The clinical impact of MTHFR polymorphism on the vascular complications of sickle cell disease

Sickle cell disease (SCD) is one of the most common inherited diseases in the world and the patients present notorious clinical heterogeneity. It is known that patients with SCD present activation of the blood coagulation and fibrinolytic systems, especially during vaso-occlusive crises, but also during the steady state of the disease. We determined if the presence of the factor V gene G1691A mutation (factor V Leiden), the prothrombin gene G20210A variant, and methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T polymorphism may be risk factors for vascular complications in individuals with SCD. We studied 53 patients with SCD (60% being women), 29 with SS (sickle cell anemia; 28 years, range: 13-52 years) and 24 with SC (sickle-hemoglobin C disease; 38.5 years, range: 17-72 years) hemoglobinopathy. Factor V Leiden, MTHFR C677T polymorphism, and prothrombin G20210A variant were identified by PCR followed by further digestion of the PCR product with specific endonucleases. The following vascular complications were recorded: stroke, retinopathy, acute thoracic syndrome, and X-ray-documented avascular necrosis. Only one patient was heterozygous for factor V Leiden (1.8%) and there was no prothrombin G20210A variant. MTHFR 677TT polymorphism was detected in 1 patient (1.8%) and the heterozygous form 677TC was observed in 18 patients (34%, 9 with SS and 9 with SC disease), a prevalence similar to that reported by others. No association was detected between the presence of the MTHFR 677T allele and other genetic modulation factors, such as alpha-thalassemia, ß-globin gene haplotype and fetal hemoglobin. The presence of the MTHFR 677T allele was associated with the occurrence of vascular complications in SCD, although this association was not significant when each complication was considered separately. In conclusion, MTHFR C677T polymorphism might be a risk factor for vascular complications in SCD.

Lien entre l'hémostase et le développement néoplasique : rôle spécifique du facteur tissulaire et de l'inhibiteur du facteur tissulaire

Il est reconnu, depuis une centaine d’années, que des désordres de la coagulation, regroupés sous le terme de coagulopathies, sont souvent associés au développement néoplasique. Pendant de nombreuses années, ces coagulopathies furent souvent reconnues comme une simple conséquence du développement du cancer. D’ailleurs, pour les cliniciens, l’apparition de ces anomalies sanguines constitue souvent le premier signe clinique d’un cancer occulte. Toutefois, l’étude approfondie du lien existant entre le système hémostatique et le cancer indique que différents facteurs hémostatiques vont interagir avec soit l’environnement tumoral ou soit la tumeur elle-même et influencer le développement du cancer. Au cours de nos travaux, nous avons porté une attention particulière à deux protéines jouant un rôle primordial dans l’hémostase. Le facteur tissulaire (TF) et l’inhibiteur du facteur tissulaire (TFPI) peuvent jouer des rôles pro- ou anti-néoplasique, et ce indépendamment de leurs fonctions hémostatiques normales. Dans le premier volet de cette thèse, nous avons étudié les propriétés antiangiogéniques de TFPI. L’angiogenèse, soit la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir du réseau pré-existant, est reconnue comme étant une étape clée du développement tumoral. D’après nos travaux, le TFPI peut inhiber la formation de structures de type capillaire des cellules endothéliales (CEs) de la veine ombilicale humaine (HUVEC), et ce à une IC 50 de 5 nM, soit la concentration physiologique de l’inhibiteur. De plus, le TFPI bloque la migration des cellules endothéliales lorsque ces dernières sont stimulées par la sphingosine-1-phosphate (S1P), une molécule relâchée lors de l’activation des plaquettes sanguines. Cette inhibition de la migration cellulaire s’explique par l’effet du TFPI sur l’adhésion des CEs. En effet, TFPI inhibe la phosphorylation de deux protéines clées participant à la formation des complexes d’adhésion focales soit FAK (focal adhesion kinase) et PAX (paxilin). L’inhibition de ces deux protéines suggère qu’il y ait une réorganisation des complexes focaux, pouvant expliquer la perte d’adhérence. Finalement, des études de microscopie confocale démontrent que les cellules traitées au TFPI changent de morphologie au niveau du cytosquelette d’actine provoquant une désorganisation des structures migratoires (pseudopodes). Les effets du TFPI au niveau de la migration, de l’adhésion et de la morphologie cellulaire sont strictement spécifiques aux cellules endothéliales humaines, puisque aucun n’effet n’est observé en traitant des cellules cancéreuses de glioblastomes (GB) humains, qui sont normalement des tumeurs hautement vascularisées. En résumé, cette première étude démontre que le TFPI est un inhibiteur de l’angiogenèse. Dans le second volet de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux différents rôles de TF, le principal activateur de la coagulation. Cette protéine est également impliquée dans le développement néoplasique et notamment celui des médulloblastomes (MB) chez l’enfant via des fonctions hémostatiques et non-hémostatiques. Nos travaux démontrent que l’expression de TF est induite par la voie de signalisation de HGF (hepatocyte growth factor) et de son récepteur Met. Cet effet de HGF/Met semble spécifique aux MB puisque HGF ne peut stimuler l’expression de TF au niveau des cellules cancéreuses de glioblastomes. TF, exprimé à la surface des cellules médulloblastiques (DAOY), est responsable de l’activité pro-thrombogénique de ces cellules, ainsi qu’un acteur important de la migration de ces cellules en réponse au facteur VIIa (FVIIa). De plus, en étudiant 18 spécimens cliniques de MB, nous avons établi un lien entre l’intensité d’expression de TF et de Met. L’importance de cette corrélation est également suggérée par l’observation que les cellules exprimant les plus forts taux de TF et de Met sont également les plus agressives en termes d’index de prolifération et de dissémination métastatiques. En résumé, ces travaux représentent le point de départ pour la mise au point de TF comme un marqueur diagnostique clinique dans les cas de tumeurs du cerveau pédiatriques. De plus, l’élucidation de la voie de signalisation moléculaire responsable de l’expression de TF permet de mieux comprendre la biologie et le fonctionnement de ces tumeurs et de relier le profil d’expression de TF aux phénotypes agressifs de la maladie. Il est reconnu que HGF peut également jouer un rôle protecteur contre l’apoptose. Dans le troisième volet de cette thèse, nous avons remarqué que cette protection est corrélée à l’expression de TF. En réduisant à néant l’expression de TF à l’aide de la technologie des ARN silencieux (siRNA), nous démontrons que HGF ne protège plus les cellules contre l’apoptose. Donc, TF médie l’activité anti-apoptotique de HGF. TF assume cette protection en inactivant la phosphorylation de p53 sur la sérine 15, empêchant ainsi la translocation de p53 au noyau. Finalement, l’expression de TF et son interaction avec le FVIIa, au niveau des cellules médulloblastiques favorise la survie de ces dernières et ce même si elles sont soumises à de fortes concentrations de médicaments couramment utilisées en cliniques. Ce troisième et dernier volet démontre l’implication de TF en tant que facteur impliqué dans la survie des cellules cancéreuses, favorisant ainsi le développement de la tumeur. Dans son ensemble, cette thèse vise à démontrer que les facteurs impliqués normalement dans des fonctions hémostatiques (TFPI et TF) peuvent contribuer à réguler le développement tumoral. Tout système physiologique et pathologique est dépendant d’un équilibre entre activateur et inhibiteur et la participation de TF et de TFPI à la régulation du développement néoplasique illustre bien cette balance délicate. Par sa contribution anti- ou pro-néoplasique le système hémostatique constitue beaucoup plus qu’une simple conséquence du cancer; il fait partie par l’action de TF des stratégies élaborées par les cellules cancéreuses pour assurer leur croissance, leur déplacement et leur survie, alors que TFPI tente de limiter la croissance tumorale en diminuant la vascularisation.

L'élastographie ultrasonore dynamique vasculaire : une nouvelle modalité d'imagerie non-invasive pour la caractérisation mécanique de la thrombose veineuse

L’accident thromboembolique veineux, tel que la thrombose veineuse profonde (TVP) ou thrombophlébite des membres inférieurs, est une pathologie vasculaire caractérisée par la formation d’un caillot sanguin causant une obstruction partielle ou totale de la lumière sanguine. Les embolies pulmonaires sont une complication mortelle des TVP qui surviennent lorsque le caillot se détache, circule dans le sang et produit une obstruction de la ramification artérielle irriguant les poumons. La combinaison d’outils et de techniques d’imagerie cliniques tels que les règles de prédiction cliniques (signes et symptômes) et les tests sanguins (D-dimères) complémentés par un examen ultrasonographique veineux (test de compression, écho-Doppler), permet de diagnostiquer les premiers épisodes de TVP. Cependant, la performance de ces outils diagnostiques reste très faible pour la détection de TVP récurrentes. Afin de diriger le patient vers une thérapie optimale, la problématique n’est plus basée sur la détection de la thrombose mais plutôt sur l’évaluation de la maturité et de l’âge du thrombus, paramètres qui sont directement corrélées à ses propriétés mécaniques (e.g. élasticité, viscosité). L’élastographie dynamique (ED) a récemment été proposée comme une nouvelle modalité d’imagerie non-invasive capable de caractériser quantitativement les propriétés mécaniques de tissus. L’ED est basée sur l’analyse des paramètres acoustiques (i.e. vitesse, atténuation, pattern de distribution) d’ondes de cisaillement basses fréquences (10-7000 Hz) se propageant dans le milieu sondé. Ces ondes de cisaillement générées par vibration externe, ou par source interne à l’aide de la focalisation de faisceaux ultrasonores (force de radiation), sont mesurées par imagerie ultrasonore ultra-rapide ou par résonance magnétique. Une méthode basée sur l’ED adaptée à la caractérisation mécanique de thromboses veineuses permettrait de quantifier la sévérité de cette pathologie à des fins d’amélioration diagnostique. Cette thèse présente un ensemble de travaux reliés au développement et à la validation complète et rigoureuse d’une nouvelle technique d’imagerie non-invasive élastographique pour la mesure quantitative des propriétés mécaniques de thromboses veineuses. L’atteinte de cet objectif principal nécessite une première étape visant à améliorer les connaissances sur le comportement mécanique du caillot sanguin (sang coagulé) soumis à une sollicitation dynamique telle qu’en ED. Les modules de conservation (comportement élastique, G’) et de perte (comportement visqueux, G’’) en cisaillement de caillots sanguins porcins sont mesurés par ED lors de la cascade de coagulation (à 70 Hz), et après coagulation complète (entre 50 Hz et 160 Hz). Ces résultats constituent les toutes premières mesures du comportement dynamique de caillots sanguins dans une gamme fréquentielle aussi étendue. L’étape subséquente consiste à mettre en place un instrument innovant de référence (« gold standard »), appelé RheoSpectris, dédié à la mesure de la viscoélasticité hyper-fréquence (entre 10 Hz et 1000 Hz) des matériaux et biomatériaux. Cet outil est indispensable pour valider et calibrer toute nouvelle technique d’élastographie dynamique. Une étude comparative entre RheoSpectris et la rhéométrie classique est réalisée afin de valider des mesures faites sur différents matériaux (silicone, thermoplastique, biomatériaux, gel). L’excellente concordance entre les deux technologies permet de conclure que RheoSpectris est un instrument fiable pour la mesure mécanique à des fréquences difficilement accessibles par les outils actuels. Les bases théoriques d’une nouvelle modalité d’imagerie élastographique, nommée SWIRE (« shear wave induced resonance dynamic elastography »), sont présentées et validées sur des fantômes vasculaires. Cette approche permet de caractériser les propriétés mécaniques d’une inclusion confinée (e.g. caillot sanguin) à partir de sa résonance (amplification du déplacement) produite par la propagation d’ondes de cisaillement judicieusement orientées. SWIRE a également l’avantage d’amplifier l’amplitude de vibration à l’intérieur de l’hétérogénéité afin de faciliter sa détection et sa segmentation. Finalement, la méthode DVT-SWIRE (« Deep venous thrombosis – SWIRE ») est adaptée à la caractérisation de l’élasticité quantitative de thromboses veineuses pour une utilisation en clinique. Cette méthode exploite la première fréquence de résonance mesurée dans la thrombose lors de la propagation d’ondes de cisaillement planes (vibration d’une plaque externe) ou cylindriques (simulation de la force de radiation par génération supersonique). DVT-SWIRE est appliquée sur des fantômes simulant une TVP et les résultats sont comparés à ceux donnés par l’instrument de référence RheoSpectris. Cette méthode est également utilisée avec succès dans une étude ex vivo pour l’évaluation de l’élasticité de thromboses porcines explantées après avoir été induites in vivo par chirurgie.

Warfarin-induced vitamin K deficiency is associated with cognitive and behavioral perturbations, and alterations in brain sphingolipids in rats

La Vitamine K (VK) est largement reconnue pour son rôle dans la coagulation sanguine toutefois, de plus en plus de travaux indiquent son implication dans la fonction cérébrale. La VK est requise pour l'activation de différentes protéines, par exemple la protéine Gas6, et la ménaquinone-4 (MK-4), le principal vitamère K dans le cerveau, est impliquée dans le métabolisme des sphingolipides. Dans un rapport précédent, nous avons montré qu'un régime alimentaire faible en VK tout au long de la vie était associé à des déficits cognitifs chez des rats âgés. La warfarine sodique est un puissant antagoniste de la VK qui agit en bloquant le cycle de la VK, provoquant un «déficit relatif de VK » au niveau cellulaire. À la lumière du rôle émergent de la VK dans le cerveau, la warfarine pourrait représenter un facteur de risque pour la fonction cérébrale. Ce travail est donc pertinente en raison de la forte proportion d'adultes traîtés à la warfarine sodique. Dans la présente étude, 14 rats mâles Wistar ont été traités avec 14 mg de warfarine/kg /jour (dans l'eau potable) et des injections sous-cutanées de VK (85 mg/kg), 3x/sem, pendant 10 semaines. Quatorze rats témoins ont été traités avec de l'eau normale et injectés avec une solution saline. Les rats ont été soumis à différents tests comportementaux après quoi les niveaux de phylloquinone, MK-4, sphingolipides (cérébroside, sulfatide, sphingomyéline, céramide et gangliosides), et les sous-types de gangliosides (GT1b, GD1a, GM1, GD1b), ont été évalués dans différentes régions du cerveau. Comparativement aux rats du groupe contrôle, les rats traités à la warfarine présentaient des latences plus longues au test de la piscine de Morris (p <0,05) ainsi qu'une hypoactivité et un comportement exploratoire plus faible au test de « l’open field » (p <0,05). Le traitement par warfarine a également entraîné une diminution spectaculaire du niveau de MK-4 dans toutes les régions du cerveau (p <0,001), une altération des concentrations de sphingolipidiques, en particulier dans le cortex frontal et le mésencéphale (p <0,05), et une perte de différences régionales sphingolipidiques, notamment pour les gangliosides. Le traitement par warfarine a été associé à un niveau inférieur de GD1a dans l'hippocampe et un niveau supérieur de GT1b dans le cortex préfrontal et le striatum. En conclusion, la déficience en VK induite par warfarine altère les niveaux de VK et sphingolipides dans le cerveau, avec de potentiels effets néfastes sur les fonctions cérébrales.

Modélisation de la diffraction des ondes de cisaillement en élastographie dynamique ultrasonore

L'élastographie ultrasonore est une technique d'imagerie émergente destinée à cartographier les paramètres mécaniques des tissus biologiques, permettant ainsi d’obtenir des informations diagnostiques additionnelles pertinentes. La méthode peut ainsi être perçue comme une extension quantitative et objective de l'examen palpatoire. Diverses techniques élastographiques ont ainsi été proposées pour l'étude d'organes tels que le foie, le sein et la prostate et. L'ensemble des méthodes proposées ont en commun une succession de trois étapes bien définies: l'excitation mécanique (statique ou dynamique) de l'organe, la mesure des déplacements induits (réponse au stimulus), puis enfin, l'étape dite d'inversion, qui permet la quantification des paramètres mécaniques, via un modèle théorique préétabli. Parallèlement à la diversification des champs d'applications accessibles à l'élastographie, de nombreux efforts sont faits afin d'améliorer la précision ainsi que la robustesse des méthodes dites d'inversion. Cette thèse regroupe un ensemble de travaux théoriques et expérimentaux destinés à la validation de nouvelles méthodes d'inversion dédiées à l'étude de milieux mécaniquement inhomogènes. Ainsi, dans le contexte du diagnostic du cancer du sein, une tumeur peut être perçue comme une hétérogénéité mécanique confinée, ou inclusion, affectant la propagation d'ondes de cisaillement (stimulus dynamique). Le premier objectif de cette thèse consiste à formuler un modèle théorique capable de prédire l'interaction des ondes de cisaillement induites avec une tumeur, dont la géométrie est modélisée par une ellipse. Après validation du modèle proposé, un problème inverse est formulé permettant la quantification des paramètres viscoélastiques de l'inclusion elliptique. Dans la continuité de cet objectif, l'approche a été étendue au cas d'une hétérogénéité mécanique tridimensionnelle et sphérique avec, comme objectifs additionnels, l'applicabilité aux mesures ultrasonores par force de radiation, mais aussi à l'estimation du comportement rhéologique de l'inclusion (i.e., la variation des paramètres mécaniques avec la fréquence d'excitation). Enfin, dans le cadre de l'étude des propriétés mécaniques du sang lors de la coagulation, une approche spécifique découlant de précédents travaux réalisés au sein de notre laboratoire est proposée. Celle-ci consiste à estimer la viscoélasticité du caillot sanguin via le phénomène de résonance mécanique, ici induit par force de radiation ultrasonore. La méthode, dénommée ARFIRE (''Acoustic Radiation Force Induced Resonance Elastography'') est appliquée à l'étude de la coagulation de sang humain complet chez des sujets sains et sa reproductibilité est évaluée.

Calidad de vida en personas con hemofilia: una revisión de la literatura

Introducción: La hemofilia es una enfermedad poco frecuente; no obstante, los avances en los tratamientos de pacientes hemofílicos en las últimas décadas han generado cambios en su calidad de vida. Esto ha motivado el desarrollo de múltiples investigaciones al respecto. Objetivo: Revisar la literatura sobre la calidad de vida en el paciente hemofílico, producida en el periodo 2008-2012. Método: Se consultaron algunas bases de datos científicas utilizando como palabras clave “hemofilia” y “calidad de vida”. Se recopiló la información encontrada y se organizó según los objetivos propuestos en “factores negativos” y “factores protectores” de la calidad de vida a nivel fisiológico, psicosocial y cultural; “instrumentos para la evaluación de la calidad de vida” a nivel específico y general; y antecedentes empíricos de los últimos cinco años en los que se evaluara la calidad de vida o se realizara alguna intervención en la misma. Resultados: En general la información disponible sobre el comportamiento epidemiológico de la hemofilia es limitada. El interés por factores protectores y negativos es principalmente de tipo fisiológico, aunque se encontraron factores de tipo psicosocial y cultural, lo que indica la importancia de profundizar en esta temática. Existen pocos instrumentos especializados para la evaluación de la calidad de vida en hemofílicos. La evidencia empírica se centra en la evaluación. Conclusión: El estudio de la calidad de vida en pacientes hemofílicos amerita ser abordado de manera interdisciplinaria.

Soluciones hipertónicas en trauma craneoencefálico: revisión sistemática de la literatura

El traumatismo craneoencefálico, es la epidemia silenciosa de nuestra época, que genera gastos en salud, en países como Estados Unidos, cercanos a los 60 billones de dólares anuales, y cerca de 400 billones en rehabilitación de los discapacitados. El pilar del manejo médico del trauma craneoencefálico moderado o severo, es la osmoterapia, principalmente con sustancias como el manitol y las soluciones hipertónicas. Se realizó la revisión de 14 bases de datos, encontrando 4657754 artículos, quedando al final 40 artículos después de un análisis exhaustivo, que se relacionaban con el manejo de la hipertensión endocraneana y terapia osmótica. Resultados: Se compararon diferentes estudios, encontrando gran variabilidad estos, sin homogenización en los análisis estadísticos, y la poca rigurosidad no permitieron, la recolección de datos y la comparación entre los diferentes estudios, no permitió realizar el meta-análisis y por esto se decidió la realización de una revisión sistemática de la literatura. Se evidenció principalmente tres cosas: la primera es la poca rigurosidad con la que se realizan los estudios clínicos; la segunda, es que aún falta mucha más investigación principalmente, la presencia de estudios clínicos aleatorizados multicéntricos, que logren dar una sólida evidencia y que genere validez científica que se requiere, a pesar de la evidencia clara en la práctica clínica; la tercera es la seguridad para su uso, con poca presencia de complicaciones para las soluciones salinas hipertónicas.

Trombosis asociada a cateter venoso central en pediatría de la Fundación Cardioinfantil julio 2013 a julio 2015

La trombosis relacionada al uso del catéter es un problema que cobra cada vez mayor importancia. Se han descrito factores de riesgo para su presentación en la población pediátrica pero aún no se han realizado estudios en nuestro medio. Objetivo: Determinar los factores de riesgo y la prevalencia de la trombosis asociada a catéter venoso central en los pacientes pediátricos de la Fundación Cardioinfantil hospitalizados durante el periodo comprendido entre Julio 2013 a Julio 2015. Metodología: Se realizó un estudio de corte transversal de asociación. Se incluyeron pacientes clasificados en 4 grupos: trombosis y catéter, trombosis sin catéter, catéter sin trombosis y sin trombosis ni catéter. Se estimaron OR como medidas de asociación utilizando el estadístico mantel haenszel. Resultados: En total se incluyeron 221 pacientes. La prevalencia de la trombosis y uso del catéter fue del 22%. La edad inferior a los 36 meses (OR 2,27 IC95% 1,16-4,44,p<0.001), profilaxis antitrombótica (OR 34,4 IC95% 4,18-282,92, p<0.01), hospitalización en la UCI (OR 3,82, IC95% 1,69-8,65, p<0.001) y el tiempo de hospitalización (OR 16,83 IC95% 7,8-36,27, p<0.001) están asociadas con un mayor riesgo de presentación de la trombosis. Conclusión: La edad, hospitalización en UCI, uso de profilaxis antitrombótica y el tiempo de hospitalización son factores de riesgo que estan relacionados con la presentación de la trombosis en pacientes con cateter.

The genetic basis of resistance to anticoagulants in rodents

Anticoagulant compounds, i.e., derivatives of either 4-hydroxycoumarin (e.g., warfarin, bromadiolone) or indane-1,3-dione (e.g., diphacinone, chlorophacinone), have been in worldwide use as rodenticides for > 50 years. These compounds inhibit blood coagulation by repression of the vitamin K reductase reaction (VKOR). Anticoagulant-resistant rodent populations have been reported from many countries and pose a considerable problem for pest control. Resistance is transmitted as an autosomal dominant trait although, until recently, the basic genetic mutation was unknown. Here, we report on the identification of eight different mutations in the VKORC1 gene in resistant laboratory strains of brown rats and house mice and in wild-caught brown rats from various locations in Europe with five of these mutations affecting only two amino acids (Tyr139Cys, Tyr139Ser, Tyr139Phe and Leu128Gln, Leu128Ser). By recombinant expression of VKORC1 constructs in HEK293 cells we demonstrate that mutations at Tyr139 confer resistance to warlarin at variable degrees while the other mutations, in addition, dramatically reduce VKOR activity. Our data strongly argue for at least seven independent mutation events in brown rats and two in mice. They suggest that mutations in VKORC1 are the genetic basis of anticoagulant resistance in wild populations of rodents, although the mutations alone do not explain all aspects of resistance that have been reported. We hypothesize that these mutations, apart from generating structural changes in the VKORC1 protein, may induce compensatory mechanisms to maintain blood clotting. Our findings provide the basis for a DNA-based field monitoring of anticoagulant resistance in rodents.

Purification and functional characterisation of Rhinocerase, a novel serine protease from the venom of Bitis gabonica rhinoceros

Background: Serine proteases are a major component of viper venoms and are thought to disrupt several distinct elements of the blood coagulation system of envenomed victims. A detailed understanding of the functions of these enzymes is important both for acquiring a fuller understanding of the pathology of envenoming and because these venom proteins have shown potential in treating blood coagulation disorders. Methodology/Principal Findings: In this study a novel, highly abundant serine protease, which we have named rhinocerase, has been isolated and characterised from the venom of Bitis gabonica rhinoceros using liquid phase isoelectric focusing and gel filtration. Like many viper venom serine proteases, this enzyme is glycosylated; the estimated molecular mass of the native enzyme is approximately 36kDa, which reduces to 31kDa after deglycosylation. The partial amino acid sequence shows similarity to other viper venom serine proteases, but is clearly distinct from the sequence of the only other sequenced serine protease from Bitis gabonica. Other viper venom serine proteases have been shown to exert distinct biological effects, and our preliminary functional characterization of rhinocerase suggest it to be multifunctional. It is capable of degrading α and β chains of fibrinogen, dissolving plasma clots and of hydrolysing a kallikrein substrate. Conclusions/Significance: A novel multifunctional viper venom serine protease has been isolated and characterised. The activities of the enzyme are consistent with the known in vivo effects of Bitis gabonica envenoming, including bleeding disorders, clotting disorders and hypotension. This study will form the basis for future research to understand the mechanisms of serine protease action, and examine the potential for rhinocerase to be used clinically to reduce the risk of human haemostatic disorders such as heart attacks and strokes.

Dietary monounsaturated fatty acids and haemostasis

Diets high in monounsaturated fatty acids (MUFA) are increasingly being recommended as a highly-effective cholesterol-lowering strategy in populations at risk of CHD. However, the need for a re-appraisal of the benefits of diets rich in MUFA became apparent as a result of recent studies showing that meals high in olive oil cause greater postprandial activation of blood coagulation factor VII than meals rich in saturated fatty acids. The present review evaluates the evidence for the effects of MUFA-rich diets on fasting and postprandial measurements of haemostasis, and describes data from a recently-completed long-term controlled dietary intervention study. The data show that a background diet high in MUFA has no adverse effect on fasting haemostatic variables and decreases the postprandial activation of factor VII in response to a standard fat-containing meal. Since the same study also showed a significant reduction in the ex vivo activation of platelets in subjects on the high-MUFA diet, the overall findings suggest that there is no reason for concern regarding adverse haemostatic consequences of high-MUFA diets.

Evolutionary analysis of novel serine proteases in the venom gland transcriptome of Bitis gabonica rhinoceros

Background: Serine proteases are major components of viper venom and target various stages of the blood coagulation system in victims and prey. A better understanding of the diversity of serine proteases and other enzymes present in snake venom will help to understand how the complexity of snake venom has evolved and will aid the development of novel therapeutics for treating snake bites. Methodology and Principal Findings: Four serine protease-encoding genes from the venom gland transcriptome of Bitis gabonica rhinoceros were amplified and sequenced. Mass spectrometry suggests the four enzymes corresponding to these genes are present in the venom of B. g. rhinoceros. Two of the enzymes, rhinocerases 2 and 3 have substitutions to two of the serine protease catalytic triad residues and are thus unlikely to be catalytically active, though they may have evolved other toxic functions. The other two enzymes, rhinocerases 4 and 5, have classical serine protease catalytic triad residues and thus are likely to be catalytically active, however they have glycine rather than the more typical aspartic acid at the base of the primary specificity pocket (position 189). Based on a detailed analysis of these sequences we suggest that alternative splicing together with individual amino acid mutations may have been involved in their evolution. Changes within amino acid segments which were previously proposed to undergo accelerated change in venom serine proteases have also been observed. Conclusions and Significance: Our study provides further insight into the diversity of serine protease isoforms present within snake venom and discusses their possible functions and how they may have evolved. These multiple serine protease isoforms with different substrate specificities may enhance the envenomation effects and help the snake to adapt to new habitats and diets. Our findings have potential for helping the future development of improved therapeutics for snake bites.

Sequence and phylogenetic analysis of viper venom serine proteases

Snakebites are a major neglected tropical disease responsible for as many as 95000 deaths every year worldwide. Viper venom serine proteases disrupt haemostasis of prey and victims by affecting various stages of the blood coagulation system. A better understanding of their sequence, structure, function and phylogenetic relationships will improve the knowledge on the pathological conditions and aid in the development of novel therapeutics for treating snakebites. A large dataset for all available viper venom serine proteases was developed and analysed to study various features of these enzymes. Despite the large number of venom serine protease sequences available, only a small proportion of these have been functionally characterised. Although, they share some of the common features such as a C-terminal extension, GWG motif and disulphide linkages, they vary widely between each other in features such as isoelectric points, potential N-glycosylation sites and functional characteristics. Some of the serine proteases contain substitutions for one or more of the critical residues in catalytic triad or primary specificity pockets. Phylogenetic analysis clustered all the sequences in three major groups. The sequences with substitutions in catalytic triad or specificity pocket clustered together in separate groups. Our study provides the most complete information on viper venom serine proteases to date and improves the current knowledge on the sequence, structure, function and phylogenetic relationships of these enzymes. This collective analysis of venom serine proteases will help in understanding the complexity of envenomation and potential therapeutic avenues.

Intracellular trafficking, localization, and mobilization of platelet-borne thiol isomerases

OBJECTIVE: Thiol isomerases facilitate protein folding in the endoplasmic reticulum, and several of these enzymes, including protein disulfide isomerase and ERp57, are mobilized to the surface of activated platelets, where they influence platelet aggregation, blood coagulation, and thrombus formation. In this study, we examined the synthesis and trafficking of thiol isomerases in megakaryocytes, determined their subcellular localization in platelets, and identified the cellular events responsible for their movement to the platelet surface on activation. APPROACH AND RESULTS: Immunofluorescence microscopy imaging was used to localize protein disulfide isomerase and ERp57 in murine and human megakaryocytes at various developmental stages. Immunofluorescence microscopy and subcellular fractionation analysis were used to localize these proteins in platelets to a compartment distinct from known secretory vesicles that overlaps with an inner cell-surface membrane region defined by the endoplasmic/sarcoplasmic reticulum proteins calnexin and sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase 3. Immunofluorescence microscopy and flow cytometry were used to monitor thiol isomerase mobilization in activated platelets in the presence and absence of actin polymerization (inhibited by latrunculin) and in the presence or absence of membrane fusion mediated by Munc13-4 (absent in platelets from Unc13dJinx mice). CONCLUSIONS: Platelet-borne thiol isomerases are trafficked independently of secretory granule contents in megakaryocytes and become concentrated in a subcellular compartment near the inner surface of the platelet outer membrane corresponding to the sarco/endoplasmic reticulum of these cells. Thiol isomerases are mobilized to the surface of activated platelets via a process that requires actin polymerization but not soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein attachment receptor/Munc13-4-dependent vesicular-plasma membrane fusion.

Ixolaris, a tissue factor inhibitor, blocks primary tumor growth and angiogenesis in a glioblastoma model

Background: The expression levels of the clotting initiator protein Tissue Factor (TF) correlate with vessel density and the histological malignancy grade of glioma patients. Increased procoagulant tonus in high grade tumors (glioblastomas) also indicates a potential role for TF in progression of this disease, and suggests that anticoagulants could be used as adjuvants for its treatment. Objectives: We hypothesized that blocking of TF activity with the tick anticoagulant Ixolaris might interfere with glioblastoma progression. Methods and results: TF was identified in U87-MG cells by flow-cytometric and functional assays (extrinsic tenase). In addition, flow-cytometric analysis demonstrated the exposure of phosphatidylserine in the surface of U87-MG cells, which supported the assembly of intrinsic tenase (FIXa/FVIIIa/FX) and prothrombinase (FVa/FXa/prothrombin) complexes, accounting for the production of FXa and thrombin, respectively. Ixolaris effectively blocked the in vitro TF-dependent procoagulant activity of the U87-MG human glioblastoma cell line and attenuated multimolecular coagulation complexes assembly. Notably, Ixolaris inhibited the in vivo tumorigenic potential of U87-MG cells in nude mice, without observable bleeding. This inhibitory effect of Ixolaris on tumor growth was associated with downregulation of VEGF and reduced tumor vascularization. Conclusion: Our results suggest that Ixolaris might be a promising agent for anti-tumor therapy in humans.