Tergal glands in termite soldiers of the subfamily Syntermitinae (Isoptera: Termitidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

MRT Letter: A Novel Tegumental Gland in Female Imagoes of the Neotropical Termite Cornitermes cumulans (Isoptera, Termitidae, Syntermitinae)

In general, the exocrine glands of social insects are structures involved in the chemical communication associated with social life. Here, we report the discovery of an unknown tegumental gland that is present in the female imagoes of Cornitermes cumulans and occurs next to the well-developed tergal glands that have previously been described. The tegumental glands release their secretion in the intersegmental membrane and are composed of bicellular units, a secretory cell and a canal cell, that are closely located to the epidermal cells in the inferior part of the eighth and ninth tergites. The ultrastructure of the glandular cells showed abundant smooth endoplasmic reticulum, suggesting that the secretion may be pheromonal, although its function is still unknown. These exocrine structures are facing the tergal glands, and we hypothesized that they act synergistically with the tergal glands to generate short-range attraction during tandem behavior. Microsc. Res. Tech. 73: 1005-1008, 2010. (C) 2010 Wiley-Liss, Inc.

Mandibular glands in reproductives of asian termite coptotermes gestroi (Isoptera: Rhinotermitidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Revascularization and tissue regeneration of an empty root canal space is enhanced by a direct blood supply and stem cells

Background Regenerative endodontics is an innovative treatment concept aiming to regenerate pulp, dentin and root structures. In the diseased or necrotic tooth, the limitation in vascular supply renders successful tissue regeneration/generation in a whole tooth challenging. The aim of this study is to evaluate the ability of vascularized tissue to develop within a pulpless tooth using tissue engineering techniques. Materials and methods A pulpless tooth chamber, filled with collagen I gel containing isolated rat dental pulp cells (DPC) and angiogenic growth factors, was placed into a hole created in the femoral cortex or into its own tooth socket, respectively. The gross, histological and biochemical characteristics of the de novo tissue were evaluated at 4 and 8weeks post-transplantation. Results Tooth revascularization and tissue generation was observed only in the femur group, confirming the important role of vascular supply in tissue regeneration. The addition of cells and growth factors significantly promoted connective tissue production in the tooth chamber. Conclusion Successful revascularization and tissue regeneration in this model demonstrate the importance of a direct vascular supply and the advantages of a stem cell approach. © 2012 John Wiley & Sons A/S.

Gut contents of bighead carp (Aristichthys nobilis) and the processing and digestion of algal cells in the alimentary canal

Bighead carp is one of the most important freshwater filter-feeding fish of Chinese aquaculture. In recent decades, there have been a number of contradictory conclusions on the digestibility of algae by bighead carp based on the results from gut contents and digestive enzyme analysis or radiolabelled isotope techniques. Phytoplankton in the gut contents of bighead carp (cultured in a large net cage in Lake Donghu) were studied during March-May. In biomass, the dominant phytoplankters in the fore-gut contents were the centric diatom Cyclotella (average 54.5%, range 33.8-74.3%) and the dinoflagellate Cryptomonas (average 22.8%, range 6.8-55.8%). Phytoplankton in water samples were generally present in proportionate amounts in samples from the fore-guts of bighead carp. The size of most phytoplankton present in the intestine of bighead carp was between 8 and 20 mum in length. Bighead carp was also able to collect particles (as small as 5-6 mum) much smaller than their filtering net meshes, suggesting the importance of mucus in collecting small particles, Examination of the change in the integrity of Cyclotella on passage through the esophagus of bighead carp indicated that disruption of the algal cell walls is principally by the pharyngeal teeth, explaining the previous contradictory conclusions. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

The induction of cytotoxicity, oxidative stress, and genotoxicity by root canal sealers in mammalian cells

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spinal cord injury reveals multilineage differentiation of ependymal cells

Spinal cord injury often results in permanent functional impairment. Neural stem cells present in the adult spinal cord can be expanded in vitro and improve recovery when transplanted to the injured spinal cord, demonstrating the presence of cells that can promote regeneration but that normally fail to do so efficiently. Using genetic fate mapping, we show that close to all in vitro neural stem cell potential in the adult spinal cord resides within the population of ependymal cells lining the central canal. These cells are recruited by spinal cord injury and produce not only scar-forming glial cells, but also, to a lesser degree, oligodendrocytes. Modulating the fate of ependymal progeny after spinal cord injury may offer an alternative to cell transplantation for cell replacement therapies in spinal cord injury.

Étude moléculaire des mécanismes d’action de potentiateurs du canal CFTR sur le canal KCa3.1

Les cellules épithéliales des voies aériennes respiratoires sécrètent du Cl- via le canal CFTR. La fibrose kystique est une maladie génétique fatale causée par des mutations de ce canal. La mutation la plus fréquente en Amérique du Nord, ∆F508, met en péril la maturation de la protéine et affecte les mécanismes d’activation du canal. Au cours des dernières années, plusieurs molécules ont été identifiées par criblage à haut débit qui peuvent rétablir l’activation de protéines CFTR mutées. Ces molécules sont nommées potentiateurs. Les canaux K+ basolatéraux, dont KCa3.1, jouent un rôle bien documenté dans l’établissement d’une force électromotrice favorable à la sécrétion de Cl- par CFTR dans les cellules épithéliales des voies aériennes respiratoires. Il a par exemple été démontré que l’application de 1-EBIO, un activateur de KCa3.1, sur des monocouches T84 résulte en une augmentation soutenue de la sécrétion de Cl- et que cette augmentation était réversible suite à l’application de CTX, un inhibiteur de KCa3.1(Devor et al., 1996). Dans le cadre d’une recherche de potentiateurs efficaces en conditions physiologiques et dans un contexte global de transport trans-cellulaire, il devient essentiel de considérer les effets des potentiateurs de CFTR sur KCa3.1. Une caractérisation électrophysiologique par la méthode du patch clamp et structurelle via l’utilisation de canaux modifiés par mutagenèse dirigée de différents potentiateurs de CFTR sur KCa3.1 fut donc entreprise afin de déterminer l’action de ces molécules sur l’activité de KCa3.1 et d’en établir les mécanismes. Nous présentons ici des résultats portant sur les effets sur KCa3.1 de quelques potentiateurs de CFTR possédant différentes structures. Un criblage des effets de ces molécules sur KCa3.1 a révélé que la genisteine, le SF-03, la curcumine et le VRT-532 ont des effets inhibiteurs sur KCa3.1. Nos résultats suggèrent que le SF-03 pourrait agir sur une protéine accessoire et avoir un effet indirect sur KCa3.1. La curcumine aurait aussi une action inhibitrice indirecte, probablement via la membrane cellulaire. Nos recherches sur les effets du VRT-532 ont montré que l’accessibilité au site d’action de cette v molécule est indépendante de l’état d’ouverture de KCa3.1. L’absence d’effets inhibiteurs de VRT-532 sur le mutant constitutivement actif V282G indique que cette molécule pourrait agir via l’interaction CaM-KCa3.1 et nécessiter la présence de Ca2+ pour agir. Par ailleurs, un autre potentiateur de CFTR, le CBIQ, a des effets potentiateurs sur KCa3.1. Nos résultats en canal unitaire indiquent qu’il déstabilise un état fermé du canal. Nos travaux montrent aussi que CBIQ augmente la probabilité d’ouverture de KCa3.1 en conditions sursaturantes de Ca2+, ainsi que son affinité apparente pour le Ca2+. Des expériences où CBIQ est appliqué en présence ou en absence de Ca2+ ont indiqué que l’accessibilité à son site d’action est indépendante de l’état d’ouverture de KCa3.1, mais que la présence de Ca2+ est nécessaire à son action. Ces résultats sont compatibles avec une action de CBIQ déstabilisant un état fermé du canal. Finalement, des expériences en Ba2+ nous ont permis d’investiguer la région du filtre de sélectivité de KCa3.1 lors de l’action de CBIQ et nos résultats pointent vers une action de CBIQ dans cette région. Sur la base de nos résultats nous concluons que CBIQ, un potentiateur de CFTR, aurait un effet activateur sur KCa3.1 via la déstabilisation d’un état fermé du canal à travers une action sur sa ‘gate’ au niveau du filtre de sélectivité. De plus, les potentiateurs de CFTR ayant montré des effets inhibiteurs sur KCa3.1 pourraient agir via la membrane ou via une protéine accessoire du canal ou sur l’interaction CaM-KCa3.1. Dans l’optique de traitements potentiels de la fibrose kystique, nos résultats indiquent que le CBIQ pourrait être un potentiateur efficace pusiqu’il est capable de trimuler à la fois KCa3.1 et CFTR. Par contre, dans les cas du VRT-532 et du SF-03, une inhibition de KCa3.1 pourraient en faire des potentiateurs moins efficaces.

Implications des canaux K+ sur la régulation génique du canal ENaC, et impact de l'hyperglycémie sur le transport ionique et la réparation de l'épithélium respiratoire

Dans mon projet de doctorat, j’ai étudié des fonctions primordiales de l’épithélium respiratoire telles que la régulation du transport ionique, la clairance liquidienne et la réparation épithéliale. J’ai particulièrement mis l’emphase sur le rôle des canaux potassiques qui interviennent dans ces trois fonctions de l’épithélium respiratoire. J’ai tout d’abord prouvé que la modulation des canaux potassiques régulait l’activité du promoteur de αENaC, en partie via la voie de signalisation ERK1/2, dans des cellules alvéolaires. Cette régulation entraîne une variation de l’expression génique et protéique du canal ENaC. Physiologiquement, il en résulte une augmentation du phénomène de clairance liquidienne suite à l’activation des canaux K+, tandis que l’inhibition de ces canaux la diminue sévèrement. J’ai aussi pu démontrer que l’absence de canal KvLQT1 entraînait une diminution du courant (ENaC) sensible à l’amiloride, dans les cellules de trachée en culture primaire, isolées de souris KO pour kcnq1. Dans la seconde partie de mon étude, j’ai évalué l’impact de l’hyperglycémie sur la capacité de transport ionique et de réparation de cellules épithéliales bronchiques saines ou Fibrose Kystique. Mes résultats montrent que l’hyperglycémie diminue le transport transépithélial de chlore et le transport basolatéral de potassium. Des études préalables du laboratoire ayant montré que les canaux K+ et Cl- contrôlent les processus de réparation, j’ai donc évalué si ceux-ci étaient modifiés par l’hyperglycémie. Et en effet, l’hyperglycémie ralentit la vitesse de réparation des cellules issues des voies aériennes (CFBE-wt et CFBE-ΔF508). J’ai donc démontré que le transport de potassium intervenait dans des fonctions clés de l’épithélium respiratoire, comme dans la régulation génique de canaux ioniques, le contrôle de la clairance liquidienne alvéolaire, et que l’hyperglycémie diminuait le transport ionique (K+ et Cl-) et la réparation épithéliale.

Modulation de l’adressage membranaire et de la fonction du canal CaV2.3 par les résidus leucine du domaine guanylate kinase impliqués dans la liaison à forte affinité de CaVβ

Les canaux Ca2+ activés par le voltage (CaV) sont des protéines membranaires qui génèrent des courants Ca2+ dans les cellules excitables suite à une dépolarisation membranaire. Ces complexes oligomériques sont classifiés selon les propriétés structurelles de la sous-unité principale qui forme le pore du canal, soit la sous-unité CaVα1. La sous-unité auxiliaire CaVβ module l’expression membranaire et la dépendance au voltage du « gating » de la sous-unité CaVα1 des canaux HVA (« high-voltage-activated ») CaV1 et CaV2. La sous-unité CaVβ est formée par un domaine SH3 (« Src homology-3 ») connecté à un domaine GK (« guanylate kinase-like ») par le biais d’un domaine variable HOOK. Dans le but d’identifier les résidus dans la CaVβ3 qui sont responsables de la densité membranaire du CaV2.3, nous avons produit des mutants de la sous-unité auxiliaire le long de ses domaines fonctionnels. Cela dit, la délétion complète du domaine SH3 ainsi que la délétion du domaine HOOK n’ont pas modifié la densité membranaire de CaV2.3 ni ses propriétés d’activation. Cependant, la délétion de cinq résidus dans le domaine GK interrompt l’expression membranaire et l’expression fonctionnelle de CaV2.3. La mutation de résidus identifiés précédemment comme soutenant une affinité de liaison de l’ordre du nanomolaire dans le domaine GK de CaVβ n’a pas modifié de manière significative l’adressage membranaire de CaV2.3. Toutefois, les mutations de quatre résidus leucine dans les régions α3, α6, β10 et α9 du domaine GK ont grandement réduit l’adressage membranaire du canal CaV2.3. Nos résultats confirment que le domaine GK contient les déterminants moléculaires responsables de la fonction chaperone de CaVβ. Cela dit, l’adressage membranaire induit par CaVβ semble être déterminé par des éléments structuraux qui ne sont pas strictement dépendants d’une liaison à haute affinité de CaVβ sur CaVα1.

Rat protease-activated receptor–1 (rPAR1) expression and characterization in Sf9 cells

Connue pour son rôle dans la cascade de coagulation, la thrombine, une protéase à sérine, peut également agir par l’intermédiaire de PAR1, un récepteur activé par protéase et couplé aux protéines G liant le GTP (GPCR). La thrombine se lie et clive l’extrémité N-terminale du PAR1 entre l’Arg41 et la Ser42, exposant une nouvelle extrémité terminale qui agit elle-même comme un ligand. La thrombine et une séquence peptidique de cinq acides aminés, composée des résidus Ser42 à Arg46, nommée PAR1-AP, déclenchent dans diverses cellules de mammifères une réponse intracellulaire comportant une composante calcique. Dans cette étude, le système d’expression par baculovirus dans les cellules Sf9 d'insecte nous a permis d'exprimer le récepteur PAR1 du rat à la surface de ces cellules et de réaliser son couplage fonctionnel à leur signalisation intracellulaire (modèle rPAR1-Sf9). La composante calcique de celle-ci, en réponse au PAR1-AP, a ensuite été étudiée en détail à l’aide de la sonde fluorescente Fura-2 et de plusieurs inhibiteurs agissant sur les canaux calciques ou d'autres éléments de la cascade de signalisation du calcium intracellulaire. Lorsque le milieu extracellulaire contient du calcium (Ca2+), la thrombine ou PAR1-AP déclenchent un signal calcique qui consiste en une augmentation rapide de [Ca2+]i suivi d’un plateau relativement soutenu, puis d'un retour lent vers le niveau de base initial. En l'absence de Ca2+ dans le milieu extracellulaire, l'augmentation initiale rapide de [Ca2+]i est suivie d'un retour rapide vers le [Ca2+]i de base. À l’aide d’inhibiteurs de canaux calciques, tels que le lanthane, la nifédipine et le D-600, l'entrée du calcium du milieu extracellulaire dans les cellules est inhibée, abolissant le plateau soutenu de [Ca2+]i. L’inhibition de la pompe Ca2+-ATPase par la thapsigargine supprime la réponse au PAR1-AP après épuisement des sites de stockage de Ca2+intracellulaire. Le TMB-8 agit de façon discordante quant à l’inhibition de la libération de Ca2+ des sites de stockage intracellulaires. La réponse à PAR1-AP n’est pas affectée par le D-609, un inhibiteur de la phospholipase β. L’inhibition de la protéine kinase C (PKC) par le bisindolylmaléimide induit des oscillations en présence de Ca2+ extracellulaire et atténue fortement le signal calcique en absence de Ca2+ extracellulaire. En présence de Ca2+ extracellulaire, l’activation de la PKC par le PBDu tronque le flux de [Ca2+]i tandis que la réponse calcique est abolie en absence de Ca2+ dans le milieu extracellulaire. Le H-89, un inhibiteur de la protéine kinase A (PKA), cause une prolongation de la durée du plateau de [Ca2+]i dans un milieu riche en calcium et la suppression de la réponse à PAR1-AP lorsque le milieu extracellulaire est dépourvu de Ca2+. Les résultats obtenus nous permettent de conclure que la PKC et possiblement la PKA jouent un rôle critique dans la mobilisation du Ca2+ induite par le PAR1-AP dans le modèle rPAR1-Sf9.

Étude structurale et fonctionnelle du canal potassium dépendant du voltage KvAP

Les canaux ioniques dépendants du voltage sont responsables de l'initiation et de la propagation des potentiels d'action dans les cellules excitables. De nombreuses maladies héréditaires (channelopathies) sont associées à un contrôle défectueux du voltage par ces canaux (arythmies, épilepsie, etc.). L’établissement de la relation structure-fonction exacte de ces canaux est donc crucial pour le développement de nouveaux agents thérapeutiques spécifiques. Dans ce contexte, le canal procaryote dépendant du voltage et sélectif au potassium KvAP a servi de modèle d’étude afin d’approfondir i) le processus du couplage électromécanique, ii) l’influence des lipides sur l’activité voltage-dépendante et iii) l’inactivation de type closed-state. Afin de pallier à l’absence de données structurales dynamiques du côté cytosolique ainsi que de structure cristalline dans l’état fermé, nous avons mesuré le mouvement du linker S4-S5 durant le gating par spectroscopie de fluorescence (LRET). Pour ce faire, nous avons utilisé une technique novatrice du contrôle de l’état conformationnel du canal en utilisant les lipides (phospholipides et non phospholipides) au lieu du voltage. Un modèle dans l’état fermé a ainsi été produit et a démontré qu’un mouvement latéral modeste de 4 Å du linker S4-S5 est suffisant pour mener à la fermeture du pore de conduction. Les interactions lipides - canaux jouent un rôle déterminant dans la régulation de la fonction des canaux ioniques mais ne sont pas encore bien caractérisées. Nous avons donc également étudié l’influence de différents lipides sur l’activation voltage - dépendante de KvAP et mis en évidence deux sites distincts d’interactions menant à des effets différents : au niveau du senseur de voltage, menant au déplacement de la courbe conductance-voltage, et du côté intracellulaire, influençant le degré de la pente de cette même courbe. Nous avons également démontré que l’échange de lipides autour de KvAP est extrêmement limité et affiche une dépendance à l’état conformationnel du canal, ne se produisant que dans l’état ouvert. KvAP possède une inactivation lente particulière, accessible depuis l'état ouvert. Nous avons étudié les effets de la composition lipidique et de la température sur l'entrée dans l'état inactivé et le temps de récupération. Nous avons également utilisé la spectroscopie de fluorescence (quenching) en voltage imposé afin d'élucider les bases moléculaires de l’inactivation de type closed-state. Nous avons identifié une position à la base de l’hélice S4 qui semble impliquée à la fois dans le mécanisme responsable de ce type d'inactivation et dans la récupération particulièrement lente qui est typique du canal KvAP.

Matrix Metalloproteinase Expression in Teeth with Apical Periodontitis Is Differentially Modulated by the Modality of Root Canal Treatment

Introduction: The objective of this study was to investigate the expression of matrix metalloproteinases (MM Ps) in apical periodontitis and during the periapical healing phase after root canal treatment. Methods: Apical periodontitis was induced in dog teeth, and root canal treatment was performed in a single visit or by using an additional calcium hydroxide root canal dressing. One hundred eighty days after treatment the presence of inflammation was examined, and tissues were stained to detect bacteria. Bacterial status was correlated to the degree of tissue organization, and to further investigate molecules involved in this process, tissues were stained for MMP-1, MMP-2, MMP-8, and MMP-9. Data were analyzed by using one-way analysis of variance followed by Tukey test or Kruskal-Wallis followed by Dunn test. Results: Teeth with apical periodontitis that had root canal therapy performed in a single visit presented an intense inflammatory cell infiltrate. Periapical tissue was extremely disorganized, and this was correlated with the presence of bacteria. Higher MMP expression was evident, similar to teeth with untreated apical periodontitis. In contrast, teeth with apical periodontitis submitted to root canal treatment with calcium hydroxide presented a lower inflammatory cell infiltrate. This group had moderately organized connective tissue, lower prevalence of bacteria, and lower number of MMP-positive cells, similar to healthy teeth submitted to treatment. Conclusions: Teeth treated with calcium hydroxide root canal dressing exhibited a lower percentage of bacterial contamination, a lower MMP expression, and a more organized extracellular matrix, unlike those treated in a single visit. This suggests that calcium hydroxide might be beneficial in tissue repair processes. (J Endod 2010;36:231-237)

Preliminary study of the inflammatory response to subcutaneous implantation of three root canal sealers

P>Aim To evaluate the kinetics of the inflammatory tissue response to three root canal sealers using a physicochemical method for quantification of the enhanced vascular permeability and histopathological analysis. Methodology Twenty-eight male Wistar rats randomly assigned to four groups according to the evaluation periods (1, 3, 7 and 14 days) were used to assess the vascular permeability and histopathological reaction to RoekoSeal, AH Plus and Sealapex (new formulation) sealers, using saline and Chloropercha as negative and positive controls, respectively. Seven rats were sacrificed per period. The biocompatibility of the sealers was evaluated spectrophotometrically and histopathologically. Results At day 14, Sealapex produced significantly more inflammatory exudate than AH Plus and RoekoSeal (P < 0.05); however, there was no significant difference between AH Plus and RoekoSeal (P > 0.05). Sealapex (new formulation) was the most irritating sealer, producing severe inflammation with the presence of multinucleated giant cells. RoekoSeal was the most biocompatible sealer, producing the least amount of inflammatory exudate. Conclusions RoekoSeal root canal sealer was biocompatible when implanted in connective tissue.

High-power diode laser in the disinfection in depth of the root canal dentin

Objective. The objective of this study was to evaluate the disinfection degree of dentine caused by the use of diode laser after biomechanical procedures. Study design. Thirty teeth were sectioned and roots were autoclaved and incubated for 4 weeks with a suspension of Enterococcus faecalis. The specimens were randomly divided into 3 groups (n = 10): G1, instrumented with rotary files, irrigated with 0.5% sodium hypochlorite and 17% EDTA-T, and then irradiated by 830-nm diode laser at 3 W; G2, the same procedures as G1 but without laser irradiation; and G3, irrigation with saline solution (control). Dentin samples of each third were collected with carbide burs and aliquots were sowed to count viable cells. Results. The disinfection degree achieved was 100% in G1 and 98.39% in G2, when compared to the control group (G3). Conclusion. Diode laser irradiation provided increased disinfection of the deep radicular dentin in the parameters and samples tested.