Somatic gene therapy for hypertension

Gene therapy for hypertension is needed for the next generation of antihypertensive drugs. Current drugs, although effective, have poor compliance, are expensive and short-lasting (hours or one day). Gene therapy offers a way to produce long-lasting antihypertensive effects (weeks, months or years). We are currently using two strategies: a) antisense oligodeoxynucleotides (AS-ODN) and b) antisense DNA delivered in viral vectors to inhibit genes associated with vasoconstrictive properties. It is not necessary to know all the genes involved in hypertension, since many years of experience with drugs show which genes need to be controlled. AS-ODN are short, single-stranded DNA that can be injected in naked form or in liposomes. AS-ODN, targeted to angiotensin type 1 receptors (AT1-R), angiotensinogen (AGT), angiotensin converting enzyme, and ß1-adrenergic receptors effectively reduce hypertension in rat models (SHR, 2K-1C) and cold-induced hypertension. A single dose is effective up to one month when delivered with liposomes. No side effects or toxic effects have been detected, and repeated injections can be given. For the vector, adeno-associated virus (AAV) is used with a construct to include a CMV promoter, antisense DNA to AGT or AT1-R and a reporter gene. Results in SHR demonstrate reduction and slowing of development of hypertension, with a single dose administration. Left ventricular hypertrophy is also reduced by AAV-AGT-AS treatment. Double transgenic mice (human renin plus human AGT) with high angiotensin II causing high blood pressure, treated with AAV-AT1-R-AS, show a normalization of blood pressure for over six months with a single injection of vector. We conclude that ODNs will probably be developed first because they can be treated like drugs for the treatment of hypertension with long-term effects. Viral vector delivery needs more engineering to be certain of its safety, but one day may be used for a very prolonged control of blood pressure.

Detection of somatic mutations of the PIG-A gene in Brazilian patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria

Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH) is an acquired clonal syndrome characterized by intravascular hemolysis mediated by complement, thrombotic events and alterations in hematopoiesis. Basically, the molecular events which underlie the complexity of the syndrome consist of the absence of the glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor as a consequence of somatic mutations in the PIG-A gene, located on the X chromosome. The GPI group is responsible for the attachment of many proteins to the cytoplasmic membrane. Two of them, CD55 and CD59, have a major role in the inhibition of the action of complement on the cellular membrane of blood cells. The absence of GPI biosynthesis can lead to PNH. Since mutations in the PIG-A gene are always present in patients with PNH, the aim of this study was to characterize the mutations in the PIG-A gene in Brazilian patients. The analysis of the PIG-A gene was performed using DNA samples derived from bone marrow and peripheral blood. Conformation-sensitive gel electrophoresis was used for screening the mutation and sequencing methods were used to identify the mutations. Molecular analysis permitted the identification of three point mutations in three patients: one G->A transition in the 5' portion of the second intron, one T->A substitution in the second base of codon 430 (Leu430->stop), and one deletion deltaA in the third base of codon 63. This study represents the first description of mutations in the PIG-A gene in a Brazilian population.

Neonatal administration of citalopram delays somatic maturation in rats

We investigated the somatic maturation of neonate rats treated during the suckling period with citalopram, a selective serotonin reuptake inhibitor. Groups with 6 male neonates were randomly assigned to different treatments 24 h after birth. Each litter was suckled by one of the dams until the 21st postnatal day. Body weight, head axis and tail length were measured daily from the 1st to the 21st postnatal day. Time of ear unfolding, auditory conduit opening, incisor eruption, and eye opening was determined. Pups received 5 mg (Cit5), 10 mg (Cit10) or 20 mg/kg (Cit20) citalopram sc, or saline (0.9% NaCl, w/v, sc). Compared to saline, body weight was lower (24.04%, P < 0.01) for Cit10 from the 10th to the 21st day and for Cit20 from the 6th to the 21st day (38.19%, P < 0.01). Tail length was reduced in the Cit20 group (15.48%, P < 0.001) from the 8th to the 21st day. A reduction in mediolateral head axis (10.53%, P < 0.05) was observed from the 11th to the 21st day in Cit10 and from the 6th to the 21st day in Cit20 (13.16%, P < 0.001). A reduction in anteroposterior head axis was also observed in the Cit20 group (5.28%, P < 0.05) from the 13th to the 21stday. Conversely, this axis showed accelerated growth from the 12th to the 21stday in the Cit5 group (13.05%, P < 0.05). Auditory conduit opening was delayed in the Cit5 and Cit20 groups and incisor eruption was delayed in all citalopram groups. These findings show that citalopram injected during suckling to rats induces body alterations and suggest that the activity of the serotoninergic system participates in growth mechanisms.

Somatic cytogenetic and azoospermia factor gene microdeletion studies in infertile men

The objective of the present study was to determine the frequency of somatic chromosomal anomalies and Y chromosomal microdeletions (azoospermia factor genes, AZF) in infertile males who seek assisted reproduction. These studies are very important because the assisted reproduction techniques (mainly intracytoplasmic sperm injection) bypass the natural selection process and some classical chromosomal abnormalities, microdeletions of AZF genes or some deleterious genic mutations could pass through generations. These genetic abnormalities can cause in the offspring of these patients male infertility, ambiguous external genitalia, mental retardation, and other birth defects. We studied 165 infertile men whose infertility was attributable to testicular problems (60 were azoospermic, 100 were oligospermic and 5 were asthenospermic). We studied 100 metaphases per patient with GTG banding obtained from temporary lymphocyte culture for chromosomal abnormality detection and performed a genomic DNA analysis using 28 Y chromosome-specific sequence-tagged sites for Y AZF microdeletion detection. Karyotyping revealed somatic anomalies in 16 subjects (16/165 = 9.6%). Of these 16, 12 were in the azoospermic group (12/60 = 20%) and 4 were in the oligospermic group (4/100 = 4%). The most common chromosomal anomaly was Klinefelter syndrome (10/165 = 6%). Microdeletions of AZF genes were detected in 12 subjects (12/160 = 7.5%). The frequencies detected are similar to those described previously. These results show the importance of genetic evaluation of infertile males prior to assisted reproduction. Such evaluation can lead to genetic counseling and, consequently, to primary and secondary prevention of mental retardation and birth defects.

Clustering of psychiatric and somatic illnesses in the general population: multimorbidity and socioeconomic correlates

The distribution of psychiatric disorders and of chronic medical illnesses was studied in a population-based sample to determine whether these conditions co-occur in the same individual. A representative sample (N = 1464) of adults living in households was assessed by the Composite International Diagnostic Interview, version 1.1, as part of the São Paulo Epidemiological Catchment Area Study. The association of sociodemographic variables and psychological symptoms regarding medical illness multimorbidity (8 lifetime somatic conditions) and psychiatric multimorbidity (15 lifetime psychiatric disorders) was determined by negative binomial regression. A total of 1785 chronic medical conditions and 1163 psychiatric conditions were detected in the population concentrated in 34.1 and 20% of respondents, respectively. Subjects reporting more psychiatric disorders had more medical illnesses. Characteristics such as age range (35-59 years, risk ratio (RR) = 1.3, and more than 60 years, RR = 1.7), being separated (RR = 1.2), being a student (protective effect, RR = 0.7), being of low educational level (RR = 1.2) and being psychologically distressed (RR = 1.1) were determinants of medical conditions. Age (35-59 years, RR = 1.2, and more than 60 years, RR = 0.5), being retired (RR = 2.5), and being psychologically distressed (females, RR = 1.5, and males, RR = 1.4) were determinants of psychiatric disorders. In conclusion, psychological distress and some sociodemographic features such as age, marital status, occupational status, educational level, and gender are associated with psychiatric and medical multimorbidity. The distribution of both types of morbidity suggests the need of integrating mental health into general clinical settings.

Manipulation of a quasi-natural cell block for high-efficiency transplantation of adherent somatic cells

Recent advances have raised hope that transplantation of adherent somatic cells could provide dramatic new therapies for various diseases. However, current methods for transplanting adherent somatic cells are not efficient enough for therapeutic applications. Here, we report the development of a novel method to generate quasi-natural cell blocks for high-efficiency transplantation of adherent somatic cells. The blocks were created by providing a unique environment in which cultured cells generated their own extracellular matrix. Initially, stromal cells isolated from mice were expanded in vitro in liquid cell culture medium followed by transferring the cells into a hydrogel shell. After incubation for 1 day with mechanical agitation, the encapsulated cell mass was perforated with a thin needle and then incubated for an additional 6 days to form a quasi-natural cell block. Allograft transplantation of the cell block into C57BL/6 mice resulted in perfect adaptation of the allograft and complete integration into the tissue of the recipient. This method could be widely applied for repairing damaged cells or tissues, stem cell transplantation, ex vivo gene therapy, or plastic surgery.

Expression of steroidogenic proteins and genes in bovine placenta from conventional and somatic cell nuclear transfer (SCNT) gestations

Pendant la grossesse, les hormones stéroïdes jouent un rôle indispensable dans la régulation des principales manifestations physiologiques telles que la reconnaissance maternelle de la gestation, la réceptivité de l'endomètre, le début du développement embryonnaire ainsi que le maintien de la gestation. Cependant, on sait très peu sur la production de ces hormones et les principaux facteurs des voies intracellulaires impliqués dans le processus de stéroïdogenèse dans le placenta bovin pendant les stades initiaux et plus avancés de la gestation. Par ailleurs, certaines anomalies du placenta chez les bovins suite à une mauvaise production de stéroïdes n'ont pas encore été démontrées. Les objectifs de cette thèse étaient donc de : 1) déterminer la présence et la localisation des principales protéines stéroïdiennes dans le placenta de bovins provenant de gestations de 50 à 120 jours, 2) comparer l'expression placentaire d'une série de gènes et de protéines stéroïdiennes entre une gestation impliquant un transfert de noyaux de cellules somatiques (SCNT) et une gestation non-clonale; 3) étudier l'impact des hormones trophiques et des seconds messagers sur la stéroïdogenèse dans le placenta bovin à 140 +10 jours de gestation. L’utilisation de techniques d’immunohistochimie, d’immunobuvardage et de PCR quantitatif nous a permis d’évaluer la présence d'un large éventail de gènes stéroïdiens (STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1 et SCARB1) qui participent au transport du cholestérol et dans la production de différents types de stéroïdes. Dans cette thèse, nous avons démontré la capacité du placenta bovin d’initier la stéroïdogenèse au début de la gestation et nous avons également déterminé les principales cellules impliquées dans ce processus. Nous avons constaté que les tissus maternels expriment les principaux marqueurs de stéroïdogenèse suggérant une plus grande capacité stéroïdogénique que les tissus fœtaux. En outre, un modèle d'expression des protéines complémentaires stéroïdogéniques entre la caroncule et le cotylédon a été observé, indiquant que la stéroïdogenèse placentaire exige une communication cellule à cellule entre les cellules de la mère et du fœtus. Après avoir démontré les principales cellules impliquées dans la synthèse des hormones stéroïdiennes dans le placenta bovin en début de gestation, nous avons ensuite étudié les modifications possibles de la stéroïdogenèse dans les tissus SCNT cotylédonaires à 40 jours de gestation. Nous avons identifié d'importantes modifications dans l'expression des gènes STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1, et SULT1E1. Conséquemment, nous postulons que l'expression réduite des gènes stéroïdiens peut provoquer une insuffisance de la biosynthèse des hormones stéroïdiennes, ce qui pourrait contribuer à un développement anormal du placenta et du fœtus dans les gestations SCNT à court ou long terme. Finalement, nous avons développé un modèle efficace de culture d’explants de placentome qui nous a permis d'explorer les mécanismes sous-jacents spécifiques à la stéroïdogenèse placentaire. Nous avons exploré l'effet stimulant des hormones trophiques et différents messagers secondaires sur l'expression de différentes protéines stéroïdogéniques ainsi que le taux de progestérone (P4) dans les explants de placentome. En utilisant les techniques de RIA et de PCR quantitatif, nous avons constaté que même si les analogues de l'hormone lutéinisante (hCG) ont un effet stimulant sur plusieurs gènes stéroïdiens, le calcium ionophore est le principal modulateur dans la synthèse de la P4. Ces résultats suggèrent que dans le placenta bovin, la synthèse de la P4 est modulée principalement par l'afflux de calcium intracellulaire, et apparemment les nucléotides cycliques ne semblent pas contrôler ce processus. En conclusion, cette étude contribue de manière significative à une meilleure compréhension des mécanismes d'entraînement de la synthèse des stéroïdes placentaires au début de la gestation et permet aussi d’apporter de nouveaux éclairages sur l'importance des stéroïdes placentaires dans la régulation du développement du placenta et du fœtus.

Morphological and functional characterization of placenta during gestation in bovine clones derived by somatic nuclear transfer

La technique de clonage par transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) présente une page importante dans les annales scientifiques, mais son application pratique demeure incertaine dû à son faible taux de succès. Les anomalies placentaires et de développement fœtal se traduisent par des pertes importantes de gestation et des mortalités néonatales. Dans un premier temps, la présente étude a caractérisé les changements morphologiques des membranes fœtales durant la gestation clonée en les comparant à des gestations contrôles obtenues à partir de l’insémination artificielle. Les différentes anomalies morphologiques des placentomes telles que l’œdème chorioallantoique, la présence de zones hyperéchoiques et irrégulières dans la membrane amniotique et la présence de cellules inflammatoires dégénérées compromettent le développement fœtal normal de la gestation clonée. L’examen ultrasonographique représente une technique diagnostique importante pour faire le suivi d’une gestation et de caractériser les changements placentaires dans le cadre d’évaluation globale du bien-être fœtal. Le profil hormonal de trois stéroïdes (progestérone (P4), estrone sulfate (E1S), et œstradiol (E2)) et de la protéine B spécifique de gestation (PSPB) dans le sérum des vaches porteuses de clones SCNT a été déterminé et associé aux anomalies de gestations clonées. Une diminution de la P4 sérique au jour 80, une élévation du niveau de la concentration de la PSPB au jour 150, et une augmentation de la concentration d’E2 sérique durant le deuxième et troisième tiers de la gestation clonée coïncident avec les anomalies de gestation déjà reportées. Ces changements du profil hormonal associés aux anomalies phénotypiques du placenta compromettent le déroulement normal de la gestation clonée et gênent le développement et le bien-être fœtal. Sur la base des observations faites sur le placenta de gestation clonée, le mécanisme moléculaire pouvant expliquer la disparition de l’épithélium du placenta (l’interface entre le tissue maternel et le placenta) a été étudié. L’étude a identifié des changements dans l’expression de deux protéines d’adhérence (E-cadhérin et β-catenin) de cellules épithéliales pouvant être associées aux anomalies du placenta chez les gestations clonées. Le tissu de cotylédons provenant de gestations clonées et contrôles a été analysé par Western blot, RT-PCR quantitatif, et par immunohistochimie. Les résultats présentaient une diminution significative (p<0.05) de l’expression des dites protéines dans les cellules trophoblastiques chez les gestations clonées. Le RT-PCR quantitatif démontrait que les gènes CCND1, CLDN1 et MSX1 ciblés par la voie de signalisation de la Wnt/β-catenin étaient significativement sous exprimés. La diminution de l’expression des protéines E-cadherin et β-catenin avec une réduction de l’activation de la protéine β-catenin durant le période d’attachement de l’embryon peut potentiellement expliquer l’absence totale ou partielle de l’attachement des membranes fœtales au tissu maternel et éventuellement, l’insuffisance placentaire caractéristique des gestations clonées chez la vache. La caractérisation morphologique et fonctionnelle du placenta durant les gestations clonées à haut risque est essentielle pour évaluer le statut de la gestation. Les résultats de la présente étude permettront de prédire le développement et le bien-être fœtal de façon critique à travers un protocole standardisé et permettre des interventions médicales pour améliorer le taux de succès des gestations clonées chez les bovins.

Somatic Cell Therapy: A Genetic Rescue for a Tattered Immune System?

Étude de cas / Case study

Increased spinal pain sensitization : a new explanation for highly prevalent painful somatic symptoms in major depressive disorder?

Objectifs: Malgré que les patients souffrant de dépression majeure (DM) rapportent souvent des symptômes douloureux, la relation entre la douleur et la dépression n’est pas encore claire. Ce n’est que récemment que des études employant des paradigmes de sommation temporelle ont pu offrir une explication préliminaire de la cooccurrence de la douleur et de la dépression. Notre étude vise à évaluer la contribution des procédés spinaux et surpraspinaux dans la sensibilisation de la douleur dans la DM en utilisant un paradigme de sommation temporelle. Participants : Treize sujets sains et quatorze patients souffrant de DM ont été inclues dans l’analyse finale. Méthodes : Pour induire une sommation temporelle, nous avons utilisé des stimulations intermittentes du nerf sural de basses et hautes fréquences. La sensibilisation spinale de la douleur a été quantifiée en mesurant la variation de l’amplitude du réflex de retrait nociceptif (NFR) entre les deux conditions de stimulations, ainsi que la sensibilisation supraspinale de la douleur a été obtenue en mesurant le changement dans l’appréciation verbale de la douleur entre ces deux conditions. Résultats : Nous avons observé une sensibilisation plus élevée de la réponse NFR chez les patients dépressifs durant la condition de stimulation à haute fréquence, un effet qui n’a pas été reflété par une sensibilisation amplifiée des appréciations subjectives de la douleur durant l’expérience. Néanmoins, nous avons observé une association entre la sensibilisation spinale et les symptômes somatiques douloureux chez les patients DM. Conclusion : Ces résultats suggèrent une sensibilisation spinale amplifiée dans la DM, ce qui pourrait expliquer la prévalence élevée des symptômes somatiques douloureux chez ces patients.

Somatic embryogenesis in Triticum aestivum L. Morphological observations on germination

Somatic embryos were induced from scutellar callus of immature zygotic embryos of T aestivum cv. Chinese Spring. Observations on precociously germinating somatic embryos revealed that: (i) In the initial stages the coleoptile is split, exposes the shoot apex and forms a green trichomatous leafy structure. In the germinating zygotic embryo, the coleoptile is tubular, (ii) Unlike what has been inferred earlier the leafy structure is the coleoptile and not the scutellum, (iii) Bipolarity of the embryoid is established later when root develops at the basal end.

Psychometric properties of the Somatic Complaints Scale in Spanish children and adults

Resumen tomado de la publicaci??n

Unilateral incompatibility in Capsicum (Solanaceae): Occurrence and taxonomic distribution

Background and aims Unilateral incompatibility (UI) occurs when pollinations between species are successful in one direction but not in the other. Self-incompatible (SI) species frequently show UI with genetically related, self-compatible (SC) species, as pollen of SI species is compatible on the SC pistil, but not vice versa. Many examples of unilateral incompatibility, and all those which have been studied most intensively, are found in the Solanaceae, particularly Lycopersicon, Solanum, Nicotiana and Petunia. The genus Capsicum is evolutionarily somewhat distant from Lycopersicon and Solanum and even further removed from Nicotiana and Petunia. Unilateral incompatibility has also been reported in Capsicum; however, this is the first comprehensive study of crosses between all readily available species in the genus. Methods All readily available (wild and domesticated) species in the genus are used as plant material, including the three genera from the Capsicum pubescens complex plus eight other species. Pollinations were made on pot-grown plants in a glasshouse. The number of pistils pollinated per cross varied (from five to 40 pistils per plant), depending on the numbers of flowers available. Pistils were collected 24 h after pollination and fixed for 3-24 h. After staining, pistils were mounted in a drop of stain, squashed gently under a cover slip and examined microscopically under ultra-violet light for pollen tube growth. Key results Unilateral incompatibility is confirmed in the C. pubescens complex. Its direction conforms to that predominant in the Solanaceae and other families, i.e. pistils of self-incompatible species, or self-compatible taxa closely related to self-incompatible species, inhibit pollen tubes of self-compatible species. Conclusions Unilateral incompatibility in Capsicum does not seem to have arisen to prevent introgression of self-compatibility into self-incompatible taxa, but as a by-product of divergence of the C. pubescens complex from the remainder of the genus. (C) 2004 Annals of Botany Company.

Use of secondary somatic embryos promotes genetic fidelity in cryopreservation of cocoa (Theobroma cacao L.)

The inability to conserve cocoa (Theobroma cacao L.) germplasm via sced storage and the vulnerability of field collections make the establishment of cryopreserved genebanks for the crop a priority. An effective encapsulation-dehydration based cryopreservation system has been developed for cocoa but because the somatic embryos used for freezing arise after a protracted period of callus culture there is concern about maintenance of genetic fidelity during the process. Microsatellite markers for seven of the 10 cocoa linkage groups were used to screen a population of 189 primary somatic embryo-derived emblings and the 43 secondary somatic embryos they gave rise to. Of the primary somatic embryos, 38.1% exhibited polymorphic microsatellite profiles while for secondary somatic embryos the frequency was 23.3%. The same microsatellite markers used to screen another population of 44 secondary somatic embryos cryopreserved through encapsulation-dehydration revealed no polymorphisms. Scanning electron microscopy showed the secondary somatic embryos were derived from cotyledonary epidermal cells rather than callus. The influence of embryo ontogeny on somaclonal variation is discussed.