Rapamycin-modulated transcription defines the subset of nutrient-sensitive signaling pathways directly controlled by the Tor proteins

The immunosuppressant rapamycin inhibits Tor1p and Tor2p (target of rapamycin proteins), ultimately resulting in cellular responses characteristic of nutrient deprivation through a mechanism involving translational arrest. We measured the immediate transcriptional response of yeast grown in rich media and treated with rapamycin to investigate the direct effects of Tor proteins on nutrient-sensitive signaling pathways. The results suggest that Tor proteins directly modulate the glucose activation and nitrogen discrimination pathways and the pathways that respond to the diauxic shift (including glycolysis and the citric acid cycle). Tor proteins do not directly modulate the general amino acid control, nitrogen starvation, or sporulation (in diploid cells) pathways. Poor nitrogen quality activates the nitrogen discrimination pathway, which is controlled by the complex of the transcriptional repressor Ure2p and activator Gln3p. Inhibiting Tor proteins with rapamycin increases the electrophoretic mobility of Ure2p. The work presented here illustrates the coordinated use of genome-based and biochemical approaches to delineate a cellular pathway modulated by the protein target of a small molecule.

Timing of metamorphosis and the onset of the negative feedback loop between the thyroid gland and the pituitary is controlled by type II iodothyronine deiodinase in Xenopus laevis

Two important features of amphibian metamorphosis are the sequential response of tissues to different concentrations of thyroid hormone (TH) and the development of the negative feedback loop between the pituitary and the thyroid gland that regulates TH synthesis by the thyroid gland. At the climax of metamorphosis in Xenopus laevis (when the TH level is highest), the ratio of the circulating precursor thyroxine (T4) to the active form 3,5,3′-triiodothyronine (T3) in the blood is many times higher than it is in tissues. This difference is because of the conversion of T4 to T3 in target cells of the tadpole catalyzed by the enzyme type II iodothyronine deiodinase (D2) and the local effect (cell autonomy) of this activity. Limb buds and tails express D2 early and late in metamorphosis, respectively, correlating with the time that these organs undergo TH-induced change. T3 is required to complete metamorphosis because the peak concentration of T4 that is reached at metamorphic climax cannot induce the final morphological changes. At the climax of metamorphosis, D2 expression is activated specifically in the anterior pituitary cells that express the genes for thyroid-stimulating hormone but not in the cells that express proopiomelanocortin. Physiological concentrations of T3 but not T4 can suppress thyrotropin subunit β gene expression. The timing and the remarkable specificity of D2 expression in the thyrotrophs of the anterior pituitary coupled with the requirement for locally synthesized T3 strongly support a role for D2 in the onset of the negative feedback loop at the climax of metamorphosis.

A Functional Calvin Cycle Is Not Indispensable for the Light Activation of C4 Phosphoenolpyruvate Carboxylase Kinase and Its Target Enzyme in the Maize Mutant bundle sheath defective2-mutable11

We used a pale-green maize (Zea mays L.) mutant that fails to accumulate ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) to test the working hypothesis that the regulatory phosphorylation of C4 phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) by its Ca2+-insensitive protein-serine/threonine kinase (PEPC kinase) in the C4 mesophyll cytosol depends on cross-talk with a functional Calvin cycle in the bundle sheath. Wild-type (W22) and bundle sheath defective2-mutable1 (bsd2-m1) seeds were grown in a controlled environment chamber at 100 to 130 μmol m−2 s−1 photosynthetic photon flux density, and leaf tissue was harvested 11 d after sowing, following exposure to various light intensities. Immunoblot analysis showed no major difference in the amount of polypeptide present for several mesophyll- and bundle-sheath-specific photosynthetic enzymes apart from Rubisco, which was either completely absent or very much reduced in the mutant. Similarly, leaf net CO2-exchange analysis and in vitro radiometric Rubisco assays showed that no appreciable carbon fixation was occurring in the mutant. In contrast, the sensitivity of PEPC to malate inhibition in bsd2-m1 leaves decreased significantly with an increase in light intensity, and there was a concomitant increase in PEPC kinase activity, similar to that seen in wild-type leaf tissue. Thus, although bsd2-m1 mutant plants lack an operative Calvin cycle, light activation of PEPC kinase and its target enzyme are not grossly perturbed.

Activity of primate inferotemporal neurons related to a sought target in pair-association task.

Visual long-term memory in primates has been assessed by using the pair-association (PA) task, in which a subject retrieves and chooses the paired associate of a cue picture. Our previous studies on single neurons in the anterior inferotemporal (AIT) cortex suggested their roles in representing paired associates in the mind. To test the possibility that the delay activity of AIT neurons is related to a particular picture as a sought target, we devised the PA with color switch (PACS) task. In the PACS task, the necessity for memory retrieval and its initiation time were controlled by a color switch in the middle of the delay period. A control task, in which there is no color switch, corresponds to the conventional delayed matching-to-sample (DMS) task where the monkey chooses the same picture as a cue. We found that AIT neurons started to respond just after the color switch in the PACS task, when the cue-optimal picture's associate was presented as a cue. In contrast, they showed no response change in the DMS task. We confirmed that this effect is not due to the visual response to colors. Furthermore, when the cue-optimal picture was presented as a cue, these neurons showed suppression after the color switch in the PACS task. These results suggest that the activity of AIT neurons mediates gating mechanisms that preferentially pass information about a sought target, even when the sought target is retrieved from long-term memory.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Web-based screening and brief intervention for hazardous drinking: a double-blind randomized controlled trial

Background Strong evidence exists for the efficacy of screening and brief intervention for reducing hazardous drinking. However, problems have been highlighted with respect to its implementation in health-care systems, not least of which is a reluctance of some doctors to discuss alcohol proactively with their patients. Aims To determine the efficacy of a novel web-based screening and brief intervention (e-SBI) to reduce hazardous drinking. Design A double-blind randomized controlled trial. Setting A university student health service. Participants A total of 16 7 students (17-26 years) were recruited in the reception area and completed a 3-minute web-based screen including the Alcohol Use Disorder Identifiation Test (AUDIT) questionnaire. Of these, 112 tested positive, and 104 (52 females) who consented to follow-up were included in the trial. Measurements Drinking frequency, typical occasion quantity, total volume, heavy episode frequency (females > 80 g ethanol, males > 120 g ethanol), number of personal problems, an academic problems score. Intervention Participants were randomized to 10-15 minutes of web-based assessment and personalized feedback on their drinking (intervention, n = 5 1) or to a leaflet-only control group (n = 5 3). Findings Mean baseline AUDIT scores for control and intervention groups were 16.6 (SD = 6.0) and 16.6 (SD = 5.7). At 6 weeks, participants receiving e-SBI reported significantly lower total consumption (geometric mean ratio = 0.74; 9 5 % confidence interval: 0.56-0.96), lower heavy episode frequency (0.63; 0.42-0.92) and fewer personal problems (0.70; 0.54-0.91). At 6 months personal problems remained lower (0.76; 0.60-0.97), although consumption did not differ significantly. At 6 months, academic problems were lower in the intervention group relative to controls (0.72; 0.51-1.02). Conclusions e-SBI reduced hazardous drinking among university students, to an extent similar to that found for practitioner-delivered brief interventions in the general population. e-SBI offers promise as a strategy to reduce alcohol-related harm in a way that is non-intrusive, appealing to the target group, and capable of being incorporated into primary care. Research is required to replicate the findings, to determine the duration of intervention effects, and to investigate the mechanisms by which the intervention operates.

Reducing the time before consulting with symptoms of lung cancer:a randomised controlled trial in primary care

Background: Most individuals with lung cancer have symptoms for several months before presenting to their GP. Earlier consulting may improve survival. Aim: To evaluate whether a theory-based primary care intervention increased timely consulting of individuals with symptoms of lung cancer. Design and setting: Open randomised controlled trial comparing intervention with usual care in two general practices in north-east Scotland. Method: Smokers and ex-smokers aged ≥55 years were randomised to receive a behavioural intervention or usual care. The intervention comprised a single nurse consultation at participants' general practice and a self-help manual. The main outcomes were consultations within target times for individuals with new chest symptoms (≤3 days haemoptysis, ≤3 weeks other symptoms) in the year after the intervention commenced, and intentions about consulting with chest symptoms at 1 and 6 months. Results: Two hundred and twelve participants were randomised and 206 completed the trial. The consultation rate for new chest symptoms in the intervention group was 1.19 (95% confidence interval [CI] = 0.92 to 1.53; P = 0.18) times higher than in the usual-care group and the proportion of consultations within the target time was 1.11 (95% CI = 0.41 to 3.03; P = 0.83) times higher. One month after the intervention commenced, the intervention group reported intending to consult with chest symptoms 31 days (95% CI = 7 to 54; P = 0.012) earlier than the usual care group, and at 6 months this was 25 days (95% CI = 1.5 to 48; P = 0.037) earlier. Conclusion: Behavioural intervention in primary care shortened the time individuals at high risk of lung disease intended to take before consulting with new chest symptoms (the secondary outcome of the study), but increases in consultation rates and the proportions of consultations within target times were not statistically significant. © British Journal of General Practice.

Targets and self monitoring in hypertension: randomised controlled trial and cost effectiveness analysis

OBJECTIVES: To assess whether blood pressure control in primary care could be improved with the use of patient held targets and self monitoring in a practice setting, and to assess the impact of these on health behaviours, anxiety, prescribed antihypertensive drugs, patients' preferences, and costs. DESIGN: Randomised controlled trial. SETTING: Eight general practices in south Birmingham. PARTICIPANTS: 441 people receiving treatment in primary care for hypertension but not controlled below the target of < 140/85 mm Hg. INTERVENTIONS: Patients in the intervention group received treatment targets along with facilities to measure their own blood pressure at their general practice; they were also asked to visit their general practitioner or practice nurse if their blood pressure was repeatedly above the target level. Patients in the control group received usual care (blood pressure monitoring by their practice). MAIN OUTCOME MEASURES: Primary outcome: change in systolic blood pressure at six months and one year in both intervention and control groups. Secondary outcomes: change in health behaviours, anxiety, prescribed antihypertensive drugs, patients' preferences of method of blood pressure monitoring, and costs. RESULTS: 400 (91%) patients attended follow up at one year. Systolic blood pressure in the intervention group had significantly reduced after six months (mean difference 4.3 mm Hg (95% confidence interval 0.8 mm Hg to 7.9 mm Hg)) but not after one year (mean difference 2.7 mm Hg (- 1.2 mm Hg to 6.6 mm Hg)). No overall difference was found in diastolic blood pressure, anxiety, health behaviours, or number of prescribed drugs. Patients who self monitored lost more weight than controls (as evidenced by a drop in body mass index), rated self monitoring above monitoring by a doctor or nurse, and consulted less often. Overall, self monitoring did not cost significantly more than usual care (251 pounds sterling (437 dollars; 364 euros) (95% confidence interval 233 pounds sterling to 275 pounds sterling) versus 240 pounds sterling (217 pounds sterling to 263 pounds sterling). CONCLUSIONS: Practice based self monitoring resulted in small but significant improvements of blood pressure at six months, which were not sustained after a year. Self monitoring was well received by patients, anxiety did not increase, and there was no appreciable additional cost. Practice based self monitoring is feasible and results in blood pressure control that is similar to that in usual care.

Trigger release liposome systems:local and remote controlled delivery?

Target-specific delivery has become an integral area of research in order to increase bioavailability and reduce the toxic effects of drugs. As a drug-delivery option, trigger-release liposomes offer sophisticated targeting and greater control-release capabilities. These are broadly divided into two categories; those that utilise the local environment of the target site where there may be an upregulation in certain enzymes or a change in pH and those liposomes that are triggered by an external physical stimulus such as heat, ultrasound or light. These release mechanisms offer a greater degree of control over when and where the drug is released; furthermore, targeting of diseased tissue is enhanced by incorporation of target-specific components such as antibodies. This review aims to show the development of such trigger release liposome systems and the current research in this field.

Conflict-Controlled Processes Involving Fractional Differential Equations with Impulses

MSC 2010: 34A08, 34A37, 49N70

Endonuclease Controlled Aggregation of Gold Nanoparticles for the Ultrasensitive Detection of Pathogenic Bacterial DNA

The development of an ultrasensitive biosensor for the low-cost and on-site detection of pathogenic DNA could transform detection capabilities within food safety, environmental monitoring and clinical diagnosis. Herein, we present an innovative approach exploiting endonuclease-controlled aggregation of plasmonic gold nanoparticles (AuNPs) for label-free and ultrasensitive detection of bacterial DNA. The method utilizes RNA-functionalized AuNPs which form DNA-RNA heteroduplex structures through specific hybridization with target DNA. Once formed, the DNA-RNA heteroduplex is susceptible to RNAse H enzymatic cleavage of the RNA probe, allowing the target DNA to liberate and hybridize with another RNA probe. This continuously happens until all of the RNA probes are cleaved, leaving the nanoparticles unprotected and thus aggregated upon exposure to a high electrolytic medium. The assay is ultrasensitive, allowing the detection of target DNA at femtomolar level by simple spectroscopic analysis (40.7 fM and 2.45 fM as measured by UV-vis and dynamic light scattering (DLS), respectively). The target DNA spiked food matrix (chicken meat) is also successfully detected at a concentration of 1.2 pM (by UV-vis) or 18.0 fM (by DLS). In addition to the ultra-high sensitivity, the total analysis time of the assay is less than 3 hours, thus demonstrating its practicality for food analysis.

Large-Scale Controlled-Condition Experiment to Evaluate Light Weight Deflectometers for Modulus Determination and Compaction Quality Assurance of Unbound Pavement Materials

Compaction control using lightweight deflectometers (LWD) is currently being evaluated in several states and countries and fully implemented for pavement construction quality assurance (QA) by a few. Broader implementation has been hampered by the lack of a widely recognized standard for interpreting the load and deflection data obtained during construction QA testing. More specifically, reliable and practical procedures are required for relating these measurements to the fundamental material property—modulus—used in pavement design. This study presents a unique set of data and analyses for three different LWDs on a large-scale controlled-condition experiment. Three 4.5x4.5 m2 test pits were designed and constructed at target moisture and density conditions simulating acceptable and unacceptable construction quality. LWD testing was performed on the constructed layers along with static plate loading testing, conventional nuclear gauge moisture-density testing, and non-nuclear gravimetric and volumetric water content measurements. Additional material was collected for routine and exploratory tests in the laboratory. These included grain size distributions, soil classification, moisture-density relations, resilient modulus testing at optimum and field conditions, and an advanced experiment of LWD testing on top of the Proctor compaction mold. This unique large-scale controlled-condition experiment provides an excellent high quality resource of data that can be used by future researchers to find a rigorous, theoretically sound, and straightforward technique for standardizing LWD determination of modulus and construction QA for unbound pavement materials.