995 resultados para TUMOR-STROMAL INTERACTIONS
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Bidirectional exchange of information between the cancer cells and their environment is essential for cancer to evolve. Cancer cells lose the ability to regulate their growth, gain the ability to detach from neighboring cells and finally some of the cells disseminate from the primary tumor and invade to the adjacent tissue. During cancer progression, cells acquire features that promote cancer motility and proliferation one of them being increased filopodia number. Filopodia are dynamic actin-rich structures extending from the leading edge of migrating cells and the main function of these structures is to serve as environmental sensors. It is nowadays widely appreciated, that not only the cancer cells, but also the surrounding of the tumor – the tumor microenvironment- contribute to cancer cell dissemination and tumor growth. Activated stromal fibroblasts, also known as cancer-associated fibroblasts (CAFs) actively participate on tumor progression. CAFs are the most abundant cell type surrounding the cancer cells and they are the main cell type producing the extracellular matrix (ECM) within tumor stroma. CAFs secrete growth factors to promote tumor growth, direct cancer cell invasion as well as modify the stromal ECM architecture. The aim of this thesis was to investigate the function of filopodia, particularly the role of filopodia-inducing protein Myosin-X (Myo10), in breast cancer cell invasion and metastasis. We found that Myo10 is an important regulator of basal type breast cancer spreading downstream of mutant p53. In addition, I investigated the role of CAFs and their secreted matrix on tumor growth. According to the results, CAF-derived matrix has altered organization and stiffness which induces the carcinoma cell proliferation via epigenetic mechanisms. I identified histone demethylase enzyme JMJD1a to be regulated by the stiffness and to participate in stiffness induced growth control.
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Spontaneous teratocarcinomas are ovarian or testicular tumors which have their origins in germ cells. The tumors contain a disorganized array of benign differentiated cells as well as an undifferentiated population of malignant stem cells, the embryonal carcinoma or EC cells. These pluripotent stem cells in tissue culture share many properties with the transient pluripotent cells of the early embryo, and might therefore serve as models for the investigation of developmental events ill vitro. The property of EC cells of prime interest in this study is an in vivo phenomenon. Certain EC cell lines are known to be regulated ill vivo and to differentiate normally in association with normal embryonic cells, resulting in chimeric mice. These mice have two genetically distinct cell populations, one of which is derived from the originally malignant EC cells. This has usually been accomplished by injection of the EC cells into the Day 3 blastocyst. In this study, the interactions between earlier stage embryos and EC cells have been tested by aggregating clumps of EC cells with Day 2 embryos. The few previous aggregation studies produced a high degree of abnormality in chimeric embryos, but the EC cells employed had known chromosomal abnormalities. In this study, two diploid EC cell lines (P19 and Pi0) were aggregated with 2.5 day mouse embryos, and were found to behave quite differently in the embryonic environment. P19 containing aggregates generally resorbed early, and the few embryos recovered at midgestation were normal and non-chimeric. Pi0 containing aggregates survived in high numbers to midgestation, and the Pi0 cells were very successful in colonizing the embryo. All these embryos were chimeric, and the contribution by the EC cells to each chimera was very high. However, these heavily chimeric embryos were all abnormal. Blastocyst injection had previously produced some abnormal embryos with high Pl0 contributions in addition to the live born mice, which had lower EC contributions. This study now adds more support to the hypothesis that high EC contributions may be incompatible with normal development. The possibility that the abnormalities were due to the mixing of temporally asynchronous embryonic cell types in the aggregates was tested by aggregating normal pluripotent cells taken from 3.5 day embryos with 2.5 day embryos. Early embryo loss was very high, and histological studies showed that the majority of these embryos died by 6.5 days development. Some embryos escaped this early death such that some healthy chimeras were recovered, in contrast to recovery of abnormal chimeric embryos following Pl0-morula aggregations, and non-chimeric embryos following P19-morula aggregations. This somewhat surprising adverse effect on development following aggregation of normal cell types suggests that there are developmental difficulties associated with the mixing of asynchronous cell types in aggregates. However, the greater magnitude of the adverse effects when the aggregates contained tumor derived cells suggests that EC cells should not be considered the complete equivalent of the pluripotent cells of the early embryo.
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Trois protéines de la famille TRIM (Motif TRIpartite), TIF1α, β (Transcriptional Intermediary Factor 1) et PML (ProMyelocytic Leukaemia¬), font l’objet de cette étude. TIF1α est connu comme un coactivateur des récepteurs nucléaires et TIF1β comme le corépresseur universel des protéines KRAB-multidoigt de zinc dont le prototype étudié ici est ZNF74. PML possède divers rôles dont le plus caractérisé est celui d’être l’organisateur principal et essentiel des PML-NBs (PML-Nuclear Bodies), des macrostructures nucléaires très dynamiques regroupant et coordonnant plus de 40 protéines. Il est à noter que la fonction de TIF1α, β et PML est régulée par une modification post-traductionnelle, la sumoylation, qui implique le couplage covalent de la petite protéine SUMO (Small Ubiquitin like MOdifier) à des lysines de ces trois protéines cibles. Cette thèse propose de développer des méthodes utilisant le BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfert) afin de détecter dans des cellules vivantes et en temps réel des interactions non-covalentes de protéines nucléaires mais aussi leur couplage covalent à SUMO. En effet, le BRET n’a jamais été exploré jusqu’alors pour étudier les interactions non-covalentes et covalentes de protéines nucléaires. L’étude de l’interaction de protéines transcriptionnellement actives est parfois difficile par des méthodes classiques du fait de leur grande propension à agréger (famille TRIM) ou de leur association à la matrice nucléaire (ZNF74). L’homo et l’hétérodimérisation de TIF1α, β ainsi que leur interaction avec ZNF74 sont ici testées sur des protéines entières dans des cellules vivantes de mammifères répondant aux résultats conflictuels de la littérature et démontrant que le BRET peut être avantageusement utilisé comme alternative aux essais plus classiques basés sur la transcription. Du fait de l’hétérodimérisation confirmée de TIF1α et β, le premier article présenté ouvre la possibilité d’une relation étroite entre les récepteurs nucléaires et les protéines KRAB- multidoigt de zinc. Des études précédentes ont démontré que la sumoylation de PML est impliquée dans sa dégradation induite par l’As2O3 et dépendante de RNF4, une E3 ubiquitine ligase ayant pour substrat des chaînes de SUMO (polySUMO). Dans le second article, grâce au développement d’une nouvelle application du BRET pour la détection d’interactions covalentes et non-covalentes avec SUMO (BRETSUMO), nous établissons un nouveau lien entre la sumoylation de PML et sa dégradation. Nous confirmons que le recrutement de RNF4 dépend de SUMO mais démontrons également l’implication du SBD (Sumo Binding Domain) de PML dans sa dégradation induite par l’As2O3 et/ou RNF4. De plus, nous démontrons que des sérines, au sein du SBD de PML, qui sont connues comme des cibles de phosphorylation par la voie de la kinase CK2, régulent les interactions non-covalentes de ce SBD mettant en évidence, pour la première fois, que les interactions avec un SBD peuvent dépendre d’un évènement de phosphorylation (“SBD phospho-switch”). Nos résultats nous amènent à proposer l’hypothèse que le recrutement de PML sumoylé au niveau des PML-NBs via son SBD, favorise le recrutement d’une autre activité E3 ubiquitine ligase, outre celle de RNF4, PML étant lui-même un potentiel candidat. Ceci suggère l’existence d’une nouvelle relation dynamique entre phosphorylation, sumoylation et ubiquitination de PML. Finalement, il est suggéré que PML est dégradé par deux voies différentes dépendantes de l’ubiquitine et du protéasome; la voie de CK2 et la voie de RNF4. Enfin une étude sur la sumoylation de TIF1β est également présentée en annexe. Cette étude caractérise les 6 lysines cibles de SUMO sur TIF1β et démontre que la sumoylation est nécessaire à l’activité répressive de TIF1β mais n’est pas impliquée dans son homodimérisation ou son interaction avec la boîte KRAB. La sumoylation est cependant nécessaire au recrutement d’histones déacétylases, dépendante de son homodimérisation et de l’intégrité du domaine PHD. Alors que l’on ne connaît pas de régulateur physiologique de la sumoylation outre les enzymes directement impliquées dans la machinerie de sumoylation, nous mettons en évidence que la sumoylation de TIF1β est positivement régulée par son interaction avec le domaine KRAB et suggérons que ces facteurs transcriptionnels recrutent TIF1β à l’ADN au niveau de promoteur et augmentent son activité répressive en favorisant sa sumoylation.
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L’adaptation des cellules à leur environnement externe repose sur la transduction adéquate de signaux régulés par une pléthore d'événements moléculaires. Parmi ces événements moléculaires, les modifications post-traductionnelles (MPT) de protéines aident à intégrer, à traduire et à organiser de façon spatiotemporelle ces signaux pour que les cellules puissent réagir aux stimuli externes. Parmi les modifications post-traductionnelles, les petites protéines de la famille de l’Ubiquitine (Ublps, Ubiquitin-like proteins) jouent un rôle majeur dans presque toutes les voies de signalisation. Cette thèse rapporte des études fonctionnelles et structurales des interactions covalentes et non covalentes entre SUMO (Small Ubiquitin related MOdifier), un membre de la famille des Ublps, et trois protéines d'échafaudage, TIF1beta, le corépresseur universel des protéines KRAB-multidoigt de zinc, PIAS1, une ligase E3 pour SUMO et PML, un suppresseur de tumeur. La première étude rapporte l'identification et la caractérisation biochimique des sites de SUMOylation de TIF1beta. Nous avons déterminé que la modification covalente de six résidus lysine par SUMO est essentielle à l’activité de répression de la transcription induit par TIF1beta. En outre, nous présentons des évidences indiquant que la SUMOylation de TIF1 exige non seulement sa capacité à homo-oligomériser, mais est aussi positivement régulée par son interaction avec le domaine KRAB des protéines à doigts de zinc. Partant de ce constat, nous postulons que les protéines KRAB-multidoigt de zinc recrutent leur corépresseur TIF1betaà des gènes cibles, mais aussi accentuent son activité répressive grâce à l'augmentation de sa SUMOylation. Notre seconde étude révèle qu’en plus de réprimer la transcription en tant que MPT covalente, SUMO joue aussi un rôle important dans la répression en tant que partenaire non covalent d’interactions protéine-protéine. Nous avons montré que SUMO interagit simultanément avec deux enzymes de la machinerie de SUMOylation, l’unique enzyme de conjugaison E2, UBC9, et la ligase E3 PIAS1 au sein d’un complexe ternaire répresseur. En outre, nous révélons que la formation du complexe ternaire PIAS1:SUMO:UBC9 est modulée par le niveau de phosphorylation de résidus sérine juxtaposés à un motif d’interaction avec SUMO (SIM) dans PIAS1. Ainsi, SUMO agit comme un adaptateur spécifique qui stabilise les interactions UBC9 E2: E3 PIAS1. Partant de ce constat, nous proposons que les enzymes E2 et E3 des autres systèmes Ublps exploitent des mécanismes similaires dans le cadre de leur fonction Enfin, notre troisième étude explore la régulation des interactions non covalentes de SUMO par la phosphorylation. En utilisant une combinaison d'études in vivo et in vitro, nous démontrons que l'interaction entre SUMO1 et PML est régi par la phosphorylation dépendant de CK2 sur quatre résidus sérine de PML. Les structures cristallographiques des complexes PML-SIM:SUMO1 révèlent que les phospho-sérines de PML contactent des résidus de la région basique de SUMO1. Sachant que la kinase CK2 peut être induite par des kinases activables par le stress, ces résultats suggèrent que les interactions non-covalentes avec SUMO sont modulées par le stress cellulaire. Sur la base de cette constatation, nous postulons que des événements analogues affectent des protéines contenant des séquences SIM ciblées par CK2. En résumé, cette étude révèle qu’en plus de son rôle de MPT, SUMO peut fonctionner comme un adaptateur permettant des interactions spécifiques entre protéines tel que pour les enzymes E3 et E2.
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Le fichier vidéo en format .avi accompagne mon document et correspond à l'annexe II. C'est une vidéomicroscopie dont la légende est mise en annexe II.
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L’ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui joue un rôle majeur dans la régulation d’une multitude de processus cellulaires. Dans cette thèse, je discuterai de la caractérisation de deux protéines, BRCA1 et BAP1, soit deux suppresseurs de tumeurs fonctionnellement reliés. BRCA1, une ubiquitine ligase qui catalyse la liaison de l’ubiquitine à une protéine cible, est mutée dans les cancers du sein et de l'ovaire. Il est bien établi que cette protéine aide à maintenir la stabilité génomique suite à un bris double brin de l’ADN (BDB), et ce, à l’aide d’un mécanisme de réparation bien caractérisé appelé recombinaison homologue. Cependant, les mécanismes de régulation de BRCA1 suite à des stresses génotoxiques n’impliquant pas directement un BDB ne sont pas pleinement élucidés. Nous avons démontré que BRCA1 est régulée par dégradation protéasomale suite à une exposition des cellules à deux agents génotoxiques reconnus pour ne pas directement générer des BDBs, soit les rayons UV, qui provoquent la distorsion de l’hélice d’ADN, et le méthyle méthanesulfonate (MMS), qui entraîne l’alkylation de l’ADN. La dégradation de BRCA1 est réversible et indépendante des kinases associées à la voie des PI3 kinase, soit ATM, ATR et DNA-PK, protéines qui sont rapidement activées par les dommages à l’ADN. Nous proposons que la dégradation de BRCA1 prévienne son recrutement intempestif, ainsi que celui des facteurs qui lui sont associés, à des sites de dommages d’ADN qui ne sont pas des BDBs, et que cette régulation coordonne la réparation de l’ADN. L’enzyme de déubiquitination BAP1 a initialement été identifiée comme une protéine capable d’interagir avec BRCA1 et de réguler sa fonction. Elle est également connue pour sa capacité à se lier avec les protéines du groupe Polycomb, ASXL1 et ASXL2. Cependant, l’importance de ces interactions n’a toujours pas été établie. Nous avons démontré que BAP1 forme deux complexes protéiques mutuellement exclusifs avec ASXL1 et ASXL2. Ces interactions sont critiques pour la liaison de BAP1 à l’ubiquitine ainsi que pour la stimulation de son activité enzymatique envers l’histone H2A. Nous avons également identifié des mutations de BAP1 dérivées de cancers qui empêchent à la fois son interaction avec ASXL1 et AXSL2, et son activité de déubiquitinase, ce qui fournit un lien mécanistique direct entre la déubiquitination de H2A et la tumorigenèse. Élucider les mécanismes de régulation de BRCA1 et BAP1 menera à une meilleure compréhension de leurs rôles de suppresseurs de tumeurs, permettant ainsi d’établir de nouvelles stratégies de diagnostic et traitement du cancer.
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Emergent molecular measurement methods, such as DNA microarray, qRTPCR, and many others, offer tremendous promise for the personalized treatment of cancer. These technologies measure the amount of specific proteins, RNA, DNA or other molecular targets from tumor specimens with the goal of “fingerprinting” individual cancers. Tumor specimens are heterogeneous; an individual specimen typically contains unknown amounts of multiple tissues types. Thus, the measured molecular concentrations result from an unknown mixture of tissue types, and must be normalized to account for the composition of the mixture. For example, a breast tumor biopsy may contain normal, dysplastic and cancerous epithelial cells, as well as stromal components (fatty and connective tissue) and blood and lymphatic vessels. Our diagnostic interest focuses solely on the dysplastic and cancerous epithelial cells. The remaining tissue components serve to “contaminate” the signal of interest. The proportion of each of the tissue components changes as a function of patient characteristics (e.g., age), and varies spatially across the tumor region. Because each of the tissue components produces a different molecular signature, and the amount of each tissue type is specimen dependent, we must estimate the tissue composition of the specimen, and adjust the molecular signal for this composition. Using the idea of a chemical mass balance, we consider the total measured concentrations to be a weighted sum of the individual tissue signatures, where weights are determined by the relative amounts of the different tissue types. We develop a compositional source apportionment model to estimate the relative amounts of tissue components in a tumor specimen. We then use these estimates to infer the tissuespecific concentrations of key molecular targets for sub-typing individual tumors. We anticipate these specific measurements will greatly improve our ability to discriminate between different classes of tumors, and allow more precise matching of each patient to the appropriate treatment
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Mycoplasma arthritidis causes autoimmune arthritis in rodents. It produces a superantigen (MAM) that simultaneously activates antigen presenting cells and T cells inducing nitric oxide and cytokine release. Nitric oxide is a key inducer and regulator of the immune system activation. Here, we investigated nitric oxide and cytokine production and interactions of these molecules in MAM-stimulated co-cultures of macrophages (J774A.1 cell line) with spleen lymphocytes. We found that: a) MAM-induced nitric oxide, interferon-gamma, membrane-associated tumor necrosis factor and interleukin-2 production in co-cultures of macrophages with lymphocytes from BALB/c and C3H/HePas but not from C57B1/6 mice; b) production of nitric oxide was dependent on interferon-gamma whereas that of interferon-gamma was dependent on interleukin-2 and membrane-associated tumor necrosis factor; c) these cytokines up regulated MAM-induced nitric oxide production. Unraveling the mechanisms of cell activation induced by MAM might be helpful to design strategies to prevent immune system activation by superantigens and therefore in seeking amelioration of associated immunopathologies. (C) 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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BMPs are components superfamily ligands transformation growth fator-β (TGF-β) secreted into the extracellular environment, with mechanisms of intercellular communication through specific ligands and receptors in various target cells, being recognized for its influence in osteogenic induction, also play an important role in tissue homeostasis, cell proliferation, differentiation control , in addition to being present in the development of various malignancies. The aim of this study was to compare the immunohistochemical expression of BMP-2, BMP-4 and its receptors BMPRIA and BMPRII in cases of ameloblastoma and adenomatoid odontogenic tumor. The sample consisted of 20 cases of solid ameloblastoma (SA), 10 cases of ameloblastoma unicystic (UA) and 16 cases of adenomatoid odontogenic tumor (AOT). The expression of BMPs and their receptors was evaluated in the parenchyma and stroma of lesions, establishing the percentage of immunopositive cells (0 - negative; 1-1 % to 10 % of cells positive; 2 - 11% to 25% of positive cells; 3 - 26% to 50% of cells positive; 4 - 51% to 75 % of positive cells; 5 - more than 75% positive cells). Analysis of the expression of BMP-2 revealed no statistically significant differences in parenchymal (p = 0.925) and stromal component (p = 0.345) between the groups, as well as BMP-4 (p = 0.873 / p = 0.131). In the epithelial component, SA and AOT had a higher frequency of score 5. In turn, all cases of UA were classified as score 5. The analysis of the stromal component showed no statistically significant difference between groups with respect to median scores BMPRIA positivity (p = 0.768) and BMPRII (p = 0.779). In the epithelial component of SA and UA, no statistically significant correlations between imunoexpression proteins analyzed were observed. In turn, the group of AOT, statistically significant positive correlations between the scores of expression of all studied proteins were found. In the stromal component, statistically significant positive correlations were found only in the SA group in BMP -4 and BMPRII (r = 0.476; p = .034), in the UA in BMP-4 and BMPRIA (r = 0.709; p = 0.022). The results of this study suggest that the BMPs and their receptors are involved in the development process odontogenic tumors. BMP-4, in turn, besides being present in odontogenic tumors have the capacity to form mineralized material.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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Coupled bone turnover is directed by the expression of receptor-activated NF-kappa B ligand (RANKL) and its decoy receptor, osteoprotegerin (OPG). Proinflammatory cytokines, such as interleukin-1 beta (IL-1 beta) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) induce RANKL expression in bone marrow stromal cells. Here, we report that IL-1 beta and TNF-alpha-induced RANKL requires p38 mitogen-activating protein kinase (MAPK) pathway activation for maximal expression. Real-time PCR was used to assess the p38 contribution toward IL-1 beta and TNF-alpha-induced RANKL mRNA expression. Steady-state RANKL RNA levels were increased approximately 17-fold by IL-1 beta treatment and subsequently reduced similar to 70%-90% when p38 MAPK was inhibited with SB203580. RANKL mRNA stability data indicated that p38 MAPK did not alter the rate of mRNA decay in IL-1 beta-induced cells. Using a RANKL-luciferase cell line receptor containing a 120-kB segment of the 5' flanking region of the RANKL gene, reporter expression was stimulated 4-5-fold by IL-1 beta or TNF-alpha treatment. IL-1 beta-induced RANKL reporter expression was completely blocked with specific p38 inhibitors as well as dominant negative mutant constructs of MAPK kinase-3 and -6. In addition, blocking p38 signaling in bone marrow stromal cells partially inhibited IL-1 beta and TNF-alpha-induced osteoclastogenesis in vitro. Results from these studies indicate that p38 MAPK is a major signaling pathway involved in IL-1 beta and TNF-alpha-induced RANKL expression in bone marrow stromal cells.
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Gastrointestinal stromal tumors (GISTs) are mesenchymal tumors that may exhibit varied morphologic appearances (spindle, epithelioid) and biologic potentials. Given the continuing controversy regarding the type of cell differentiation present in these tumors (muscle versus nerve sheath versus null), we evaluated a set of GISTs, most of which had been previously examined for the presence of smooth muscle differentiation, for expression of CD34, a 115 kDa cell-surface progenitor cell marker also recently identified in a subset of mesenchymal tumors. Using antibody My 10 in deparaffinized, formalin-fixed tissue after pretreatment with microwave energy, we found that 46 of 57, or 81%, of GISTs were CD34+; this fraction of CD34+ tumors exceeded the fraction of these same GISTs found to show muscle actin (72%) expression. In addition, a consistently higher fraction of the tumor cell population was CD34+ than was muscle actin positive. These findings suggest that CD34 is a very sensitive marker for the identification of GISTs. CD34 is normally expressed by endothelial as well as perivascular cells, perhaps related to, but distinct from, vascular smooth muscle cells. While the nature of these latter cells is uncertain, the expression of CD34 in such a large fraction of GISTs may provide evidence of a unique differentiation pathway in these tumors.
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To study the histogenesis of spindle and epithelioid cell tumors of gastrointestinal tract we evaluated ten cases of gastrointestinal stromal tumors (GIST) previously classified as leiomyomas (6 cases) and leiomyosarcomas (4 cases). The cases were studied by morphological and immunohistochemistry procedures with search of three markers: muscle specific actin (HHF-35), vimentin and S-100 protein. All tumors showed vimentin positivity. Muscle differentiation was demonstrated in three cases (33.3%), all of them benign. One tumor, in small intestine, displayed S-100 protein positivity. The results showed that the GIST represent a heterogeneous group of tumors, most of which consist of primitive mesenchymal cells.
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Endometrial stromal sarcoma is a rare neoplasm of the uterus. Extrauterine locations of this neoplasm, excluding metastases or local extension, are even more unusual and are usually associated with the presence of endometriosis. The authors report a case of endometrial stromal sarcoma presenting as a vaginal wall nodule, without any sign of primary uterine tumor after extensive evaluation or presence of endometriosis. The morphology, immunohistochemical profile, differential diagnoses, and pathogenesis are discussed, as well as a review of the literature on this issue. © 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.