Clinical Outcomes and Genetic Expression Profile in Human Liver Graft Dysfunction During Ischemia/Reperfusion Injury

Introduction. This study aims to compare the molecular gene expression during ischemia reperfusion injury. Several surgical times were considered: in the beginning of the harvesting (T0), at the end of the cold ischemia period (T1), and after reperfusion (T2) and compared with graft dysfunction after liver transplant (OLT). Methods. We studied 54 patients undergoing OLT. Clinical, laboratory data, and histologic data (Suzuki classification) as well as the Survival Outcomes Following Liver Transplantation (SOFT) score were used and compared with the molecular gene expression of the following genes: Interleukin (IL)-1b, IL-6, tumor necrosis factor-a, perforin, E-selectin (SELE), Fas-ligand, granzyme B, heme oxygenase-1, and nitric oxide synthetase. Results. Fifteen patients presented with graft dysfunction according to SOFT criteria. No relevant data were obtained by comparing the variables graft dysfunction and histologic variables. We observed a statistically significant relation between SELE at T0 (P ¼ .013) and IL-1b at T0 (P ¼ .028) and early graft dysfunction. Conclusions. We conclude that several genetically determined proinflammatory expressions may play a critical role in the development of graft dysfunction after OLT.

Genetic expression of an amyloid peptide fragment and analysis of formylated products

The model amyloid peptide AAKLVFF was expressed as a His-tagged fusion protein with the immunoglobulin-binding domain B1 of streptococcal protein G (GB1), a small (56 residues), stable, single-domain protein. It is shown that expression of this model amyloid peptide is possible and is not hindered by aggregation. Formylation side reactions during the CNBr cleavage are investigated via synthesis of selectively formylated peptides.

Variation of genetic expression during development, revealed by esterase patterns in Aedes aegypti (Diptera, Culicidae)

Polyacrylamide gel electrophoresis was used to analyze esterase patterns during development of Aedes aegypti from the cities of Marília and São José do Rio Preto (SJRP), Brazil. The zymograms showed a total of 23 esterase bands, 22 of which were in the specimens from Marília and 19 in those from SJRP. These esterase bands were considered to be the product of 23 alleles distributed tentatively in eight genetic loci. Most of the alleles were developmentally regulated. The larval stage expressed the greatest number of them (19 alleles, from the eight loci, in Marília; and 17 alleles, from seven loci, in SJRP). The pupal stage expressed 10 alleles from seven loci, in both populations, and the adult stage expressed 8 alleles from five and six loci in SJRP and Marília, respectively. Some alleles that were active in every stage were developmentally controlled at the level of expression (amount of product). A single allele was constitutively and highly expressed, in larvae, pupae, and adults, in both populations. Differences in esterase synthesis among stages are probably due to regulatory mechanisms acting in agreement with the requirements of a variable number of processes in which esterases are involved. The larval stage is the most active in developmental processes and shows very intense intake of food and very high mobility. These features may demand increased esterase production at that stage. Comparison of the two populations examined showed (besides the existence of alleles that they do not share) that they exhibit differences in the control of expression of other alleles. Such findings may reflect genetic differences between founders in each population, but the possibility of involvement of the intensive use of insecticides in SJRP is also discussed.

Inflammation-induced changes in expression and glycosylation of genetic variants of alpha 1-acid glycoprotein. Studies with human sera, primary cultures of human hepatocytes and transgenic mice.

The relative occurrence of genetic variants of human alpha 1-acid glycoprotein (AGP) in relation to changes in glycosylation was studied in sera of patients with burn injury, media of cytokine-treated primary cultures of human hepatocytes and Hep 3B cells, and sera of transgenic mice expressing the human AGP-A gene. It is concluded (i) that the glycosylation of AGP was not dependent on its genetic expression and (ii) that both the variants determined by the AGP-A gene as well as by the AGP-B/B' genes are increased after inflammation or treatment with interleukins 1 and 6.

Expression and developmental regulation of Ehk-1, a neuronal Elk-like receptor tyrosine kinase in brain.

Protein tyrosine kinases are pivotal in central nervous tissue development and maintenance. Here we focus on the expression of Ehk-1, a novel Elk-related receptor tyrosine kinase. Ehk-1 gene expression is observed in the developing and adult central nervous system and is highly regulated throughout development at both the messenger RNA and protein levels. Three messenger RNA transcripts of 8.5, 5.9 and 5.1 kb are detectable in the rat brain and a variety of splice possibilities have been identified. However, a major protein species of around M(r) 120,000 predominates throughout development. Ehk-1 messenger RNA and protein levels are highest in the first postnatal week. By in situ messenger RNA hybridization the gene is expressed by all neurons of the adult brain, but mostly in the hippocampus, cerebral cortex and large neurons of the deep cerebellar nuclei, as well as the Purkinje and granular cells of the cerebellum. At earlier stages of development, transcripts are most prominent in the periventricular germinal layers of the brain. Immunohistochemistry reveals a pronounced membrane associated protein expression in immature neurons. In the adult animal, peak reactivity was found in the neuropil with sparing of most perikarya. The spatial and temporal pattern of ehk-1 gene expression suggests a role in both the development and maintenance of differentiated neurons of the central nervous system.

Expression of interleukin-3 and tumor necrosis factor-beta mRNAs in cultured microglia.

The function of interleukin-3 (or multi-CSF) in the hemopoietic system has been studied in great detail. Although its growth promoting activity on brain microglial cells has been confirmed both in vitro and in vivo, its presence in the brain and even in cultured brain cells has repeatedly been questioned. We have shown recently that isolated rat microglia express mRNA(IL-3) and synthesize IL-3 polypeptide. It is shown here by use of the PCR method, that mRNA(IL-3) is found also in C6 glioblastoma, in rat aggregate cultures, and in newborn and adult rat brain. Quantitation of amplified cDNA(IL-3) was achieved by non-competitive RT-PCR using an elongated internal standard. IL-3 messenger RNA was almost undetectable in vivo and low in (serum-free) aggregate cultures. In isolated microglia, mRNA(IL-3) was increased upon treatment with LPS, PHA, with the cytokines IL-1 or TNF-alpha, with retinoic acid, dbcAMP or the phorbol ester TPA. Effects of LPS were inhibited by dexamethasone, while the glucocorticoid by itself had no effect on basal IL-3 expression. LPS increased mRNA(IL-3) in a concentration-dependent manner beginning with 10 pg/ml and reaching plateau levels at 10 ng/ml. LPS also increased mRNAs of TNF-alpha and TNF-beta. TNF-alpha mRNA was already detectable in untreated microglia and LPS-increased levels were sustained for a few days. In contrast, TNF-beta mRNA was observed only between 4 and 16 h of LPS incubation. It was absent in LPS-free microglia, and after 24 h of LPS-treatment or later.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)

Juvenile hormone promotes changes in the expression of hypopharyngeal gland proteins of worker Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae)

The present investigation compares the protein electrophoreses profiles of the hypopharyngeal glands of 12 and 25 day old Apis mellifera workers, some of which were experimentally treated with an analogue of juvenile hormone in the moment of the emergence while others were not treated. According to the evaluation of the presented variations by four main bands, it is concluded that the analogue juvenile hormone changes the glandular genetic expression pattern, promoting the disappearance of two from the four main bands in 25 day old workers. The effect of this hormone is discussed as an hypopharyngeal maturation inductor, in synergetic action with the bee age acting early in the glandular cycle.

Expression of high amounts of the CD117 molecule in a case of B-cell non-Hodgkin's lymphoma carrying the t(14:18) translocation.

The c-kit proto-oncogen (CD117) has been described to be present in normal and neoplastic hemopoietic cells including both myeloid and lymphoid lineages. Among the normal lymphoid cells CD117 expression would be restricted to a small subset of NK-cells, and to early T-cell precursors and it is not expressed by normal B-cells. Regarding chronic lymphoproliferative disorders the only data provided up to now suggests that CD117 expression is restricted to cases of Hodgkin's disease and anaplastic large-cell lymphoma. In the present paper we describe a case of a B-cell chronic lymphoproliferative disorder carrying the t(14:18) translocation as demonstrated by molecular studies, in which the flow cytometric immunophenotypic analysis of both peripheral blood and bone marrow samples revealed the expression of high amounts of the CD117 antigen in the surface of the clonal B-cell population. Further studies are necessary to explore both the functional role of c-kit expression in the neoplastic B-cells from this patient and its potential utility for the diagnosis and follow-up of patients with B-cell non-Hodgkin's lymphoma.

Neuropsychiatric disease (NPD) clustering in families with Autism Spectrum Disorder (ASD): genetic, epigenetic and environmental issues

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by deficits in social communication/interaction and by unusual repetitive and restricted behaviors and interests. ASD often co-occurs in the same families with other neuropsychiatric diseases (NPD), such as intellectual disability, schizophrenia, epilepsy, depression and attention deficit hyperactivity disorder. Genetic factors have an important role in ASD etiology. Multiple copy number variants (CNVs) and single nucleotide variants (SNVs) in candidate genes have been associated with an increased risk to develop ASD. Nevertheless, recent heritability estimates and the high genotypic and phenotypic heterogeneity characteristic of ASD indicate a role of environmental and epigenetic factors, such as long noncoding RNA (lncRNA) and microRNA (miRNA), as modulators of genetic expression and further clinical presentation. Both miRNA and lncRNA are functional RNA molecules that are transcribed from DNA but not translated into proteins, instead they act as powerful regulators of gene expression. While miRNA are small noncoding RNAs with 22-25 nucleotides in length that act at the post-transcriptional level of gene expression, the lncRNA are bigger molecules (>200 nucleotides in length) that are capped, spliced, and polyadenylated, similar to messenger RNA. Although few lncRNA were well characterized until date, there is a great evidence that they are implicated in several levels of gene expression (transcription/post-transcription/post-translation, organization of protein complexes, cell– cell signaling as well as recombination) as shown in figure 1.

Influence of a fat overload on lipogenic regulators in metabolic syndrome patients

Several epidemiological studies have related an increase of lipids in the postprandial state to an individual risk for the development of CVD, possibly due to the increased plasma levels of TAG and fatty acids (FA) through enzymes of FA metabolism. The interaction between nutrition and the human genome determines gene expression and metabolic response. The aim of the present study was to evaluate the influence of a fat overload on the gene mRNA levels of lipogenic regulators in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from patients with the metabolic syndrome. The study included twenty-one patients with criteria for the metabolic syndrome who underwent a fat overload. Measurements were made before and after the fat overload of anthropometric and biochemical variables and also the gene mRNA levels of lipogenic factors. The main results were that the fat overload led to an increased mRNA levels of sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP1), retinoid X receptor α (RXRα) and liver X receptor α (LXRα) in PBMC, and this increase was associated with the FA synthase (FASN) mRNA levels. We also found that TAG levels correlated with FASN mRNA levels. In addition, there was a positive correlation of SREBP1 with RXRα and of LXRα with the plasma lipoperoxide concentration. The fat overload led to an increase in regulators of lipogenesis in PBMC from patients with the metabolic syndrome.

Os DNA sintéticos anti-sentido

One old dream of the chemist in the field of the drug research is to create molecules capable of reaching their target with the precision of a missile. To accomplish it these molecules must have the propriety of distinguishing qualitative differences between healthy and diseased cells. A therapy based on this principle, able of eradicating specifically defective cells, or cells affected by a pathogen has an enormous advantage with the regard to the classical approach in which the cytotoxic drugs merely exploit quantitative biochemical and kinetic differences between abnormal and normal cells. We present in this article a review on the chemical synthesis of analogues of desoxyribonucleotides and on results obtained on the specific and irreversible inhibition of undesired genetic expression using the antisense principle.

Mécanismes traductionnels impliqués dans la potentialisation à long-terme de la transmission synaptique des cellules pyramidales de l’hippocampe chez le rongeur.

La mémoire et l’apprentissage sont des phénomènes complexes dont on ne comprend pas encore bien l’origine au niveau cellulaire et moléculaire. Cependant, il est largement admis que des changements plus simples au niveau synaptique, tels que la potentialisation à long-terme (long-term potentiation ou LTP) pourraient constituer la base cellulaire de la formation des nouveaux souvenirs. Ces mécanismes sont couramment étudiés au niveau de l’hippocampe, une région du lobe temporal reconnue comme étant nécessaire à la formation de la mémoire explicite chez les mammifères. La LTP est classiquement définie comme un renforcement durable de l’efficacité de connexions synaptiques ayant été stimulées de façon répétée et soutenue. De plus, on peut distinguer deux formes de LTP: une LTP précoce, qui repose sur la modification de protéines déjà formées, et une LTP tardive, qui requiert, elle, la synthèse de nouvelles protéines. Cependant, bien que de nombreuses études se soient intéressées au rôle de la traduction pour la maintenance de la LTP, les mécanismes couplant l’activité synaptique à la machinerie de synthèse protéique, de même que l’identité des protéines requises sont encore peu connus. Dans cette optique, cette thèse de doctorat s’est intéressée aux interactions entre l’activité synaptique et la régulation de la traduction. Il est par ailleurs reconnu que la régulation de la traduction des ARNm eukaryotiques se fait principalement au niveau de l’initiation. Nous avons donc étudié la modulation de deux voies majeures pour la régulation de la traduction au cours de la LTP : la voie GCN2/eIF2α et la voie mTOR. Ainsi, nos travaux ont tout d’abord démontré que la régulation de la voie GCN2/eIF2α et de la formation du complexe ternaire sont nécessaires à la maintenance de la plasticité synaptique et de la mémoire à long-terme. En effet, l’activité synaptique régule la phosphorylation de GCN2 et d’eIF2α, ce qui permet de moduler les niveaux du facteur de transcription ATF4. Celui-ci régule à son tour la transcription CREB-dépendante et permet ainsi de contrôler les niveaux d’expression génique et la synthèse de protéines nécessaires pour la stabilisation à long-terme des modifications synaptiques. De plus, la régulation de la voie mTOR et de la traduction spécifique des ARNm 5’TOP semble également jouer un rôle important pour la plasticité synaptique à long-terme. La modulation de cette cascade par l’activité synaptique augmente en effet spécifiquement la capacité de traduction des synapses activées, ce qui leur permet de traduire et d’incorporer les protéines nécessaires au renforcement durable des synapses. De telles recherches permettront sans doute de mieux comprendre la régulation des mécanismes traductionnels par l’activité synaptique, ainsi que leur importance pour la maintenance de la potentialisation à long-terme et de la mémoire à long-terme.

Structure d'une tagatose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : étude d'une apparente perte de stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase de classe I qui fait montre d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-biphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-biphosphate (FBP), du sorbose-1,6-biphosphate et du psicose-1,6-biphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution de la structure native et en complexe avec le DHAP, a respectivement 1.87 et 1.92 Å de résolution. Ces mêmes structures ont permis de se représenter plus clairement le site actif de l'enzyme en général, et les résidus catalytiques en particulier. Le trempage des cristaux de TBP aldolase dans une solution saturante de DHAP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire iminium, ainsi que sa géométrie particulière en atteste. Des expériences d'échange de proton, entreprises afin d'évaluer le stéréoisomérisme du transfert de proton catalytique, ont également permis de faire une intéressante découverte : la TBP aldolase ne peut déprotoner le coté pro-R du C3 du DHAP, mais peut le protonner. Ce résultat, ainsi que la comparaison de la structure du complexe TBP aldolase-DHAP avec la structure du complexe FBP aldolase de muscle de lapin- DHAP, pointe vers un isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP. De plus, la résolution de ces deux structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Les voies de signalisation utérines à l'émergence de la diapause embryonnaire chez le vison américain

La diapause embryonnaire se manifeste par un arrêt réversible du développement embryonnaire durant la période de préimplantation et induit un retard de l’implantation. Chez le vison américain, une diapause embryonnaire obligatoire caractérise chaque gestation. Si les mécanismes de contrôle de la diapause embryonnaire obligatoire chez cette espèce sont bien connus, le rôle utérin impliqué dans la réactivation de l’embryon demeure, quant à lui, encore inconnu. Le sujet de ce doctorat a consisté dans un premier temps à explorer l’environnement utérin à la sortie de la diapause embryonnaire afin de caractériser, dans un deuxième temps, les principaux acteurs utérins qui provoquent la réactivation de l’embryon. Nous avons effectué une analyse du transcriptome utérin à l’émergence de la diapause embryonnaire ce qui a permis de construire une librairie de 123 séquences d’ADNc utérines différentiellement exprimées à la réactivation de l’embryon et homologues à des séquences de gènes connues chez d’autres espèces. Ces gènes sont impliqués dans la régulation du métabolisme (25 %), de l’expression génique (21 %), de la transduction de signal (15 %), du cycle cellulaire (15 %), du transport (10 %) et de la structure cellulaire (9 %), reflétant ainsi d’importantes modifications utérines à la réactivation embryonnaire. Nous avons validé l’expression différentielle de dix gènes ainsi identifiés : GDF3 (growth and differentiation 3), ALCAM (activated leukocyte cell adhesion molecule), ADIPOR1 (adiponectin receptor 1), HMGN1 (high mobility group N1), TXNL1 (thioredoxin like 1), TGM2 (tissue transglutaminase 2), SPARC (secreted protein acidic rich in cystein), et trois gènes codant pour AZIN1 (antizyme inhibitor 1), ODC1 (ornithine decarboxylase 1) et SAT1 (spermidine/spermine N1-acetyltransferase), des enzymes impliquées dans la biosynthèse des polyamines. Le patron de l’expression spatio-temporel de SPARC et d’HMGN1 illustrent spécifiquement un remodelage tissulaire et de la chromatine au niveau utérin à la sortie de la diapause embryonnaire. Ayant mesuré une augmentation des concentrations utérines en polyamines à la reprise du développement embryonnaire, nous avons émis l’hypothèse que les polyamines seraient impliquées dans les événements menant à la sortie de la diapause. L’inhibition de la biosynthèse des polyamines par un traitement à l’ α-difluoromethylornithine (DFMO) a provoqué une diminution significative de la proliferation cellulaire dans les embryons à la réactivation, un retard du moment de l’implantation, mais n’a pas affecté le succès de la reproduction. De manière similaire, nous avons induit un état de dormance dans les cellules de trophoblaste de vison en présence DFMO dans le milieu de culture, et constaté que cet état était réversible. En conclusion, cette étude a non seulement ouvert de nouveaux horizons quant à la compréhension du rôle utérin dans les événements menant à la sortie de la diapause embryonnaire, mais a démontré pour la première fois, l’existence de facteurs utérins indispensables à la réactivation de l’embryon: les polyamines.

Impacts des réarrangements génomiques chloroplastiques sur l'apparition des phénotypes de variégation chez Arabidopsis thaliana

Contrairement à la plupart des eucaryotes non-photosynthétiques, les végétaux doivent assurer la stabilité d’un génome additionnel contenu dans le plastide, un organite d’origine endosymbiotique. Malgré la taille modeste de ce génome et le faible nombre de gènes qu’il encode, celui-ci est absolument essentiel au processus de photosynthèse. Pourtant, même si ce génome est d’une importance cruciale pour le développement de la plante, les principales menaces à son intégrité, ainsi que les conséquences d’une déstabilisation généralisée de sa séquence d’ADN, demeurent largement inconnues. Dans l’objectif d’élucider les conséquences de l’instabilité génomique chloroplastique, nous avons utilisé le mutant why1why3polIb d’Arabidopsis thaliana, qui présente d’importants niveaux de réarrangements génomiques chloroplastiques, ainsi que la ciprofloxacine, un composé induisant des brisures double-brins dans l’ADN des organites. Ceci nous a permis d’établir qu’une quantité importante de réarrangements génomiques provoque une déstabilisation de la chaîne de transport des électrons photosynthétique et un grave stress oxydatif associé au processus de photosynthèse. Étonnamment, chez why1why3polIb, ces hautes concentrations d’espèces oxygénées réactives ne mènent ni à la perte de fonction des chloroplastes affectés, ni à la mort cellulaire des tissus. Bien au contraire, ce déséquilibre rédox semble être à l’origine d’une reprogrammation génique nucléaire permettant de faire face à ce stress photosynthétique et conférant une tolérance aux stress oxydatifs subséquents. Grâce à une nouvelle méthode d’analyse des données de séquençage de nouvelle génération, nous montrons également qu’un type particulier d’instabilité génomique, demeuré peu caractérisé jusqu’à maintenant, constitue une des principales menaces au maintien de l’intégrité génomique des organites, et ce, tant chez Arabidopsis que chez l’humain. Ce type d’instabilité génomique est dénommé réarrangement de type U-turn et est vraisemblablement associé au processus de réplication. Par une approche génétique, nous démontrons que les protéines chloroplastiques WHY1, WHY3 et RECA1 empêchent la formation de ce type d’instabilité génomique, probablement en favorisant la stabilisation et le redémarrage des fourches de réplication bloquées. Une forte accumulation de réarrangements de type U-turn semble d’ailleurs être à l’origine d’un sévère trouble développemental chez le mutant why1why3reca1. Ceci soulève de nombreuses questions quant à l’implication de ce type d’instabilité génomique dans de nombreux troubles et pathologies possédant une composante mitochondriale.