparée à une main qui tient une boule entre son pouce et le doigt. Les différents domaines d'ASIC sont appelés doigt, pouce, jointure, boule-ß et paume. Les domaines transmembranaires représentent le poignet de cette main. Mon projet de thèse vise à décrire les mouvements survenant sur ce canal pendant son activité. A cet effet, j'ai utilisé une technique combinée qui permet la mesure des mouvements en temps réel durant l'activité du canal. J'ai montré les réarrangements des domaines extracellulaires pendant l'activité ASIC. Ces mouvements sont transmis au pore du canal, ou ils contrôlent sa fermeture et ouverture. La direction de ces mouvements a été évaluée pour les domaines doigt et jointure, et nous avons montré qu'ils s'éloignent de la boule-ß lors de l'acidification. J'ai également été en mesure de décrire les mouvements qui se produisent dans la poche acidique, une zone qui est considérée comme importante, car elle représente le site de liaison de certaines toxines de venin qui agissent sur les ASICs. J'ai ainsi pu montrer que les domaines doigt et le pouce qui forment la poche acidique se rapprochent l'un de l'autre pendant l'activation du canal. Ces résultats sont en accord avec des observations précédentes réalisées sur les ASICs par d'autres chercheurs. Enfin, cette analyse approfondie permet d'améliorer les connaissances sur le contrôle de l'activité ASIC; de plus, les mécanismes trouvés ici sont probablement partagés entre les canaux de la famille à laquelle appartiennent les ASICs. -- Les acid-sensing ion channels (ASICs) sont des canaux sodiques ouverts par les protons et principalement exprimés dans le système nerveux. Ils sont impliqués dans la détection des protons dans de nombreux états physiologiques et pathologiques comme l'ischémie et la perception de la douleur. La structure cristalline de l'isoforme ASIC1 de poulet a été déterminée dans l'état désensibilisé et ouvert. Les études fonctionnelles indiquent que la protonation des résidus clés dans la boucle extracellulaire déclenche des changements de conformation conduisant à l'ouverture du canal. Cependant, les mécanismes moléculaires qui relient la protonation à l'ouverture et la fermeture du canal n'ont pas encore été clarifiés. Dans cette étude, nous avons utilisé la voltage-clamp fluorimétrie (VCF) pour révéler les mouvements de l'activité associée qui se produisent dans les différents domaines de l'ASICla. Les fluorophores positionnés dans le pouce, la paume, le doigt, l'articulation et dans les domaines de l'entrée du pore extracellulaire ont montré des signaux de VCF liés à des changements de conformation au cours de l'activité du canal. La synchronisation des changements de fluorescence indique une séquence complexe de mouvements en fonction du pH. La cinétique de la fluorescence et des signaux de courant ont été comparés les uns aux autres afin de déterminer si le mouvement détecté par le signal de fluorescence correspond à une transition fonctionnelle définie du canal. Certains des résidus testés se sont révélés être étroitement liés à la désensibilisation du canal ou au rétablissement après la désensibilisation. En outre, nous avons trouvé qu'un tryptophane endogène de la boule-ß diminue le signal de fluorescence des sondes positionnées dans les domaines doigt et jointure. L'augmentation observée de ces signaux indique que ces domaines s'éloignent à une distance à partir de la boucle de la boule-ß. Sur la base de ce principe, nous avons généré des paires Trp-Cys « quencher», dans lequel le Cys est utilisé comme site d'ancrage pour attacher le fluorophore. Ensuite, nous avons évalué les changements de conformation qui se produisent au niveau de la poche acide, une zone importante pour la fonction et la régulation d'ASIC. Les signaux de fluorescence indiquent un mouvement de l'hélice supérieure du pouce vers le doigt et une rotation de la boule-ß dans le sens horaire. L'analyse de la cinétique indique que les mouvements des sous-domaines qui composent la poche acide se produisent pendant la désensibilisation du canal. Mon projet de doctorat représente la première analyse approfondie des changements conformationnels dépendants de l'activité des ASICs et fournit des informations sur les mécanismes de contrôle de l'activité du canal qui sont probablement partagés avec d'autres canaux proches.

The neuraminidase gene is present in the non-toxigenic Vibrio cholerae Amazonia strain: a different allele in comparison to the pandemic strains

The neuraminidase gene, nanH, is present in the O1, non-toxigenic Vibrio cholerae Amazonia strain. Its location has been assigned to a 150 kb NotI DNA fragment, with the use of pulsed-field gel electrophoresis and DNA hybridization. This NotI fragment is positioned inside 630 kb SfiI and 1900 kb I-CeuI fragments of chromosome 1. Association of the pathogenicity island VPI-2, carrying nanH and other genes, with toxigenic strains has been described by other authors. The presence of nanH in a non-toxigenic strain is an exception to this rule. The Amazonia strain nanH was sequenced (Genbank accession No. AY825932) and compared to available V. cholerae sequences. The sequence is different from those of pandemic strains, with 72 nucleotide substitutions. This is the first description of an O1 strain with a different nanH allele. The most variable domain of the Amazonia NanH is the second lectin wing, comprising 13 out of 17 amino acid substitutions. Based on the presence of nanH in the same region of the genome, and similarity of the adjacent sequences to VPI-2 sequences, it is proposed that the pathogenicity island VPI-2 is present in this strain.

Pathology and first report of natural infections of the eye trematode Philophthalmus lachrymosus Braun, 1902 (Digenea, Philophthalmidae) in a non-human mammalian host

The avian eye trematode Philophthalmus lachrymosus Braun, 1902 is for the first time referred naturally occurring in a non-human mammalian host. Previously, natural infections with P. lachrymosus and other species of Philophthalmus have been occasionally reported from man, with few data on experimental infections of non-human mammals. Results presented here are related to the report of two cases of philophthalmosis due to natural infections of wild Brazilian capybaras, Hydrochaeris hydrochaeris L., 1766 with P. lachrymosus and associated pathology. Clinical signs, gross and microscopic lesions as well as new morphometric data on the parasite are presented.

Shared and non-shared antigens from three different extracts of the metacestode of Echinococcus granulosus

Hydatid cyst fluid (HCF), somatic antigens (S-Ag) and excretory-secretory products (ES-Ag) of Echinococcus granulosus protoscoleces are used as the main antigenic sources for immunodiagnosis of human and dog echinococcosis. In order to determine their non-shared as well as their shared antigenic components, these extracts were studied by ELISA-inhibition and immunoblot-inhibition. Assays were carried out using homologous rabbit polyclonal antisera, human sera from individuals with surgically confirmed hydatidosis, and sera from dogs naturally infected with E. granulosus. High levels of cross-reactivity were observed for all antigenic extracts, but especially for ES-Ag and S-Ag. Canine antibodies evidenced lesser avidity for their specific antigens than antibodies from human origin. The major antigenic components shared by HCF, S-Ag, and ES-Ag have apparent molecular masses of 4-6, 20-24, 52, 80, and 100-104 kDa, including doublets of 41/45, 54/57, and 65/68 kDa. Non-shared polypeptides of each antigenic extract of E. granulosus were identified, having apparent masses of 108 and 78 kDa for HCF, of 124, 94, 83, and 75 kDa for S-Ag, and of 89, 66, 42, 39, 37, and 35 kDa for ES-Ag.

Concurrent versus simultaneous use of alcohol and non-medical use of prescription drugs: is simultaneous use worse for mental, social, and health issues?

Abstract This study investigated the difference between concurrent and simultaneous use of alcohol and non-medical use of prescription drugs (NMUPD) in relation to mental, social, and health issues. The 544 study participants of the Swiss ongoing Cohort Study on Substance Use Risk Factors (C-SURF) had a combined use of alcohol with NMUPD during the previous 12 months. Alcohol-related problems (i.e., dependence and consequences), as well as mental, social, and health concerns (i.e., depression, general mental/physical health, and social/health consequences), were assessed. The simultaneous use of alcohol and NMUPD proved to be a greater risk factor for mental, social, and health issues than concurrent use. This study adds information regarding simultaneous polydrug use, which results in distinct effects compared to concurrent use, including important social, psychosocial, and health-related consequences.