JAK2V617F homozygosity arises commonly and recurrently in PV and ET, but PV is characterized by expansion of a dominant homozygous subclone

Subclones homozygous for JAK2V617F are more common in polycythemia vera (PV) than essential thrombocythemia (ET), but their prevalence and significance remain unclear. The JAK2 mutation status of 6495 BFU-E, grown in low erythropoietin conditions, was determined in 77 patients with PV or ET. Homozygous-mutant colonies were common in patients with JAK2V617F-positive PV and were surprisingly prevalent in JAK2V617F-positive ET and JAK2 exon 12-mutated PV. Using microsatellite PCR to map loss-of-heterozygosity breakpoints within individual colonies, we demonstrate that recurrent acquisition of JAK2V617F homozygosity occurs frequently in both PV and ET. PV was distinguished from ET by expansion of a dominant homozygous subclone, the selective advantage of which is likely to reflect additional genetic or epigenetic lesions. Our results suggest a model in which development of a dominant JAK2V617F-homzygous subclone drives erythrocytosis in many PV patients, with alternative mechanisms operating in those with small or undetectable homozygous-mutant clones.

Mécanisme d’action du PBI-1402 impliqué dans l’expansion des progéniteurs érythroïdes humains et murins

Une des complications importantes d’un traitement intensif de chimio/radio-thérapie est l’aplasie de la moelle osseuse qui peut persister longtemps même après une greffe de cellules souches. Le PBI-1402 est un petit lipide qui a été associé à la diminution de l’apoptose des neutrophiles induite par des agents cytotoxiques. Nos travaux ont démontré que la culture in vitro de progéniteurs hématopoiétiques humains en présence de PBI-1402 induit une augmentation significative du nombre de progéniteurs érythroides (PEryth) (p<0,05). En évaluant la sensibilité des PEryth à l’érythropoietine (Epo), nous avons démontré que le PBI-1402 n’a pas d’effet sensibilisateur et que les cellules répondent de façon similaire aux cellules contrôles. De plus, la combinaison de l’Epo et du « stem cell factor » avec le PBI-1402 permet de prolonger et d’augmenter l’activation d’ERK1/2 (p<0,05), un important signal mitogène. Cet effet est associé à une inhibition de l’activation de la phosphatase MKP-1 dans les cellules exposées au PBI-1402. Nous démontrons aussi la capacité du PBI-1402 à amplifier la prolifération des PEryth et sa capacité à réduire la durée et l’intensité de l’anémie dans un modèle in vivo murin. Des souris ayant reçu une dose létale d’irradiation et subi une transplantation syngénique de moelle osseuse, ont été traitées oralement avec le PBI-1402 pendant 14 jours. Ces souris démontrent une réduction significative de l’anémie post-transplantation versus les souris contrôle (p<0,05). De plus, la moelle osseuse des souris traitées au PBI-1402 présente un nombre de BFU-E et CFU-E plus élevé comparativement au contrôle. Ces résultats démontrent donc le potentiel du PBI-1402 à réduire l’anémie post-transplantation et accélérer la reconstitution érythroïde.

Contribution des protéines issues du liquide synovial dans la protection et la survie des PMN humains : chimioprotection : étude comparative des mécanismes d’action impliqués par rapport au GM-CSF

Les polymorphonucléaires neutrophiles (PMNs) représentent une arme primordiale dans la défense contre divers agents pathogènes; notamment les bactéries, les champignons, les cellules tumorales de même que les cellules infectées par des virus. Cependant, certaines pathologies reliées à l’inflammation chronique soulèvent l’implication des neutrophiles notamment dans l’arthrite rhumatoïde. La réponse inflammatoire persistante générée par l’activation et la survie des neutrophiles engendre une destruction des tissus environnants suite à la sécrétion non contrôlée de leurs produits cytotoxiques. Même si l’activation chronique des neutrophiles est néfaste dans plusieurs pathologies, elle pourrait s’avérer un bon outil en cas de neutropénie, comme c’est souvent le cas les patients ayant reçu des traitements de chimiothérapie. Ce projet fait suite aux travaux doctoraux de Lagraoui (1999). Il vise à identifier le(s) facteur(s) du liquide synovial qui augmente la survie des neutrophiles ainsi que le mécanisme d’action impliqué dans ce processus. Similairement au facteur semi-pur isolés par Lagraoui (1999), le milieu conditionné concentré (MCC) augmente la survie des PMNs de 75% (39% ± 9.5 vs 68% ± 2.5, p<0.01). Suivant le séquençage du MCC parallèlement au facteur semi-pur actif, deux protéines ont été identifiées à la fois dans le MCC et dans le facteur semi-pur soient : l’albumine et la fétuine. Notre projet vise donc à comparer les effets de l’albumine et de la fétuine à ceux du GM-CSF dans l’optique d’une thérapie alternative au GM-CSF en tant qu’adjuvant de chimiothérapie. La présence d’albumine, de fétuine ou de GM-CSF chez les PMNs incubés 24 heures avec la Mutamycin® induit une diminution du nombre de cellules en apoptose par rapport à la Mutamycin® (Ctrl : 43% ± 10; A : 74% ± 3; F : (82% ± 6 et GM : 74% ± 7; p<0.01). L’effet de l’albumine dépend de la voie de la kinase PI3 mais également celle la kinase ERK, alors que celle de la fétuine dépend de la kinase PI3. Similairement l’EPO, l’albumine et la fétuine supporte la différentiation des HSCs en précurseurs érythrocytaires de type BFU-E. Dans un modèle murin de chiomioprotection, l’albumine augmente la concentration cellulaire rapport au groupe contrôle des leukocytes de la rate (66 ±8 x106c/ml vs 81 ±16 x106c/ml) et du sang (3.6 ±0.4 x106c/ml vs 5.7 ±2.3 x106c/ml). Donc, in vitro, l’albumine et la fétuine sont comparables au GM-CSF au niveau fonctionalité et mécansimes d’action. Cependant, vu leur manque de spécificité, l’application thérapeutique en tant qu’adjuvant de chiomiothérapie de l’albumine et la fétuine est peu prometteuse. Par contre, les maladies dégénératives et les évènements ischémiques pourraient s’avérer de bonnes cibles thérapeutiques, principalement pour l’albumine.

Thrombopoietin rescues in vitro erythroid colony formation from mouse embryos lacking the erythropoietin receptor.

The interaction of the hormone erythropoietin and its receptor (EpoR) is though to be required for normal hematopoiesis. To define the role of EpoR in this process, the murine EpoR was disrupted by homologous recombination. Mice lacking the EpoR died in utero at embryonic day 11-12.5 with severe anemia. Embryonic erythropoiesis was markedly diminished, while fetal liver hematopoiesis was blocked at the proerythroblast stage. Other cell types known to express EpoR, including megakaryocytes, mast, and neural cells were morphologically normal. Reverse transcription-coupled PCR analysis of RNA from embryonic yolk sac, peripheral blood, and fetal liver demonstrated near normal transcripts levels for EKLF, thrombopoietin (Tpo), c-MPL, GATA-1, GATA-2, and alpha- and embryonic beta H1-globin but non for adult beta maj-globin. While colony-forming unit-erythroid (CFU-E) and burst-forming unit-erythroid (BFU-E) colonies were not present in cultures derived from EpoR-/- liver or yolk sac cells, hemoglobin-containing BFU-E colonies were detected in cultures treated with recombinant Tpo and Kit ligand or with Tpo and interleukin 3 and 11. Rescued BFU-E colonies expressed adult beta-globin and c-MPL and appeared morphologically normal. Thus, erythroid progenitors are formed in vivo in mice lacking the EpoR, and our studies demonstrate that a signal transmitted through the Tpo receptor c-MPL stimulates proliferation and terminal differentiation of these progenitors in vitro.

Carbon and nitrogen limitation increase chitosan antifungal activity in Neurospora crassa and fungal human pathogens

Chitosan permeabilizes plasma membrane and kills sensitive filamentous fungi and yeast. Membrane fluidity and cell energy determine chitosan sensitivity in fungi. A five-fold reduction of both glucose (main carbon (C) source) and nitrogen (N) increased 2-fold Neurospora crassa sensitivity to chitosan. We linked this increase with production of intracellular reactive oxygen species (ROS) and plasma membrane permeabilization. Releasing N. crassa from nutrient limitation reduced chitosan antifungal activity in spite of high ROS intracellular levels. With lactate instead of glucose, C and N limitation increased N. crassa sensitivity to chitosan further (4-fold) than what glucose did. Nutrient limitation also increased sensitivity of filamentous fungi and yeast human pathogens to chitosan. For Fusarium proliferatum, lowering 100-fold C and N content in the growth medium, increased 16-fold chitosan sensitivity. Similar results were found for Candida spp. (including fluconazole resistant strains) and Cryptococcus spp. Severe C and N limitation increased chitosan antifungal activity for all pathogens tested. Chitosan at 100 μg ml-1 was lethal for most fungal human pathogens tested but non-toxic to HEK293 and COS7 mammalian cell lines. Besides, chitosan increased 90% survival of Galleria mellonella larvae infected with C. albicans. These results are of paramount for developing chitosan as antifungal.

New insights into plant salt acclimation: the roles of vesicle trafficking and reactive oxygen species signalling in mitochondria and the endomembrane system

In this study, we investigated the cellular and molecular mechanisms that regulate salt acclimation. The main objective was to obtain new insights into the molecular mechanisms that control salt acclimation. Therefore, we carried out a multidisciplinary study using proteomic, transcriptomic, subcellular and physiological techniques. We obtained a Nicotiana tabacum BY-2 cell line acclimated to be grown at 258 mM NaCl as a model for this study. The proteomic and transcriptomic data indicate that the molecular response to stress (chaperones, defence proteins, etc.) is highly induced in these salt-acclimated cells. The subcellular results show that salt induces sodium compartmentalization in the cell vacuoles and seems to be mediated by vesicle trafficking in tobacco salt-acclimated cells. Our results demonstrate that abscisic acid (ABA) and proline metabolism are crucial in the cellular signalling of salt acclimation, probably regulating reactive oxygen species (ROS) production in the mitochondria. ROS may act as a retrograde signal, regulating the cell response. The network of endoplasmic reticulum and Golgi apparatus is highly altered in salt-acclimated cells. The molecular and subcellular analysis suggests that the unfolded protein response is induced in salt-acclimated cells. Finally, we propose that this mechanism may mediate cell death in salt-acclimated cells.

Small-plasmid-mediated antibiotic resistance is enhanced by increases in plasmid copy number and bacterial fitness

Plasmids play a key role in the horizontal spread of antibiotic resistance determinants among bacterial pathogens. When an antibiotic resistance plasmid arrives in a new bacterial host, it produces a fitness cost, causing a competitive disadvantage for the plasmid-bearing bacterium in the absence of antibiotics. On the other hand, in the presence of antibiotics, the plasmid promotes the survival of the clone. The adaptations experienced by plasmid and bacterium in the presence of antibiotics during the first generations of coexistence will be crucial for the progress of the infection and the maintenance of plasmid-mediated resistance once the treatment is over. Here we developed a model system using the human pathogen Haemophilus influenzae carrying the small plasmid pB1000 conferring resistance to β-lactam antibiotics to investigate host and plasmid adaptations in the course of a simulated ampicillin therapy. Our results proved that plasmid-bearing clones compensated for the fitness disadvantage during the first 100 generations of plasmid-host adaptation. In addition, ampicillin treatment was associated with an increase in pB1000 copy number. The augmentation in both bacterial fitness and plasmid copy number gave rise to H. influenzae populations with higher ampicillin resistance levels. In conclusion, we show here that the modulations in bacterial fitness and plasmid copy number help a plasmid-bearing bacterium to adapt during antibiotic therapy, promoting both the survival of the host and the spread of the plasmid.