An investigation of the effect of some stable nitroxide antioxidants in prostate cancer cells

The risk of prostate cancer and disease progression may potentially be increased by oxidative stress. This project examined the stability of nitroxide antioxidants and their effects on cell growth, survival and gene regulation in prostate cancer cells. The novel nitroxide, CTMIO, synthesised here at QUT, was found to have minimal toxicity and modulated the expression of a subset of oxidative stress and antioxidant-related genes distinct from those regulated by a related derivative. This study has provided a step forward in our understanding of the mechanism of action of nitroxides within cells.

Functional Analysis of Nuclear beta-Adrenergic Receptors in the Myocardium

Récemment plusieurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) ont été caractérisés au niveau des membranes intracellulaires, dont la membrane nucléaire. Notre objectif était de déterminer si les sous-types de récepteurs β-adrénergiques (βAR) et leurs machineries de signalisation étaient fonctionnels et localisés à la membrane nucléaire des cardiomyocytes. Nous avons démontré la présence des β1AR et β3AR, mais pas du β2AR à la membrane nucléaire de myocytes ventriculaires adultes par immunobuvardage, par microscopie confocale, et par des essais fonctionnels. De plus, certains partenaires de signalisation comme les protéines GαS, Gαi, l’adénylate cyclase II, et V/VI y étaient également localisés. Les sous-types de βAR nucléaires étaient fonctionnels puisqu'ils pouvaient lier leurs ligands et activer leurs effecteurs. En utilisant des noyaux isolés, nous avons observé que l'agoniste non-sélectif isoprotérénol (ISO), et que le BRL37344, un ligand sélectif du β3AR, stimulaient l'initiation de la synthèse de l’ARN, contrairement à l'agoniste sélectif du β1AR, le xamotérol. Cette synthèse était abolie par la toxine pertussique (PTX). Cependant, la stimulation des récepteurs nucléaires de type B de l’endothéline (ETB) causaient une réduction de l'initiation de la synthèse d’ARN. Les voies de signalisations impliquées dans la régulation de la synthèse d’ARN par les RCPGs ont ensuite été étudiées en utilisant des noyaux isolés stimulés par des agonistes en présence ou absence de différents inhibiteurs des voies MAP Kinases (proteines kinases activées par mitogènes) et de la voie PI3K/PKB. Les protéines impliquées dans les voies de signalisation de p38, JNK, ERK MAP Kinase et PKB étaient présents dans les noyaux isolés. L'inhibition de PKB par la triciribine, inhibait la synthèse d’ARN. Nous avons ensuite pu mettre en évidence par qPCR que la stimulation par l’ISO entrainait une augmentation du niveau d'ARNr 18S ainsi qu’une diminution de l'expression d’ARNm de NFκB. En contraste, l’ET-1 n’avait aucun effet sur le niveau d’expression de l’ARNr 18S. Nous avons ensuite montré que la stimulation par l’ISO réduisait l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l'activation de NFκB, tandis que l’inhibition de ERK1/2 et PKB renversait cet effet. Un microarray global nous a ensuite permis de démontrer que les βARs et les ETRs nucléaires régulaient un grand nombre de gènes distincts. Finalement, les βARs et ETRs nucléaires augmentaient aussi une production de NO de noyaux isolés, ce qui pouvait être inhibée par le LNAME. Ces résultats ont été confirmés dans des cardiomyocytes intacts en utilisant des analogues cagés et perméables d’ISO et de l'ET-1: l'augmentation de NO nucléaire détectée par DAF2-DA, causée par l'ET-1 et l'ISO, pouvait être prévenue par le LNAME. Finalement, l’augmentation de l’initiation de la transcription induite par l'ISO était aussi bloquée par le L-NAME ou par un inbitheur de PKG, le KT5823, suggérant que la voie NO-GC-PKG est impliquée dans la régulation de la transcription par les βAR. En conclusion, les βARs et les ETRs nucléaires utilisent des voies de signalisation différentes et exercent ainsi des effets distincts sur l’expression des gènes cardiaques. Ils représentent donc une avenue intéressante pour le développement de drogues pharmacologiques.

Perfil global de expressão de micro-RNAS circulantes como marcadores de resposta terapêutica na leucemia mielóide crônica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Morphological alterations and gene and protein expression profiling of bladder tumor cells after treatment with gemcitabine.

Chemical agents used in cancer therapy are associated with cell cycle arrest, activation or deactivation of mechanisms associated to DNA repair and apoptosis. However, due to the complexity of biological systems, the molecular mechanisms responsible for these activities are not fully understood. Thus, studies about gene and protein expression have shown promising results for understanding the mechanisms related to cellular responses and regression of cancer after chemotherapy. This study aimed to evaluate the gene and protein expression profiling in bladder transitional cell carcinoma (TCC) with different TP53 status after gemcitabine (1.56 μM) treatment. The RT4 (grade 1, TP53 wild type), 5637 (grade 2, TP53 mutated) and T24 (grade 3, TP53 mutated) cell lines were used. PCR arrays and mass spectrometry were used to analyze gene and protein expression, respectively. Morphological alterations were observed using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results of PCR array showed that gemcitabine activity was mainly related to CDKN1A, GADD45A and SERTDA1 overexpression, and BAX overexpression only in the wild type TP53 cells. Mass spectrometry demonstrated that gemcitabine modulated the protein expression, especially those from genes related to apoptosis, transport of vesicles and stress response. Analyses using SEM and TEM showed changes in cell morphology independently on the cell line studied. The observed decreased number of microvillus suggests low contact among the cells and between cell and extracellular matrix; irregular forms might indicate actin cytoskeleton deregulation; and the reduction in the amount of organelles and core size might indicate reduced cellular metabolism. In conclusion, independently on TP53 status or grade of bladder tumor, gemcitabine modulated genes related to the cell cycle and apoptosis, that reflected in morphological changes indicative of future cell death.

Mechanismen der Resistenz und Sensitivierung von menschlichen malignen Melanomzellen gegenüber DNA-alkylierenden Zytostatika

Das metastasierende maligne Melanom ist durch eine geringe p53-Mutations-Rate und eine hohe Resistenz gegenüber Chemotherapie mit alkylierenden Agenzien wie Fotemustin (FM) und Temozolomid (TMZ) gekennzeichnet. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von p53 in der Resistenz von malignen Melanomzellen gegenüber FM untersucht und Möglichkeiten zur Sensitivierung von Melanomzellen gegenüber TMZ und FM aufgezeigt.rnAusgangspunkt war die Beobachtung, dass p53 Wildtyp (p53wt) Melanomzellen resistenter gegenüber FM sind als p53 mutierte (p53mt) Zellen. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass eine FM-Behandlung in p53wt Zellen eine Stabilisierung von p53 und eine Induktion des p53-Zielproteins p21 bewirkte. Mithilfe einer p53wt Zelllinie, welche einen p53 Knockdown trägt, konnte gezeigt werden, dass p53 für die geringe Apoptose-Rate nach FM-Behandlung verantwortlich ist. Eine Untersuchung der Interstrang-Crosslink (ICL)-Reparaturkapazität zeigte, dass p53mt Zellen im Gegensatz zu p53wt Zellen nicht in der Lage sind, FM-induzierte ICL zu reparieren. Dies ging mit einer im Vergleich zu p53wt Zellen starken DNA-Schadensantwort einher. Die Gene für die Proteine DDB2 und XPC wurden als durch FM regulierte DNA-Reparatur-Gene identifiziert, deren Induktion p53-abhängig und lang anhaltend (bis zu 144 h) erfolgt. Da XPC Knockdown-Zellen sensitiver als ihre Kontrollzellen gegenüber FM reagierten, konnte die biologische Relevanz von XPC bei der ICL-Reparatur bestätigt werden. Anhand von Xenograft-Tumoren wurde gezeigt, dass FM auch in situ eine Induktion von DDB2 und XPC auslöst. Die Beobachtung, dass DNA-Reparatur-Gene nach FM-Behandlung hochreguliert werden, liefert eine Erklärung für das schlechte Ansprechen von Melanomen auf eine Therapie mit ICL-induzierenden Chemotherapeutika.rnDes Weiteren befasste sich die vorliegende Arbeit mit Möglichkeiten zur Sensitivierung von Melanomzellen gegenüber den Chemotherapeutika TMZ und FM. In diesem Zusammenhang wurde Valproinsäure (VPA), ein in der Epilepsie-Therapie verwendetes Medikament und Histondesacetylase (HDAC)-Hemmer, bezüglich der chemosensitivierenden Wirkung untersucht. Zunächst konnte der in der Literatur häufig beschriebene stabilisierende Effekt von VPA auf „wildtypisches“ p53-Protein und destabilisierende Effekt auf mutiertes p53-Protein bestätigt werden. Zwei der vier untersuchten Zelllinien konnten mithilfe von VPA gegenüber TMZ sensitiviert werden, während nur eine der vier untersuchten Zelllinien gegenüber FM sensitiviert werden konnte. VPA begünstigt die Induktion von Apoptose, während der Effekt auf die Induktion von Nekrose nur gering ausfiel. Eine Wirkung von VPA auf die Aktivität des Resistenz-vermittelnden Enzyms O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT) wurde nicht beobachtet. Zudem wurde ausgeschlossen, dass die Sensitivierung gegenüber TMZ und FM, welche S-Phase abhängige Gentoxine sind, auf einer VPA-induzierten Erhöhung der Proliferation beruht. Mithilfe einer Zelllinie, welche stabil dominant-negatives FADD (Fas-associated death domain) exprimiert, konnten keine Hinweise auf eine Beteiligung des extrinsischen Apoptose-Signalwegs an der VPA-vermittelten Sensitivierung gewonnen werden. Gleichzeitig wurde gezeigt, dass VPA keine Induktion der niedrig exprimierten Procaspase-8 verursachte. Mithilfe eines PCR-Arrays wurden transaktivierende und –reprimierende Effekte von VPA auf die Genexpression gezeigt, wobei das proapoptotische Protein BAX (Breakpoint cluster-2-associated x protein) als ein in der Sensitivierung involviertes Kandidatengen identifiziert wurde. Obwohl eine vollständige Aufklärung der dem Sensitivierungseffekt von VPA zu Grunde liegenden Mechanismen nicht erbracht werden konnte, zeigen die in dieser Arbeit erlangten Beobachtungen einen vielversprechenden Weg zur Überwindung der Resistenz von Melanomzellen gegenüber DNA-alkylierenden Zytostatika auf.rn

Different molecular and structural adaptations with eccentric and conventional strength training in elderly men and women

Reprogramming of gene expression contributes to structural and functional adaptation of muscle tissue in response to altered use. The aim of this study was to investigate mechanisms for observed improvements in leg extension strength, gain in relative thigh muscle mass and loss of body and thigh fat content in response to eccentric and conventional strength training in elderly men (n = 14) and women (n = 14; average age of the men and women: 80.1 ± 3.7 years) by means of structural and molecular analyses. Biopsies were collected from m. vastus lateralis in the resting state before and after 12 weeks of training with two weekly resistance exercise sessions (RET) or eccentric ergometer sessions (EET). Gene expression was analyzed using custom-designed low-density PCR arrays. Muscle ultrastructure was evaluated using EM morphometry. Gain in thigh muscle mass was paralleled by an increase in muscle fiber cross-sectional area (hypertrophy) with RET but not with EET, where muscle growth is likely occurring by the addition of sarcomeres in series or by hyperplasia. The expression of transcripts encoding factors involved in muscle growth, repair and remodeling (e.g., IGF-1, HGF, MYOG, MYH3) was increased to a larger extent after EET than RET. MicroRNA 1 expression was decreased independent of the training modality, and was paralleled by an increased expression of IGF-1 representing a potential target. IGF-1 is a potent promoter of muscle growth, and its regulation by microRNA 1 may have contributed to the gain of muscle mass observed in our subjects. EET depressed genes encoding mitochondrial and metabolic transcripts. The changes of several metabolic and mitochondrial transcripts correlated significantly with changes in mitochondrial volume density. Intramyocellular lipid content was decreased after EET concomitantly with total body fat. Changes in intramyocellular lipid content correlated with changes in body fat content with both RET and EET. In the elderly, RET and EET lead to distinct molecular and structural adaptations which might contribute to the observed small quantitative differences in functional tests and body composition parameters. EET seems to be particularly convenient for the elderly with regard to improvements in body composition and strength but at the expense of reducing muscular oxidative capacity.

Studies on thin film based flexible gold electrode arrays for resistivity imaging in electrical impedance tomography

Practical phantoms are essential to assess the electrical impedance tomography (EIT) systems for their validation, calibration and comparison purposes. Metal surface electrodes are generally used in practical phantoms which reduce the SNR of the boundary data due to their design and development errors. Novel flexible and biocompatible gold electrode arrays of high geometric precision are proposed to improve the boundary data quality in EIT. The flexible gold electrode arrays are developed on flexible FR4 sheets using thin film technology and practical gold electrode phantoms are developed with different configurations. Injecting a constant current to the phantom boundary the surface potentials are measured by a LabVIEW based data acquisition system and the resistivity images are reconstructed in EIDORS. Boundary data profile and the resistivity images obtained from the gold electrode phantoms are compared with identical phantoms developed with stainless steel electrodes. Surface profilometry, microscopy and the impedance spectroscopy show that the gold electrode arrays are smooth, geometrically precised and less resistive. Results show that the boundary data accuracy and image quality are improved with gold electrode arrays. Results show that the diametric resistivity plot (DRP), contrast to noise ratio (CNR), percentage of contrast recovery (PCR) and coefficient of contrast (COC) of reconstructed images are improved in gold electrode phantoms. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise da expressão dos genes STEAP1 e STEAP2 em adenocarcinomas de próstata por RT-PCR quantitativa em tempo real

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Identificação e análise da expressão de genes relacioanados com tolerância à seca em soja através de microarranjos de DNA e PCR em tempo real

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Whole genome analysis: Experimental access to all genome sequenced segments through larger-scale efficient oligonucleotide synthesis and PCR

The recent ability to sequence whole genomes allows ready access to all genetic material. The approaches outlined here allow automated analysis of sequence for the synthesis of optimal primers in an automated multiplex oligonucleotide synthesizer (AMOS). The efficiency is such that all ORFs for an organism can be amplified by PCR. The resulting amplicons can be used directly in the construction of DNA arrays or can be cloned for a large variety of functional analyses. These tools allow a replacement of single-gene analysis with a highly efficient whole-genome analysis.

Peripherally η1-Platinated Organometallic Porphyrins as Building Blocks for Multiporphyrin Arrays

The modification of peripherally metalated meso-η1-platiniometalloporphyrins, such as trans-[PtBr(NiDAPP)(PPh3)2] (H2DAPP = 5-phenyl-10,20-bis(3‘,5‘-di-tert-butylphenyl)porphyrin), leads to the analogous platinum(II) nitrato and triflato electrophiles in almost quantitative yields. Self-assembly reactions of these meso-platinioporphyrin tectons with pyridine, 4,4‘-bipyridine, or various meso-4-pyridylporphyrins in chloroform generate new multicomponent organometallic porphyrin arrays containing up to five porphyrin units. These new types of supramolecular arrays are formed exclusively in high yields and are stable in solution or in the solid state for extended periods. They were characterized by multinuclear NMR and UV−visible spectroscopy as well as high-resolution electrospray ionization mass spectrometry.

Prevalence and occurrence of zoonotic bacterial pathogens in surface waters determined by quantitative PCR

The prevalence and concentrations of Campylobacter jejuni, Salmonella spp. and enterohaemorrhagic E. coli (EHEC) were investigated in surface waters in Brisbane, Australia using quantitative PCR (qPCR) based methodologies. Water samples were collected from Brisbane City Botanic Gardens (CBG) Pond, and two urban tidal creeks (i.e., Oxley Creek and Blunder Creek). Of the 32 water samples collected, 8 (25%), 1 (3%), 9 (28%), 14 (44%), and 15 (47%) were positive for C. jejuni mapA, Salmonella invA, EHEC O157 LPS, EHEC VT1, and EHEC VT2 genes, respectively. The presence/absence of the potential pathogens did not correlate with either E. coli or enterococci concentrations as determined by binary logistic regression. In conclusion, the high prevalence, and concentrations of potential zoonotic pathogens along with the concentrations of one or more fecal indicators in surface water samples indicate a poor level of microbial quality of surface water, and could represent a significant health risk to users. The results from the current study would provide valuable information to the water quality managers in terms of minimizing the risk from pathogens in surface waters.