Comparison of surfactant protein B polymorphisms of healthy term newborns with preterm newborns having respiratory distress syndrome

Polymorphisms and mutations in the surfactant protein B (SP-B) gene have been associated with the pathogenesis of respiratory distress syndrome (RDS). The objective of the present study was to compare the frequencies of SP-B gene polymorphisms between preterm babies with RDS and healthy term newborns. We studied 50 preterm babies with RDS (inclusion criteria - newborns with RDS and gestational age between 28 and 33 weeks and 6 days), and 100 healthy term newborns. Four SP-B gene polymorphisms were analyzed: A/C at nucleotide -18, C/T at nucleotide 1580, A/G at nucleotide 9306, and G/C at nucleotide 8714, by PCR amplification of genomic DNA and genotyping by cRFLP. The healthy newborns comprised 42 female and 58 male neonates; 39 were white and 61 non-white. The RDS group comprised 21 female and 29 male preterm neonates; 28 were white and 22 non-white. Weight ranged from 640 to 2080 g (mean: 1273 g); mean gestational age was 31 weeks and 2 days (range: 28-33 weeks and 6 days). When white children were analyzed separately, a statistically significant difference in the G/C polymorphism at 8714 was observed between groups (P = 0.028). All other genotype frequencies were similar for both groups when sex and race were analyzed together. Analysis of the SP-B polymorphism G/C at nucleotide 8714 showed that among white neonates the GG genotype was found only in the RDS group at a frequency of 17% and the GC genotype was more frequently found in healthy term newborns. These data demonstrate an association of GG genotype with RDS.

Infrared thermography: A non-invasive window into thermal physiology

Infrared thermography is a non-invasive technique that measures mid to long-wave infrared radiation emanating from all objects and converts this to temperature. As an imaging technique, the value of modern infrared thermography is its ability to produce a digitized image or high speed video rendering a thermal map of the scene in false colour. Since temperature is an important environmental parameter influencing animal physiology and metabolic heat production an energetically expensive process, measuring temperature and energy exchange in animals is critical to understanding physiology, especially under field conditions. As a non-contact approach, infrared thermography provides a non-invasive complement to physiological data gathering. One caveat, however, is that only surface temperatures are measured, which guides much research to those thermal events occurring at the skin and insulating regions of the body. As an imaging technique, infrared thermal imaging is also subject to certain uncertainties that require physical modeling, which is typically done via built-in software approaches. Infrared thermal imaging has enabled different insights into the comparative physiology of phenomena ranging from thermogenesis, peripheral blood flow adjustments, evaporative cooling, and to respiratory physiology. In this review, I provide background and guidelines for the use of thermal imaging, primarily aimed at field physiologists and biologists interested in thermal biology. I also discuss some of the better known approaches and discoveries revealed from using thermal imaging with the objective of encouraging more quantitative assessment.

Développement et validation d'un instrument non-invasifde caractérisation du comportement musculaire respiratoire

Réalisé en cotutelle avec l'Université Joseph Fourier École Doctorale Ingénierie pour la Santé,la Cognition et l'Environnement (France)

Inhibition of respiratory syncytial virus by nasally administered siRNA modified with F-ANA

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’étude de l’impact des protéines non structurales NS1 et NS2 du virus respiratoire syncitial sur la réponse immunitaire innée

Le virus respiratoire syncytial (RSV) est un virus à ARN de polarité négative. Les études démontrent que toute la population sera infectée par ce virus au moins deux fois avant l’âge de 3 ans. Le RSV peut provoquer plusieurs pathologies respiratoires telles que la bronchiolite aiguë et la pneumonie. Les infections sévères corrèlent avec le développement de l’asthme. Lors d’une infection virale, les particules du RSV sont détectées par le senseur RIG-I qui induit l’activation des facteurs de transcription NF-κB et IRF-3. Respectivement, les facteurs de transcription activeront les réponses inflammatoire et antivirale. Au coeur des pathologies induites par le RSV se trouve une réponse immunitaire mal adaptée. Plus précisément, par l’entremise de NF-κB, le RSV provoque une production exagérée de cytokines et chimiokines qui induisent une réponse inflammatoire démesurée provoquant du dommage tissulaire. Paradoxalement, le RSV est capable d’échapper à la réponse antivirale. Ces deux phénomènes sont contrôlés par l’entremise des protéines non structurales NS1 et NS2. Le mécanisme délimitant le mode d’action de NS1 et NS2 sur la réponse antivirale reste à être déterminé. Avec pour objectif d’élucider comment NS1 et NS2 inhibent la réponse antivirale, nous avons investigué le mécanisme de reconnaissance de l’hôte vis-à-vis de RSV. Nous démontrerons, pour la première fois, que le senseur cytosolique MDA5 est impliqué dans la réponse antivirale contre le RSV. Nous présenterons des résultats préliminaires qui suggèrent que le rôle de MDA5 est non redondant à RIG-I. À l’aide d’ARN interférant dirigé contre RIG-I et de transfection de MDA5, nous démontrerons que MDA5 ne contribue pas à la phosphorylation d’IRF-3, mais plutôt qu’elle régit la stabilité du facteur de transcription. Nous démontrerons aussi que, contrairement à l’hypothèse actuelle sur le fonctionnement de NS1 et NS2, l’inhibition de ces derniers ne provoque pas une augmentation de la cytokine antivirale IFN−β. Cependant, l’expression ectopique de NS1 et NS2 réduit l’activité du promoteur de l’IFN-β et de la protéine cytoplasmic antivirale ISG56 lorsqu’elle est mesurée par essai luciférase.

Modulation de la stabilité de l'ARNm alphaENaC dans les cellules épithéliales alvéolaires : détermination du rôle des séquences 3' non traduites

Le transport actif de sodium par les cellules épithéliales alvéolaires est le principal mécanisme impliqué dans la régulation du niveau de liquide dans le poumon distal. Le canal épithélial sodique (ENaC) exprimé par les cellules épithéliales alvéolaires est essentiel à la résorption du liquide des poumons à la naissance ainsi que la résolution de l'œdème pulmonaire chez l'adulte. L'activité et l'expression du canal ENaC sont modulées par de nombreux stress pathophysiologiques. L'inflammation pulmonaire constitue un facteur important dans l'inhibition de l'expression du canal ENaC et pourrait favoriser la formation d'œdème pulmonaire. Nous avons précédemment démontré que différentes cytokines pro-inflammatoires, ainsi que les lipopolysaccharides (LPS) de Pseudomonas aeruginosa, inhibent l'expression de l'ARNm αENaC par des mécanismes de régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle. Ces résultats suggèrent que les mécanismes qui modulent la stabilité des ARNm αENaC pourraient jouer un rôle important dans la régulation du niveau d’expression du transcrit en condition inflammatoire. Le principal objectif de mes travaux était de caractériser les mécanismes de modulation de l’ARNm αENaC dans les cellules épithéliales alvéolaires lors de différents stress pathophysiologiques et déterminer si cette modulation pouvait s’expliquer en partie par une régulation de la stabilité du transcrit. Mes travaux montrent que les LPS et la cycloheximide inhibent l’expression de l’ARNm αENaC de façon similaire via l’activation des voies de signalisation des MAPK ERK1/2 et p38. Cependant, les mécanismes de modulation de l’expression de l'ARNm αENaC sont différents puisque les LPS répriment la transcription du gène, alors que la cycloheximide diminuerait la stabilité du transcrit via des mécanismes post-transcriptionnels impliquant la région 3' non traduite (3'UTR) de l'ARNm αENaC. Pour mieux étudier le rôle du 3'UTR dans ce processus, nous avons développé un modèle Tet-Off nous permettant de mesurer la demi-vie de l’ARNm αENaC indépendamment de l’utilisation d’un inhibiteur de la transcription comme l'actinomycine D (Act. D). Nous avons montré que la demi-vie de l’ARNm αENaC était de 100min, un temps beaucoup plus court que celui rapporté dans la littérature. Nous avons démontré que l’Act. D a un effet stabilisateur important sur l’ARNm αENaC et qu’il ne peut être utilisé pour évaluer la stabilité du transcrit. À l’aide de différents mutants de délétion, nous avons entrepris de déterminer la nature des régions du 3’UTR impliquées dans la modulation de la stabilité du transcrit. Nous avons trouvé que le 3’UTR joue un rôle à la fois de stabilisation (région 3’UTR proximale) et de déstabilisation (région 3’UTR distale) du transcrit. Notre système nous a finalement permis de confirmer que la diminution de l’ARNm αENaC observée en présence de TNF-α s’expliquait en partie par une diminution importante de la stabilité du transcrit induite par cette cytokine. Enfin, nous avons identifié la nature des protéines pouvant se lier au 3’UTR de l’ARNm αENaC et déterminé lesquelles pouvaient moduler la stabilité du transcrit. Des trois protéines candidates trouvées, nous avons confirmé que la surexpression de DHX36 et TIAL1 diminue le niveau de transcrit par un mécanisme impliquant la stabilité du messager. Les travaux présentés ici montrent la complexité des voies de signalisation induites par différents stress sur les cellules épithéliales alvéolaires et montrent comment la stabilité de l’ARNm αENaC et en particulier, les séquences du 3’UTR jouent un rôle important dans la modulation du niveau de transcrit. Le modèle Tet-Off que nous avons développé permet d’estimer le temps de demi-vie réel de l’ARNm αENaC et montre que le 3’UTR du messager joue un rôle complexe dans la stabilisation du messager en condition de base ainsi qu’en condition pro-inflammatoire. Enfin, nous avons identifié deux protéines liant l’ARNm qui pourraient jouer un rôle important dans la modulation de la stabilité du transcrit.

In vitro and in vivo effects of deoxynivalenol (DON) mycotoxin on porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) in piglets

Les récoltes de céréales sont souvent contaminées par des moisissures qui se développent pendant la récolte et l’entreposage et produisent des métabolites secondaires appelés mycotoxines. Le porc est reconnu pour être sensible au déoxynivalénol (DON). L’infection virale la plus importante chez le porc est causée par le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP). Celui-ci provoque un syndrome grippal et des troubles de reproduction. L’objectif du présent projet était de déterminer l'effet in vitro de DON sur la réplication du VSRRP dans de lignées cellulaires permissives, MARC-145 et PAM, et déterminer in vivo l'impact de DON dans des aliments naturellement contaminés sur l’infection au VSRRP chez le porcelet. Tout d’abord, les cellules ont été incubées avec des doses croissantes de DON et ont été infectées avec du VSRRP pour évaluer la viabilité et la mortalité cellulaire, la réplication virale et l’expression de cytokines. Les résultats ont montré que les concentrations de DON de 560ng/ml et plus affectaient significativement la survie des cellules MARC-145 et PAM infectées par le VSRRP. En revanche, il y avait une augmentation significative de la viabilité et une réduction de la mortalité cellulaire à des concentrations de DON de 140 à 280 ng/ml pour les cellules PAM et de 70 à 280 ng/ml pour les cellules MARC-145 avec une réduction de l'effet cytopathique provoqué parle VSRRP. Au niveau in vivo, 30 porcelets divisés en 3 groupes de 10 porcelets et nourris pendant 2 semaines avec 3 différentes diètes naturellement ont été contaminées avec DON (0; 2,5 et 3,5 mg/kg). Les porcelets ont été subdivisés en 6 groupes, 3 groupes de 6 porcelets et ont été exposés au DON pendant 2 semaines et infectés par voie intratrachéale et intramusculaire avec le virus. Les 3 autres groupes de 4 porcelets servaient de contrôle non infectés. Les signes cliniques ont été enregistrés pendant 21 jours. La virémie a été évaluée par PCR. À la fin de l’expérimentation, les porcelets ont été euthanasiés et les lésions pulmonaires ont été évaluées. Les résultats ont montré que l’ingestion de DON à 3,5 mg/kg a augmenté l’effet du VSRRP sur la sévérité des signes cliniques, les lésions pulmonaires et la mortalité. L’ingestion de DON à 2,5 mg/kg a entrainé une augmentation de la virémie au jour 3 après l’infection mais sans impact sur les signes cliniques et les lésions pulmonaires. Mot clés: DON, VSRRP, MARC-145, PAM, effet cytopathique, cytokines, PCR

La ventilazione non-invasiva a pressione positiva nell’insufficienza respiratoria acuta ipercapnica: 10 anni di esperienza clinica di una Unità di Terapia Semi-Intensiva Respiratoria

PremessaSebbene numerosi studi prospettici, controllati e randomizzati abbiano dimostrato il successo della ventilazione non-invasiva a pressione positiva (NIV) in casi selezionati di insufficienza respiratoria acuta ipercapnica (IRA) in setting con intensità di cura differenti, i dati di pratica clinica relativi all’uso della NIV nel “mondo reale” sono limitati. Scopo Riportare i risultati della nostra esperienza clinica sulla NIV nell’IRA applicata nell’Unità di Terapia Semi-Intensiva Respiratoria (UTSIR) allocata all’interno dell’Unità Operativa di Pneumologia di Arezzo negli anni 1996-2006 in termini di: tollerabilità, effetti sui gas ematici, tasso di successo e fattori predittivi del fallimento.MetodiTrecentocinquanta dei 1484 pazienti (23.6%) consecutivamente ammessi per IRA nella nostra Unità Operativa di Pneumologia durante il periodo di studio hanno ricevuto la NIV in aggiunta alla terapia standard, in seguito al raggiungimento di criteri predefiniti impiegati di routine.RisultatiOtto pazienti (2.3%) non hanno tollerato la NIV per discomfort alla maschera, mentre i rimanenti 342 (M: 240, F: 102; età: mediana (interquartili) 74.0 (68.0-79.3) anni; BPCO: 69.3%) sono stati ventilati per >1 ora. I gas ematici sono significativamente migliorati dopo 2 ore di NIV (media (deviazione standard) pH: 7.33 (0.07) versus 7.28 (7.25-7.31), p<0.0001; PaCO2: 71.4 (15.3) mmHg versus 80.8 (16.6) mmHg, p<0.0001; PaO2/FiO2: 205 (61) versus 183 (150-222), p<0.0001). La NIV ha evitato l’intubazione in 285/342 pazienti (83.3%) con una mortalità ospedaliera del 14.0%. Il fallimento della NIV è risultato essere predetto in modo indipendente dall’Apache III (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation III) score, dall’indice di massa corporea e dal fallimento tardivo della NIV (> 48 ore di ventilazione) dopo iniziale risposta positiva.ConclusioniSecondo la nostra esperienza clinica di dieci anni realizzata in una UTSIR, la NIV si conferma essere ben tollerata, efficace nel migliorare i gas ematici e utile nell’evitare l’intubazione in molti episodi di IRA non-responsivi alla terapia standard.

Modulatory effect of fatty acids on fungicidal activity, respiratory burst and TNF-alpha and IL-6 production in J774 murine macrophages

The reported effects of different families of fatty acids (FA; SFA, MUFA, n-3 and n-6 PUFA) on human health and the importance of macrophage respiratory burst and cytokine release to immune defence led us to examine the influence of palmitic acid (PA), oleic acid (OA), linoleic acid, arachidonic acid, EPA and DHA on macrophage function. We determined fungicidal activity, reactive oxygen species (ROS) and cytokine production after the treatment of J774 cells with non-toxic concentrations of the FA. PA had a late and discrete stimulating effect on ROS production, which may be associated with the reduced fungicidal activity of the cells after treatment with this FA. OA presented a sustained stimulatory effect on ROS production and increased fungicidal activity of the cells, suggesting that enrichment of diets with OA may be beneficial for pathogen elimination. The effects of PUFA on ROS production were time-and dose-dependently regulated, with no evident differences between n-3 and n-6 PUFA. It was worth noting that most changes induced after stimulation of the cells with lipopolysaccharide were suppressed by the FA. The present results suggest that supplementation of the diet with specific FA, not classes of FA, might enable an improvement in host defence mechanisms or a reduction in adverse immunological reactions.

Gene optimization leads to robust expression of human respiratory syncytial virus nucleoprotein and phosphoprotein in human cells and induction of humoral immunity in mice

Human respiratory syncytial virus (HRSV) is the major pathogen leading to respiratory disease in infants and neonates worldwide. An effective vaccine has not yet been developed against this virus, despite considerable efforts in basic and clinical research. HRSV replication is independent of the nuclear RNA processing constraints, since the virus genes are adapted to the cytoplasmic transcription, a process performed by the viral RNA-dependent RNA polymerase. This study shows that meaningful nuclear RNA polymerase II dependent expression of the HRSV nucleoprotein (N) and phosphoprotein (F) proteins can only be achieved with the optimization of their genes, and that the intracellular localization of N and P proteins changes when they are expressed out of the virus replication context. Immunization tests performed in mice resulted in the induction of humoral immunity using the optimized genes. This result was not observed for the non-optimized genes. In conclusion, optimization is a valuable tool for improving expression of HRSV genes in DNA vaccines. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Association between particulate matter from biomass burning and respiratory diseases in the southern region of the Brazilian Amazon

Objective. To investigate the short-term effects of exposure to particulate matter from biomass burning in the Amazon on the daily demand for outpatient care due to respiratory diseases in children and the elderly. Methods. Epidemiologic study with ecologic time series design. Daily consultation records were obtained from the 14 primary health care clinics in the municipality of Alta Floresta, state of Mato Grosso, in the southern region of the Brazilian Amazon, between January 2004 and December 2005. Information on the daily levels of fine particulate matter was made available by the Brazilian National Institute for Spatial Research. To control for confounding factors ( situations in which a non-causal association between exposure and disease is observed due to a third variable), variables related to time trends, seasonality, temperature, relative humidity, rainfall, and calendar effects ( such as occurrence of holidays and weekends) were included in the model. Poisson regression with generalized additive models was used. Results. A 10 mu g/m(3) increase in the level of exposure to particulate matter was associated with increases of 2.9% and 2.6% in outpatient consultations due to respiratory diseases in children on the 6th and 7th days following exposure. Significant associations were not observed for elderly individuals. Conclusions. The results suggest that the levels of particulate matter from biomass burning in the Amazon are associated with adverse effects on the respiratory health of children.

Postharvest changes and respiratory pattern of bacuri fruit (Platonia insignis Mart.) at different maturity stages during ambient storage

O bacuri (Platonia insignis, Mart.) é um dos mais importantes entre os frutos da Amazônia. Todavia, pouco se sabe sobre sua fisiologia pós-colheita, bem como, estádio de maturação, mudanças durante o armazenamento sob condições ambientais e padrão respiratório. Os frutos foram colhidos em três estádios de maturação baseados na coloração do epicarpo: verde-escuro, verde-claro e de vez (50% amarelo), com o objetivo de se determinar as modificações de coloração e padrão respiratório durante armazenamento sob condições de ambiente (25,2 ºC, 75,1 % UR). Os frutos de todos os estádios de maturação apresentaram, a partir do terceiro dia de colheita, comportamento respiratório não climatérico, com os frutos de vez apresentando maior taxa de produção de CO2 até o quarto dia de armazenamento (177,63 mg CO2.kg-1.h-1). O amarelecimento aumentou durante o armazenamento e foi relacionado com a diminuição da luminosidade (L), cromaticidade e ângulo hue. Os frutos de vez podem ser armazenados sob condições de ambiente por até 10 dias sem nenhuma perda da qualidade comercial.

Influence of respiratory biofeedback associated to re-expansive ventilation patterns in individuals with functional mouth breathing

Objectives: Assess the effect of re-expansive respiratory patterns associated to respiratory biofeedback (RBF) on pulmonary function, respiratory muscle strength and habits in individuals with functional mouth breathing (FMB).Methods: Sixty children with FMB were divided into experimental and control groups. The experimental group was submitted to 15 sessions of re-expansive respiratory patterns associated to RBF (biofeedback pletsmovent; MICROHARD (R) V1.0), which provided biofeedback of the thoracic and abdominal movements. The control group was submitted to 15 sessions using biofeedback alone. Spirometry, maximum static respiratory pressure measurements and questions regarding habits (answered by parents/guardians) were carried out before and after therapy. The Student's t-test for paired data and non-parametric tests were employed for statistical analysis at a 5% Level of significance.Results: Significant changes were found in forced vital. capacity, Tiffeneau index scores, maximum expiratory pressure, maximum inspiratory pressure and habits assessed in FMB with the use of RBF associated to the re-expansive patterns. No significant differences were found comparing the experimental and control groups.Conclusions: The results allow the conclusion that RBF associated to re-expansive patterns improves forced vital capacity, Tiffeneau index scores, respiratory muscle strength and habits in FMB and can therefore be used as a form of therapy for such individuals. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

High-Frequency Oscillatory Ventilation Associated With Inhaled Nitric Oxide Compared to Pressure-Controlled Assist/Control Ventilation and Inhaled Nitric Oxide in Children: Randomized, Non-Blinded, Crossover Study

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Respiratory manifestations of panic disorder in animals and humans: A unique opportunity to understand how supramedullary structures regulate breathing

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)